CN109083990A - 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，该行星齿轮系通过将第一行星齿轮组至第四行星齿轮组，第一轴至第八轴以及至少四个离合器和两个制动器进行组合而能提供至少十个前进速度挡位和一个倒车挡位，其中第一行星齿轮组至第四行星齿轮组分别具有第一旋转元件至第三旋转元件、第四旋转元件至第六旋转元件、第七旋转元件至第九旋转元件或者第十旋转元件至第十二旋转元件。特别地，第一轴固定地连接至第一旋转元件和第四旋转元件，并选择性地连接至变速器壳体；第二轴固定地连接至第二旋转元件和输入轴；第三轴固定地连接至第五旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件；第四轴固定地连接至第九旋转元件和第十旋转元件，并选择性地连接至输入轴。

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2017年6月14日提交的韩国专利申请号为10-2017-0075092的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其改进了动力传递性能和燃料经济性。

背景技术

本部分中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，并不会构成现有技术。

通常，已经开发出了具有更多的速度挡位的自动变速器，从而提高了燃料经济性并改善了驾驶性能。近年来，油价的上涨引发了对于提高车辆燃料效率的更多的竞争。

在这方面，已近进行了通过发动机的小型化来减少重量并且提高燃料经济性的研究，并且还进行了通过自动变速器的多个速度挡位来确保驾驶性能和燃料经济性的研究。

但是，在自动变速器中，随着速度挡位数量的增加，其内部构件(特别是行星齿轮组)的数量也会增加，结果变速器的长度亦会增加。因此，可安装性、成本、重量和传输效率等仍会变差。

因此，为了通过多挡位来提高燃料效率，已经考虑了具有较少的构件数量并且可以获得改善效率的行星齿轮系的开发。

在这方面，近年来，旨在应用于车辆的八速自动变速器，以及对能够实现更多速度挡位的行星齿轮系的研究和开发也正在积极地进行。

但是，传统的八速自动变速器通常地包括三到四个行星齿轮组以及六个接合元件(摩擦元件)。在这种情况下，由于自动变速器的长度增加，其可安装性会变差。

人们已经发现将一个行星齿轮组设置在另一个行星齿轮组之上会引发对于应用了并列设置的行星齿轮组的自动变速器结构的严重限制。

发明内容

本发明提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其具有以下优点：通过实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位，从而确保了级比的线性度。

本发明还提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其进一步具有以下优点：通过增加挡位比跨度(或者传动比跨度)并且提高传动效率，从而改善了动力传递性能、燃料经济性以及驾驶性能。

根据本发明的示例性的形式的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收来自发动机的扭矩；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，其固定地连接至第一旋转元件和第四旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；第二轴，其固定地连接至第二旋转元件，并且固定地连接至输入轴；第三轴，其固定地连接至第五旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件；第四轴，其固定地连接至第九旋转元件和第十旋转元件，并且选择性地连接至输入轴；以及第五轴，其固定地连接至第十一旋转元件，并且固定地连接至输出轴。

该种行星齿轮系可以进一步包括：第六轴，其固定地连接至第三旋转元件，并且选择性地连接至所述第三轴；第七轴，其固定地连接至第六旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；以及第八轴，其固定地连接至第七旋转元件，并且分别选择性地连接至所述第一轴以及选择性地连接至所述第六轴。

在一方面，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一内齿圈为第二旋转元件，并且第一行星架为第三旋转元件；在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

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可以按照第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

在另一方面，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一行星架为第二旋转元件，并且第一内齿圈为第三旋转元件；在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

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可以按照第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其将所述输入轴与第四轴选择性地连接；第二离合器，其将所述第一轴与第八轴选择性地连接；第三离合器，其将所述第三轴与第六轴选择性地连接；第四离合器，其将所述第六轴与第八轴选择性地连接；第一制动器，其将第一轴与变速器壳体选择性地连接；以及第二制动器，其将第七轴与变速器壳体选择性地连接。

根据本发明的另一个示例性的形式的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；其中，所述输入轴固定地连接至第二旋转元件；所述输出轴固定地连接至第十一旋转元件；所述第一旋转元件固定地连接至第四旋转元件；所述第五旋转元件固定地连接至第八旋转元件和第十二旋转元件；所述第九旋转元件固定地连接至第十旋转元件；所述第三旋转元件分别选择性地连接至第七旋转元件以及选择性地连接至第八旋转元件；所述第四旋转元件选择性地连接至第七旋转元件；所述第九旋转元件选择性地连接至输入轴。

所述第一旋转元件和第六旋转元件可以分别选择性地连接至变速器壳体。

在一方面，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一内齿圈为第二旋转元件，并且第一行星架为第三旋转元件；在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

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可以按照第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

在另一方面，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一行星架为第二旋转元件，并且第一内齿圈为第三旋转元件；在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

