CN106594199A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本申请公开了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，其用于接收发动机的扭矩；输出轴，其用于输出经改变的扭矩；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；以及六个控制元件，其用于将旋转元件和变速器壳体选择性地互连。

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10月19日提交的韩国专利申请第10-2015-0145634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。

背景技术

近年来，油价的上涨使得车辆制造商投入到改善车辆燃油消耗的激烈竞争中。

因此，对于发动机，进行了通过减小尺寸来减小质量并且提高燃料效率的研究。还进行了这样的研究：通过实现具有多挡位的自动变速器来最大化燃料效率以同时确保驾驶性和竞争性。

但是，对于自动变速器而言，其内部零件数量随着挡位数量的增加而增加，这会使安装性能变差，生产成本增加，重量增加和/或动力流效率降低。

因此，为了使具有更多挡位的自动变速器的燃料消耗的改善最大化，利用更少数量的部件来实现更佳的效率是很重要的。

对此，近期已经引入了八速自动变速器，而可以实现更多挡位的用于自动变速器的行星齿轮系也正在研发之中。

考虑到近年来研发的八速自动变速器的传动比跨度通常在6.5和7.5之间，这对燃料消耗的改善并不大。

对于具有9.0以上级别的八速自动变速器的传动比跨度，其难以将相邻挡位之间的级比保持为线性的，由此会使发动机的驱动效率和车辆的驱动性变差。

因此，正在研发具有九速或更多速度挡位的高效自动变速器。

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

本发明的各个方面旨在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：通过最小的复杂度，实现至少九个前进挡位和至少一个倒车挡位，增加了传动比跨度，从而改善了动力传输性能和燃料消耗性；并且实现了挡位间级比的线性化。

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，其用于接收发动机的扭矩；输出轴，其用于输出经改变的扭矩；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；以及六个控制元件，其用于将各个旋转元件以及变速器壳体选择性地互连，其中，所述输入轴可以持续地与所述第三旋转元件连接，所述输出轴可以持续地与所述第十二旋转元件连接，所述第四旋转元件可以与变速器壳体直接地连接，所述第二旋转元件可以与所述第九旋转元件持续地连接，所述第二旋转元件可以与所述第十旋转元件持续地连接，所述第五旋转元件可以与所述第十二旋转元件持续地连接，所述第七旋转元件可以与所述变速器壳体选择性地连接，六个控制元件中的三个控制元件可以被操作以实现至少九个前进挡位和至少一个倒车挡位。

所述第八旋转元件可以与所述变速器壳体选择性地连接；所述输入轴可以与所述第七旋转元件选择性地连接；所述输入轴可以与所述第十一旋转元件选择性地连接；所述第二旋转元件可以与所述第六旋转元件选择性地连接；所述第一旋转元件可以与所述第七旋转元件选择性地连接。

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

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，其输出经改变的扭矩；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；六个控制元件，其用于将旋转元件和变速器壳体选择性地互连；第一连接构件，其与第一旋转元件连接；第二连接构件，其与第二旋转元件、第九旋转元件和第十旋转元件连接；第三连接构件，其与第三旋转元件连接，并且与输入轴直接地连接；第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且与变速器壳体直接地连接；第五连接构件，其与第五旋转元件和第十二旋转元件连接，并且与输出轴直接地连接；第六连接构件，其与第六旋转元件连接，并且与第二连接构件能够选择性地连接；第七连接构件，其与第七旋转元件连接，与输入轴能够选择性地连接、与第一连接构件能够选择性地连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；第八连接构件，其与第八旋转元件连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；以及第九连接构件，其与第十一旋转元件连接，并且与输入轴能够选择性地连接。

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

所述六个控制元件可以包括：第一离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第七连接构件；第二离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第九连接构件；第三离合器，其选择性地连接所述第二连接构件和所述第六连接构件；第四离合器，其选择性地连接所述第一连接构件和所述第七连接构件；第一制动器，其选择性地连接所述第七连接构件和变速器壳体；以及第二制动器，其选择性地连接所述第八连接构件和变速器壳体。

