CN106870651A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及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；第二行星齿轮组；第三行星齿轮组；第四行星齿轮组；六个控制元件；第一连接构件，其直接地与变速器壳体连接；第二连接构件，其可以选择性地与变速器壳体连接；第三连接构件，其可以选择性地与输入轴连接；第四连接构件，其直接地与输入轴连接；第五连接构件，其可以选择性地与变速器壳体连接；第六连接构件，其可以选择性地与输入轴连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第七连接构件，其直接地与输出轴连接；以及第八连接构件，其可以选择性地与输入轴连接。

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10-2015-0170989号的优先权，该申请的全部内容通过该引用结合于此用于所有目的。
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
近期油价的上涨导致车辆制造商之间在优化车辆燃料消耗方面产生了激烈竞争。
因此，已经对发动机进行了这样的研究：通过缩减尺寸而减小重量并提高燃料效率，还进行了这样的研究：通过实现具有多挡位的自动变速器而确保驾驶性能和最大化燃料效率的竞争性两者。
然而，对于自动变速器而言，内部部件的数量随着挡位的增加而增加，而这会导致可安装性、制造成本、重量和/或动力流效率变差。
因此，为了通过多挡位而提高燃料效率增强效果，研发能够利用少量零件而带来最大效率的行星齿轮系很重要。
就此而言，最近已经引入了八速自动变速器，而用于能够实现更多挡位的自动变速器的行星齿轮系正在研究中。
公开于该本发明背景技术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：通过最低的复杂度而实现至少九个前进速度和至少一个倒车速度，增大传动比跨度从而改善动力传递性能和燃料消耗，以及通过利用发动机的低转速而实现车辆的行驶稳定性。
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；六个控制元件，其用于将旋转元件选择性地互相连接，并且用于将旋转元件与变速器壳体选择性地连接；第一连接构件，其与第一旋转元件连接，并且直接地与变速器壳体连接；第二连接构件，其与第二旋转元件和第七旋转元件连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接，从而用作选择性固定元件；第三连接构件，其与第三旋转元件和第六旋转元件连接，并且可以选择性地与输入轴连接，从而用作选择性输入元件；第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且直接地与输入轴连接，从而用作输入元件；第五连接构件，其与第五旋转元件连接，并且选择性地与变速器壳体连接，从而用作选择性固定元件；第六连接构件，其与第八旋转元件和第十二旋转元件连接，并且可以与输入轴选择性地连接，从而用作选择性输入元件，并且可以选择性地与变速器壳体连接，从而用作选择性固定元件；第七连接构件，其与第九旋转元件和第十一旋转元件连接，并且直接地与输出轴连接，从而用作输出元件；以及第八连接构件，其与第十旋转元件连接，并且可以选择性地与输入轴连接，从而用作选择性输入元件。
第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第一旋转元件可以是第一太阳轮，第二旋转元件可以是第一行星架，而第三旋转元件可以是第一内齿圈；第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第四旋转元件可以是第二太阳轮，第五旋转元件可以是第二行星架，而第六旋转元件可以是第二内齿圈；第三行星齿轮装置可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第七旋转元件可以是第三太阳轮，第八旋转元件可以是第三行星架，而第九旋转元件可以是第三内齿圈；第四行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，其中，第十旋转元件可以是第四太阳轮，第十一旋转元件可以是第四行星架，而第十二旋转元件可以是第四内齿圈。
六个控制元件可以包括：第一离合器，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；第一制动器，其选择性地连接第二连接构件和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
通过六个控制元件中的两个控制元件的选择性操作所实现的挡位可以包括：第一前进速度，其通过第二制动器和第三制动器的操作而形成；第二前进速度，其通过第三离合器和第三制动器的操作而形成；第三前进速度，其通过第三离合器和第二制动器的操作而形成；第四前进速度，其通过第三离合器和第一制动器的操作而形成；第五前进速度，其通过第一离合器和第三离合器的操作而形成；第六前进速度，其通过第二离合器和第三离合器的操作而形成；第七前进速度，其通过第一离合器和第二离合器的操作而形成；第八前进速度，其通过第二离合器和第一制动器的操作而形成；第九前进速度，其通过第二离合器和第二制动器的操作而形成；以及倒车速度，其通过第一离合器和第三制动器的操作而形成。
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，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，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，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，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，并且直接地与变速器壳体连接；第二连接构件，其与第二旋转元件和第七旋转元件连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第三连接构件，其与第三旋转元件和第六旋转元件连接，并且可以选择性地与输入轴连接；第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且直接地与输入轴连接；第五连接构件，其与第五旋转元件连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第六连接构件，其与第八旋转元件和第十二旋转元件连接，可以选择性地与输入轴连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第七连接构件，其与第九旋转元件和第十一旋转元件连接，并且直接地与输出轴连接；第八连接构件，其与第十旋转元件连接，并且可以选择性地与输入轴连接；第一离合器，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；第一制动器，其选择性地连接第二连接构件和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
