CN107917168B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。该行星齿轮系可包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出扭矩；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

本申请要求于2016年10月11日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2016-0131441的韩国专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的自动变速器。更特别地，本公开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实现十个前进速度挡来提高动力传递性能和燃料经济性，并且通过使用定位于低发动机速度处的操作点来改善车辆的无声驾驶。

背景技术

通常，已经开发实现更多速度挡的自动变速器以提高燃料经济性并且优化驾驶性。近来，油价的升高正在引发在提高车辆的燃料消耗方面的激烈竞争。

因此，已经进行许多研究以通过发动机的小型化来减轻重量并且提高燃料经济性以及通过自动变速器的多个速度挡来确保驾驶性和燃料经济性。

然而，在自动变速器中，当速度挡的数量增加时，内部部件(特别是行星齿轮组)的数量增加，并且因而，变速器的长度增加。因此，可安装性、成本、重量、传动效率等可能仍然恶化。

因此，可利用少量部件实现最大效率的行星齿轮系的开发可能是重要的，以便通过多挡速度来增加燃料经济性提高效果。

在这方面，近年来，趋向于实施8速自动变速器，并且也已经积极地进行能够实施更多速度挡的行星齿轮系的研究和开发。

然而，8速自动变速器通常包括三至四个行星齿轮组和五至七个控制元件(摩擦元件)。在该情况下，由于自动变速器的长度增加，因此安装性可能会恶化。

近来，一个行星齿轮组被设置在另一个行星齿轮组上方，但是应用并行的行星齿轮组的自动变速器的结构非常受限。

另一方面，使用爪式离合器而不是湿式控制元件。然而，换挡平顺性可能恶化。

在该背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的背景技术的理解，并且因此其可包含不形成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

本部分的公开内容是用于提供本发明的背景技术。申请人注意到，本部分可能包含本申请之前可获得的信息。然而，通过提供本部分，申请人不承认本部分中包含的任何信息构成现有技术。

发明内容

根据本公开的示例性实施例的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出扭矩；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；第一轴，其连接到第一旋转元件并且连接到变速器壳体；第二轴，其连接到第二旋转元件和第四旋转元件并且连接到输入轴；第三轴，其连接到第三旋转元件；第四轴，其连接到第五旋转元件并且可选择性地连接到第二轴；第五轴，其连接到第六旋转元件和第八旋转元件；第六轴，其连接到第七旋转元件；第七轴，其连接到第九旋转元件和第十一旋转元件并且连接到输出轴；第八轴，其连接到第十旋转元件并且选择性地可连接到第三轴、第四轴和第六轴；以及第九轴，其连接到第十二旋转元件并且选择性地可连接到第四轴。

第九轴可以选择性地可连接到变速器壳体。

第一行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别是第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可以分别是第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可以分别是第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，并且第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可以分别是第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组可从发动机侧以第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的顺序被设置。

行星齿轮系可进一步包括：第一离合器，其将第二轴选择性地连接到第四轴；第二离合器，其将第三轴选择性地连接到第八轴；第三离合器，其将第四轴选择性地连接到第八轴；第四离合器，其将第四轴选择性地连接到第九轴；第五离合器，其将第六轴选择性地连接到第八轴；以及第一制动器，其将第九轴选择性地连接到变速器壳体。

根据本公开的另一示例性实施例的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出扭矩；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，其中输入轴连接到第二旋转元件，输出轴连接到第十一旋转元件，第一旋转元件连接到变速器壳体，第二旋转元件连接到第四旋转元件，第六旋转元件连接到第八旋转元件，第九旋转元件连接到第十一旋转元件，第五旋转元件选择性地可连接到第二旋转元件，第十旋转元件选择性地可连接到第三旋转元件、第五旋转元件和第七旋转元件，并且第十二旋转元件选择性地可连接到第五旋转元件。

第十二旋转元件可以选择性地可连接到变速器壳体。

第一行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别是第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可以分别是第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可以分别是第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，并且第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可以分别是第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组可从发动机侧以第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的顺序被设置。