通过六个控制元件的选择性操作而实现的挡位可以为：第一前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器和所述第二制动器的操作而实现；第二前进挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器和所述第一制动器的操作而实现；第三前进挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器和所述第四离合器的操作而实现；第四前进挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三离合器的操作而实现；第五前进挡位，其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；第六前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器和所述第一制动器的操作而实现；第七前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器和所述第二制动器的操作而实现；第八前进挡位，其通过所述第二离合器、所述第一制动器和所述第二制动器的操作而实现；第九前进挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第二制动器的操作而实现；以及倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合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，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，其用于接收发动机的扭矩；输出轴，其用于输出经改变的扭矩；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，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四旋转元件，第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第七旋转元件，第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第十旋转元件，第十一旋转元件和第十二旋转元件；第一连接构件，其与第一旋转元件连接；第二连接构件，其与第二旋转元件、第九旋转元件和第十旋转元件连接；第三连接构件，其与第三旋转元件连接，并且与输入轴直接地连接；第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且与变速器壳体直接地连接；第五连接构件，其与第五旋转元件和第十二旋转元件连接，并且与输出轴直接地连接；第六连接构件，其与第六旋转元件连接，并且与第二连接构件能够选择性地连接；第七连接构件，其与第七旋转元件连接，与输入轴能够选择性地连接、与第一连接构件能够选择性地连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；第八连接构件，其与第八旋转元件连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；第九连接构件，其与第十一旋转元件连接，并且与输入轴能够选择性地连接；第一离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第七连接构件；第二离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第九连接构件；第三离合器，其选择性地连接所述第二连接构件和所述第六连接构件；第四离合器，其选择性地连接所述第一连接构件和所述第七连接构件；第一制动器，其选择性地连接所述第七连接构件和变速器壳体；以及第二制动器，其选择性地连接所述第八连接构件和变速器壳体。

第一行星齿轮组可以包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈，其中第一旋转元件可以为第一太阳轮，第二旋转元件可以为第一行星架，第三旋转元件可以为第一内齿圈；第二行星齿轮组可以包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈，其中第四旋转元件可以为第二太阳轮，第五旋转元件可以为第二行星架，第六旋转元件可以为第二内齿圈；第三行星齿轮组可以包括第三太阳轮、第三行星架以及第三内齿圈，其中第七旋转元件可以为第三太阳轮，第八旋转元件可以为第三行星架，第九旋转元件可以为第三内齿圈；并且第四行星齿轮组可以包括第四太阳轮、第四行星架以及第四内齿圈，其中，第十旋转元件可以为第四太阳轮，第十一旋转元件可以为第四行星架，第十二旋转元件可以为第四内齿圈。

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，其用于接收发动机的扭矩；输出轴，其用于输出经改变的扭矩；第一行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一连接构件，其与第一太阳轮连接；第二连接构件，其与第一行星架、第三内齿圈和第四太阳轮连接；第三连接构件，其与第一内齿圈连接，并且与输入轴直接地连接；第四连接构件，其与第二太阳轮连接，并且与变速器壳体直接地连接；第五连接构件，其与第二行星架和第四内齿圈连接，并且与输出轴直接地连接；第六连接构件，其与第二内齿圈连接，并且与第二连接构件能够选择性地连接；第七连接构件，其与第三太阳轮连接，并且与输入轴能够选择性地连接、与第一连接构件能够选择性地连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；第八连接构件，其与第三行星架连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；第九连接构件，其与第四行星架连接，并且与输入轴能够选择性地连接；六个控制元件，其用于将连接构件与变速器壳体选择性地互连。根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以实现至少九个前进挡位和至少一个倒车挡位，所述至少九个前进挡位和至少一个倒车挡位通过由控制六个控制元件来操作作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组而形成。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系实现了大于8.0的传动比跨度，从而使发动机的驱动效率最大化。

此外，在具有高效率挡位的多挡位同时确保了挡位间级比的线性化，从而可以改善驾驶性，例如，换挡前后的加速、发动机转速的节律感等。

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、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)。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他的特性和优点，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式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图；

图2为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在各个挡位的操作图。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。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

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明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，而且覆盖可以被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选择形式、修改形式、等价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示意图。

参见图1，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系包括：设置在相同轴线上的第一行星齿轮组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、输入轴IS、输出轴OS、九个连接构件TM1至TM9、六个控制元件C1至C4和B1至B2，以及变速器壳体H；九个连接构件TM1至TM9用于将第一行星齿轮组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中的旋转元件互连。

从输入轴IS输入的扭矩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的共同协作而改变，随后经由输出轴OS输出。