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，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，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，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，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，并且直接地与变速器壳体连接；第二连接构件，其与第二旋转元件和第七旋转元件连接；第三连接构件，其与第三旋转元件和第六旋转元件连接，并且可以选择性地与输入轴连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且直接地与输入轴连接；第五连接构件，其与第五旋转元件连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第六连接构件，其与第八旋转元件和第十二旋转元件连接，可以选择性地与输入轴连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第七连接构件，其与第九旋转元件和第十一旋转元件连接，并且直接地与输出轴连接；第八连接构件，其与第十旋转元件连接，并且可以选择性地与输入轴连接；第一离合器，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；第一制动器，其选择性地连接第二连接构件和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
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，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，并且直接地与变速器壳体连接；第二连接构件，其与第一行星架和第三太阳轮连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第三连接构件，其与第一内齿圈和第二内齿圈连接，并且可以选择性地与输入轴连接；第四连接构件，其与第二太阳轮连接，并且直接地与输入轴连接；第五连接构件，其与第二行星架连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第六连接构件，其与第三行星架和第四内齿圈连接，可以选择性地与输入轴连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第七连接构件，其与第三内内齿圈和第四行星架连接，并且直接地与输出轴连接；第八连接构件，其与第四太阳轮连接，并且可以选择性地与输入轴连接；以及六个控制元件，其用于将连接构件选择性地互相连接，并且用于将连接构件与变速器壳体选择性地连接。
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，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，并且直接地与变速器壳体连接；第二连接构件，其与第二行星架和第三太阳轮连接；第三连接构件，其与第一内齿圈和第二内齿圈连接，并且可以选择性地与输入轴连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第四连接构件，其与第二太阳轮连接，并且直接地与输入轴连接；第五连接构件，其与第二行星架连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第六连接构件，其与第三行星架和第四内齿圈连接，可以选择性地与输入轴连接，并且可以选择性地与变速器壳体连接；第七连接构件，其与第三内内齿圈和第四行星架连接，并且直接地与输出轴连接；第八连接构件，其与第四太阳轮连接，并且可以选择性地与输入轴连接；以及六个控制元件，其用于将连接构件选择性地互相连接，或者将连接构件与变速器壳体选择性地互相连接。
根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够实现至少九个前进速度和至少一个倒车速度，通过控制六个控制元件而经由操作作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组来形成所述至少九个前进速度和至少一个倒车速度。
另外，通过利用自动变速器的多挡位实现适合于发动机转速的挡位，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够大幅提高行驶稳定性。
另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够利用自动变速器的多挡位而最大化发动机的驱动效率，并且能够改善动力传递性能和燃料消耗。
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，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它的特性和优点，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案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，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各个挡位的各个控制元件的操作图表。
图3为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。
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，其示例将在附图中示出并且在下文进行描述。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替换形式、修改形式、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：布置于相同轴线的第一行星齿轮组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；八个连接构件TM1至TM8，其用于使第一行星齿轮组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的旋转元件互相连接；六个控制元件C1至C3和B1至B3；以及变速器壳体H。
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的协同操作而改变从输入轴IS输入的扭矩，并且随后通过输出轴OS输出。
简单行星齿轮组从发动机侧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的顺序进行布置。
