CN106870656A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

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；以及第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴和第七旋转轴，每个旋转轴连接到第一旋转元件至第十二旋转元件中的至少一个。

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10日提交的韩国专利申请第10-2015-0176321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，本发明涉及这样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实现十一个前进速度挡位来改善动力传递性能和燃料经济性，并且通过使用位于低发动机转速下的工作点来改善车辆的安静行驶性。

背景技术

近来的油价上升引发了改善车辆燃料消耗的激烈竞争。

在这个意义上，已经对发动机进行研究以通过所谓的缩小尺寸来降低重量并且改善燃料消耗，并且已经对自动变速器进行研究以通过实现更多换挡挡位来同时提供更好的可驾驶性和更好的燃料消耗。

然而，在自动变速器中，当速度挡位的数量增加时，内部组件的数量也增加，结果，可安装性可能变差，成本可能变高，重量可能变重，传输效率等可能变差。

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

在这个方面，近年来，倾向于实施8-速自动变速器，并且对于能够实施更多速度挡位的行星齿轮系的研究和开发也在积极进行中。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，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，其具有如下优点：通过实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位而改善动力传递性能和燃料经济性。

本发明的各个方面另外致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其进一步具有如下优点：通过使用位于发动机的低转速区域的工作点而改善车辆的安静行驶性。

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；以及第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴和第七旋转轴，每个旋转轴连接到第一旋转元件至第十二旋转元件中的至少一个；其中，所述第一旋转轴可以选择性地连接到所述输入轴；所述第三旋转轴可以选择性地连接到所述输入轴和变速器壳体中的一个；所述第四旋转轴可以选择性地连接到所述输入轴和变速器壳体中的一个；所述第五旋转轴可以直接地连接到所述输入轴；所述第六旋转轴可以直接地连接到所述输出轴；以及所述第七旋转轴可以选择性地连接到所述变速器壳体。

所述第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，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行星架，所述第三旋转元件可以是第一内齿圈；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；并且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。

所述第一旋转轴可以直接地连接到所述第四旋转元件；所述第二旋转轴可以将所述第三旋转元件与所述第五旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件直接地连接；所述第三旋转轴可以将所述第二旋转元件与所述第六旋转元件直接地连接；所述第四旋转轴可以直接地连接到所述第一旋转元件；所述第五旋转轴可以直接地连接到所述第十一旋转元件并且直接地连接到所述输入轴；所述第六旋转轴可以直接地连接到所述第八旋转元件并且可以选择性地连接到所述第十二旋转元件；并且所述第七旋转轴可以直接地连接到所述第九旋转元件。

行星齿轮系可以进一步包括第一离合器，其将所述输入轴与所述第一旋转轴选择性地连接；第二离合器，其将所述输入轴与所述第三旋转轴选择性地连接；第三离合器，其将所述输入轴与所述第四旋转轴选择性地连接；第四离合器，其将所述第八旋转元件与所述第十二旋转元件选择性地连接；第一制动器，其将所述第三旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；第二制动器，其将所述第四旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；以及第三制动器，其将所述第七旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接。

可以通过所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现第一前进速度挡位；可以通过所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第二前进速度挡位；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三前进速度挡位；可以通过所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第四前进速度挡位；可以通过所述第二离合器、所述第四离合器和所述第三制动器的操作实现第五前进速度挡位；可以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实现第六前进速度挡位；可以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实现第七前进速度挡位；可以通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第二制动器的操作实现第八前进速度挡位；可以通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第一制动器的操作实现第九前进速度挡位；可以通过所述第四离合器、所述第一制动器和所述第二制动器的操作实现第十前进速度挡位；可以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实现第十一前进速度挡位；并且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倒车挡位。

