CN106812889A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本发明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，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出经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；以及第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件。

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12月2日提交的韩国专利申请第10-2015-0170987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，其通过使用最少数量的组成元件而实现至少九个前进挡位并拓宽速度比(或传动比)来改善动力传递性能和燃料经济性，并且保证级比的线性。

背景技术

近来的油价上升导致了汽车制造商之间关于改善车辆燃料消耗的激烈竞争。

在这个意义上，已经对发动机进行关于通过缩减尺寸来降低重量和改善燃料效率的研究，并且还进行研究以通过实施具有多个挡位的自动变速器来保证驾驶性能和使燃料效率最大化的竞争力。

然而，对于自动变速器而言，随着换挡挡位数量的增加，内部组件的数量也会增加，这可能使可安装性变差、生产成本增加、重量增加和/或动力传递效率变差。

因此，为了最大化地改善具有多个换挡挡位的自动变速器的燃料消耗，使用更少数量的部件来实现更高的效率是重要的。

在这个方面，近年来，趋向于实施8-速自动变速器，并且对于能够实施更多挡位的行星齿轮系的研发也在积极进行中。

然而，由于传统的8-速自动变速器的传动比跨度是6.5-7.5，因而对于动力性能和燃料经济性的改善可能不大。

另外，如果使8-速自动变速器的传动比跨度大于9.0，则难以保证级比的线性。因此，发动机的驱动效率和车辆的驾驶性能可能变差，而由此，对实现至少九个前进挡位的高效自动变速器的研发是必要的。

公开于该发明背景技术部分的上述信息仅仅旨在加深对发明背景的理解，因此其可以包含并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术的信息。

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，其具有如下优点：通过实现九个前进挡位和一个倒车挡位并拓宽传动比跨度来改善动力传递性能和燃料经济性，以及保证级比的线性。

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，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出经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；以及第四行星齿轮组，其包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；其中，所述输入轴可以直接连接到所述第一旋转元件；所述输出轴可以直接连接到所述第十二旋转元件；所述第二旋转元件可以直接连接到所述第六旋转元件和所述第九旋转元件；所述第五旋转元件可以直接连接到所述第十一旋转元件；所述第八旋转元件可以直接连接到所述第十旋转元件；而所述第二旋转元件可以选择性地连接到变速器壳体。

所述第三旋转元件可以选择性地连接到所述变速器壳体，所述第四旋转元件可以选择性地连接到所述变速器壳体，所述输入轴可以选择性地连接到所述第十一旋转元件，所述输入轴可以选择性地连接到所述第七旋转元件，而所述第三旋转元件可以选择性地连接到所述第七旋转元件。

所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件可以为第一太阳轮、第一内齿圈和第一行星架，所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件可以为第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈，所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件可以为第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈，而所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件可以为第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第十一旋转元件；第二离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第七旋转元件；第三离合器，其将所述第三旋转元件选择性地连接到所述第七旋转元件；第一制动器，其将所述第二旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体；第二制动器，其将所述第三旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体；以及第三制动器，其将所述第四旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体。

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，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出经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，其直接连接到所述第一旋转元件并且直接连接到所述输入轴；第二旋转轴，其将所述第二旋转元件直接连接到所述第六旋转元件和所述第九旋转元件，并且所述第二旋转轴选择性地连接到变速器壳体；第三旋转轴，其直接连接到所述第三旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；第四旋转轴，其直接连接到所述第四旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；第五旋转轴，其将所述第五旋转元件直接连接到所述第十一旋转元件，并且所述第五旋转轴选择性地连接到所述输入轴；第六旋转轴，其直接连接到所述第七旋转元件，并且选择性地连接到所述输入轴或选择性地连接到所述第三旋转轴；第七旋转轴，其将所述第八旋转元件直接连接到所述第十旋转元件；以及第八旋转轴，其直接连接到所述第十二旋转元件并且直接连接到所述输出轴。

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

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第五旋转轴；第二离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第六旋转轴；第三离合器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述第六旋转轴；第一制动器，其将所述第二旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；第二制动器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；以及第三制动器，其将所述第四旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体。