输入轴IS为输入构件，来自发动机的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，并且与输入轴IS布置于相同的轴线，输出轴OS通过差速器来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支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外接合，第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内接合。第一太阳轮S1用作第一旋转元件N1，第一行星架PC1用作第二旋转元件N2，第一内齿圈R1用作第三旋转元件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支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外接合，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内接合。第二太阳轮S2用作第四旋转元件N4，第二行星架PC2用作第五旋转元件N5，第二内齿圈R2用作第六旋转元件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支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外接合，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内接合。第三太阳轮S3用作第七旋转元件N7，第三行星架PC3用作第八旋转元件N8，第三内齿圈R3用作第九旋转元件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支撑第四小齿轮P4，第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外接合，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内接合。第四太阳轮S4用作第十旋转元件N10，第四行星架PC4用作第十一旋转元件N11，第四内齿圈R4用作第十二旋转元件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，通过八个连接构件TM1至TM8，第二旋转元件N2直接与第七旋转元件N7连接，第三旋转元件N3直接与第六旋转元件N6连接，第八旋转元件N8直接与第十二旋转元件N12连接，第九旋转元件N9直接与第十一旋转元件N11连接。
八个连接构件TM1至TM8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，并且与变速器壳体H直接连接，从而持续地用作固定元件。
第二连接构件TM2与第二旋转元件N2(第一行星架PC1)以及第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接，并且与变速器壳体H选择性地可连接，从而用作选择性固定元件。
第三连接构件TM3与第三旋转元件N3(第一内齿圈R)以及第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)连接，并且与输入轴IS选择性地可连接，从而用作选择性输入元件。
第四连接构件TM4与第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)连接，并且与输入轴IS直接连接，从而持续地用作输入元件。
第五连接构件TM5与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)连接，并且与变速器壳体H选择性地可连接，从而用作选择性固定元件。
第六连接构件TM6与第八旋转元件N8(第三行星架PC3)以及第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)连接，而且与输入轴IS(第四连接构件TM4)选择性地可连接，从而用作选择性输入元件，并且与变速器壳体H选择性地可连接，从而用作选择性固定元件。
第七连接构件TM7与第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)以及第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)连接，并且与输出轴OS直接连接，从而持续地用作输出元件。
第八连接构件TM8与第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)连接，并且与输入轴IS(第四连接构件TM4)选择性地可连接，从而用作选择性输入元件。
连接构件TM1至TM8可以通过控制元件的三个离合器C1、C2和C3而彼此选择性地互相连接。
连接构件TM1至TM8可以通过控制元件的三个制动器B1、B2和B3而与变速器壳体H选择性地可连接。
六个控制元件C1至C3和B1至B3布置如下。
第一离合器C1布置在输入轴IS和第三连接构件TM3之间，使得输入轴IS(第四连接构件TM4)和第三连接构件TM3可以选择性地成为一体。
第二离合器C2布置在输入轴IS(第四连接构件TM4)和第六连接构件TM6之间，使得输入轴IS(第四连接构件TM4)和第六连接构件TM6可以选择性地成为一体。
第三离合器C3布置在输入轴IS(第四连接构件TM4)和第八连接构件TM8之间，使得输入轴IS(第四连接构件TM4)和第八连接构件TM8可以选择性地成为一体。
第一制动器B1布置在第二连接构件TM2和变速器壳体H之间，使得第二连接构件TM2可以选择性地用作固定元件。
第二制动器B2布置在第五连接构件TM5和变速器壳体H之间，使得第五连接构件TM5可以选择性地用作固定元件。
第三制动器B3布置在第六连接构件TM6和变速器壳体H之间，使得第六连接构件TM6可以选择性地用作固定元件。
可以将控制元件的第一离合器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实现为通过液压压力而摩擦接合的多片式液压压力摩擦装置。
图2为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中在各个挡位对于各个控制元件的操作图表。
如图2所示，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系在各个挡位通过操作两个控制元件来执行换挡。
在第一前进挡位D1操作第二制动器B2和第三制动器B3。由此，将输入轴IS的扭矩输入至第四连接构件TM4。另外，第一连接构件TM1用作固定元件，第五连接构件TM5和第六连接构件TM6通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而同时用作固定元件，从而实现第一前进速度，并且将经改变的扭矩通过与第七连接构件连接的输出轴OS而输出。
在第二前进挡位D2操作第三离合器C3和第三制动器B3。由此，第八连接构件TM8通过第三离合器C3的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩同时输入至第四连接构件TM4和第八连接构件TM8。另外，第一连接构件TM1用作固定元件，第六连接构件TM6通过第三制动器B3的操作而同时用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同操作，实现第二前进速度，并且将经改变的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
在第三前进挡位D3操作第三离合器C3和第二制动器B2。由此，第八连接构件TM8通过第三离合器C3的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩同时输入至第四连接构件TM4和第八连接构件TM8。另外，第一连接构件TM1用作固定元件，第五连接构件TM5通过第二制动器B2的操作而同时用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同操作，实现第三前进速度，并且将经改变的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
