CN107035828A - 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包括：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；输入轴，在该输入轴的外周处安装有第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组；输出轴，在该输出轴的外周处安装有第四行星齿轮组；第一轴，与输入轴直接连接；第二轴；第三轴；第四轴；第五轴；第六轴；第七轴；第八轴，与第四轴和第七轴之中的一个轴齿轮啮合；第九轴，与输出轴直接连接；第十轴，与第四轴和第七轴之中的没有与第八轴齿轮啮合的其他轴齿轮啮合；以及传动齿轮。

Description

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

相关申请的交叉引证

本申请要求于2016年2月3日提交的韩国专利申请No.10-2016-0013649的优先权，通过引证将其全部内容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

最近油价的上涨引起了在改善车辆的燃料消耗上的激烈竞争。

在这个意义上讲，已经对自动变速器进行了研究以通过实现更多变速档位级来同时提供更好的驾驶性能和改善的燃料消耗。

然而，为了实现自动变速器的更多变速档位级，部件的数量通常会增加，从而会劣化可安装性和/或动力流效率并且会增加生产成本和重量。

因此，为了最大限度地改善具有更多变速档位级的自动变速器的燃料消耗，重要的是通过更少数量的部件获得更好的效率。

在这方面，近来已经引入一种八速自动变速器，并且能够实现更多变速档位级的自动变速器的行星齿轮系正在研究中。

八个以上变速档位级的自动变速器通常包括三个到四个行星齿轮组以及五个到六个控制元件(摩擦元件)，因而会容易变得冗长，从而劣化可安装性。

在这方面，已经尝试平行布置行星齿轮组或采用爪形离合器代替湿式控制元件。然而，这样的布置不是广泛可适用的，并且使用爪形离合器会容易劣化换档感觉。

此外，最近的八速自动变速器通常表现出6.5到7.5的水平的齿轮比跨度(span)，这需要改善以便实现更好的燃料效率。

因此，在没有劣化性能的情况下缩短自动变速器的长度将是有利的。

在本发明部分的该背景部分中公开的信息仅用于增强对本发明的整体背景的理解并且不得被视为承认或任何形式地暗示该信息对构成对于本领域技术人员而言已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的多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，该行星齿轮系具有以下优点，即通过四个行星齿轮组、两个外齿轮和六个控制元件的组合实现至少九个前进速度和至少一个后退速度，从而提供改善的动力传递性能和燃料消耗并且通过缩短长度改善可安装性。

此外，本发明的多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，该行星齿轮系具有改变传动齿轮的齿轮齿的宽的可用变化范围，以使得能够容易地获得相应车辆的最佳齿轮比，从而改善动力传递性能和燃料消耗。

根据本发明的多个方面，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：第一行星齿轮组，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，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，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，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；输入轴，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组安装在该输入轴的外周处；输出轴，平行于输入轴布置并且第四行星齿轮组安装在该输出轴的外周上；第一轴，与第一旋转元件连接并且与输入轴直接连接；第二轴，将第二旋转元件和第六旋转元件相互连接；第三轴，与第三旋转元件连接；第四轴，与第四旋转元件连接；第五轴，将第五旋转元件和第八旋转元件相互连接；第六轴，与第七旋转元件连接；第七轴，与第九旋转元件连接；第八轴，与第十旋转元件连接并且与第四轴和第七轴之中的一个轴齿轮啮合(gear-mesh)；第九轴，与第十一旋转元件连接并且与输出轴直接连接；第十轴，与第十二旋转元件连接并且与第四轴和第七轴之中的没有与第八轴外齿轮啮合的其余轴齿轮啮合；以及传动齿轮，每个传动齿轮均与这些轴中的至少一个齿轮啮合。