所述第一旋转轴可以直接地连接到所述第四旋转元件；所述第二旋转轴可以将所述第三旋转元件与所述第五旋转元件和所述第七旋转元件直接地连接，并且所述第二旋转轴可以选择性地连接到所述第十旋转元件；所述第三旋转轴可以将所述第二旋转元件与所述第六旋转元件直接地连接；所述第四旋转轴可以直接地连接到所述第一旋转元件；所述第五旋转轴可以直接地连接到所述第十一旋转元件并且直接地连接到所述输入轴；所述第六旋转轴可以将所述第八旋转元件与所述第十二旋转元件直接地连接；并且所述第七旋转轴可以直接地连接到所述第九旋转元件。

行星齿轮系可以进一步包括第一离合器，其将所述输入轴与所述第一旋转轴选择性地连接；第二离合器，其将所述输入轴与所述第三旋转轴选择性地连接；第三离合器，其将所述输入轴与所述第四旋转轴选择性地连接；第四离合器，其将所述第七旋转元件与所述第十旋转元件选择性地连接；第一制动器，其将所述第三旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；第二制动器，其将所述第四旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；以及第三制动器，其将所述第七旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接。

行星齿轮系可以进一步包括第一离合器，其将所述输入轴与所述第一旋转轴选择性地连接；第二离合器，其将所述输入轴与所述第三旋转轴选择性地连接；第三离合器，其将所述输入轴与所述第四旋转轴选择性地连接；第四离合器，其将所述输入轴与所述第五旋转轴选择性地连接；第一制动器，其将所述第三旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；第二制动器，其将所述第四旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；以及第三制动器，其将所述第七旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与七个控制元件组合而实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，由于自动变速器的多速度挡位，可以实现适合于发动机转速的速度挡位，因此，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以改善安静行驶性。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以使发动机的驱动效率最大化并且可以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的每一个速度挡位下的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。

图4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，其示出了某种程度上经过简化了的本发明的基本原理各个特征。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实例。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为根据本发明的第一示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。

参见图1，根据本发明的第一示例性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的旋转元件中的至少一个的七个旋转轴TM1至TM7、七个控制元件C1至C4和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的协作而改变，并且经改变的扭矩经由输出轴OS而输出。

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，并且来自发动机的曲轴的扭矩经由扭矩变换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，设置为平行于输入轴IS，并且将驱动扭矩经由差动装置传递到驱动车轮。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括分别作为第一旋转元件N1、第二旋转元件N2、第三旋转元件N3的第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1，第一行星架PC1可旋转地支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮P1与第一太阳轮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直接地连接到第六旋转元件N6，第三旋转元件N3直接地连接到第五旋转元件N5、第七旋转元件N7和第十旋转元件N10，并且第八旋转元件N8可以选择性地连接到第十二旋转元件N12，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包括七个旋转轴TM1至TM7。

将对七个旋转轴TM1至TM7进行详细的描述。

第一旋转轴TM1直接地连接到第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)并且可以选择性地连接到输入轴IS。

第二旋转轴TM2将第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)、第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)和第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)直接地连接。

第三旋转轴TM3将第二旋转元件N2(第一行星架PC1)与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)直接地连接，可以选择性地连接到输入轴IS，并且可以选择性地连接到变速器壳体H。

第四旋转轴TM4直接地连接到第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)，可以选择性地连接到输入轴IS，并且可以选择性地连接到变速器壳体H。

第五旋转轴TM5直接连接到第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)并且直接地连接到输入轴IS，以持续地作为输入元件工作。

第六旋转轴TM6直接地连接到第八旋转元件N8(第三行星架PC3)或者将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)选择性地连接，并且第六旋转轴TM6直接地连接到输出轴OS以持续地作为输出元件工作。

第七旋转轴TM7直接地连接到第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且可以选择性地连接到变速器壳体H以便作为选择性固定元件工作。

在第一前进速度挡位至第四前进速度挡位和倒车挡位下，第六旋转轴TM6直接地连接到第八旋转元件N8，在其他速度挡位下，第六旋转轴TM6将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接。

另外，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TM7中的两个旋转轴可以选择性地连接到彼此的部分处。

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TM7中的任何一个旋转轴可以选择性地连接到变速器壳体H的部分处。