在第四前进挡位D4操作第三离合器C3和第一制动器B1。由此，第八连接构件TM8通过第三离合器C3的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩同时输入至第四连接构件TM4和第八连接构件TM8。另外，第一连接构件TM1用作固定元件，且第二连接构件TM2通过第一制动器B1的操作而同时用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同操作，实现第四前进速度，并且将经改变的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
在第五前进挡位D5操作第一离合器C1和第三离合器C3。由此，第三连接构件TM3通过第一离合器C1的操作而与输入轴IS连接，第八连接构件TM8通过第三离合器C3的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩输入至第四连接构件TM4、第三连接构件TM3和第八连接构件TM8。
另外，第一连接构件TM1用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同操作，实现第五前进速度，并且将扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
在第六前进挡位D6操作第二离合器C2和第三离合器C3。由此，第六连接构件TM6通过第二离合器C2的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，第八连接构件TM8通过第三离合器C3的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩输入至第四连接构件TM4、第六连接构件TM6和第八连接构件TM8。
随后，第一连接构件TM1用作固定元件，从而通过第四行星齿轮组PG4，实现第六前进速度，并且将输入的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
在第七前进挡位D7操作第一离合器C1和第二离合器C2。由此，第三连接构件TM3通过第一离合器C1的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，第六连接构件TM6通过第二离合器C2的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩输入至第四连接构件TM4、第三连接构件TM3和第六连接构件TM6。另外，第一连接构件TM1用作固定元件，从而实现第七前进速度，并且将输入的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
在第八前进挡位D8操作第二离合器C2和第一制动器B1。由此，第六连接构件TM6通过第二离合器C2的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩输入至第四连接构件TM4和第六连接构件TM6。第一连接构件TM1用作固定元件，第二连接构件TM2通过第一制动器B1的操作而同时用作固定元件，从而实现第八前进速度，并且将输入的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
在第九前进挡位D9操作第二离合器C2和第二制动器B2。
由此，第六连接构件TM6通过第二离合器C2的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩输入至第四连接构件TM4和第六连接构件TM6。第一连接构件TM1用作固定元件，第五连接构件TM5通过第二制动器B2的操作而同时用作固定元件，从而实现第九前进速度，并且将输入的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS输出。
在倒车速度REV操作第一离合器C1和第三制动器B3。由此，第三连接构件TM3通过第一离合器C1的操作而与输入轴IS(第四连接构件TM4)连接，输入轴IS的扭矩输入至第四连接构件TM4和第三连接构件TM3。另外，第一连接构件TM1用作固定元件，连接构件TM6通过第三制动器B3的操作而同时用作固定元件，从而通过各个连接构件的协同操作，实现倒车速度，并且将经改变的扭矩通过与第七连接构件TM7连接的输出轴OS而输出。
如上所述，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够实现九个前进速度和一个倒车速度，所述九个前进速度和一个倒车速度是通过对三个离合器C1、C2和C3以及三个制动器B1、B2和B3进行控制以操作四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4而形成的。
另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过利用自动变速器的多挡位来实现适合于发动机的转速的挡位，能够大幅提高行驶稳定性。
另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够利用自动变速器的多挡位而最大化发动机的驱动效率，并且能够改善动力传递性能和燃料消耗。
图3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3，根据行星齿轮系的各个实施方案，第一制动器B1布置在第三连接构件TM3和变速器壳体H之间，这与图1的各个实施方案相反，在图1的各个实施方案中，第一制动器B1布置在第二连接构件TM2和变速器壳体H之间。
由此，在操作第一制动器B1的第四前进挡位和第八前进挡位，第三连接构件TM3用作固定元件，这与图1的各个实施方案相反，在图1的各个实施方案中，第二连接构件TM2用作固定元件。
另外，如图2所示，将省略对各个挡位的其他控制元件的具体描述，这是因为这些元件与在图1的各个实施方案中作用相同。
为了便于解释以及在所附权利要求中进行精确限定，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“向前”以及“向后”被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方案的这些特征。
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各种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效形式所限定。

Claims (19)

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；
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选择性地互相连接，并且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与变速器壳体选择性地连接；
第一连接构件，其与第一旋转元件连接，并且与变速器壳体直接连接；
第二连接构件，其与第二旋转元件和第七旋转元件连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接，从而用作选择性固定元件；