第二轴、第三轴和第四轴均可选择性地与变速器壳体连接，第五轴可以可选择性地与输入轴连接，并且第六轴可以可选择性地与输入轴和第三轴中的每个轴连接。

第一行星齿轮组可以包括：第一太阳轮，作为第一旋转元件；第一环形齿轮，作为第二旋转元件；以及第一行星架，作为第三旋转元件；第二行星齿轮组可以包括：第二太阳轮，作为第四旋转元件；第二行星架，作为第五旋转元件；以及第二环形齿轮，作为第六旋转元件；第三行星齿轮组可以包括：第三太阳轮，作为第七旋转元件；第三行星架，作为第八旋转元件；以及第三环形齿轮，作为第九旋转元件；并且第四行星齿轮组可以包括：第四太阳轮，作为第十旋转元件；第四行星架，作为第十一旋转元件；以及第四环形齿轮，作为第十二旋转元件。

第八轴可以与第四轴齿轮啮合并且可选择性地与变速器壳体连接，并且第十轴可以与第七轴齿轮啮合。

传动齿轮可以包括：第一传动齿轮，布置在第四轴和第八轴之间；以及第二传动齿轮，布置在第七轴和第十轴之间。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，布置在第五轴和输入轴之间；第二离合器，布置在第六轴和输入轴之间；第三离合器，布置在第三轴和第六轴之间；第一制动器，布置在第二轴和变速器壳体之间；第二制动器，布置在第四轴和变速器壳体之间；以及第三制动器，布置在第三轴和变速器壳体之间。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，布置在第五轴和输入轴之间；第二离合器，布置在第六轴和输入轴之间；第三离合器，布置在第三轴和第六轴之间；第一制动器，布置在第二轴和变速器壳体之间；第二制动器，布置在第八轴和变速器壳体之间；以及第三制动器，布置在第三轴和变速器壳体之间。

第八轴可以与第七轴齿轮啮合，并且第十轴可以与第四轴齿轮啮合并且可选择性地与变速器壳体连接。

传动齿轮可以包括：第一传动齿轮，布置在第四轴和第十轴之间；以及第二传动齿轮，布置在第七轴和第八轴之间。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，布置在第五轴和输入轴之间；第二离合器，布置在第六轴和输入轴之间；第三离合器，布置在第三轴和第六轴之间；第一制动器，布置在第二轴和变速器壳体之间；第二制动器，布置在第四轴和变速器壳体之间；以及第三制动器，布置在第三轴和变速器壳体之间。

根据本发明的多个方面，一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：第一行星齿轮组，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，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，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，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；输入轴，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组安装在该输入轴的外周处；以及输出轴，平行于输入轴布置并且第四行星齿轮组安装在该输出轴的外周上；其中第一旋转元件可以与输入轴直接连接，第二旋转元件和第六旋转元件直接连接在一起并且可选择性地与变速器壳体连接，第三旋转元件可以可选择性地与变速器壳体连接，第四旋转元件可以与第十旋转元件和第十二旋转元件之中的一个旋转元件齿轮啮合并且选择性地用作固定元件，第五旋转元件和第八旋转元件可以直接连接在一起并且可选择性地与输入轴连接，第七旋转元件可以可选择性地与输入轴和第三旋转元件连接，第九旋转元件可以与第十旋转元件和第十二旋转元件之中的没有与第四旋转元件齿轮啮合的其余旋转元件齿轮啮合，并且第十一旋转元件可以与输出轴直接连接。

第四旋转元件可以通过第一传动齿轮与第十旋转元件齿轮啮合，并且第七旋转元件可以通过第二传动齿轮与第十二旋转元件齿轮啮合。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，选择性地连接第八旋转元件和输入轴；第二离合器，选择性地连接第七旋转元件和输入轴；第三离合器，选择性地连接第三旋转元件和第七旋转元件；第一制动器，将第二旋转元件与变速器壳体选择性地连接；第二制动器，将第四旋转元件与变速器壳体选择性地连接；以及第三制动器，将第三旋转元件与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，选择性地连接第八旋转元件和输入轴；第二离合器，选择性地连接第七旋转元件和输入轴；第三离合器，选择性地连接第三旋转元件和第七旋转元件；第一制动器，将第二旋转元件与变速器壳体选择性地连接；第二制动器，将第十旋转元件与变速器壳体选择性地连接，以及第三制动器，将第三旋转元件与变速器壳体选择性地连接。