将对七个控制元件C1至C4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与第一旋转轴TM1之间并且将输入轴IS与第一旋转轴TM1选择性地连接。

第二离合器C2设置在输入轴IS与第三旋转轴TM3之间并且将输入轴IS与第三旋转轴TM3选择性地连接。

第三离合器C3设置在输入轴IS与第四旋转轴TM4之间并且将输入轴IS与第四旋转轴TM4选择性地连接。

第四离合器C4设置在第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12之间并且将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12选择性地连接。

第一制动器B1设置在第三旋转轴TM3与变速器壳体H之间，并且使得第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

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

第三制动器B3设置在第七旋转轴TM7与变速器壳体H之间，并且使得第七旋转轴TM7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、第三离合器C3和第四离合器C4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碟摩擦元件。

图2为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中的每一个速度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，在每一个速度挡位下操作三个控制元件。

在第一前进速度挡位D1下，同时操作第一离合器C1、第一制动器B1和第三制动器B3。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第一旋转轴TM1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和第七旋转轴TM7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。因此，输入轴IS的扭矩切换到第一前进速度挡位，并且第一前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第二前进速度挡位D2下，同时操作第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第一旋转轴TM1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和第七旋转轴TM7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。因此，输入轴IS的扭矩切换到第二前进速度挡位，并且第二前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第三前进速度挡位D3下，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第一旋转轴TM1并且通过第二离合器C2的操作而连接到第三旋转轴TM3的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1、第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。另外，第七旋转轴TM7通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩切换到第三前进速度挡位，并且第三前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第四前进速度挡位D4下，同时操作第二离合器C2、第二制动器B2和第三制动器B3。

在输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接到第三旋转轴TM3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和第七旋转轴TM7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。因此，输入轴IS的扭矩切换到第四前进速度挡位，并且第四前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第五前进速度挡位D5下，同时操作第二离合器C2、第四离合器C4和第三制动器B3。

在输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接到第三旋转轴TM3并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。另外，第七旋转轴TM7通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩切换到第五前进速度挡位，并且第五前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第六前进速度挡位D6下，同时操作第二离合器C2、第四离合器C4和第二制动器B2。

在输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接到第三旋转轴TM3并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。另外，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。因此，输入轴IS的扭矩切换到第六前进速度挡位，并且第六前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第七前进速度挡位D7下，同时操作第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接到第一旋转轴TM1，输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接到第三旋转轴TM3，并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第一旋转轴TM1、第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。因此，输入轴IS的扭矩切换到第七前进速度挡位，并且第七前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。在第七前进速度挡位下，输出与输入轴IS相同的旋转速度。

在第八前进速度挡位D8下，同时操作第一离合器C1、第四离合器C4和第二制动器B2。

在输入轴IS通过第二离合器C1的操作而连接到第一旋转轴TM1并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接的状态下，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通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩切换到第八前进速度挡位，并且第八前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第九前进速度挡位D9下，同时操作第一离合器C1、第四离合器C4和第一制动器B1。

在输入轴IS通过第二离合器C1的操作而连接到第一旋转轴TM1并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接的状态下，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通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩切换到第九前进速度挡位，并且第九前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第十前进速度挡位D10下，同时操作第四离合器C4、第二制动器B2和第三制动器B3。

在第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第五旋转轴TM5。另外，第三旋转轴TM3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。因此，输入轴IS的扭矩切换到第十前进速度挡位，并且第十前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在第十一前进速度挡位D11下，同时操作第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1。

在输入轴IS通过第三离合器C3的操作而连接到第四旋转轴TM4并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而将第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12连接的状态下，输入轴IS的扭矩输入到第四旋转轴TM4和第五旋转轴TM5。另外，第三旋转轴TM3通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。因此，输入轴IS的扭矩切换到第十一前进速度挡位，并且第十一前进速度挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