各个简单的行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4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的次序进行布置。

输入轴IS为输入构件，并且来自发动机曲轴的扭矩在通过扭矩变换器进行扭矩变换后被输入至输入轴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，并且通过差动装置将经改变的扭矩传递至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1，第一行星架PC1支撑与第一太阳轮S1外接合的第一小齿轮P1，第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内接合。第一太阳轮S1作为第一旋转元件N1，第一行星架PC1作为第二旋转元件N2，第一内齿圈R1作为第三旋转元件N3。

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、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，第二行星架PC2支撑与第二太阳轮S2外接合的第二小齿轮P2，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内接合。第二太阳轮S2作为第四旋转元件N4，第二行星架PC2作为第五旋转元件N5，第二内齿圈R2作为第六旋转元件N6。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮S3、第三行星架PC3和第三内齿圈R3；第三行星架PC3支撑与第三太阳轮S3外接合的第三小齿轮P3，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内接合。第三太阳轮S3作为第七旋转元件N7，第三行星架PC3作为第八旋转元件N8，第三内齿圈R3作为第九旋转元件N9。

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、第四行星架PC4和第四内齿圈R4；第四行星架PC4支撑与第四太阳轮S4外接合的第四小齿轮P4，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内接合。第四太阳轮S4作为第十旋转元件N10，第四行星架PC4作为第十一旋转元件N11，第四内齿圈R4作为第十二旋转元件N12。

在第一行星齿轮组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的布置中，利用九个连接构件TM1至TM9，第二旋转元件N2与第九旋转元件N9和第十旋转元件N10直接地连接，第五旋转元件N5与第十二旋转元件N12直接地连接。

九个连接构件TM1至TM9的布置如下。

第一连接构件TM1与第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)连接。

第二连接构件TM2与第二旋转元件N2(第一行星架PC1)、第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)以及第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)连接。

第三连接构件TM3与第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)连接，并且与输入轴IS直接地连接，从而使得第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)连续地作为输入元件。

第四连接构件TM4与第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)连接，并且与变速器壳体H直接地连接，从而使得第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)持续地作为固定元件。

第五连接构件TM5与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)和第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)连接，并且与输出轴OS直接地连接，从而使得第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)持续地作为输出元件。

第六连接构件TM6与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)连接，并且与第二连接构件TM2可以选择性地连接。

第七连接构件TM7与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接，并且与输入轴IS可以选择性地连接、与第一连接构件TM1可以选择性地连接，以及与变速器壳体H可以选择性地连接。

第八连接构件TM8与第八旋转元件N8(第三行星架PC3)连接，并且与变速器壳体H可以选择性地连接。

第九连接构件TM9与第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)连接，并且与输入轴IS可以选择性地连接。

连接构件TM1至TM9可以通过控制元件中的四个离合器C1、C2、C3和C4而彼此选择性地互连。

连接构件TM1至TM9可以通过控制元件中的两个制动器B1和B2而与变速器壳体H能够选择性地连接。

六个控制元件C1至C4以及B1至B2设置如下。

第一离合器C1设置在输入轴IS和第七连接构件TM7之间，使得输入轴IS与第七连接构件TM7可以选择性地成为一体。

第二离合器C2设置在输入轴IS和第九连接构件TM9之间，使得输入轴IS与第九连接构件TM9可以选择性地成为一体。

第三离合器C3设置在第二连接构件TM2和第六连接构件TM6之间，使得第二连接构件TM2和第六连接构件TM6可以选择性地成为一体。

第四离合器C4设置在第一连接构件TM1和第七连接构件TM7之间，使得第一连接构件TM1和第七连接构件TM7可以选择性地成为一体。

第一制动器B1设置在第七连接构件TM7和变速器壳体H之间，使得第七连接构件TM7可以选择性地作为固定元件。

第二制动器B2设置在第八连接构件TM8和变速器壳体H之间，使得第八连接构件TM8可以选择性地作为固定元件。

这些控制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和第二制动器B2，所述控制元件可以实现为通过液压而摩擦性接合的多片液压摩擦装置。