第四旋转元件可以通过第一传动齿轮与第十二旋转元件齿轮啮合，并且第七旋转元件可以通过第二传动齿轮与第十旋转元件齿轮啮合。

根据本发明的多个实施方式的行星齿轮系，行星齿轮组分开布置在平行布置的输入轴和输出轴上，从而缩短长度并改善可安装性。

根据本发明的多个实施方式的行星齿轮系，通过采用除行星齿轮组的组合之外的两个传动齿轮实现至少八个前进速度和至少一个后退速度，从而提供改变齿轮齿的宽的范围，使得容易实现最佳齿轮比并且容易满足相应车辆的要求性能。

此外，根据本发明的多个实施方式的行星齿轮系，在实现至少九个前进速度和至少一个后退速度的同时可以实现大于9.6的齿轮比跨度，从而使得发动机传动效率最大化。

此外，在高效率地使变速档位级多级变化的同时保证了变速档位级的阶比的线性度，从而使得能够改善驾驶性能，诸如变速之前和之后的加速度，发动机转速节奏感等。

应当理解，本文所使用的术语“车辆(vehicle)”或者“车辆的(vehicular)”或者其他的类似术语包括广义的机动交通工具，诸如包括运动型多用途车辆(SUV)、大巴车、卡车、各种商用车辆的载客车辆，包括各种船只(boat)和船舶(ship)的水上交通工具(watercraft)，航天器等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃机、插入式(plug-in，外接充电式)混合动力电动车辆、氢动力车辆、以及其他可替代的燃料车辆(例如，燃料从除石油以外的资源获得)。如本文中提及，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点在结合于本文中的附图以及随后的具体实施方式中将是显而易见的或者进行详细阐述的，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。

附图说明

图1是根据本发明的多个实施方式的行星齿轮系的示意图。

图2是根据本发明的多个实施方式的行星齿轮系中相应变速档位级下的各个控制元件的操作表。

图3是根据本发明的多个实施方式的行星齿轮系的示意图。

图4是根据本发明的多个实施方式的行星齿轮系的示意图。

应当理解，附图不必按比例绘制，附图呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的表示。如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)将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的多个实施方式，这些实施方式的实例在附图中示出并在下文中进行描述。尽管将与示例性实施方式相结合对本发明进行描述，但是将被理解的是，本说明并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可包含在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物及其它实施方式。

图1是根据本发明的第一示例性实施方式的行星齿轮系的示意图。

参照图1，根据本发明的第一示例性实施方式的行星齿轮系包括输入轴IS、输出轴OS、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、两个传动齿轮TF1和TF2、以及三个离合器C1、C2和C3及三个制动器B1、B2和B3的控制元件。

输入轴IS是输入构件并且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之后被输入至输入轴IS中。

输出轴OS是输出构件，并且与输入轴IS平行布置，输出轴将变换(shift)的驱动扭矩通过差速装置输出至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3布置在输入轴IS的外周并且形成主换档部。第四行星齿轮组PG4布置在与输入轴IS平行布置的输出轴OS的外周并且形成辅助换档部。

第一行星齿轮组PG1是双小齿轮行星齿轮组，并且包括：第一太阳轮S1；第一环形齿轮R1，与第一小齿轮P1内齿轮啮合，其中该第一小齿轮与第一太阳轮S1外齿轮啮合；以及第一行星架PC1，支撑第一小齿轮P1。第一太阳轮S1用作第一旋转元件N1，第一环形齿轮R1用作第二旋转元件N2，并且第一行星架PC1用作第三旋转元件N3。