行星齿轮系可进一步包括：第一离合器，其将第二旋转元件选择性地连接到第五旋转元件；第二离合器，其将第三旋转元件选择性地连接到第十旋转元件；第三离合器，其将第五旋转元件选择性地连接到第十旋转元件；第四离合器，其将第五旋转元件选择性地连接到第十二旋转元件；第五离合器，其将第七旋转元件选择性地连接到第十旋转元件；以及第一制动器，其将第十二旋转元件选择性地连接到变速器壳体。

在具体实施方式部分中将明确地或暗示地描述从本公开的示例性实施例可获得的或可预测的其它效果。即，将在具体实施方式部分中描述从本公开的示例性实施例可预测的各种效果。

附图说明

图1是根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系的示意图。

图2是根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系中每个速度挡处的控制元件的操作图。

<符号描述>

B1：第一制动器

C1、C2、C3、C4、C5：第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器和第五离合器

PG1、PG2、PG3、PG4：第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组

S1、S2、S3、S4：第一太阳齿轮、第二太阳齿轮、第三太阳齿轮和第四太阳齿轮

PC1、PC2、PC3、PC4：第一行星架、第二行星架、第三行星架和第四行星架

R1、R2、R3、R4：第一环形齿轮、第二环形齿轮、第三环形齿轮和第四环形齿轮

IS：输入轴

OS：输出轴

TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7、TM8、TM9：第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴、第八轴和第九轴

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。

然而，为了清楚地描述本公开的示例性实施例，省略与描述无关的部分，并且在整个说明书中，相同的附图标记指代相同或相似的元件。

在以下描述中，由于部件的名称彼此相同，因此将部件的名称划分为第一、第二等是为了划分名称，并且其顺序没有特别限制。

本公开致力于提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其具有优点：通过实现至少十个前进速度挡和一个倒车速度挡来提高动力传递性能和燃料经济性。

本公开的另一实施例提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其具有进一步的优点：通过使用定位于发动机的低转速区域处的操作点来改善车辆的无声驾驶。

根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系可通过组合作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组与六个控制元件来实现十个前进速度挡和一个倒车速度挡。

另外，由于自动变速器的多个速度挡，根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系可实现适于发动机的旋转速度的速度挡。特别地，可通过使用定位于发动机的低转速区域处的操作点来改善车辆的无声驾驶。

另外，根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系可最大化发动机的驱动效率并且可提高动力传递性能和燃料消耗。

图1是根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系的示意图。

参照图1，根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系包括：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九个轴TM1至TM9；作为控制元件的五个离合器C1至C5和一个制动器B1；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，并且改变的扭矩通过输出轴OS被输出。

行星齿轮组从发动机侧以第一行星齿轮组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的顺序被设置。

输入轴IS是输入构件，并且在通过扭矩转换器扭矩转换之后，来自发动机的曲轴的扭矩被输入到输入轴IS中。

输出轴OS是输出构件，与输入轴IS平行地设置，并且通过差动设备将驱动扭矩传输到驱动轮。

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和第三旋转元件N3的第一太阳齿轮S1、可旋转地支撑与第一太阳齿轮S1外啮合的第一小齿轮P1的第一行星架PC1以及与第一小齿轮P1内啮合的第一环形齿轮R1。

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的第二太阳齿轮S2、可旋转地支撑与第二太阳齿轮S2外啮合的第二小齿轮P2的第二行星架PC2以及与第二小齿轮P2内啮合的第二环形齿轮R2。

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的第三太阳齿轮S3、可旋转地支撑与第三太阳齿轮S3外啮合的第三小齿轮P3的第三行星架PC3以及与第三小齿轮P3内啮合的第三环形齿轮R3。

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的第四太阳齿轮S4、可旋转地支撑与第四太阳齿轮S4外啮合的第四小齿轮P4的第四行星架PC4以及与第四小齿轮P4内啮合的第四环形齿轮R4。

