CN107035829B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

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；第二行星齿轮组；第三行星齿轮组；第四行星齿轮组；输入轴，第一行星齿轮组、第二行星齿轮组及第三行星齿轮组安装在输入轴的外周；输出轴，平行于输入轴设置并且第四行星齿轮组安装在输出轴的外周；第一轴；第二轴，与输入轴直接连接；第三轴；第四轴，与输出轴齿轮啮合；第五轴；第六轴；第七轴；第八轴；第九轴，与输出轴直接连接；第十轴；以及传动齿轮，每个传动齿轮与至少一个轴齿轮啮合。

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.10-2016-0013650的优先权，通过引用将其全部内容结合于此用于所有目的。

技术领域

本发明涉及用于车辆的自动变速器。

背景技术

近来油价的上涨引发改善车辆的燃料消耗的激烈竞争。

在这种意义上，已对自动变速器进行研究以通过获得更多的变速档位级来同时提供更好的驾驶性能和燃料消耗。

然而，为了获得自动变速器的更多变速档位级(shift stage)，通常要增加部件的数目，这可能劣化可安装性和/或动力流效率并且可能增加生产成本及重量。

因此，为了最大地改善具有更多变速档位级的自动变速器的燃料消耗，重要的是通过较小数目的部件获得更好的效率。

在这方面，近来已引入八速自动变速器，并且正在调查能实现更多变速档位级的自动变速器的行星齿轮系。

八个以上变速档位级的自动变速器通常包括三个至四个行星齿轮组以及五个至六个控制元件(摩擦元件)，并且可能容易变得冗长，从而劣化可安装性。

鉴于此，有时尝试平行设置行星齿轮组或者采用爪形离合器代替湿式控制元件。然而，这样的布置可能无法广泛地适用，并且使用爪形离合器可能容易劣化换档感觉。

另外，近来八速自动变速器通常显示出6.5至7.5水平的齿轮比跨度(span，范围)，这需要改善以获得更好的燃料消耗。

因此，在不劣化性能的情况下缩短自动变速器的长度将是有利的。

在此背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强本发明的背景技术的理解，因此，其可能包含并不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的不同的方面旨在提供用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，该行星齿轮系具有的优点在于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，从而改善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。

另外，本发明的不同的方面旨在提供改变传动齿轮的齿轮齿的宽的可用范围，从而允许容易地获得用于相应车辆的最佳齿轮比，由此改善动力递送性能和燃料消耗。

根据本发明的不同的方面，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、第二旋转元件及第三旋转元件；第二行星齿轮组，包括第四旋转元件、第五旋转元件及第六旋转元件；第三行星齿轮组，包括第七旋转元件、第八旋转元件及第九旋转元件；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、第二行星齿轮组及第三行星齿轮组安装在输入轴的外周处；输出轴，设置成平行于输入轴并且第四行星齿轮组安装在输出轴的外周处；第一轴，将第一旋转元件与第四旋转元件相互连接；第二轴，与第二旋转元件连接并与输入轴直接连接；第三轴，将第三旋转元件与第八旋转元件相互连接；第四轴，与第五旋转元件连接并与输出轴齿轮啮合(gear-mesh)；第五轴，与第六旋转元件连接；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；第九轴，与第十一旋转元件连接并与输出轴直接连接；第十轴，与第十二旋转元件连接；以及传动齿轮，每个传动齿轮均与至少一个轴齿轮啮合，其中，第八轴和第十轴中的一个轴可以与变速器壳选择性地连接并且第八轴和第十轴中的另一轴可以与第三轴齿轮啮合。

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

通过用作第五旋转元件的第二行星架支撑的小齿轮可以是包括较小直径部分和较大直径部分的2级小齿轮，并且较小直径部分可以与用作第四旋转元件的第二太阳轮齿轮啮合，并且较大直径部分可以与用作第六旋转元件的第二环形齿轮齿轮啮合。

第五轴可以与变速器壳选择性地连接，第六轴可以分别与第一轴、第二轴及第五轴选择性地连接，并且第七轴可以与变速器壳选择性地连接。

第八轴可以与第三轴齿轮啮合，并且第十轴可以与变速器壳选择性地连接。

传动齿轮可包括设置在第四轴与输出轴之间的第一传动齿轮以及设置在第三轴与第八轴之间的第二传动齿轮。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，设置在第二轴与第六轴之间；第二离合器，设置在第一轴与第六轴之间；第三离合器，设置在第五轴与第六轴之间；第一制动器，设置在第五轴与变速器壳之间；第二制动器，设置在第七轴与变速器壳之间；以及第三制动器，设置在第十轴与变速器壳之间。