第二行星齿轮组PG2是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括：第二太阳轮S2；第二行星架PC2，支撑与第二太阳轮S2外部啮合的第二小齿轮P2；以及第二环形齿轮R2，与第二小齿轮P2内部啮合。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，并且第二环形齿轮R2用作第六旋转元件N6。

第三行星齿轮组PG3是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括：第三太阳轮S3；第三行星架PC3，支撑与第三太阳轮S3外部啮合的第三小齿轮P3；以及第三环形齿轮R3，与第三小齿轮P3内部啮合。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，并且第三环形齿轮R3用作第九旋转元件N9。

第四行星齿轮组PG4是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括：第四太阳轮S4；第四行星架PC4，支撑与第四太阳轮S4外部啮合的第四小齿轮P4；以及第四环形齿轮R4，与第四小齿轮P4内部啮合。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，并且第四环形齿轮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和第三行星齿轮组PG3的布置中，通过七个轴TM1至TM7，第二旋转元件N2与第六旋转元件N6直接连接，第五旋转元件N5与第八旋转元件N8直接连接。

三个轴TM8至TM10连接至第四行星齿轮组PG4。

在下文中详细描述十个轴TM1至TM10。

第一轴TM1与第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)连接，并且与输入轴IS直接连接，从而持续地用作输入元件。

第二轴TM2将第二旋转元件N2(第一环形齿轮R1)和第六旋转元件N6(第二环形齿轮R2)相互连接，并且可选择性地与变速器壳体H连接，从而选择性地用作固定元件。

第三轴TM3与第三旋转元件N3(第一行星架PC1)连接，并且可选择性地与变速器壳体H连接，从而选择性地用作固定元件。

第四轴TM4与第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)连接，并且可选择性地与变速器壳体H连接，从而选择性地用作固定元件。

第五轴TM5将第五旋转元件N5(第二行星架PC2)和第八旋转元件N8(第三行星架PC3)相互连接，并且可选择性地与输入轴IS连接，从而选择性地用作输入元件。

第六轴TM6与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接，可选择性地与输入轴IS连接，从而选择性地用作输入元件，并且可选择性地与第三轴TM3连接。

第七轴TM7与第九旋转元件N9(第三环形齿轮R3)连接。

第八轴TM8与第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)连接，并且与第四轴TM4外齿轮啮合。

第九轴TM9与第十一旋转元件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。

第十轴TM10与第十二旋转元件N12(第四环形齿轮R4)连接，并且与第七轴TM7外齿轮啮合。

两个传动齿轮TF1和TF2将具有第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2和第三行星齿轮组PG3的主换档部的变换扭矩反向旋转地传递至具有第四行星齿轮组PG4的辅助换档部。

第一传动齿轮TF1包括与第四轴TM4直接连接的第一传动驱动齿轮TF1a和与第八轴TM8直接连接的第一传动从动齿轮TF1b并且与第四轴TM4和第八轴TM8外齿轮啮合。

第二传动齿轮TF2包括与第七轴TM7直接连接的第二传动驱动齿轮TF2a和与第十轴TM10直接连接的第二传动从动齿轮TF2b并且与第七轴TM7和第十轴TM10外齿轮啮合。

因此，通过第一传动齿轮TF1和第二传动齿轮TF2连接的相应轴在相反的方向上旋转，并且第一传动齿轮TF1和第二传动齿轮TF2的齿轮比可以考虑变速器要求的速度比而预先设定。

控制元件包括三个离合器C1、C2和C3以及三个制动器B1、B2和B3，并且是如下布置的。

第一离合器C1布置在输入轴IS和第五轴TM5之间，使得输入轴IS和第五轴TM5可以选择性地变为整体。

第二离合器C2布置在输入轴IS和第六轴TM6之间，使得输入轴IS和第六轴TM6可以选择性地变为整体。

第三离合器C3布置在第三轴TM3和第六轴TM6之间，使得第三轴TM3和第六轴TM6可以选择性地变为整体。

第一制动器B1布置在第二轴TM2和变速器壳体H之间，使得第二轴TM2可以选择性地用作固定元件。

第二制动器B2布置在第四轴TM4和变速器壳体H之间，使得第四轴TM4可以选择性地用作固定元件。

第三制动器B3布置在第三轴TM3和变速器壳体H之间，使得第三轴TM3可以选择性地用作固定元件。

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的控制元件可以实现为通过液压摩擦接合的多片式液压摩擦装置。