可以通过所述第三离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现第一前进挡位；可以通过所述第三离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第二前进挡位；可以通过所述第二离合器、所述第三离合器和所述第三制动器的操作实现第三前进挡位；可以通过所述第一离合器、所述第三离合器和所述第三制动器的操作实现第四前进挡位；可以通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器的操作实现第五前进挡位；可以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实现第六前进挡位；可以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实现第七前进挡位；可以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实现第八前进挡位；可以通过所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器的操作实现第九前进挡位；以及可以通过所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现倒车挡位。

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，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出经改变的发动机的扭矩；第一行星齿轮组，其可以是包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件的双小齿轮行星齿轮组；第二行星齿轮组，其可以是包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件的单小齿轮行星齿轮组；第三行星齿轮组，其可以是包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件的单小齿轮行星齿轮组；第四行星齿轮组，其可以是包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件的单小齿轮行星齿轮组；第一旋转轴，其直接连接到所述第一旋转元件并且直接连接到所述输入轴；第二旋转轴，其将所述第二旋转元件直接连接到所述第六旋转元件和所述第九旋转元件，并且所述第二旋转轴选择性地连接到变速器壳体；第三旋转轴，其直接连接到所述第三旋转元件并且选择性地连接到所述变速器壳体；第四旋转轴，其直接连接到所述第四旋转元件并且选择性地连接到所述变速器壳体；第五旋转轴，其将所述第五旋转元件直接连接到所述第十一旋转元件，并且所述第五旋转轴选择性地连接到所述输入轴；第六旋转轴，其直接连接到所述第七旋转元件并且选择性地连接到所述输入轴或选择性地连接到所述第三旋转轴；第七旋转轴，其将所述第八旋转元件直接连接到所述第十旋转元件；第八旋转轴，其直接连接到所述第十二旋转元件并且直接连接到所述输出轴；第一离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第五旋转轴；第二离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第六旋转轴；第三离合器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述第六旋转轴；第一制动器，其将所述第二旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；第二制动器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；以及第三制动器，其将所述第四旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体。

本发明的各个实施方案通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与六个控制元件相结合而实现至少九个前进挡位和一个倒车挡位。

另外，由于保证传动比跨度大于9.0，所以能够使发动机的驱动效率最大化。

而且，由于通过多挡位可以保证级比的线性，所以能够改善驾驶性能(比如，换挡前后的加速、有节律的发动机转速等)。

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车辆，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，例如具有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中在每个挡位下的控制元件的操作图表。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其示出了某种程度上经过简化了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、位置和外形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

下面将详细说明本发明的各个实施方案，在附图中和以下的描述中示出了这些实施方案的示例。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，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替换、修改、等效形式以及其它实施方案。

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。

参考图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，连接到第一行星齿轮组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的至少一个旋转元件的八个轴TM1至TM8，作为控制元件的三个离合器C1至C3和三个制动器B1至B3，以及变速器壳体H。

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的配合而改变，并且经改变的扭矩通过输出轴OS而输出。

行星齿轮组从发动机开始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扭矩在通过变扭器而进行扭矩变换之后被输入到输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，其设置为平行于输入轴IS，并且将驱动扭矩通过差动装置传输到驱动轮。

第一行星齿轮组PG1是双小齿轮行星齿轮组，并且包括分别作为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2和第三旋转元件N3的第一太阳轮S1、第一内齿圈R1和第一行星架PC1，第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合，第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合，第一行星架PC1可旋转地支撑第一小齿轮P1。

第二行星齿轮组PG2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括分别作为第四旋转元件N4、第五旋转元件N5和第六旋转元件N6的第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，第二行星架PC2可旋转地支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与第二太阳轮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是单小齿轮行星齿轮组，并且包括分别作为第七旋转元件N7、第八旋转元件N8和第九旋转元件N9的第三太阳轮S3、第三行星架PC3和第三内齿圈R3，第三行星架PC3可旋转地支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内啮合。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括分别作为第十旋转元件N10、第十一旋转元件N11和第十二旋转元件N12的第四太阳轮S4、第四行星架PC4和第四内齿圈R4，第四行星架PC4可旋转地支撑第四小齿轮P4，第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内啮合。

