CN108223721A - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动变速器的行星齿轮系，包括：具有设置在输入轴上的三个行星齿轮组的主换挡部，具有设置在输出轴上的一个行星齿轮组的辅助换挡部，分别与四个行星齿轮组的相应的旋转元件连接的十一个轴，以及分别在主换挡部和辅助换挡部之间形成外齿轮接合的两个传动齿轮。

Description

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月14日提交的申请号为10-2016-0170771的韩国专利申请的优先权和权益，其整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的自动变速器。

背景技术

本部分的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。

近来，油价上涨导致改善车辆燃料效率的竞争越发激烈。

在这个意义上，已经对自动变速器进行研究，以通过实现更多的变速级(shiftstage)来同时提供更好的驾驶性能和燃料消耗。

为了实现自动变速器的更多的变速级，通常会增加零件的数量。这对易安装性、生产成本、重量和/或动力流效率具有负面影响。

因此，为了通过多个变速级来提高燃料效率并降低自动变速器的制造成本，减少变速器的零件数量具有重要意义。在这方面，近来已经引入了八速自动变速器以通过自动变速器的行星齿轮系执行更多的变速级。

然而，我们已经发现，公开的八个或更多个变速级的自动变速器通常包括许多部件，因此可能容易变得很长。

在本背景技术部分中公开的以上信息仅用于增强对本公开背景的理解，因此其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，具有通过四个行星齿轮组、两个外齿轮和六个接合元件的组合来实现至少九个前进速度和至少一个倒挡速度的优点，从而提供对动力传递性能和燃料消耗的改善并通过减小长度来改善安装性。

另外，传动齿轮的较宽可用范围的变化齿轮齿能够容易地获得各个车辆期望的传动比，由此改善动力传递性能和燃料消耗。

在本公开的一个形式中，行星齿轮系包括：具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件的第一行星齿轮组，具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件的第二行星齿轮组，具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件的第三行星齿轮组，具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件的第四行星齿轮组，具有第十三旋转元件和第十四旋转元件的第一外接合齿轮组，具有第十五旋转元件和第十六旋转元件的第二外接合齿轮组，与第一行星齿轮、第二行星齿轮和第三行星齿轮组同轴设置的输入轴，以及与输入轴平行且与第四行星齿轮组同轴设置的输出轴。

第二旋转元件可与输入轴固定地连接，第四旋转元件和第七旋转元件可通过第二外接合齿轮组与第十旋转元件连接，第六旋转元件可通过第一外接合齿轮组与第十一旋转元件连接，并且第十一旋转元件与输出轴固定地连接。

示例性行星齿轮系可进一步包括：与第一旋转元件固定地连接并与变速器壳体固定地连接的第一轴，与第二旋转元件和输入轴固定地连接的第二轴，与第三旋转元件固定地连接的第三轴，与第四旋转元件、第七旋转元件以及第十五旋转元件固定地连接的第四轴，与第五旋转元件固定地连接的第五轴，与第六旋转元件和第十三旋转元件固定地连接的第六轴，与第八旋转元件固定地连接的第七轴，与第九旋转元件固定地连接的第八轴，与第十旋转元件和第十六旋转元件固定地连接的第九轴，与第十一旋转元件、第十四旋转元件和输出轴固定地连接的第十轴，以及与第十二旋转元件固定地连接的第十一轴。

在示例性行星齿轮系中，第二轴可分别与第五轴和第八轴选择性地连接，第三轴可与第七轴选择性地连接，第八轴可与变速器壳体选择性地连接，并且第十一轴可与变速器壳体选择性地连接。

在示例性行星齿轮系中，选自第四轴、第七轴和第八轴的两个轴可选择性地互连，使得当所选择的两个轴被关联地操作时，第三行星齿轮组可一体地旋转。

示例性行星齿轮系可进一步包括：设置在第二轴和第五轴之间的第一离合器，设置在第二轴和第八轴之间的第二离合器，设置在第四轴和第七轴之间的第三离合器，设置在第三轴和第七轴之间的第四离合器，设置在第八轴和变速器壳体之间的第一制动器，以及设置在第十一轴和变速器壳体之间的第二制动器。