图2是根据本发明的第一示例性实施方式的行星齿轮系中相应变速档位级下的各个控制元件的操作表。

参照图2，根据本发明的示例性实施方式的行星齿轮系通过操作三个离合器C1、C2和C3以及三个制动器B1、B2和B3之中的三个控制元件来实现变速。

[第一前进速度]

在第一前进速度变速档位级D1下，操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第二制动器B2。

因此，第三轴TM3通过第三离合器C3的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1，并且第二轴TM2和第四轴TM4通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第一前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第二前进速度]

在第二前进速度变速档位级D2下，操作第三离合器C3以及第二制动器B2和第三制动器B3。

因此，第三轴TM3通过第三离合器C3的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1，并且第四轴TM4和第三轴TM3通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第二前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第三前进速度]

在第三前进速度变速档位级D3下，操作第二离合器C2和第三离合器C3以及第二制动器B2。

因此，第六轴TM6通过第二离合器C2的操作与输入轴IS连接，并且第三轴TM3通过第三离合器C3的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第三轴TM3，并且第四轴TM4通过第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第三前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第四前进速度]

在第四前进速度变速档位级D4下，操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第二制动器B2。

因此，第五轴TM5通过第一离合器C1的操作与输入轴IS连接，并且第三轴TM3通过第三离合器C3的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第五轴TM5，并且第四轴TM4通过第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第四前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第五前进速度]

在第五前进速度变速档位级D5下，操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2。

因此，第五轴TM5通过第一离合器C1的操作与输入轴IS连接，并且第六轴TM6通过第二离合器C2的操作与输入轴IS连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1、第五轴TM5和第六轴TM6，并且第四轴TM4通过第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第五前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第六前进速度]

在第六前进速度变速档位级D6下，操作第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3。

因此，第五轴TM5通过第一离合器C1的操作与输入轴IS连接，第六轴TM6通过第二离合器C2的操作与输入轴IS连接，并且第三轴TM3通过第三离合器C3的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1、第五轴TM5和第六轴TM6，从而通过各个轴的共同操作实现第六前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第七前进速度]

在第七前进速度变速档位级D7下，操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第三制动器B3。

因此，第五轴TM5通过第一离合器C1的操作与输入轴IS连接，并且第六轴TM6通过第二离合器C2的操作与输入轴IS连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1、第五轴TM5和第六轴TM6，并且第三轴TM3通过第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第七前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第八前进速度]

在第八前进速度变速档位级D8下，操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第三制动器B3。

因此，第五轴TM5通过第一离合器C1的操作与输入轴IS连接，并且第三轴TM3通过第三离合器C3的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第五轴TM5，并且第三轴TM3通过第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第八前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[第九前进速度]

在第九前进速度变速档位级D9下，操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第一制动器B1。

因此，第五轴TM5通过第一离合器C1的操作与输入轴IS连接，并且第三轴TM3通过第三离合器C3的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第五轴TM5，并且第二轴TM2通过第一制动器B1的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现第九前进速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

[后退速度]

在后退速度REV下，操作第二离合器C2以及第一制动器B1和第二制动器B2。

因此，第六轴TM6通过第二离合器C2的操作与输入轴IS连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一轴TM1和第六轴TM6，并且第二轴TM2和第四轴TM4通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过各个轴的共同操作实现后退速度并且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