图2为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在各个挡位的操作图。

如图2所示，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过在各个挡位操作三个控制元件来执行换挡。

在第一前进挡位D1，第三离合器C3、第四离合器C4和第二制动器B2进行操作。因此，通过第三离合器C3的操作而将第二连接构件TM2与第六连接构件TM6互连，通过第四离合器C4的操作而将第一连接构件TM1与第七连接构件TM7互连。在这种状态下，扭矩输入至第三连接构件TM3。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，通过第二制动器B2的操作而将第八连接构件TM8同时作为固定元件，从而实现第一前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第二前进挡位D2，第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1进行操作。因此，通过第三离合器C3的操作而将第二连接构件TM2与第六连接构件TM6互连，通过第四离合器C4的操作而将第一连接构件TM1与第七连接构件TM7互连。在这种状态下，扭矩输入至第三连接构件TM3。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，通过第一制动器B1的操作而将第七连接构件TM7同时作为固定元件，从而实现第二前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第三前进挡位D3，第一离合器C1、第三离合器C3和第四离合器C4进行操作。因此，通过第一离合器C1的操作而将输入轴IS与第七连接构件TM7互连，通过第三离合器C3的操作而将第二连接构件TM2与第六连接构件TM6互连，并且通过第四离合器C4的操作而将第一连接构件TM1与第七连接构件TM7互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3和第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，从而实现第三前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第四前进挡位D4，第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3进行操作。因此，通过第一离合器C1的操作而将输入轴IS与第七连接构件TM7互连，通过第二离合器C2的操作而将输入轴IS与第九连接构件TM9互连，并且通过第三离合器C3的操作而将第二连接构件TM2与第六连接构件TM6互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3、第七连接构件TM7和第九连接构件TM9。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，从而实现第四前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第五前进挡位D5，第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4进行操作。因此，通过第一离合器C1的操作而将输入轴IS与第七连接构件TM7互连，通过第二离合器C2的操作而将输入轴IS与第九连接构件TM9互连，并且通过第四离合器C4的操作而将第一连接构件TM1与第七连接构件TM7互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3、第七连接构件TM7和第九连接构件TM9。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，从而实现第五前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第六前进挡位D6操作第二离合器C2、第四离合器C4和第一制动器B1。因此，通过第二离合器C2的操作而将输入轴IS与第九连接构件TM9互连，通过第四离合器C4的操作而将第一连接构件TM1与第七连接构件TM7互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3和第九连接构件TM9。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，通过第一制动器B1的操作而将第七连接构件TM7同时作为固定元件，从而实现第六前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第七前进挡位D7，第二离合器C2、第四离合器C4和第二制动器B2进行操作。因此，通过第二离合器C2的操作而将输入轴IS与第九连接构件TM9互连，通过第四离合器C4的操作而将第一连接构件TM1与第七连接构件TM7互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3和第九连接构件TM9。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，通过第二制动器B2的操作而将第八连接构件TM8同时作为固定元件，从而实现第七前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第八前进挡位D8，第二离合器C2、第一制动器B1和第二制动器B2进行操作。因此，通过第二离合器C2的操作而将输入轴IS与第九连接构件TM9互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3和第九连接构件TM9。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而将第七连接构件TM7和第八连接构件TM8同时作为固定元件，从而实现第八前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在第九前进挡位D9，第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2进行操作。因此，通过第一离合器C1的操作而将输入轴IS与第七连接构件TM7互连，通过第二离合器C2的操作而将输入轴IS与第九连接构件TM9互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3、第七连接构件TM7和第九连接构件TM9。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，通过第二制动器B2的操作而将第八连接构件TM8同时作为固定元件，从而实现第九前进挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

在倒车挡位REV，第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2进行操作。因此，通过第一离合器C1的操作而将输入轴IS与第七连接构件TM7互连，通过第三离合器C3的操作而将第二连接构件TM2与第六连接构件TM6互连。在这种状态下，扭矩被同时输入至第三连接构件TM3和第七连接构件TM7。另外，第四连接构件TM4作为固定元件，通过第二制动器B2的操作而将第八连接构件TM8同时作为固定元件，从而实现倒车挡位，并且经由与第五连接构件TM5连接的输出轴OS而输出经改变的扭矩。

如上所述，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系实现至少九个前进挡位和至少一个倒车挡位，所述至少九个前进挡位和至少一个倒车挡位通过控制四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2而操作四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4来形成。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以实现大于8.0的传动比跨度，从而使发动机的驱动效率最大化。