第三连接构件，其与第三旋转元件和第六旋转元件连接，并且能够与输入轴选择性地连接，从而用作选择性输入元件；
第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且与输入轴直接连接，从而用作输入元件；
第五连接构件，其与第五旋转元件连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接，从而用作选择性固定元件；
第六连接构件，其与第八旋转元件和第十二旋转元件连接，能够与输入轴选择性地连接，从而用作选择性输入元件，并且能够与变速器壳体选择性地连接，从而用作选择性固定元件；
第七连接构件，其与第九旋转元件和第十一旋转元件连接，并且与输出轴直接连接，从而用作输出元件；以及
第八连接构件，其与第十旋转元件连接，并且能够与输入轴选择性地连接，从而用作选择性输入元件。
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：
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。
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，所述六个控制元件包括：
第一离合器，其选择性连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第二连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
4.根据权利要求3所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，通过六个控制元件中的两个控制元件的选择性操作而实现的挡位包括：
第一前进速度，其通过第二制动器和第三制动器的操作而形成；
第二前进速度，其通过第三离合器和第三制动器的操作而形成；
第三前进速度，其通过第三离合器和第二制动器的操作而形成；
第四前进速度，其通过第三离合器和第一制动器的操作而形成；
第五前进速度，其通过第一离合器和第三离合器的操作而形成；
第六前进速度，其通过第二离合器和第三离合器的操作而形成；
第七前进速度，其通过第一离合器和第二离合器的操作而形成；
第八前进速度，其通过第二离合器和第一制动器的操作而形成；
第九前进速度，其通过第二离合器和第二制动器的操作而形成；
倒车速度，其通过第一离合器和第三制动器的操作而形成。
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，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，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，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，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，并且与变速器壳体直接连接；
第二连接构件，其与第二旋转元件和第七旋转元件连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第三连接构件，其与第三旋转元件和第六旋转元件连接，并且能够与输入轴选择性地连接；
第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且与输入轴直接连接；
第五连接构件，其与第五旋转元件连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第六连接构件，其与第八旋转元件和第十二旋转元件连接，能够与输入轴选择性地连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第七连接构件，其与第九旋转元件和第十一旋转元件连接，并且与输出轴直接连接；
第八连接构件，其与第十旋转元件连接，并且能够与输入轴选择性地连接；
第一离合器，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第二连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
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，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。
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，通过三个离合器和三个制动器中的两个控制元件的选择性操作而实现的挡位包括：
第一前进速度，其通过第二制动器和第三制动器的操作而形成；
第二前进速度，其通过第三离合器和第三制动器的操作而形成；
第三前进速度，其通过第三离合器和第二制动器的操作而形成；
第四前进速度，其通过第三离合器和第一制动器的操作而形成；
第五前进速度，其通过第一离合器和第三离合器的操作而形成；
第六前进速度，其通过第二离合器和第三离合器的操作而形成；
第七前进速度，其通过第一离合器和第二离合器的操作而形成；
第八前进速度，其通过第二离合器和第一制动器的操作而形成；
第九前进速度，其通过第二离合器和第二制动器的操作而形成；
倒车速度，其通过第一离合器和第三制动器的操作而形成。
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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，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，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，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，并且与变速器壳体直接连接；
第二连接构件，其与第二旋转元件和第七旋转元件连接；
第三连接构件，其与第三旋转元件和第六旋转元件连接，并且能够与输入轴选择性地连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第四连接构件，其与第四旋转元件连接，并且与输入轴直接连接；
第五连接构件，其与第五旋转元件连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第六连接构件，其与第八旋转元件和第十二旋转元件连接，能够与输入轴选择性地连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第七连接构件，其与第九旋转元件和第十一旋转元件连接，并且与输出轴直接连接；
第八连接构件，其与第十旋转元件连接，并且能够与输入轴选择性地连接；
第一离合器，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第三连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六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。