图2示出在第一环形齿轮R1/第一太阳轮S1的齿轮比是2.20、第二环形齿轮R2/第二太阳轮S2的齿轮比是2.11、第三环形齿轮R3/第三太阳轮S3的齿轮比是3.42、第四环形齿轮R4/第四太阳轮S4的齿轮比是3.83、第一传动从动齿轮TF1b/第一传动驱动齿轮TF1a的齿轮比是1.00，并且第二传动从动齿轮TF2b/第二传动驱动齿轮TF2a的齿轮比是1.00的条件下计算的齿轮比(传动比)。

图3是根据本发明的第二示例性实施方式的行星齿轮系的示意图。

在根据本发明的第一示例性实施方式的行星齿轮系中，第二制动器B2布置在第四轴TM4和变速器壳体H之间，如图1所示。然而，参照图3，根据第二示例性实施方式的行星齿轮系，第二制动器B2布置在第八轴TM8和变速器壳体H之间。

就是说，在根据第一示例性实施方式的行星齿轮系中，第四轴TM4通过第二制动器B2的操作用作固定元件，并且与第四轴TM4外部齿轮啮合的第八轴TM8同时用作固定元件。比较起来，在根据第二示例性实施方式的行星齿轮系中，第八轴TM8通过第二制动器B2的操作用作固定元件，并且与第八轴TM8外部齿轮啮合的第四轴TM4同时用作固定元件。因此，第一实施方式和第二实施方式之间仅第二制动器B2的位置不同，并且操作与功能仍然是相同的，因此不做更详细地描述。

图4是根据本发明的第三示例性实施方式的行星齿轮系的示意图。

在根据本发明的第一示例性实施方式的行星齿轮系中，第四轴TM4通过第一传动齿轮TF1与第八轴TM8外部齿轮啮合，并且第七轴TM7通过第二传动齿轮TF2与第十轴TM10外部齿轮啮合，如图1所示。然而，参照图4，根据第三示例性实施方式，第四轴TM4通过第一传动齿轮TF1与第十轴TM10外部齿轮啮合，并且第七轴TM7通过第二传动齿轮TF2与第八轴TM8外部齿轮啮合。

因此，第三示例性实施方式与第一示例性实施方式的不同之处在于通过第四轴TM4和第七轴TM7输出的旋转速度可能是不同的。然而，可以容易地理解仅辅助换档部的速度比不同并且操作和换档模式仍然是相同的，因此不做更详细地描述。

如上所述，根据本发明各个实施方式的行星齿轮系，通过四个行星齿轮组、两个传动齿轮和六个控制元件的组合实现至少九个前进速度和至少一个后退速度，从而提供改善的动力传递性能和燃料消耗并且通过缩短自动变速器的长度改善可安装性。

此外，根据本发明的各个实施方式的行星齿轮系，除三个行星齿轮组之外，还采用布置在输出轴OS上的外齿轮的两个传动齿轮，并且因此齿轮齿可广泛地变化，使得容易实现最佳齿轮比并且容易满足相应车辆的要求性能。

此外，根据本发明的各个实施方式的行星齿轮系，在实现至少九个前进速度和至少一个后退速度的同时可以实现大于9.6的齿轮比跨度，从而使发动机传动效率最大化。

此外，在高效率地使变速档位级多级变化的同时保证了变速档位级的阶比的线性度，从而使得能够改善驾驶性能，诸如换档之前和之后的加速度，发动机转速节奏感等。

为了方便在所附权利要求中的说明和准确限定，术语“上部”、“下部”、“内部”和“外部”、“向上”、“向下”、“上部的”、“下部的”、“向上的”、“向下的”、“前面”、“后面”、“背面”、“内部的”、“外部的”、“向内地”、“向外地”、“内部的”、“外部的”、“内”、“外”、“向前”和“向后”用于参考如附图中显示的示例性实施方式的功能部件的位置来描述这样的功能部件。