第八轴可以与变速器壳选择性地连接，并且第十轴可以与第三轴齿轮啮合。

传动齿轮可包括设置在第四轴与输出轴之间的第一传动齿轮以及设置在第三轴与第十轴之间的第二传动齿轮。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，设置在第二轴与第六轴之间；第二离合器，设置在第一轴与第六轴之间；第三离合器，设置在第五轴与第六轴之间；第一制动器，设置在第五轴与变速器壳之间；第二制动器，设置在第七轴与变速器壳之间；以及第三制动器，设置在第八轴与变速器壳之间。

根据本发明的不同的方面，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、第二旋转元件及第三旋转元件；第二行星齿轮组，包括第四旋转元件、第五旋转元件及第六旋转元件；第三行星齿轮组，包括第七旋转元件、第八旋转元件及第九旋转元件；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、第二行星齿轮组及第三行星齿轮组安装在输入轴的外周处；以及输出轴，设置为平行于输入轴并且第四行星齿轮组安装在输出轴的外周处，其中，第一旋转元件可以与第四旋转元件直接连接，第二旋转元件可以与输入轴直接连接，第三旋转元件可以与第八旋转元件直接连接并且与第十旋转元件和第十二旋转元件中的一个旋转元件齿轮啮合，第五旋转元件可以通过第一传动齿轮与输出轴齿轮啮合，第六旋转元件可以与变速器壳选择性地连接，第九旋转元件可以与变速器壳选择性地连接，第十一旋转元件可以与输出轴直接连接，并且第十旋转元件和第十二旋转元件当中除与第三旋转元件齿轮啮合的旋转元件以外的其他的旋转元件可以与变速器壳选择性地连接。

第二旋转元件可以与第七旋转元件选择性地连接，第一旋转元件可以与第七旋转元件选择性地连接，并且第六旋转元件可以与第七旋转元件选择性地连接。

第三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，并且第十二旋转元件可以与变速器壳选择性地连接。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，选择性地连接第二旋转元件与第七旋转元件；第二离合器，选择性地连接第一旋转元件与第七旋转元件；第三离合器，选择性地连接第六旋转元件与第七旋转元件；第一制动器，使第六旋转元件与变速器壳选择性地连接；第二制动器，使第九旋转元件与变速器壳选择性地连接；以及第三制动器，使第十二旋转元件与变速器壳选择性地连接。

第三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，并且第十旋转元件可以与变速器壳选择性地连接。

行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，选择性地连接第二旋转元件与第七旋转元件；第二离合器，选择性地连接第一旋转元件与第七旋转元件；第三离合器，选择性地连接第六旋转元件与第七旋转元件；第一制动器，使第六旋转元件与变速器壳选择性地连接；第二制动器，使第九旋转元件与变速器壳选择性地连接；以及第三制动器，使第十旋转元件与变速器壳选择性地连接。

根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系，行星齿轮组分开布置在平行设置的输入轴和输出轴上，从而缩短长度并且改善可安装性。

根据本发明的不同的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，从而提供齿轮齿的宽变化范围以便容易地实现最佳齿轮比并且容易地满足相应车辆的要求性能。

另外，根据本发明的不同的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超过9.8的齿轮比跨度，从而使发动机驱动效率最大化。

而且，在高效率地使变速档位级多级变换的同时确保了变速档位级的阶比的线性度，从而使得能够改善在换档前后的驾驶性能(诸如，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、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。

本发明的方法和装置具有其他的特征和优点，这些其他的特征和优点将通过结合在本文中的附图和下文的具体实施方式部分而变得显而易见或者将在附图和具体实施方式部分中更详细地阐述，并且这些附图和具体实施方式部分一起用于解释本发明的一些原理。

附图说明

图1是根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系的示意图。

图2是根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系中的相应变速档位级下的各个控制元件的操作图表。

图3是根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系的示意图。

应理解的是，附图无需按比例地绘制，而是呈现对阐释本发明的基本原理的各个特征的一定程度简化的表示。在此公开的包括诸如特定尺寸、定向、位置以及形状的本发明的具体设计特征将部分地由具体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不同的实施方式，在附图中示出其实例并且在下文中进行描述。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，但是应理解的是，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明不仅旨在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、等同物及其他实施方式。