在一种形式中，示例性行星齿轮系可进一步包括：设置在第二轴和第五轴之间的第一离合器，设置在第二轴和第八轴之间的第二离合器，设置在第四轴和第八轴之间的第三离合器，设置在第三轴和第七轴之间的第四离合器，设置在第八轴和变速器壳体之间的第一制动器，以及设置在第十一轴和变速器壳体之间的第二制动器。

在另一种形式中，示例性行星齿轮系可进一步包括：设置在第二轴和第五轴之间的第一离合器，设置在第二轴和第八轴之间的第二离合器，设置在第七轴和第八轴之间的第三离合器，设置在第三轴和第七轴之间的第四离合器，设置在第八轴和变速器壳体之间的第一制动器，以及设置在第十一轴和变速器壳体之间的第二制动器。

第一行星齿轮组可包括：作为第一旋转元件的第一太阳齿轮，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。第二行星齿轮组可包括：作为第四旋转元件的第二太阳齿轮，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。第三行星齿轮组可包括：作为第七旋转元件的第三太阳齿轮，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。第四行星齿轮组可包括：作为第十旋转元件的第四太阳齿轮，作为第十一旋转元件的第四行星架，以及作为第十二旋转元件的第四环形齿轮。

在示例性行星齿轮系中，第一行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组，第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，第三行星齿轮组可以是双小齿轮行星齿轮组，第四行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组。

根据本公开的示例性形式的行星齿轮系，行星齿轮组被分开设置在平行设置的输入轴和输出轴上，从而减小长度并改善可安装性。

根据本公开的示例性形式的行星齿轮系，可以除行星齿轮组的组合以外，还通过采用两个传动齿轮来实现至少九个前进速度和至少一个倒挡速度，从而提供较宽范围的变化齿轮齿以便容易地实现期望的传动比并容易地符合各个车辆的期望性能。

另外，根据按照本公开的示例性形式的行星齿轮系，在实现至少九个前进速度和至少一个倒挡速度的同时，可实现大于8.7的传动比跨度，从而提高发动机驱动效率。

另外，由于高效率地使变速级多级化，所以确保了变速级级比的线性，从而可以改善诸如换挡前后的加速、发动机转速的节奏感等的驾驶性能。

此外，在以下详细描述中直接或暗示性地描述了可从本公开的示例性形式获得或预见的效果。也就是说，将在下面的详细描述中描述从本公开的示例性形式预见的各种效果。

根据本文提供的描述，其他适用范围将变得显而易见。应当理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了能很好地理解本公开，现在将通过参照附图给出示例的方式描述其各种形式，其中：

图1是根据本公开的第一示例性形式的行星齿轮系的示意图；

图2是根据本公开的第一示例性形式的行星齿轮系中的各个变速级的各个接合元件的操作流程图；

图3是根据本公开的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图；并且

图4是根据本公开的第三示例性形式的行星齿轮系的示意图。

本文描述的附图仅用于说明的目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

附图标记

PG1、PG2、PG3，PG4：第一、第二、第三和第四行星齿轮组

S1、S2、S3、S4：第一、第二、第三和第四太阳齿轮

PC1、PC2、PC3、PC4：第一、第二、第三和第四行星架

R1、R2、R3、R4：第一、第二、第三和第四环形齿轮

IS：输入轴

OS：输出轴

B1、B2：第一和第二制动器

C1、C2、C3、C4：第一、第二、第三和第四离合器

TF1、TF2：第一和第二传动齿轮

TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7、TM8、TM9、TM10、TM11：第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴、第六轴、第七轴、第八轴、第九轴、第十轴和第十一轴

具体实施方式

在下文中将参照示出了本公开的示例性形式的附图更全面地描述本公开。如本领域技术人员将认识到的，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，所描述的形式可以各种不同的方式进行修改。