为了说明和描述的目的，已经呈现了本发明的具体示例性实施方式的上述描述。上述以上描述并非旨在是穷尽的或者将本发明局限于所公开的精确形式，并且显而易见，根据上述教导，许多修改和变形是可能的。为了解释本发明的特定原理以及它们的实际应用而选择和描述了示例性实施方式，从而使得其他本领域技术人员能够实现并利用本发明的各个示例性实施方式、以及各种替代实施方式及它们的变形。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同物来限定。

Claims (17)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

第一行星齿轮组，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，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，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，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

输入轴，所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组安装在所述输入轴的外周处；

输出轴，平行于所述输入轴布置并且所述第四行星齿轮组安装在所述输出轴的外周上；

第一轴，与所述第一旋转元件连接并且与所述输入轴直接连接；

第二轴，将所述第二旋转元件和所述第六旋转元件相互连接；

第三轴，与所述第三旋转元件连接；

第四轴，与所述第四旋转元件连接；

第五轴，将所述第五旋转元件和所述第八旋转元件相互连接；

第六轴，与所述第七旋转元件连接；

第七轴，与所述第九旋转元件连接；

第八轴，与所述第十旋转元件连接并且与所述第四轴和所述第七轴之中的一个轴齿轮啮合；

第九轴，与所述第十一旋转元件连接并且与所述输出轴直接连接；

第十轴，与所述第十二旋转元件连接并且与所述第四轴和所述第七轴之中的另一个轴齿轮啮合；以及

传动齿轮，每个所述传动齿轮均与所述第一轴至所述第十轴中的至少一个轴齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中，

所述第二轴、所述第三轴和所述第四轴中的每个轴均能选择性地与变速器壳体连接；

所述第五轴能选择性地与所述输入轴连接；以及

所述第六轴能选择性地与所述输入轴和所述第三轴中的每个轴连接。

3.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中，

所述第一行星齿轮组包括：第一太阳轮，作为所述第一旋转元件；第一环形齿轮，作为所述第二旋转元件；以及第一行星架，作为所述第三旋转元件；

所述第二行星齿轮组包括：第二太阳轮，作为所述第四旋转元件；第二行星架，作为所述第五旋转元件；以及第二环形齿轮，作为所述第六旋转元件；

第三行星齿轮组包括：第三太阳轮，作为所述第七旋转元件；第三行星架，作为所述第八旋转元件；以及第三环形齿轮，作为所述第九旋转元件；并且

所述第四行星齿轮组包括：第四太阳轮，作为所述第十旋转元件；第四行星架，作为所述第十一旋转元件；以及第四环形齿轮，作为所述第十二旋转元件。

4.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中，所述第八轴与所述第四轴齿轮啮合并且所述第八轴能选择性地与所述变速器壳体连接，并且所述第十轴与所述第七轴齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的行星齿轮系，其中，所述传动齿轮包括：

第一传动齿轮，布置在所述第四轴和所述第八轴之间；以及

第二传动齿轮，布置在所述第七轴和所述第十轴之间。

6.根据权利要求4所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，布置在所述第五轴和所述输入轴之间；

第二离合器，布置在所述第六轴和所述输入轴之间；

第三离合器，布置在所述第三轴和所述第六轴之间；

第一制动器，布置在所述第二轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，布置在所述第四轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，布置在所述第三轴和所述变速器壳体之间。

7.根据权利要求4所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，布置在所述第五轴和所述输入轴之间；

第二离合器，布置在所述第六轴和所述输入轴之间；

第三离合器，布置在所述第三轴和所述第六轴之间；

第一制动器，布置在所述第二轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，布置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，布置在所述第三轴和所述变速器壳体之间。

8.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中，所述第八轴与所述第七轴齿轮啮合，并且所述第十轴与所述第四轴齿轮啮合且所述第十轴能选择性地与所述变速器壳体连接。

9.根据权利要求8所述的行星齿轮系，其中，所述传动齿轮包括：

第一传动齿轮，布置在所述第四轴和所述第十轴之间；以及

第二传动齿轮，布置在所述第七轴和所述第八轴之间。

10.根据权利要求8所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，布置在所述第五轴和所述输入轴之间；