第二旋转元件N2与第六旋转元件N6和第九旋转元件N9直接连接，第五旋转元件N5与第十一旋转元件N11直接连接，而第八旋转元件N8与第十旋转元件N10直接连接，使得第一行星齿轮组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包括八个旋转轴TM1至TM8。

将对八个轴TM1至TM8进行更详细的描述。

第一旋转轴TM1直接连接到第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)并且直接连接到输入轴IS，以持续作为输入元件工作。

第二旋转轴TM2将第二旋转元件N2(第一内齿圈R1)与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)和第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)直接连接，并且选择性地连接到变速器壳体H以作为选择性固定元件工作。

第三旋转轴TM3直接连接到第三旋转元件N3(第一行星架PC1)，并且选择性地连接到变速器壳体H以作为选择性固定元件工作。

第四旋转轴TM4直接连接到第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)，并且选择性地连接到变速器壳体H以作为选择性固定元件工作。

第五旋转轴TM5将第五旋转元件N5(第二行星架PC2)与第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)直接连接，并且选择性地连接到输入轴IS以作为选择性输入元件工作。

第六旋转轴TM6直接连接到第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)，选择性地连接到输入轴IS以作为选择性输入元件工作，并且选择性地连接到第三旋转轴TM3。

第七旋转轴TM7将第八旋转元件N8(第三行星架PC3)与第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)直接连接。

第八旋转轴TM8直接连接到第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)，并且直接连接到输出轴OS以持续作为输出元件工作。

另外，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中的两个旋转轴选择性地连接到彼此的位置处。

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中的任意一个旋转轴选择性地连接到变速器壳体H的位置处。

将对六个控制元件C1至C3和B1至B3的布置进行详细描述。

第一离合器C1设置在输入轴IS与第五旋转轴TM5之间，并且将输入轴IS与第五旋转轴TM5选择性地连接。

第二离合器C2设置在输入轴IS与第六旋转轴TM6之间，并且将输入轴IS与第六旋转轴TM6选择性地连接。

第三离合器C3设置在第三旋转轴TM3与第六旋转轴TM6之间，并且将第三旋转轴TM3与第六旋转轴TM6选择性地连接。

第一制动器B1设置在第二旋转轴TM2和变速器壳体H之间，并且使得第二旋转轴TM2作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2设置在第三旋转轴TM3和变速器壳体H之间，并且使得第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

第三制动器B3设置在第四旋转轴TM4和变速器壳体H之间，并且使得第四旋转轴TM4作为选择性固定元件工作。

包括第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3以及第一制动器B1、第二制动器B2和第三制动器B3的控制元件可以是通过液压操作的湿式多片式摩擦元件。

图2为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中在每一个挡位下的控制元件的操作图表。

如图2所示，在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，在每一个挡位下三个控制元件操作。

在第一前进挡位D1下，第三离合器C3、第一制动器B1和第三制动器B3同时操作。在第三旋转轴TM3通过第三离合器C3的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1。另外，第二旋转轴TM2通过第一制动器B1的操作以及第四旋转轴TM4通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到第一前进挡位，并且第一前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在第二前进挡位D2下，第三离合器C3、第二制动器B2和第三制动器B3同时操作。在第三旋转轴TM3通过第三离合器C3的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1。另外，第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作以及第四旋转轴TM4通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到第二前进挡位，并且第二前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在第三前进挡位D3下，第二离合器C2、第三离合器C3和第三制动器B3同时操作。在输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接到第六旋转轴TM6并且第三旋转轴TM3通过第三离合器C3的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6。另外，第四旋转轴TM4通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到第三前进挡位，并且第三前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在第四前进挡位D4下，第一离合器C1、第三离合器C3和第三制动器B3同时操作。在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第五旋转轴TM5并且第三旋转轴TM3通过第三离合器C3的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，第四旋转轴TM4通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到第四前进挡位，并且第四前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在第五前进挡位D5下，第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3同时操作。在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第五旋转轴TM5并且通过第二离合器C2的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1、第五旋转轴TM5和第六旋转轴TM6。另外，第四旋转轴TM4通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到第五前进挡位，并且第五前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在第六前进挡位D6下，第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3同时操作。在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第五旋转轴TM5并通过第二离合器C2的操作而连接到第六旋转轴TM6，并且第三旋转轴TM3通过第三离合器C3的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1、第五旋转轴TM5和第六旋转轴TM6。由此，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全部变成锁定状态。由此，输入轴IS的扭矩切换到第六前进挡位，并且第六前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。在第六前进挡位下，与输入轴IS相同的旋转速度输出。