附图和描述在本质上将被认为是说明性而非限制性的，并且贯穿本公开，相同的附图标记表示相同的元件。

在下面的描述中，因为部件的名称彼此相同，所以划分部件的名称为第一、第二等是为了划分名称，并且其顺序不受特别限制。

在以下描述中，各个构件被描述为被连接，这可包括被直接地连接、固定地连接、选择性地连接或可操作地连接的构件。在附图中，各个构件被示出为直接连接以一起运动，并因此包括被固定地连接的构件。

图1是根据本公开的第一示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参照图1，行星齿轮系包括：输入轴IS，输出轴OS，第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4，作为第一和第二外接合齿轮组的第一和第二传动齿轮TF1和TF2，四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2的接合元件。

输入轴IS为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩在通过变矩器进行扭矩转换后输入到输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，与输入轴IS平行配置，并通过差速设备将转换的驱动扭矩输出到驱动轴。

第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3设置在输入轴IS的外周并形成主换挡部。在第三行星齿轮组PG3位于中心的情况下，第二行星齿轮组PG2朝着发动机侧即输入侧设置，并且第一行星齿轮组PG1设置在发动机侧的相对侧。

第四行星齿轮组PG4设置在与输入轴IS平行设置的输出轴OS的外周上并形成辅助换挡部。

第一行星齿轮组PG1为双小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳齿轮S1、可旋转地支撑与第一太阳齿轮S1外齿轮啮合的第一小齿轮P1的第一行星架PC1、以及与第一小齿轮P1内接合的第一环形齿轮R1。第一太阳齿轮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，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为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳齿轮S2、支撑与第二太阳齿轮S2外接合的第二小齿轮P2的第二行星架PC2、以及与第二小齿轮P2内接合的第二环形齿轮R2。第二太阳齿轮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，并且第二内环形齿轮R2用作第六旋转元件N6。

第三行星齿轮组PG3为双小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳齿轮S3、可旋转地支撑与第三太阳齿轮S3外齿轮啮合的第三小齿轮P3的第三行星架PC3、以及与第三小齿轮P3内齿轮啮合的第三环形齿轮R3。第三太阳齿轮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为单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳齿轮S4、支撑与第四太阳齿轮S4外接合的第四小齿轮P4的第四行星架PC4、以及与第四小齿轮P4内接合的第四环形齿轮R4。第四太阳齿轮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、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的设置中，第四旋转元件N4直接与第七旋转元件N7连接，并且形成了八个轴TM1至TM8。

三个轴TM9至TM11连接到第四行星齿轮组PG4。

以下详细描述十一个轴TM1至TM11。

第一轴TM1与第一旋转元件N1(第一太阳齿轮S1)固定地连接，并与变速器壳体H固定地连接，从而始终用作固定元件。

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

第三轴TM3与第三旋转元件N3(第一环形齿轮R1)固定地连接。

第四轴TM4与第四旋转元件N4(第二太阳齿轮S2)和第七旋转元件N7(第三太阳齿轮S3)固定地连接。

第五轴TM5与第五旋转元件N5(第二行星架PC2)固定地连接，并与第二轴TM2选择性地连接。

第六轴TM6与第六旋转元件N6(第二环形齿轮R2)固定地连接。

第七轴TM7与第八旋转元件N8(第三行星架PC3)固定地连接，并与第三轴TM3和第四轴TM4选择性地连接。

第八轴TM8与第九旋转元件N9(第三环形齿轮R3)固定地连接，与第二轴TM2选择性地连接，并与变速器壳体H选择性地连接，从而选择性地用作固定元件。

第九轴TM9与第十旋转元件N10(第四太阳齿轮S4)固定地连接，并与第四轴TM4外齿轮啮合。

第十轴TM10与第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)固定地连接，与第六轴TM6外齿轮啮合，并与输出轴OS固定地连接，从而始终用作输出元件。