在倒车挡位REV下，同时操作第三离合器C3、第一制动器B1和第三制动器B3。

在输入轴IS通过第三离合器C3的操作而连接到第四旋转轴TM4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和第七旋转轴TM7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。因此，输入轴IS的扭矩切换到倒车挡位，并且倒车挡位经由连接到第六旋转轴TM6的输出轴OS输出。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以通过将四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4与四个离合器C1、C2、C3和C4以及三个制动器B1、B2和B3组合而实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，由于自动变速器的多速度挡位，可以实现适合于发动机转速的速度挡位，因此，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以改善安静行驶性。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以使发动机的驱动效率最大化并且可以改善动力传递性能和燃料消耗。

图3为根据本发明的第二示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。

参见图3，在第一示例性实施方案中，第四离合器C4设置在第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12之间，但是，在第二示例性实施方那中，第四离合器C4设置在第七旋转元件N7与第十旋转元件N10之间。

将对七个旋转轴TM1至TM7进行详细的描述。

第一旋转轴TM1直接地连接到第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)并且可以选择性地连接到输入轴IS。

第二旋转轴TM2将第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)和第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)直接地连接，并且第二旋转轴TM2可以选择性地连接到第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)。

第三旋转轴TM3将第二旋转元件N2(第一行星架PC1)与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)直接地连接，可以选择性地连接到输入轴IS，并且可以选择性地连接到变速器壳体H。

第四旋转轴TM4直接地连接到第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)，可以选择性地连接到输入轴IS，并且可以选择性地连接到变速器壳体H。

第五旋转轴TM5直接连接到第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)并且直接地连接到输入轴IS，以持续地作为输入元件工作。

第六旋转轴TM6将第八旋转元件N8(第三行星架PC3)与第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)直接地连接，并且第六旋转轴TM6直接地连接到输出轴OS以持续地作为输出元件工作。

第七旋转轴TM7直接地连接到第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且可以选择性地连接到变速器壳体H以便作为选择性固定元件工作。

在第一前进速度挡位至第四前进速度挡位和倒车挡位下，第二旋转轴TM2将第五旋转元件N5与第七旋转元件N7直接地连接，并且在其他速度挡位下，第二旋转轴TM2将第五旋转元件N5与第七旋转元件N7和第十旋转元件N10连接。

七个控制元件设置在任意一个旋转轴和另一个旋转轴可以选择性地彼此连接的部分处以及任意一个旋转轴与变速器壳体可以选择性地彼此连接的部分处。

将对七个控制元件C1至C4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与第一旋转轴TM1之间并且将输入轴IS与第一旋转轴TM1选择性地连接。

第二离合器C2设置在输入轴IS与第三旋转轴TM3之间并且将输入轴IS与第三旋转轴TM3选择性地连接。

第三离合器C3设置在输入轴IS与第四旋转轴TM4之间并且将输入轴IS与第四旋转轴TM4选择性地连接。

第四离合器C4设置在第七旋转元件N7与第十旋转元件N10之间并且将第七旋转元件N7与第十旋转元件N10选择性地连接。

第一制动器B1设置在第三旋转轴TM3与变速器壳体H之间，并且使得第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

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

第三制动器B3设置在第七旋转轴TM7与变速器壳体H之间，并且使得第七旋转轴TM7作为选择性固定元件工作。

由于根据本发明的第二示例性实施方案的换挡过程与根据第一示例性实施方案的换挡过程相同，因此，将省略其详细描述。

图4为根据本发明的第三示例性实施方案的行星齿轮系的示意图。

参见图4，在第一示例性实施方案中，第四离合器C4设置在第八旋转元件N8与第十二旋转元件N12之间，但是，在第三示例性实施方案中，第四离合器C4设置在输入轴IS与第十二旋转元件N12之间。

将对七个旋转轴TM1至TM7进行详细的描述。

第一旋转轴TM1直接地连接到第四旋转元件N4(第二太阳轮)S2并且可以选择性地连接到输入轴IS。

第二旋转轴TM2将第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)、第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)和第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)直接地连接。