在第七前进挡位D7下，第一离合器C1、第二离合器C2和第二制动器B2同时操作。在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第五旋转轴TM5并且通过第二离合器C2的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1、第五旋转轴TM5和第六旋转轴TM6。另外，第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到第七前进挡位，并且第七前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在第八前进挡位D8下，第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2同时操作。在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第五旋转轴TM5并且第三旋转轴TM3通过第三离合器C3的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，第三旋转轴TM3通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到第八前进挡位，并且第八前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在第九前进挡位D9下，第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1同时操作。在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第五旋转轴TM5并且第三旋转轴TM3通过第三离合器C3的操作而连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，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。由此，输入轴IS的扭矩切换到第九前进挡位，并且第九前进挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

在倒车挡位REV下，第二离合器C2、第一制动器B1和第三制动器B3同时操作。在输入轴IS连接到第六旋转轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1和第六旋转轴TM6。另外，第二旋转轴TM2通过第一制动器B1的操作以及第四旋转轴TM4通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换到倒车挡位，并且倒车挡位输出到连接至第八旋转轴TM8的输出轴OS。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够通过将四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4与三个离合器C1、C2和C3以及三个制动器B1、B2和B3相结合而实现至少九个前进挡位和一个倒车挡位。

另外，由于保证了传动比跨度大于9.3，能够使发动机的驱动效率最大化。

另外，在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，除了第七前进挡位和第八前进挡位之间，相邻挡位之间的级比的大小为1.2或更大。另外，由于通过多挡位可以保证级比的线性，所以能够改善可驾驶性能(比如，换挡前后的加速、有节律的发动机转速等)。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是出于说明和描述的目的。这些描述并非旨在穷举，或将本发明限定为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施方案进行选择并进行描述的目的在于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各种不同选择和改变。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等同形式限定。

Claims (11)

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，其输出经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；

其中，所述输入轴直接连接到所述第一旋转元件；

所述输出轴直接连接到所述第十二旋转元件；

所述第二旋转元件直接连接到所述第六旋转元件和所述第九旋转元件；

所述第五旋转元件直接连接到所述第十一旋转元件；

所述第八旋转元件直接连接到所述第十旋转元件；

所述第二旋转元件选择性地连接到变速器壳体。

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，所述第三旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体；

所述第四旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体；

所述输入轴选择性地连接到所述第十一旋转元件；

所述输入轴选择性地连接到所述第七旋转元件；

所述第三旋转元件选择性地连接到所述第七旋转元件。

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，所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件包括第一太阳轮、第一内齿圈和第一行星架；

所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；

所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；

所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第十一旋转元件；

第二离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第七旋转元件；

第三离合器，其将所述第三旋转元件选择性地连接到所述第七旋转元件；

第一制动器，其将所述第二旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体；

第二制动器，其将所述第三旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体；

第三制动器，其将所述第四旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体。

5.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其配置为接收发动机的扭矩；

输出轴，其配置为输出经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，其直接连接到所述第一旋转元件，并且直接连接到所述输入轴；