第十一轴TM11与第十二旋转元件N12(第四环形齿轮R4)固定地连接，并与变速器壳体H选择性地连接，从而选择性地用作固定元件。

形成为外接合齿轮组的第一和第二传动齿轮TF1和TF2将具有第一、第二和第三行星齿轮组PG1、PG2和PG3的主换挡部的转换的扭矩传递到具有第四行星齿轮组PG4的辅助换挡部。

第一传动齿轮TF1包括彼此外齿轮啮合的第一传动主动齿轮TF1a和第一传动从动齿轮TF1b。第一传动主动齿轮TF1a用作与第六轴TM6固定地连接的第十三旋转元件N13，并且第一传动从动齿轮TF1b用作与第十轴TM10固定地连接的第十四旋转元件N14。因此，第六轴TM6和第十轴TM10通过第一传动齿轮TF1彼此外齿轮啮合。

第二传动齿轮TF2包括彼此外齿轮啮合的第二传动主动齿轮TF2a和第二传动从动齿轮TF2b。第二传动主动齿轮TF2a用作与第四轴TM4固定地连接的第十五旋转元件N15，并且第二传动从动齿轮TF2b用作与第九轴TM9固定地连接的第十六旋转元件N16。因此，第四轴TM4和第九轴TM9通过第二传动齿轮TF2彼此外齿轮啮合。

因此，由第一传动齿轮TF1或第二传动齿轮TF2外齿轮啮合的各个轴沿相对的方向旋转，考虑到变速器的期望速比，可预先设置第一传动齿轮TF1和第二传动齿轮TF2的传动比。

十一个轴TM1至TM11中的每一个可以是使输入轴和输出轴与行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的旋转元件固定地互连的旋转构件，或者可以是使旋转元件选择性地互连到变速器壳体H的旋转构件，或者可以是固定到变速器壳体H的固定构件。

在本公开中，当两个或更多个构件被描述为“固定地连接”时，这意味着固定地连接的构件总是以相同的转速一起旋转，其中构件可以是轴、输入轴、输出轴、旋转构件和变速器壳体中的任何一个。

当两个或更多个构件被描述为由接合元件“选择性地连接”时，这意味着当接合元件未接合时，选择性地连接的构件各自单独地旋转，并且当接合元件接合时，则以相同的转速一起旋转。

接合元件包括四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2，并且设置如下。

第一离合器C1设置在第二轴TM2和第五轴TM5之间，使得第二轴TM2和第五轴TM5可选择性地成为一体。

第二离合器C2设置在第二轴TM2和第八轴TM8之间，使得第二轴TM2和第八轴TM8可选择性地成为一体。

第三离合器C3设置在第四轴TM4和第七轴TM7之间，使得第四轴TM4和第七轴TM7可选择性地成为一体。

第四离合器C4设置在第三轴TM3和第七轴TM7之间，使得第三轴TM3和第七轴TM7可选择性地成为一体。

第一制动器B1设置在第八轴TM8和变速器壳体H之间，使得第八轴TM8可选择性地用作固定元件。

第二制动器B2设置在第十一轴TM11和变速器壳体H之间，使得第十一轴TM11可选择性地用作固定元件。

在第一示例性形式中，第三离合器C3使第三行星齿轮组PG3一体地旋转，并且出于这种目的，第三离合器C3被描述为选择性地连接第四轴TM4和第七轴TM7。显然将理解的是，通过选择性地连接第七、第八和第九旋转元件N7、N8和N9中的两个，或者可选地，通过选择性地连接第四轴TM4、第七轴TM7和第八轴TM8中的两个可实现相同的功能和结果。

第一、第二、第三和第四离合器C1、C2、C3和C4以及第一和第二制动器B1和B2的接合元件可被实现为通过液压而摩擦接合的多板液压摩擦装置，然而，因为可获得可电控制的各种其他配置，所以不应被理解为受限于此。