图1是根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系的示意图。

参考图1，根据本发明的不同的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及第四行星齿轮组PG4、两个传动齿轮TF1和TF2，及三个离合器C1、C2及C3和三个制动器B1、B2及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转换器进行扭矩转换之后输入到输入轴IS。

输出轴OS是输出构件，并且布置为平行于输入轴IS，通过差速装置将变换的驱动扭矩输出至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1、第二行星齿轮组PG2及第三行星齿轮组PG3布置在输入轴IS的外周并且形成主换档部。相对于第三行星齿轮组PG3，第一行星齿轮组PG1布置为朝向发动机一侧，而第二行星齿轮组PG2布置为朝向发动机的相对侧。

第四行星齿轮组PG4布置在设置成平行于输入轴IS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是单个小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮S1、第一行星齿轮架PC1(支撑与第一太阳轮S1外啮合的第一小齿轮P1)及第一环形齿轮R1(与第一小齿轮P1内啮合)。第一太阳轮S1用作第一旋转元件N1，第一行星齿轮架PC1用作第二旋转元件N2，并且第一环形齿轮R1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、第二行星齿轮架PC2(支撑与第二太阳轮S2外啮合的第二小齿轮P2)及第二环形齿轮R2(与第二小齿轮P2内啮合)。第二太阳轮S2用作第四旋转元件N4，第二行星齿轮架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。

第二小齿轮P2是具有较小的直径部分P21和较大的直径部分P22的2级小齿轮。较小直径部分P21与第二太阳轮S2外齿轮啮合，并且较大的直径部分P22与第二环形齿轮R2内齿轮啮合。

这种2级小齿轮行星齿轮组可有助于获得单个小齿轮行星齿轮组可能无法获得的1.5比1.5的速度比，从而增加齿轮比跨度并且提高阶比的线性度。与显示出差的传动效率的双小齿轮行星齿轮组相比较，这种2级小齿轮行星齿轮组通常显示出更高的传动效率。

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、第三行星齿轮架PC3(支撑与第三太阳轮S3外啮合的第三小齿轮P3)及第三环形齿轮R3(与第三小齿轮P3内啮合)。第三太阳轮S3用作第七旋转元件N7，第三行星齿轮架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、第四行星齿轮架PC4(支撑与第四太阳轮S4外啮合的第四小齿轮P4)及第四环形齿轮R4(与第四小齿轮P4内啮合)。第四太阳轮S4用作第十旋转元件N10，第四行星齿轮架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及第三行星齿轮组PG3的布置中，通过七个轴TM1至TM7，第一旋转元件N1与第四旋转元件N4直接连接，第三旋转元件N3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。

在下文中详细地描述十个轴TM1至TM10。

第一轴TM1将第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)和第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)相互连接。

第二轴TM2与第二旋转元件N2(第一行星架PC1)连接并与输入轴IS直接连接，从而始终用作输入元件。

第三轴TM3将第三旋转元件N3(第一环形齿轮R1)与第八旋转元件N8(第三行星齿轮架PC3)相互连接。

第四轴TM4与第五旋转元件N5(第二行星齿轮架PC2)连接并且与输出轴OS外齿轮啮合。

第五轴TM5与第六旋转元件N6(第二环形齿轮R2)连接并且与变速器壳H选择性地连接，从而选择性地用作固定元件。

第六轴TM6与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接并且与第一轴TM1、第二轴TM2及第五轴TM5选择性地连接。

第七轴TM7与第九旋转元件N9(第三环形齿轮R3)连接并且与变速器壳H选择性地连接，从而选择性地用作固定元件。

第八轴TM8与第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)连接并且与第三轴TM3外齿轮啮合。

第九轴TM9与第十一旋转元件N11(第四行星齿轮架PC4)连接并与输出轴OS直接连接，从而始终用作输出元件。

第十轴TM10与第十二旋转元件N12(第四环形齿轮R4)连接，并且与变速器壳H选择性地连接，从而选择性地用作固定元件。

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及第三行星齿轮组PG3的主换档部的变换的扭矩反向旋转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和与输出轴OS直接连接的第一传动从动齿轮TF1b，并且第一传动齿轮外齿轮啮合第四轴TM4和输出轴OS。