第二离合器，布置在所述第六轴和所述输入轴之间；

第三离合器，布置在所述第三轴和所述第六轴之间；

第一制动器，布置在所述第二轴和所述变速器壳体之间；

第二制动器，布置在所述第四轴和所述变速器壳体之间；以及

第三制动器，布置在所述第三轴和所述变速器壳体之间。

11.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

第一行星齿轮组，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，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，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，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

输入轴，所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组安装在所述输入轴的外周处；以及

输出轴，平行于所述输入轴布置并且所述第四行星齿轮组安装在所述输出轴的外周上；

其中，所述第一旋转元件与所述输入轴直接连接，

所述第二旋转元件和所述第六旋转元件直接连接在一起并且能选择性地与变速器壳体连接，

所述第三旋转元件能选择性地与所述变速器壳体连接，

所述第四旋转元件与所述第十旋转元件和所述第十二旋转元件之中的一个旋转元件齿轮啮合，并且所述第四旋转元件选择性地用作固定元件，

所述第五旋转元件和所述第八旋转元件直接连接在一起并且能选择性地与所述输入轴连接，

所述第七旋转元件能选择性地与所述输入轴和所述第三旋转元件连接，

所述第九旋转元件与所述第十旋转元件和所述第十二旋转元件之中的另一个旋转元件齿轮啮合，

所述第十一旋转元件与所述输出轴直接连接。

12.根据权利要求11所述的行星齿轮系，其中，

所述第一行星齿轮组包括：第一太阳轮，作为所述第一旋转元件；第一环形齿轮，作为所述第二旋转元件；以及第一行星架，作为所述第三旋转元件；

所述第二行星齿轮组包括：第二太阳轮，作为所述第四旋转元件；第二行星架，作为所述第五旋转元件；以及第二环形齿轮，作为所述第六旋转元件；

第三行星齿轮组包括：第三太阳轮，作为所述第七旋转元件；第三行星架，作为所述第八旋转元件；以及第三环形齿轮，作为所述第九旋转元件；以及

所述第四行星齿轮组包括：第四太阳轮，作为所述第十旋转元件；第四行星架，作为所述第十一旋转元件；以及第四环形齿轮，作为所述第十二旋转元件。

13.根据权利要求11所述的行星齿轮系，其中，所述第四旋转元件通过第一传动齿轮与所述第十旋转元件齿轮啮合，并且所述第七旋转元件通过第二传动齿轮与所述第十二旋转元件齿轮啮合。

14.根据权利要求13所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，选择性地连接所述第八旋转元件和所述输入轴；

第二离合器，选择性地连接所述第七旋转元件和所述输入轴；

第三离合器，选择性地连接所述第三旋转元件和所述第七旋转元件；

第一制动器，将所述第二旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，将所述第四旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，将所述第三旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接。

15.根据权利要求13所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，选择性地连接所述第八旋转元件和所述输入轴；

第二离合器，选择性地连接所述第七旋转元件和所述输入轴；

第三离合器，选择性地连接所述第三旋转元件和所述第七旋转元件；

第一制动器，将所述第二旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，将所述第十旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，将所述第三旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接。

16.根据权利要求11所述的行星齿轮系，其中，所述第四旋转元件通过第一传动齿轮与所述第十二旋转元件齿轮啮合，并且所述第七旋转元件通过第二传动齿轮与所述第十旋转元件齿轮啮合。

17.根据权利要求16所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，选择性地连接所述第八旋转元件和所述输入轴；

第二离合器，选择性地连接所述第七旋转元件和所述输入轴；

第三离合器，选择性地连接所述第三旋转元件和所述第七旋转元件；

第一制动器，将所述第二旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接；

第二制动器，将所述第四旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接；以及

第三制动器，将所述第三旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接。