图2是根据本公开的第一示例性形式的行星齿轮系中的各个变速级处的各个接合元件的操作流程图。

参照图2，根据本公开的第一示例性形式的行星齿轮系通过操作四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2之中的三个接合元件来实现换挡。

[前进第一速度]

在前进第一速度D1中，第三离合器C3和第四离合器C4以及第二制动器B2同时操作。

因此，第三行星齿轮组PG3通过第三离合器C3的操作一体地旋转，第三轴TM3通过第四离合器C4的操作与第七轴TM7连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2。

此时，第一轴TM1用作固定元件，并且第十一轴TM11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同操作来实现前进第一速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第二速度]

在前进第二速度D2中，第二离合器C2和第三离合器C3以及第二制动器B2同时操作。

因此，第三行星齿轮组PG3通过第三离合器C3的操作一体地旋转，第二轴TM2通过第二离合器C2的操作与第八轴TM8连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2。

此时，第一轴TM1用作固定元件，并且第十一轴TM11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同操作来实现前进第二速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第三速度]

在前进第三速度D3中，第二离合器C2和第四离合器C4以及第二制动器B2同时操作。

因此，第二轴TM2通过第二离合器C2的操作与第八轴TM8连接，第三轴TM3通过第四离合器C4的操作与第七轴TM7连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2。

此时，在TM1总是用作固定元件的同时，第十一轴TM11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同操作来实现前进第三速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第四速度]

在前进第四速度D4中，第一离合器C1和第二离合器C2以及第二制动器B2同时操作。

因此，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第五轴TM5连接，第二轴TM2通过第二离合器C2的操作与第八轴TM8连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2和第五轴TM5。

此时，在TM1总是用作固定元件的同时，第十一轴TM11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同操作来实现前进第四速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

另外，前进第四速度D4可通过同时操作第一和第四离合器C1和C4以及第二制动器B2来实现。

在这种情况下，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第五轴TM5连接，第三轴TM3通过第四离合器C4的操作与第七轴TM7连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2和第五轴TM5。

此时，在TM1总是用作固定元件的同时，第十一轴TM11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同操作来实现前进第四速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第五速度]

在前进第五速度D5中，第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4同时操作。

因此，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第五轴TM5连接，第二轴TM2通过第二离合器C2的操作与第八轴TM8连接，第三轴TM3通过第四离合器C4的操作与第七轴TM7连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2和第五轴TM5。

此时，TM1用作固定元件，从而通过各个轴的协同操作来实现前进第五速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第六速度]

在前进第六速度D6中，第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3同时操作。

因此，第三行星齿轮组PG3通过第三离合器C3的操作一体地旋转，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第五轴TM5连接，第二轴TM2通过第二离合器C2的操作与第八轴TM8连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2和第五轴TM5。

此时，TM1用作固定元件，从而通过各个轴的协同操作来实现前进第六速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第七速度]

在前进第七速度D7中，第一离合器C1、第三离合器C3和第四离合器C4同时操作。

因此，第三行星齿轮组PG3通过第三离合器C3的操作一体地旋转，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第五轴TM5连接，第三轴TM3通过第四离合器C4的操作与第七轴TM7连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2和第五轴TM5。

此时，TM1用作固定元件，从而通过各个轴的协同操作来实现前进第七速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第八速度]

在前进第八速度D8中，第一离合器C1和第三离合器C3以及第一制动器B1同时操作。

因此，第三行星齿轮组PG3通过第三离合器C3的操作一体地旋转，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第五轴TM5连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2和第五轴TM5。

此时，在TM1总是用作固定元件的同时，第八轴TM8通过第一制动器B1的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协同操作来实现前进第八速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[前进第九速度]

在前进第九速度D9中，第一离合器C1和第四离合器C4以及第一制动器B1同时操作。

因此，第二轴TM2通过第一离合器C1的操作与第五轴TM5连接，第三轴TM3通过第四离合器C4的操作与第七轴TM7连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2和第五轴TM5。