第二旋转元件N2直接连接到第四旋转元件N4，第六旋转元件N6直接连接到第八旋转元件N8，并且第九旋转元件N9直接连接到第十一旋转元件N11，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包括九个轴TM1至TM9。

将进一步详细描述九个轴TM1至TM9。

九个轴TM1至TM9可以是旋转构件，其彼此直接连接行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的旋转元件中的多个旋转元件或其直接连接到行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的任意一个旋转元件并且与任意一个旋转元件一起旋转以传输扭矩，或者九个轴TM1至TM9可以是固定构件，其将行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的任意一个旋转元件选择性地或直接地连接到变速器壳体H以固定任意一个旋转元件。

第一轴TM1连接到第一旋转元件N1(第一太阳齿轮S1)，并且直接连接到变速器壳体H，以便作为固定元件被连续地操作。

第二轴TM2将第二旋转元件N2(第一行星架PC1)连接到第四旋转元件N4(第二太阳齿轮S2)，并且直接连接到输入轴IS。

第三轴TM3连接到第三旋转元件N3(第一环形齿轮R1)。

第四轴TM4连接到第五旋转元件N5(第二行星架PC2)，并且选择性地可连接到第二轴TM2。

第五轴TM5将第六旋转元件N6(第二环形齿轮R2)连接到第八旋转元件N8(第三行星架PC3)。

第六轴TM6连接到第七旋转元件N7(第三太阳齿轮S3)。

第七轴TM7将第九旋转元件N9(第三环形齿轮R3)连接到第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且直接连接到输出轴OS，以便作为输出元件被连续地操作。

第八轴TM8连接到第十旋转元件N10(第四太阳齿轮S4)，并且选择性地可连接到第三轴TM3、第四轴TM4和第六轴TM6。

第九轴TM9连接到第十二旋转元件N12(第四环形齿轮R4)，选择性地可连接到第四轴TM4，并且选择性地可连接到变速器壳体H。

另外，五个离合器C1、C2、C3、C4和C5被设置在包括输入轴IS和输出轴OS的九个轴TM1至TM9中的任意两个轴选择性地彼此连接的部分处。

另外，一个制动器B1被设置在九个轴TM1至TM9中的任意一个轴选择性地连接到变速器壳体H的部分处。

详细描述五个离合器C1至C5和一个制动器B1的布置。

第一离合器C1被设置在第二轴TM2和第四轴TM4之间，并将第二轴TM2选择性地连接到第四轴TM4。

第二离合器C2被设置在第三轴TM3和第八轴TM8之间，并且将第三轴TM3选择性地连接到第八轴TM8。

第三离合器C3被设置在第四轴TM4和第八轴TM8之间，并且将第四轴TM4选择性地连接到第八轴TM8。

第四离合器C4被设置在第四轴TM4和第九轴TM9之间，并将第四轴TM4选择性地连接到第九轴TM9。

第五离合器C5被设置在第六轴TM6和第八轴TM8之间，并且将第六轴TM6选择性地连接到第八轴TM8。

第一制动器B1被设置在第九轴TM9和变速器壳体H之间，并将第九轴TM9选择性地连接到变速器壳体H。

包括第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4和第五离合器C5以及第一制动器B1的控制元件可以是通过液压操作的摩擦接合单元。特别地，控制元件可以是但不限于湿式多片摩擦元件。然而，控制元件可以是由电信号操作的接合单元，诸如爪形离合器、电动离合器、磁性颗粒离合器等。

图2是根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系中每个速度挡处的控制元件的操作图。

如图2所示，在作为控制元件的第一离合器C1、第二离合器C2、第三离合器C3、第四离合器C4和第五离合器C5以及第一制动器B1中的三个控制元件在根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系中的各个速度挡处被操作。

在第一前进速度挡D1处，第三离合器C3和第五离合器C5以及第一制动器B1被同时地操作。

在第四轴TM4通过第三离合器C3的操作连接到第八轴TM8并且第六轴TM6通过第五离合器C5的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