第二传动齿轮TF2包括与第三轴TM3直接连接的第二传动驱动齿轮TF2a和与第八轴TM8直接连接的第二传动从动齿轮TF2b，并且第二传动齿轮外齿轮啮合第三轴TM3和第八轴TM8。

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需要的速度比而预设。

控制元件包括三个离合器C1、C2及C3和三个制动器B1、B2及B3，并且布置如下。

第一离合器C1布置在第二轴TM2与第六轴TM6之间，使得第二轴TM2和第六轴TM6可以选择性地成为整体。

第二离合器C2布置在第一轴TM1与第六轴TM6之间，使得第一轴TM1和第六轴TM6可以选择性地成为整体。

第三离合器C3布置在第五轴TM5与第六轴TM6之间，使得第五轴TM5和第六轴TM6可以选择性地成为整体。

第一制动器B1布置在第五轴TM5与变速器壳体H之间，使得第五轴TM5可以选择性地用作固定元件。

第二制动器B2布置在第七轴TM7与变速器壳体H之间，使得第七轴TM7可以选择性地用作固定元件。

第三制动器B3布置在第十轴TM10与变速器壳体H之间，使得第十轴TM10可以选择性地用作固定元件。

第一离合器C1、第二离合器C2及第三离合器C3和第一制动器B1、第二制动器B2及第三制动器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设备。

图2是根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系中的相应变速档位级下的各个控制元件的操作图。

参考图2，根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系通过操作三个离合器C1、C2及C3和三个制动器B1、B2及B3当中的三个控制元件实现变速。

[第一前进速度]

在第一前进速度变速档位级D1，操作第一离合器C1以及第二制动器B2和第三制动器B3。

因此，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2，并且第七轴TM7和第十轴TM10通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作操作实现第一前进速度并且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，操作第二离合器C2以及第二制动器B2和第三制动器B3。

因此，第一轴TM1通过第二离合器C2的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2，并且第七轴TM7和第十轴TM10通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作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，操作第二离合器C2以及第一制动器B1和第三制动器B3。

因此，在主换档部，第一轴TM1通过第二离合器C2的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2，并且第五轴TM5和第十轴TM10通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作操作实现第三前进速度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，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，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第六轴TM6连接，并且第一轴TM1通过第二离合器C2的操作与第六轴TM6连接。在这种状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2，并且第十轴TM10通过第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作操作实现第四前进速度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，操作第二离合器C2和第三离合器C3以及第三制动器B3。

因此，第一轴TM1通过第二离合器C2的操作与第六轴TM6连接，并且第五轴TM5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的扭矩输入至第二轴TM2，并且第十轴TM10通过第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作操作实现第五前进速度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，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，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第六轴TM6连接，并且第五轴TM5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的扭矩输入至第二轴TM2，并且第十轴TM10通过第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作操作实现第六前进速度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，操作第一离合器C1、第二离合器C2及第三离合器C3。

因此，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第六轴TM6连接，第一轴TM1通过第二离合器C2的操作与第六轴TM6连接，且第五轴TM5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的扭矩输入至第二轴TM2，从而通过各个轴的协作操作实现前进第七速度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，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，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第六轴TM6连接，并且第五轴TM5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的扭矩输入至第二轴TM2，并且第七轴TM7通过第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作操作实现第八前进速度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，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，第一轴TM1通过第二离合器C2的操作与第六轴TM6连接，并且第五轴TM5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的扭矩输入至第二轴TM2，并且第七轴TM7通过第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协作操作实现第九前进速度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，操作第三离合器C3和第二制动器B2和第三制动器B3。

因此，第五轴TM5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的扭矩输入至第二轴TM2，并且第七轴TM7和第十轴TM10通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作用作固定元件，从而通过这些轴的协作操作实现后退速度且将变换的扭矩输出至与第九轴TM9连接的输出轴OS。

图2示出在以下条件下计算的齿轮比(传动比)，该条件为，第一环形齿轮R1/第一太阳轮S1的齿轮比是1.20，第二环形齿轮R2/第二太阳轮S2的齿轮比是2.69，第三环形齿轮R3/第三太阳轮S3的齿轮比是1.84，第四环形齿轮R4/第四太阳轮S4的齿轮比是1.86，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，以及第二传动从动齿轮TF2b/第二传动驱动齿轮TF2a的齿轮比是0.78。