此时，在TM1总是用作固定元件的同时，第八轴TM8通过第一制动器B1的操作用作固定元件，从而通过各个轴的协同操作来实现前进第九速度，并将转换的扭矩输出到与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS。

[倒挡速度]

在倒挡速度REV中，第四离合器C4以及第一制动器B1和第二制动器B2同时操作。

因此，第三轴TM3通过第四离合器C4的操作与第七轴TM7连接，并且输入轴IS的扭矩输入到第二轴TM2。

此时，在TM1总是用作固定元件的同时，第八轴TM8和第十一轴TM11通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作用作固定元件，从而通过轴的协同操作来实现倒挡速度，并通过与第十轴TM10固定地连接的输出轴OS输出倒挡扭矩。

图2示出了在第一环形齿轮R1/第一太阳齿轮S1的传动比为2.60、第二环形齿轮R2/第二太阳齿轮S2的传动比为2.41、第三环形齿轮R3/第三太阳齿轮S3的传动比为2.22、第四环形齿轮R4/第四太阳齿轮S4的传动比为2.13、第一传动从动齿轮TF1b/第一传动主动齿轮TF1a的传动比为1.01、以及第二传动从动齿轮TF2b/第二传动主动齿轮TF2a的传动比为1.01的条件下计算出的传动比。

图3是根据本公开的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图。

在根据图1所示的本公开的第一示例性形式的行星齿轮系中，使第三行星齿轮组PG3一体地旋转的第三离合器C3设置在第四轴TM4和第七轴TM7之间。然而，参照图3，在根据第二示例性形式的行星齿轮系中，第三离合器C3设置在第四轴TM4和第八轴TM8之间。

因此，第二示例性形式仅在第三离合器C3的位置上与根据第一示例性形式的行星齿轮系不同，并且保持第一示例性形式的操作和功能，因此未对其进行进一步地详细描述。

图4是根据本公开的第三示例性形式的行星齿轮系的示意图。

在根据图1所示的本公开的第一示例性形式的行星齿轮系中，使第三行星齿轮组PG3一体地旋转的第三离合器C3设置在第四轴TM4和第七轴TM7之间。然而，参照图4，在根据第三示例性形式的行星齿轮系中，第三离合器C3设置在第七轴TM7和第八轴TM8之间。

因此，第三示例性形式仅在第三离合器C3的位置上与根据第一示例性形式的行星齿轮系不同，并且保持第一示例性形式的操作和功能，因此未对其进行进一步地详细描述。

在以上描述中，已经参照图1至图4描述了第一至第三示例性形式。各个形式的附图示出了扭矩输入和扭矩输出的方向。然而，应当理解的是，当反向改变扭矩输入和/或扭矩输出的方向时，因为相同的旋转元件在各个变速级用作输入元件和输出元件，所以改变扭矩输入和/或扭矩输出的方向不影响示例性行星齿轮系的操作。例如，在原先的形式公开扭矩输入的方向为从左侧向右侧的情况下，当扭矩输入的方向改变为从右侧向左侧的方向时，行星齿轮系的所有功能和操作保持不变。因此，应当理解的是，上述的各个形式可包括改变行星齿轮系的扭矩输入和扭矩输出方向的变型。

如上所述，根据按照本公开的示例性形式的行星齿轮系，通过四个行星齿轮组、两个传动齿轮以及五个或六个接合元件的组合可实现至少九个前进速度和至少一个倒挡速度，从而提供对动力传递性能和燃料消耗的改善并通过缩短自动变速器的长度来改善安装性。

另外，根据按照本公开的示例性形式的行星齿轮系，除采用三个行星齿轮组以外，还采用了设置在输出轴OS上的外齿轮的两个传动齿轮，并因此齿轮齿可宽泛地变化以便容易地实现所期望的传动比并容易地符合各个车辆的期望性能。