第三旋转轴TM3将第二旋转元件N2(第一行星架PC1)与第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)直接地连接，可以选择性地连接到输入轴IS，并且可以选择性地连接到变速器壳体H。

第四旋转轴TM4直接地连接到第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)，可以选择性地连接到输入轴IS，并且可以选择性地连接到变速器壳体H。

第五旋转轴TM5直接连接到第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)并且可以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将第八旋转元件N8(第三行星架PC3)与第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)直接地连接，并且第六旋转轴TM6直接地连接到输出轴OS以持续地作为输出元件工作。

第七旋转轴TM7直接地连接到第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且可以选择性地连接到变速器壳体H以便作为选择性固定元件工作。

在第一前进速度挡位至第四前进速度挡位和倒车挡位下，第五旋转轴TM5不将第十一旋转元件与输入轴连接，在其他速度挡位下，第五旋转轴TM5将第十一旋转元件与输入轴连接。

七个控制元件设置在任意一个旋转轴和另一个旋转轴可以选择性地彼此连接的部分处以及任意一个旋转轴与变速器壳体可以选择性地彼此连接的部分处。

将对七个控制元件C1至C4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与第一旋转轴TM1之间并且将输入轴IS与第一旋转轴TM1选择性地连接。

第二离合器C2设置在输入轴IS与第三旋转轴TM3之间并且将输入轴IS与第三旋转轴TM3选择性地连接。

第三离合器C3设置在输入轴IS与第四旋转轴TM4之间并且将输入轴IS与第四旋转轴TM4选择性地连接。

第四离合器C4设置在输入轴IS与第十一旋转元件N11之间并且将输入轴IS与第十一旋转元件N11选择性地连接。

第一制动器B1设置在第三旋转轴TM3与变速器壳体H之间，并且使得第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

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

第三制动器B3设置在第七旋转轴TM7与变速器壳体H之间，并且使得第七旋转轴TM7作为选择性固定元件工作。

由于根据本发明的第三示例性实施方案的换挡过程与根据第一示例性实施方案的换挡过程相同，因此，将省略其详细描述。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“朝上”、“朝下”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“朝后”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“里面”、“外面”、“内”、“外”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

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。这些描述并非旨在为穷尽本发明，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加以限定。

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；以及

第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴和第七旋转轴，每个旋转轴连接到第一旋转元件至第十二旋转元件中的至少一个；

其中，所述第一旋转轴能够选择性地连接到所述输入轴；

所述第三旋转轴能够选择性地连接到所述输入轴和变速器壳体中的一个；

所述第四旋转轴能够选择性地连接到所述输入轴和变速器壳体中的一个；

所述第五旋转轴直接地连接到所述输入轴；

所述第六旋转轴直接地连接到所述输出轴；

所述第七旋转轴能够选择性地连接到所述变速器壳体。

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，所述第一行星齿轮组是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，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，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，所述第九旋转元件为第三内齿圈；以及

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，所述第十二旋转元件为第四内齿圈。

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，所述第一旋转轴直接地连接到所述第四旋转元件；

所述第二旋转轴将所述第三旋转元件与所述第五旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件直接地连接；

所述第三旋转轴将所述第二旋转元件与所述第六旋转元件直接地连接；

所述第四旋转轴直接地连接到所述第一旋转元件；

所述第五旋转轴直接地连接到所述第十一旋转元件并且直接地连接到所述输入轴；

所述第六旋转轴直接地连接到所述第八旋转元件并且能够选择性地连接到所述第十二旋转元件；

所述第七旋转轴直接地连接到所述第九旋转元件。

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，进一步包括：

第一离合器，其将所述输入轴与所述第一旋转轴选择性地连接；

第二离合器，其将所述输入轴与所述第三旋转轴选择性地连接；

第三离合器，其将所述输入轴与所述第四旋转轴选择性地连接；

第四离合器，其将所述第八旋转元件与所述第十二旋转元件选择性地连接；

第一制动器，其将所述第三旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，其将所述第四旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，其将所述第七旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接。