图3是根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系的示意图。

在根据图1的不同的实施方式的行星齿轮系中，如图1所示，第三轴TM3通过第二传动齿轮TF2与第八轴TM8外齿轮啮合，并且第十轴TM10与变速器壳H选择性地连接从而选择性地用作固定元件。然而，参考图3，根据图3的不同的实施方式，第三轴TM3通过第二传动齿轮TF2与第十轴TM10外齿轮啮合，并且第八轴TM8与变速器壳H选择性地连接从而选择性地用作固定元件。

因此，图3的不同的实施方式与图1的不同的实施方式的不同之处在于辅助换档部的与第三轴TM3外齿轮啮合的轴和辅助换档部的与变速器壳选择性地连接的轴互换。然而，如对本领域的普通技术人员而言显而易见的，齿轮系的功能和换档模式保持相同，因此不做进一步详细描述。

如上所述，根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系，通过四个行星齿轮组、两个传动齿轮及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，从而通过缩短自动变速器的长度提高动力传递性能并改善燃料消耗且改善可安装性。

另外，根据本发明的不同的实施方式的行星齿轮系，除了三个行星齿轮组，还采用了布置在输出轴OS上的外齿轮的两个传动齿轮，并且因此齿轮齿可以广泛地变化从而容易地实现最佳齿轮比并且容易地满足相应车辆的要求性能。

而且，根据本发明的不同的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超过9.8的齿轮比跨度，从而使发动机驱动效率最大化。

另外，确保了变速档位级的阶比的线性度，同时高效率地使变速档位级多级变换，从而使得能够改善在换档前后的驾驶性能(诸如，加速度)、发动机转速节奏感等。

为了便于所附权利要求中的说明和准确限定，术语“上”、“下”、“内”及“外”、“向上”、“向下”、“上部”、“下部”、“向上的”、“向下的”、“前”、“后”、“后面”、“内”、“外”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外面的”、“向前”及“向后”用于参考附图中显示的示例性实施方式的特征的位置描述这样的特征。

为了说明和描述的目的，已经呈现了本发明的特定示例性实施方式的上述描述。它们并非旨在是穷举的或者将本发明限制于所公开的确切形式，并且显然，根据上述教导，可进行许多修改和变型。选出并描述了示例性实施方式以便解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员能够做出并利用本发明的各种示例性实施方式以及本发明的各种替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (16)

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、第二旋转元件及第三旋转元件；

第二行星齿轮组，包括第四旋转元件、第五旋转元件及第六旋转元件；

第三行星齿轮组，包括第七旋转元件、第八旋转元件及第九旋转元件；

第四行星齿轮组，包括第十旋转元件、第十一旋转元件及第十二旋转元件；

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

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

第一轴，将所述第一旋转元件与所述第四旋转元件相互连接；

第二轴，与所述第二旋转元件连接并与所述输入轴直接连接；

第三轴，将所述第三旋转元件与所述第八旋转元件相互连接；

第四轴，与所述第五旋转元件连接并与所述输出轴齿轮啮合；

第五轴，与所述第六旋转元件连接；

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；

第九轴，与所述第十一旋转元件连接并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；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的至少一个轴齿轮啮合，

其中，所述第八轴和所述第十轴中的一个轴与变速器壳选择性地连接并且所述第八轴和所述第十轴中的另一个轴与所述第三轴齿轮啮合，

其中：

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

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

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

所述第四行星齿轮组包括作为所述第十旋转元件的第四太阳轮，作为所述第十一旋转元件的第四行星架以及作为所述第十二旋转元件的第四环形齿轮。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中，通过用作所述第五旋转元件的所述第二行星架支撑的小齿轮是包括较小直径部分和较大直径部分的2级小齿轮，并且

其中，所述较小直径部分与用作所述第四旋转元件的所述第二太阳轮齿轮啮合，并且所述较大直径部分与用作所述第六旋转元件的所述第二环形齿轮齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中：

所述第五轴与所述变速器壳选择性地连接；

所述第六轴分别与所述第一轴、所述第二轴及所述第五轴选择性地连接；并且

所述第七轴与所述变速器壳选择性地连接。

4.根据权利要求3所述的行星齿轮系，其中：

所述第八轴与所述第三轴齿轮啮合；并且

所述第十轴与所述变速器壳选择性地连接。

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，设置在所述第四轴与所述输出轴之间；以及

第二传动齿轮，设置在所述第三轴与所述第八轴之间。

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，设置在所述第二轴与所述第六轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴与所述第六轴之间；