另外，根据按照本公开的示例性形式的行星齿轮系，在实现至少九个前进速度和至少一个倒挡速度的同时，可实现大于8.7的传动比跨度，从而提高发动机驱动效率。

另外，由于高效率地使变速级多级化，所以确保了变速级级比的线性，从而可以改善诸如换挡前后的加速、发动机转速的节奏感等的驾驶性能。

虽然已经结合目前被认为是可行的示例性形式描述了本公开，但将理解的是，本公开不限于所公开的形式，而正相反，本公开旨在覆盖包括在本公开的精神和范围内的各种修改和等同布置。

Claims (20)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系包括：

第一行星齿轮组，具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

第一外接合齿轮组，具有第十三旋转元件和第十四旋转元件；

第二外接合齿轮组，具有第十五旋转元件和第十六旋转元件；

输入轴，被设置成与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同轴；以及

输出轴，被设置成与所述输入轴平行且与所述第四行星齿轮组同轴，

其中所述第二旋转元件与所述输入轴固定地连接，

所述第四旋转元件和所述第七旋转元件通过所述第二外接合齿轮组与所述第十旋转元件连接，

所述第六旋转元件通过所述第一外接合齿轮组与所述第十一旋转元件连接，并且

所述第十一旋转元件与所述输出轴固定地连接。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系，进一步包括：

第一轴，与所述第一旋转元件固定地连接并与变速器壳体固定地连接；

第二轴，与所述第二旋转元件和所述输入轴固定地连接；

第三轴，与所述第三旋转元件固定地连接；

第四轴，与所述第四旋转元件、所述第七旋转元件以及所述第十五旋转元件固定地连接；

第五轴，与所述第五旋转元件固定地连接；

第六轴，与所述第六旋转元件和所述第十三旋转元件固定地连接；

第七轴，与所述第八旋转元件固定地连接；

第八轴，与所述第九旋转元件固定地连接；

第九轴，与所述第十旋转元件和所述第十六旋转元件固定地连接；

第十轴，与所述第十一旋转元件、所述第十四旋转元件和所述输出轴固定地连接；以及

第十一轴，与所述第十二旋转元件固定地连接。

3.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中

所述第二轴分别与所述第五轴和所述第八轴选择性地连接，

所述第三轴与所述第七轴选择性地连接，

所述第八轴与所述变速器壳体选择性地连接，并且

所述第十一轴与所述变速器壳体选择性地连接。

4.根据权利要求3所述的行星齿轮系，其中选自所述第四轴、所述第七轴和所述第八轴的两个轴选择性地互连，使得当所选择的两个轴被关联地操作时，所述第三行星齿轮组一体地旋转。

5.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，设置在所述第二轴和所述第五轴之间；

第二离合器，设置在所述第二轴和所述第八轴之间；

第三离合器，设置在所述第四轴和所述第七轴之间；

第四离合器，设置在所述第三轴和所述第七轴之间；

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；以及

第二制动器，设置在所述第十一轴和所述变速器壳体之间。

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，设置在所述第二轴和所述第五轴之间；

第二离合器，设置在所述第二轴和所述第八轴之间；

第三离合器，设置在所述第四轴和所述第八轴之间；

第四离合器，设置在所述第三轴和所述第七轴之间；

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；以及

第二制动器，设置在所述第十一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，设置在所述第二轴和所述第五轴之间；

第二离合器，设置在所述第二轴和所述第八轴之间；

第三离合器，设置在所述第七轴和所述第八轴之间；

第四离合器，设置在所述第三轴和所述第七轴之间；

第一制动器，设置在所述第八轴和所述变速器壳体之间；以及

第二制动器，设置在所述第十一轴和所述变速器壳体之间。

8.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：作为所述第一旋转元件的第一太阳齿轮，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齿轮，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齿轮，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齿轮，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。

9.根据权利要求8所述的行星齿轮系，其中

所述第一行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组；

所述第二行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组；

所述第三行星齿轮组为双小齿轮行星齿轮组；

所述第四行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组。

10.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和所述第三行星齿轮组以所述第一行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第二行星齿轮组的顺序设置在所述输入轴上。