在第一轴TM1作为固定元件被连续地操作的状态下，第九轴TM9通过第一制动器B1的操作作为固定元件被操作。因此，输入轴IS的扭矩被转换成第一前进速度挡D1，并且第一前进速度挡D1通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第三离合器C3和第五离合器C5的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第四旋转元件N4。因此，行星齿轮组PG4由来自驱动第十旋转元件N10的第五旋转元件N5的扭矩驱动，同时第十二旋转元件N12由制动器B1制动。这样，扭矩以4.981:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第二前进速度挡D2处，第一离合器C1和第三离合器C3以及第一制动器B1被同时地操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作连接到第四轴TM4并且第四轴TM4通过第三离合器C3的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

在第一轴TM1作为固定元件被连续地操作的状态下，第九轴TM9通过第一制动器B1的操作作为固定元件被操作。因此，输入轴IS的扭矩被转换成第二前进速度挡D2，并且第二前进速度挡D2通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第一离合器C1和第三离合器C3的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第十旋转元件N10。因此，行星齿轮组PG4由来自驱动第十旋转元件N10的第五旋转元件N5的扭矩驱动，同时第十二旋转元件N12由制动器B1制动。这样，扭矩以2.950:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第三前进速度挡D3处，第一离合器C1和第二离合器C2以及第一制动器B1被同时地操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作连接到第四轴TM4并且第三轴TM3通过第二离合器C2的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

在第一轴TM1作为固定元件被连续地操作的状态下，第九轴TM9通过第一制动器B1的操作作为固定元件被操作。因此，输入轴IS的扭矩被转换成第三前进速度挡D3，并且第三前进速度挡D3通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第一离合器C1和第二离合器C2的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第十旋转元件N10。因此，行星齿轮组PG4由来自驱动第十旋转元件N10的第三旋转元件N3的扭矩驱动，同时第十二旋转元件N12由制动器B1制动。这样，扭矩以2.107:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第四前进速度挡D4处，第一离合器C1和第五离合器C5以及第一制动器B1被同时地操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作连接到第四轴TM4并且第六轴TM6通过第五离合器C5的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

在第一轴TM1作为固定元件被连续地操作的状态下，第九轴TM9通过第一制动器B1的操作作为固定元件被操作。因此，输入轴IS的扭矩被转换成第四前进速度挡D4，并且第四前进速度挡D4通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第一离合器C1和第五离合器C5的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第八旋转元件N8。因此，行星齿轮组PG3和PG4复合地操作，并且扭矩以1.549:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第五前进速度挡D5处，第一离合器C1、第二离合器C2和第五离合器C5被同时地操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作连接到第四轴TM4，第三轴TM3通过第二离合器C2的操作连接到第八轴TM8，并且第六轴TM6通过第五离合器C5的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

另外，第一轴TM1作为固定元件被连续地操作。因此，输入轴IS的转矩被转换成第五前进速度挡D5，并且第五前进速度挡D5通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第一离合器C1、第二离合器C2和第五离合器C5的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第八旋转元件N8。进一步地，来自旋转元件N3的扭矩被传递到第七旋转元件N7。因此，扭矩以1.186:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第六前进速度挡D6处，第一离合器C1、第四离合器C4和第五离合器C5被同时地操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作连接到第四轴TM4，第四轴TM4通过第四离合器C4的操作连接到第九轴TM9，并且第六轴TM6通过第五离合器C5的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2和第四轴TM4。

在该情况下，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变为锁定状态。

因此，输入到第四轴TM4的输入轴IS的转矩被转换成第六前进速度挡D6，并且第六前进速度挡D6通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。在第六前进速度挡处，与输入轴IS相同的旋转速度被输出。即，第一离合器C1、第四离合器C4和第五离合器C5的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12。因此，行星齿轮组PG3和PG4复合地操作，并且扭矩以1.000:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第七前进速度挡D7处，第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4被同时地操作。