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，通过所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现第一前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第二前进速度挡位；

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三前进速度挡位；

通过所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第四前进速度挡位；

通过所述第二离合器、所述第四离合器和所述第三制动器的操作实现第五前进速度挡位；

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实现第六前进速度挡位；

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实现第七前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第二制动器的操作实现第八前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第一制动器的操作实现第九前进速度挡位；

通过所述第四离合器、所述第一制动器和所述第二制动器的操作实现第十前进速度挡位；

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实现第十一前进速度挡位；以及

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倒车挡位。

6.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，所述第一旋转轴直接地连接到所述第四旋转元件；

所述第二旋转轴将所述第三旋转元件与所述第五旋转元件和所述第七旋转元件直接地连接，并且所述第二旋转轴能够选择性地连接到所述第十旋转元件；

所述第三旋转轴将所述第二旋转元件与所述第六旋转元件直接地连接；

所述第四旋转轴直接地连接到所述第一旋转元件；

所述第五旋转轴直接地连接到所述第十一旋转元件并且直接地连接到所述输入轴；

所述第六旋转轴将所述第八旋转元件与所述第十二旋转元件直接地连接；

所述第七旋转轴直接地连接到所述第九旋转元件。

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，进一步包括：

第一离合器，其将所述输入轴与所述第一旋转轴选择性地连接；

第二离合器，其将所述输入轴与所述第三旋转轴选择性地连接；

第三离合器，其将所述输入轴与所述第四旋转轴选择性地连接；

第四离合器，其将所述第七旋转元件与所述第十旋转元件选择性地连接；

第一制动器，其将所述第三旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，其将所述第四旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，其将所述第七旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接。

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，通过所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现第一前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第二前进速度挡位；

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三前进速度挡位；

通过所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第四前进速度挡位；

通过所述第二离合器、所述第四离合器和所述第三制动器的操作实现第五前进速度挡位；

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实现第六前进速度挡位；

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实现第七前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第二制动器的操作实现第八前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第一制动器的操作实现第九前进速度挡位；

通过所述第四离合器、所述第一制动器和所述第二制动器的操作实现第十前进速度挡位；

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实现第十一前进速度挡位；

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倒车挡位。

9.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，所述第一旋转轴直接地连接到所述第四旋转元件；

所述第二旋转轴将所述第三旋转元件与所述第五旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件直接地连接；

所述第三旋转轴将所述第二旋转元件与所述第六旋转元件直接地连接；

所述第四旋转轴直接地连接到所述第一旋转元件；

所述第五旋转轴直接地连接到所述第十一旋转元件并且能够选择性地连接到所述输入轴；

所述第六旋转轴将所述第八旋转元件与所述第十二旋转元件直接地连接；

所述第七旋转轴直接地连接到所述第九旋转元件。

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，进一步包括：

第一离合器，其将所述输入轴与所述第一旋转轴选择性地连接；

第二离合器，其将所述输入轴与所述第三旋转轴选择性地连接；

第三离合器，其将所述输入轴与所述第四旋转轴选择性地连接；

第四离合器，其将所述输入轴与所述第五旋转轴选择性地连接；

第一制动器，其将所述第三旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，其将所述第四旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，其将所述第七旋转轴与所述变速器壳体选择性地连接。

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，通过所述第一离合器、所述第一制动器和所述第三制动器的操作实现第一前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第二前进速度挡位；

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三前进速度挡位；

通过所述第二离合器、所述第二制动器和所述第三制动器的操作实现第四前进速度挡位；

通过所述第二离合器、所述第四离合器和所述第三制动器的操作实现第五前进速度挡位；

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实现第六前进速度挡位；

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实现第七前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第二制动器的操作实现第八前进速度挡位；

通过所述第一离合器、所述第四离合器和所述第一制动器的操作实现第九前进速度挡位；

通过所述第四离合器、所述第一制动器和所述第二制动器的操作实现第十前进速度挡位；

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实现第十一前进速度挡位；

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倒车挡位。