此外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系对于除了前进6/7的换挡和前进7/8的换挡以外的所有换挡均实现了大于1.2的级比，并且实现了级比的线性化，从而改善了驾驶性(例如，换挡前后的加速质量和发动机转速的节律感)。

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。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在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不同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价形式所限定。

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，其用于接收发动机的扭矩；

输出轴，其用于输出经改变的扭矩；

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

六个控制元件，其用于将第一旋转元件、第二旋转元件、第三旋转元件、第四旋转元件、第五旋转元件、第六旋转元件、第七旋转元件、第八旋转元件、第九旋转元件、第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件以及变速器壳体选择性地互连，

其中，所述输入轴持续地与所述第三旋转元件连接；

所述输出轴持续地与所述第十二旋转元件连接；

所述第四旋转元件与变速器壳体直接地连接；

所述第二旋转元件与所述第九旋转元件持续地连接；

所述第二旋转元件与所述第十旋转元件持续地连接，

所述第五旋转元件与所述第十二旋转元件持续地连接；

所述第七旋转元件与变速器壳体能够选择性地连接；

六个控制元件中的三个控制元件进行操作来实现至少九个前进挡位和至少一个倒车挡位。

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：

所述第八旋转元件与变速器壳体能够选择性地连接；

所述输入轴与所述第七旋转元件能够选择性地连接；

所述输入轴与所述第十一旋转元件能够选择性地连接；

所述第二旋转元件与所述第六旋转元件能够选择性地连接；

所述第一旋转元件与所述第七旋转元件能够选择性地连接。

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：

所述第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件包括第一行星齿轮组的太阳轮、行星架和内齿圈；

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

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

所述第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件包括第四行星齿轮组的太阳轮、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，其输出经改变的扭矩；

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；

六个控制元件，其用于将各旋转元件和变速器壳体选择性地互连；

第一连接构件，其与第一旋转元件连接；

第二连接构件，其与第二旋转元件、第九旋转元件和第十旋转元件连接；

第三连接构件，其与第三旋转元件连接，并且与输入轴直接地连接；

第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且与变速器壳体直接地连接；

第五连接构件，其与第五旋转元件和第十二旋转元件连接，并且与输出轴直接地连接；

第六连接构件，其与第六旋转元件连接，并且与第二连接构件能够选择性地连接；

第七连接构件，其与第七旋转元件连接，并且与输入轴能够选择性地连接、与第一连接构件能够选择性地连接，以及与变速器壳体能够选择性地连接；

第八连接构件，其与第八旋转元件连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；以及

第九连接构件，其与第十一旋转元件连接，并且与输入轴能够选择性地连接。

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包括单小齿轮行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，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；

所述第二行星齿轮组包括单小齿轮行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，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；

所述第三行星齿轮组包括单小齿轮行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，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；

所述第四行星齿轮组包括单小齿轮行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，其中，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4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述六个控制元件包括：

第一离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第七连接构件；

第二离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第九连接构件；

第三离合器，其选择性地连接所述第二连接构件和所述第六连接构件；

第四离合器，其选择性地连接所述第一连接构件和所述第七连接构件；

第一制动器，其选择性地连接所述第七连接构件和变速器壳体；以及

第二制动器，其选择性地连接所述第八连接构件和变速器壳体。

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，利用六个控制元件的选择性操作而实现的挡位包括：

第一前进挡位，其通过所述第三离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现；

第二前进挡位，其通过所述第三离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现；

第三前进挡位，其通过所述第一离合器、第三离合器和第四离合器的操作而实现；

第四前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第三离合器的操作而实现；

第五前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第四离合器的操作而实现，

第六前进挡位，其通过所述第二离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现；

第七前进挡位，其通过所述第二离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现；

第八前进挡位，其通过所述第二离合器、第一制动器和第二制动器的操作而实现；

第九前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第二制动器的操作而实现；以及

倒车挡位，其通过所述第一离合器、第三离合器和第二制动器的操作而实现。

8.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其用于接收发动机的扭矩；

输出轴，其用于输出经改变的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一旋转元件，第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四旋转元件，第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第七旋转元件，第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第十旋转元件，第十一旋转元件和第十二旋转元件；