在第二轴TM2通过第一离合器C1的操作连接到第四轴TM4，第三轴TM3通过第二离合器C2的操作连接到第八轴TM8，并且第四轴TM4通过第四离合器C4的操作连接到第九轴TM9的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

另外，第一轴TM1作为固定元件被连续地操作。因此，输入轴IS的扭矩被转换成第七前进速度挡D7，并且第七前进速度挡D7通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第十二旋转元件N12。进一步地，来自第三旋转元件N3的扭矩驱动第十旋转元件N10。因此，扭矩以0.881:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第八前进速度挡D8处，第二离合器C2、第四离合器C4和第五离合器C5被同时地操作。

在第三轴TM3通过第二离合器C2的操作连接到第八轴TM8，第四轴TM4通过第四离合器C4的操作连接到第九轴TM9，并且第六轴TM6通过第五离合器C5的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

另外，第一轴TM1作为固定元件被连续地操作。因此，输入轴IS的扭矩被转换成第八前进速度挡D8，并且第八前进速度挡D8通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第二离合器C2、第四离合器C4和第五离合器C5的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12。因此，行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4复合地操作，并且扭矩以0.800:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第九前进速度挡D9处，第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4被同时地操作。

在第三轴TM3通过第二离合器C2的操作连接到第八轴TM8，第四轴TM4通过第三离合器C3的操作连接到第八轴TM8，并且第四轴TM4通过第四离合器C4的操作连接到第九轴TM9的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

另外，第一轴TM1作为固定元件被连续地操作。因此，输入轴IS的转矩被转换成第九前进速度挡D9，并且第九前进速度挡D9通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第二离合器C2、第三离合器C3和第四离合器C4的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第四旋转元件N4。并且，第三旋转元件N3连接到第五旋转元件N5和第十旋转元件N10。因此，行星齿轮组PG1、PG2和PG4复合地操作，并且扭矩以0.714:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

在第十前进速度挡D10处，第二离合器C2、第三离合器C3和第五离合器C5被同时地操作。

在第三轴TM3通过第二离合器C2的操作连接到第八轴TM8，第四轴TM4通过第三离合器C3的操作连接到第八轴TM8，并且第六轴TM6通过第五离合器C5的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

另外，第一轴TM1作为固定元件被连续地操作。因此，输入轴IS的转矩被转换成第十前进速度挡D10，并且第十前进速度挡D10通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出。即，第二离合器C2、第三离合器C3和第五离合器C5的操作导致输入轴IS的扭矩被传递到第四旋转元件N4。并且，第三旋转元件N3连接到第五旋转元件N5和第七旋转元件N7。因此，行星齿轮组PG1、PG2和PG3复合地操作，并且扭矩以0.561:1的比率从第九旋转元件N9被输出到输出轴OS。

在倒车速度挡REV处，第四离合器C4和第五离合器C5以及第一制动器B1被同时地操作。

在第四轴TM4通过第四离合器C4的操作连接到第九轴TM9并且第六轴TM6通过第五离合器C5的操作连接到第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩被输入到第二轴TM2。

在第一轴TM1作为固定元件被连续地操作的状态下，第九轴TM9通过第一制动器B1的操作作为固定元件被操作。因此，输入轴IS的扭矩被转换成倒车速度挡R，并且倒车速度挡R通过连接到第七轴TM7的输出轴OS被输出作为反向旋转速度。即，制动器B1以及第四离合器C4和第五离合器C5的操作导致第六旋转元件N6和第十二旋转元件N12被制动。因此，行星齿轮组PG2、PG3和PG4复合地操作，并且扭矩以-2.246:1的比率从第十一旋转元件N11被输出到输出轴OS。

根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系可通过组合四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4与五个离合器C1、C2、C3、C4和C5以及一个制动器B1来实现至少十个前进速度挡和一个倒车速度挡。

另外，根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系可根据发动机的旋转速度实现适合的速度挡。特别地，可通过使用定位于发动机的低转速区域处的操作点来改善车辆的无声驾驶。