第二旋转轴，其将所述第二旋转元件直接连接到所述第六旋转元件和所述第九旋转元件，并且所述第二旋转轴选择性地连接到变速器壳体；

第三旋转轴，其直接连接到所述第三旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；

第四旋转轴，其直接连接到所述第四旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；

第五旋转轴，其将所述第五旋转元件直接连接到所述第十一旋转元件，并且所述第五旋转轴选择性地连接到所述输入轴；

第六旋转轴，其直接连接到所述第七旋转元件，并且选择性地连接到所述输入轴或选择性地连接到所述第三旋转轴；

第七旋转轴，其将所述第八旋转元件直接连接到所述第十旋转元件；

第八旋转轴，其直接连接到所述第十二旋转元件，并且直接连接到所述输出轴。

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，所述第一行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组，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内齿圈，而所述第三旋转元件为第一行星架；

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，而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，而所述第九旋转元件为第三内齿圈；

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，而所述第十二旋转元件为第四内齿圈。

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，进一步包括：

第一离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第五旋转轴；

第二离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第六旋转轴；

第三离合器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述第六旋转轴；

第一制动器，其将所述第二旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；

第二制动器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；

第三制动器，其将所述第四旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体。

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，通过所述第三离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现第一前进挡位；

通过所述第三离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第二前进挡位；

通过所述第二离合器、所述第三离合器和所述第三制动器的操作实现第三前进挡位；

通过所述第一离合器、所述第三离合器和所述第三制动器的操作实现第四前进挡位；

通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器的操作实现第五前进挡位；

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实现第六前进挡位；

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实现第七前进挡位；

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实现第八前进挡位；

通过所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器的操作实现第九前进挡位；

通过所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现倒车挡位。

9.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其配置为接收发动机的扭矩；

输出轴，其配置为输出经改变的发动机的扭矩；

第一行星齿轮组，其由双小齿轮行星齿轮组组成，所述双小齿轮行星齿轮组包括第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，其由单小齿轮行星齿轮组组成，所述单小齿轮行星齿轮组包括第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，其由单小齿轮行星齿轮组组成，所述单小齿轮行星齿轮组包括第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，其由单小齿轮行星齿轮组组成，所述单小齿轮行星齿轮组包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

第一旋转轴，其直接连接到所述第一旋转元件，并且直接连接到所述输入轴；

第二旋转轴，其将所述第二旋转元件直接连接到所述第六旋转元件和所述第九旋转元件，并且所述第二旋转轴选择性地连接到变速器壳体；

第三旋转轴，其直接连接到所述第三旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；

第四旋转轴，其直接连接到所述第四旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；

第五旋转轴，其将所述第五旋转元件直接连接到所述第十一旋转元件，并且所述第五旋转轴选择性地连接到所述输入轴；

第六旋转轴，其直接连接到所述第七旋转元件，并且选择性地连接到所述输入轴或选择性地连接到所述第三旋转轴；

第七旋转轴，其将所述第八旋转元件直接连接到所述第十旋转元件；

第八旋转轴，其直接连接到所述第十二旋转元件，并且直接连接到所述输出轴；

第一离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第五旋转轴；

第二离合器，其将所述输入轴选择性地连接到所述第六旋转轴；

第三离合器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述第六旋转轴；

第一制动器，其将所述第二旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；

第二制动器，其将所述第三旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体；

第三制动器，其将所述第四旋转轴选择性地连接到所述变速器壳体。

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，所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件为第一太阳轮、第一内齿圈和第一行星架；

所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件为第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；

所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件为第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；

所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件为第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。

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，通过所述第三离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现第一前进挡位；

通过所述第三离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第二前进挡位；

通过所述第二离合器、所述第三离合器和所述第三制动器的操作实现第三前进挡位；

通过所述第一离合器、所述第三离合器和所述第三制动器的操作实现第四前进挡位；

通过所述第一离合器、所述第二离合器和所述第三制动器的操作实现第五前进挡位；

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实现第六前进挡位；

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实现第七前进挡位；

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实现第八前进挡位；

通过所述第一离合器、所述第三离合器和所述第一制动器的操作实现第九前进挡位；

通过所述第二离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现倒车挡位。