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，通过三个离合器和三个制动器中的两个控制元件的选择性操作所实现的挡位包括：
第一前进速度，其通过第二制动器和第三制动器的操作而形成；
第二前进速度，其通过第三离合器和第三制动器的操作而形成；
第三前进速度，其通过第三离合器和第二制动器的操作而形成；
第四前进速度，其通过第三离合器和第一制动器的操作而形成；
第五前进速度，其通过第一离合器和第三离合器的操作而形成；
第六前进速度，其通过第二离合器和第三离合器的操作而形成；
第七前进速度，其通过第一离合器和第二离合器的操作而形成；
第八前进速度，其通过第二离合器和第一制动器的操作而形成；
第九前进速度，其通过第二离合器和第二制动器的操作而形成；
倒车速度，其通过第一离合器和第三制动器的操作而形成。
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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，并且与变速器壳体直接连接；
第二连接构件，其与第一行星架和第三太阳轮连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第三连接构件，其与第一内齿圈和第二内齿圈连接，并且能够与输入轴选择性地连接；
第四连接构件，其与第二太阳轮连接，并且与输入轴直接连接；
第五连接构件，其与第二行星架连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第六连接构件，其与第三行星架和第四内齿圈连接，能够与输入轴选择性地连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第七连接构件，其与第三内齿圈和第四行星架连接，并且与输出轴直接连接；
第八连接构件，其与第四太阳轮连接，并且能够与输入轴选择性地连接；
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、第七连接构件和第八连接构件选择性地互相连接，并且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、第七连接构件和第八连接构件与变速器壳体选择性地连接。
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，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第二连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六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，通过六个控制元件中的两个控制元件的选择性操作所实现的挡位包括：
第一前进速度，其通过第二制动器和第三制动器的操作而形成；
第二前进速度，其通过第三离合器和第三制动器的操作而形成；
第三前进速度，其通过第三离合器和第二制动器的操作而形成；
第四前进速度，其通过第三离合器和第一制动器的操作而形成；
第五前进速度，其通过第一离合器和第三离合器的操作而形成；
第六前进速度，其通过第二离合器和第三离合器的操作而形成；
第七前进速度，其通过第一离合器和第二离合器的操作而形成；
第八前进速度，其通过第二离合器和第一制动器的操作而形成；
第九前进速度，其通过第二离合器和第二制动器的操作而形成；
倒车速度，其通过第一离合器和第三制动器的操作而形成。
14.一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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，其为单小齿轮行星齿轮组，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，并且与变速器壳体直接连接；
第二连接构件，其与第二行星架和第三太阳轮连接；
第三连接构件，其与第一内齿圈和第二内齿圈连接，并且能够与输入轴选择性地连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第四连接构件，其与第二太阳轮连接，并且与输入轴直接连接；
第五连接构件，其与第二行星架连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第六连接构件，其与第三行星架和第四内齿圈连接，能够与输入轴选择性地连接，并且能够与变速器壳体选择性地连接；
第七连接构件，其与第三内齿圈和第四行星架连接，并且与输出轴直接连接；
第八连接构件，其与第四太阳轮连接，并且能够与输入轴选择性地连接；
六个控制元件，其用于将连接构件选择性地互相连接，并且用于将连接构件与变速器壳体选择性地互相连接。
15.根据权利要求14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，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第二连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
16.根据权利要求15所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，通过六个控制元件中的两个控制元件的选择性操作所实现的挡位包括：
第一前进速度，其通过第二制动器和第三制动器的操作而形成；
第二前进速度，其通过第三离合器和第三制动器的操作而形成；
第三前进速度，其通过第三离合器和第二制动器的操作而形成；
第四前进速度，其通过第三离合器和第一制动器的操作而形成；
第五前进速度，其通过第一离合器和第三离合器的操作而形成；
第六前进速度，其通过第二离合器和第三离合器的操作而形成；
第七前进速度，其通过第一离合器和第二离合器的操作而形成；
第八前进速度，其通过第二离合器和第一制动器的操作而形成；
第九前进速度，其通过第二离合器和第二制动器的操作而形成；
倒车速度，其通过第一离合器和第三制动器的操作而形成。
17.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，所述六个控制元件包括：
第一离合器，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第三连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
18.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，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第三连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
19.根据权利要求14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，其选择性地连接输入轴和第三连接构件；
第二离合器，其选择性地连接输入轴和第六连接构件；
第三离合器，其选择性地连接输入轴和第八连接构件；
第一制动器，其选择性地连接第三连接构件和变速器壳体；
第二制动器，其选择性地连接第五连接构件和变速器壳体；
第三制动器，其选择性地连接第六连接构件和变速器壳体。
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