另外，根据本公开的示例性实施例的行星齿轮系可最大化发动机的驱动效率并且可提高动力传递性能和燃料消耗。

虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施例的内容描述本发明，但是应当理解的是，本发明不限于公开的实施例，而是，相反地，旨在涵盖包括在权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。

Claims (8)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出扭矩；

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；

第一轴，其连接到所述第一旋转元件并且连接到变速器壳体；

第二轴，其连接到所述第二旋转元件和所述第四旋转元件并且连接到所述输入轴；

第三轴，其连接到所述第三旋转元件；

第四轴，其连接到所述第五旋转元件并且选择性地可连接到所述第二轴；

第五轴，其连接到所述第六旋转元件和所述第八旋转元件；

第六轴，其连接到所述第七旋转元件；

第七轴，其连接到所述第九旋转元件和所述第十一旋转元件并且连接到所述输出轴；

第八轴，其连接到所述第十旋转元件并且选择性地可连接到所述第三轴、所述第四轴和所述第六轴；以及

第九轴，其连接到所述第十二旋转元件并且选择性地可连接到所述第四轴，

其中所述第一行星齿轮组的所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件分别是第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，

所述第二行星齿轮组的所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件分别是第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，

所述第三行星齿轮组的所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件分别是第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，并且

所述第四行星齿轮组的所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件分别是第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中所述第九轴选择性地可连接到所述变速器壳体。

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、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组从发动机侧以所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的顺序被设置。

4.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其进一步包括：

第一离合器，其将所述第二轴选择性地连接到所述第四轴；

第二离合器，其将所述第三轴选择性地连接到所述第八轴；

第三离合器，其将所述第四轴选择性地连接到所述第八轴；

第四离合器，其将所述第四轴选择性地连接到所述第九轴；

第五离合器，其将所述第六轴选择性地连接到所述第八轴；以及

第一制动器，其将所述第九轴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，其包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出扭矩；

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，

其中所述输入轴连接到所述第二旋转元件，

所述输出轴连接到所述第十一旋转元件，

所述第一旋转元件连接到变速器壳体，

所述第二旋转元件连接到所述第四旋转元件，

所述第六旋转元件连接到所述第八旋转元件，

所述第九旋转元件连接到所述第十一旋转元件，

所述第五旋转元件选择性地可连接到所述第二旋转元件，

所述第十旋转元件选择性地可连接到所述第三旋转元件、所述第五旋转元件和所述第七旋转元件，并且

所述第十二旋转元件选择性地可连接到所述第五旋转元件,

其中所述第一行星齿轮组的所述第一旋转元件、所述第二旋转元件和所述第三旋转元件分别是第一太阳齿轮、第一行星架和第一环形齿轮，

所述第二行星齿轮组的所述第四旋转元件、所述第五旋转元件和所述第六旋转元件分别是第二太阳齿轮、第二行星架和第二环形齿轮，

所述第三行星齿轮组的所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件分别是第三太阳齿轮、第三行星架和第三环形齿轮，并且

所述第四行星齿轮组的所述第十旋转元件、所述第十一旋转元件和所述第十二旋转元件分别是第四太阳齿轮、第四行星架和第四环形齿轮。

6.根据权利要求5所述的行星齿轮系，其中所述第十二旋转元件选择性地可连接到所述变速器壳体。

7.根据权利要求5所述的行星齿轮系，其中所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组从发动机侧以所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第四行星齿轮组的顺序被设置。

8.根据权利要求6所述的行星齿轮系，其进一步包括：

第一离合器，其将所述第二旋转元件选择性地连接到所述第五旋转元件；

第二离合器，其将所述第三旋转元件选择性地连接到所述第十旋转元件；

第三离合器，其将所述第五旋转元件选择性地连接到所述第十旋转元件；

第四离合器，其将所述第五旋转元件选择性地连接到所述第十二旋转元件；

第五离合器，其将所述第七旋转元件选择性地连接到所述第十旋转元件；以及

第一制动器，其将所述第十二旋转元件选择性地连接到所述变速器壳体。

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