11.根据权利要求1所述的行星齿轮系，其中所述第四行星齿轮组和所述第三行星齿轮组被设置成在相对于所述第一外接合齿轮组和所述第二外接合齿轮组的轴的同侧。

12.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系包括：

第一行星齿轮组，具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；

第二行星齿轮组，具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；

第三行星齿轮组，具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；

第四行星齿轮组，具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；

输入轴，在所述输入轴的外周上安装有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；以及

输出轴，与所述输入轴平行设置并在所述输出轴的外周上安装有所述第四行星齿轮组；

其中所述第一旋转元件与所述变速器壳体固定地连接，

所述第二旋转元件与所述第五旋转元件和所述第九旋转元件选择性地连接，并与所述输入轴固定地连接，

所述第三旋转元件与所述第八旋转元件选择性地连接，

所述第四旋转元件与所述第七旋转元件固定地连接并与所述第十旋转元件外齿轮啮合，

所述第六旋转元件与所述第十一旋转元件外齿轮啮合，

所述第九旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接，

所述第十一旋转元件与所述输出轴固定地连接，

所述第十二旋转元件与所述变速器壳体选择性地连接，

两个传动齿轮分别设置在所述第六旋转元件和所述第十一旋转元件之间以及所述第四旋转元件和所述第十旋转元件之间。

13.根据权利要求12所述的行星齿轮系，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齿轮，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齿轮，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齿轮，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齿轮，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。

14.根据权利要求12所述的行星齿轮系，其中选自所述第七旋转元件、所述第八旋转元件和所述第九旋转元件的两个旋转元件选择性地互连，使得当所选择的两个旋转元件接合时，所述第三行星齿轮组一体地旋转。

15.根据权利要求12所述的行星齿轮系，其中所述两个传动齿轮包括：

第一传动齿轮，包括与所述第六旋转元件固定地连接的第十三旋转元件和与所述第十一旋转元件固定地连接的第十四旋转元件；以及

第二传动齿轮，包括与所述第四旋转元件固定地连接的第十五旋转元件和与所述第十旋转元件固定地连接的第十六旋转元件。

16.根据权利要求14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和所述第五旋转元件；

第二离合器，选择性地连接所述第二旋转元件和所述第九旋转元件；

第三离合器，选择性地连接所述第七旋转元件和所述第八旋转元件；

第四离合器，选择性地连接所述第三旋转元件和所述第八旋转元件；

第一制动器，选择性地连接所述第九旋转元件和所述变速器壳体；以及

第二制动器，选择性地连接所述第十二旋转元件和所述变速器壳体。

17.根据权利要求14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和所述第五旋转元件；

第二离合器，选择性地连接所述第二旋转元件和所述第九旋转元件；

第三离合器，选择性地连接所述第七旋转元件和所述第九旋转元件；

第四离合器，选择性地连接所述第三旋转元件和所述第八旋转元件；

第一制动器，选择性地连接所述第九旋转元件和所述变速器壳体；以及

第二制动器，选择性地连接所述第十二旋转元件和所述变速器壳体。

18.根据权利要求14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和所述第五旋转元件；

第二离合器，选择性地连接所述第二旋转元件和所述第九旋转元件；

第三离合器，选择性地连接所述第八旋转元件和所述第九旋转元件；

第四离合器，选择性地连接所述第三旋转元件和所述第八旋转元件；

第一制动器，选择性地连接所述第九旋转元件和所述变速器壳体；以及

第二制动器，选择性地连接所述第十二旋转元件和所述变速器壳体。

19.根据权利要求12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和所述第三行星齿轮组以所述第一行星齿轮组、所述第三行星齿轮组和所述第二行星齿轮组的顺序设置在所述输入轴上。

20.根据权利要求12所述的行星齿轮系，其中所述第四行星齿轮组和所述第三行星齿轮组被设置为在相对于所述两个传动齿轮的轴的同侧。