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第六轴之间；

第一制动器，设置在所述第五轴与所述变速器壳之间；

第二制动器，设置在所述第七轴与所述变速器壳之间；以及

第三制动器，设置在所述第十轴与所述变速器壳之间。

7.根据权利要求3所述的行星齿轮系，其中：

所述第八轴与所述变速器壳选择性地连接；并且

所述第十轴与所述第三轴齿轮啮合。

8.根据权利要求7所述的行星齿轮系，其中，所述传动齿轮包括：

第一传动齿轮，设置在所述第四轴与所述输出轴之间；以及

第二传动齿轮，设置在所述第三轴与所述第十轴之间。

9.根据权利要求7所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一离合器，设置在所述第二轴与所述第六轴之间；

第二离合器，设置在所述第一轴与所述第六轴之间；

第三离合器，设置在所述第五轴与所述第六轴之间；

第一制动器，设置在所述第五轴与所述变速器壳之间；

第二制动器，设置在所述第七轴与所述变速器壳之间；以及

第三制动器，设置在所述第八轴与所述变速器壳之间。

10.一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、第二旋转元件及第三旋转元件；

第二行星齿轮组，包括第四旋转元件、第五旋转元件及第六旋转元件；

第三行星齿轮组，包括第七旋转元件、第八旋转元件及第九旋转元件；

第四行星齿轮组，包括第十旋转元件、第十一旋转元件及第十二旋转元件；

输入轴，所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组及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，平行于所述输入轴设置并且所述第四行星齿轮组安装在所述输出轴的外周处，

其中，所述第一旋转元件与所述第四旋转元件直接连接；

所述第二旋转元件与所述输入轴直接连接，

所述第三旋转元件与所述第八旋转元件直接连接并且与所述第十旋转元件和所述第十二旋转元件中的一个旋转元件齿轮啮合，

所述第五旋转元件通过第一传动齿轮与所述输出轴齿轮啮合，

所述第六旋转元件与变速器壳选择性地连接，

所述第九旋转元件与所述变速器壳选择性地连接，

所述第十一旋转元件与所述输出轴直接连接，并且

所述第十旋转元件和所述第十二旋转元件中的另一个旋转元件与所述变速器壳选择性地连接，

其中：

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

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

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

所述第四行星齿轮组包括作为所述第十旋转元件的第四太阳轮，作为所述第十一旋转元件的第四行星架以及作为所述第十二旋转元件的第四环形齿轮。

11.根据权利要求10所述的行星齿轮系，其中，通过用作所述第五旋转元件的所述第二行星架支撑的小齿轮是包括较小直径部分和较大直径部分的2级小齿轮，

其中，所述较小直径部分与用作所述第四旋转元件的所述第二太阳轮齿轮啮合，并且所述较大直径部分与用作所述第六旋转元件的所述第二环形齿轮齿轮啮合。

12.根据权利要求10所述的行星齿轮系，其中：

所述第二旋转元件与所述第七旋转元件选择性地连接；

所述第一旋转元件与所述第七旋转元件选择性地连接；并且

所述第六旋转元件与所述第七旋转元件选择性地连接。

13.根据权利要求12所述的行星齿轮系，其中，所述第三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，并且所述第十二旋转元件与所述变速器壳选择性地连接。

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二旋转元件与所述第七旋转元件；

第二离合器，选择性地连接所述第一旋转元件与所述第七旋转元件；

第三离合器，选择性地连接所述第六旋转元件与所述第七旋转元件；

第一制动器，使所述第六旋转元件与所述变速器壳选择性地连接；

第二制动器，使所述第九旋转元件与所述变速器壳选择性地连接；以及

第三制动器，使所述第十二旋转元件与所述变速器壳选择性地连接。

15.根据权利要求12所述的行星齿轮系，其中，所述第三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，并且所述第十旋转元件与所述变速器壳选择性地连接。

16.根据权利要求15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二旋转元件与所述第七旋转元件；

第二离合器，选择性地连接所述第一旋转元件与所述第七旋转元件；

第三离合器，选择性地连接所述第六旋转元件与所述第七旋转元件；

第一制动器，使所述第六旋转元件与所述变速器壳选择性地连接；

第二制动器，使所述第九旋转元件与所述变速器壳选择性地连接；以及

第三制动器，使所述第十旋转元件与所述变速器壳选择性地连接。

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