第一连接构件，其与第一旋转元件连接；

第二连接构件，其与第二旋转元件、第九旋转元件和第十旋转元件连接；

第三连接构件，其与第三旋转元件连接，并且与输入轴直接地连接；

第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且与变速器壳体直接地连接；

第五连接构件，其与第五旋转元件和第十二旋转元件连接，并且与输出轴直接地连接；

第六连接构件，其与第六旋转元件连接，并且与第二连接构件能够选择性地连接；

第七连接构件，其与第七旋转元件连接，并且与输入轴能够选择性地连接、与第一连接构件能够选择性地连接，以及与变速器壳体能够选择性地连接；

第八连接构件，其与第八旋转元件连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；

第九连接构件，其与第十一旋转元件连接，并且与输入轴能够选择性地连接；

第一离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第七连接构件；

第二离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第九连接构件；

第三离合器，其选择性地连接所述第二连接构件和所述第六连接构件；

第四离合器，其选择性地连接所述第一连接构件和所述第七连接构件；

第一制动器，其选择性地连接所述第七连接构件和变速器壳体；以及

第二制动器，其选择性地连接所述第八连接构件和变速器壳体。

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：

第一行星齿轮组包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈，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；

第二行星齿轮组包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，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；

第三行星齿轮组包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，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；

第四行星齿轮组包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈，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。

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，通过四个离合器和两个制动器的选择性操作而实现的挡位包括：

第一前进挡位，其通过所述第三离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现；

第二前进挡位，其通过所述第三离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现；

第三前进挡位，其通过所述第一离合器、第三离合器和第四离合器的操作而实现；

第四前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第三离合器的操作而实现；

第五前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第四离合器的操作而实现，

第六前进挡位，其通过所述第二离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现；

第七前进挡位，其通过所述第二离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现；

第八前进挡位，其通过所述第二离合器、第一制动器和第二制动器的操作而实现；

第九前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第二制动器的操作而实现；以及

倒车挡位，其通过所述第一离合器、第三离合器和第二制动器的操作而实现。

11.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其用于接收发动机的扭矩；

输出轴，其用于输出经改变的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；

第二行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；

第三行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；

第四行星齿轮组，其包括单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；

第一连接构件，其与第一太阳轮连接；

第二连接构件，其与第一行星架、第三内齿圈和第四太阳轮连接；

第三连接构件，其与第一内齿圈连接，并且与输入轴直接地连接；

第四连接构件，其与第二太阳轮连接，并且与变速器壳体直接地连接；

第五连接构件，其与第二行星架和第四内齿圈连接，并且与输出轴直接地连接；

第六连接构件，其与第二内齿圈连接，并且与第二连接构件能够选择性地连接；

第七连接构件，其与第三太阳轮连接，并且与输入轴能够选择性地连接、与第一连接构件能够选择性地连接，以及与变速器壳体能够选择性地连接；

第八连接构件，其与第三行星架连接，并且与变速器壳体能够选择性地连接；

第九连接构件，其与第四行星架连接，并且与输入轴能够选择性地连接；

六个控制元件，其用于将第一连接构件、第二连接构件、第三连接构件、第四连接构件、第五连接构件、第六连接构件、第七连接构件、第八连接构件、第九连接构件以及变速器壳体选择性地互连。

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，其中所述六个控制元件包括：

第一离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第七连接构件；

第二离合器，其选择性地连接所述输入轴和所述第九连接构件；

第三离合器，其选择性地连接所述第二连接构件和所述第六连接构件；

第四离合器，其选择性地连接所述第一连接构件和所述第七连接构件；

第一制动器，其选择性地连接所述第七连接构件和变速器壳体；以及

第二制动器，其选择性地连接所述第八连接构件和变速器壳体。

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，利用六个控制元件的选择性操作而实现的挡位包括：

第一前进挡位，其通过所述第三离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现；

第二前进挡位，其通过所述第三离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现；

第三前进挡位，其通过所述第一离合器、第三离合器和第四离合器的操作而实现；

第四前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第三离合器的操作而实现；

第五前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第四离合器的操作而实现，

第六前进挡位，其通过所述第二离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现；

第七前进挡位，其通过所述第二离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现；

第八前进挡位，其通过所述第二离合器、第一制动器和第二制动器的操作而实现；

第九前进挡位，其通过所述第一离合器、第二离合器和第二制动器的操作而实现；以及

倒车挡位，其通过所述第一离合器、第三离合器和第二制动器的操作而实现。