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可以按照第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其将所述输入轴与第九旋转元件选择性地连接；第二离合器，其将所述第四旋转元件与第七旋转元件选择性地连接；第三离合器，其将所述第三旋转元件与第八旋转元件选择性地连接；第四离合器，其将所述第三旋转元件与第七旋转元件选择性地连接；第一制动器，其将第一旋转元件与变速器壳体选择性地连接；以及第二制动器，其将第六旋转元件与变速器壳体选择性地连接。

根据本发明的示例性的形式的行星齿轮系，其通过将作为简单的行星齿轮组的四个行星齿轮组与六个接合元件相组合，从而可以实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

此外，由于自动变速器的多个速度挡位，根据本发明的示例性的形式的行星齿轮系可以实现适合于发动机的旋转速度的速度挡位。特别地，通过利用位于发动机低转速区域的操作点，从而可以提高车辆的安静行驶性。

此外，由于可以确保传动比跨度大于9.0，因此发动机的驱动效率可以得到改善。另外，由于多个速度挡位，可以确保级比的线性度，从而能够改善可驾驶性(例如换挡之前和之后的加速性能、发动机转速节律感等)。

通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应当理解，本说明书和具体实施例仅是旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本发明的保护范围。

附图说明

为了可以很好地理解本发明，现在参考所附附图，以给出的示例的方式来描述其各种形式，在这些附图中：

图1为在发明的第一示例性形式中的行星齿轮系的示意图；

图2为在本发明的一个示例性形式中的行星齿轮系中的接合元件在每个速度挡位的操作图；以及

图3为在发明的第二示例性形式中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，而并不旨在以任何方式限制本发明的范围。

附图标记说明

B1、B2：第一制动器、第二制动器

C1、C2、C3、C4：第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器

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、第四行星齿轮组

S1、S2、S3、S4：第一太阳轮、第二太阳轮、第三太阳轮、第四太阳轮

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

R1、R2、R3、R4：第一内齿圈、第二内齿圈、第三内齿圈、第四内齿圈

IS：输入轴

OS：输出轴

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

具体实施方式

下面的说明在本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应当理解，在整个说明书和附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

然而，为了清楚地描述本发明的示例性的形式，与描述不相关的部分将会省略，并且在说明书中相同的附图标记指代相同或类似的元件。

在接下来的描述中，将组件名称区分为第一、第二等等是为了区分名称，因为组件名称是彼此相同的，并且它们的次序并不进行特别的限定。

图1为在本发明的第一示例性形式中的行星齿轮系的示意图。

参见图1，该种行星齿轮系包括：设置在相同轴线上的第一星齿轮组PG1、第二星齿轮组PG2、第三星齿轮组PG3、第四星齿轮组PG4；输入轴IS；输出轴OS；连接至第一行星齿轮组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中的至少一个旋转元件的八个轴TM1至TM8；包括有四个离合器C1至C4以及两个制动器B1和B2的接合元件；以及变速器壳体H。

从发动机输入到输入轴IS的扭矩由第一行星齿轮组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的协同工作而改变，并且改变了的扭矩经由输出轴OS输出。

根据本发明的第一示例性的形式，这些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的次序进行布置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机曲轴的扭矩经由扭矩变换器进行扭矩变换后被输入到输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，其与输出轴IS平行设置，该输出轴OS经由差动装置将驱动扭矩传输至驱动车轮。

第一行星齿轮组PG1为双小齿轮行星齿轮组，并且包括：作为第一旋转元件N1的第一太阳轮S1、作为第二旋转元件N2的第一内齿圈R1和作为第三旋转元件N3的第一行星架PC1，所述第一内齿圈R1与多个第一小齿轮P1中的外部小齿轮P1啮合，所述多个第一小齿轮P1均匀地设置在第一太阳轮S1上并且与第一太阳轮S1的外周啮合，所述第一行星架PC1可旋转地支撑多个第一小齿轮P1。

第二行星齿轮组PG2为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：作为第四旋转元件N4的第二太阳轮S2、作为第五旋转元件N5的第二行星架PC2和作为第六旋转元件N6的第二内齿圈R2，所述第二行星架PC2可旋转地支撑多个第二小齿轮P2，该第二小齿轮P2均匀地设置在第二太阳轮S2上并且与第二太阳轮S2的外周外啮合，所述第二内齿圈R2与多个第二小齿轮P2内啮合并且与第二太阳轮S2可操作地连接。

第三行星齿轮组PG3为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：作为第七旋转元件N7的第三太阳轮S3、作为第八旋转元件N8的第三行星架PC3和作为第九旋转元件N9的第三内齿圈R3，所述第三行星架PC3可旋转地支撑多个第三小齿轮P3，该第三小齿轮P3均匀地设置在第三太阳轮S3上并且与第三太阳轮S3的外周外啮合，所述第三内齿圈R3与多个第三小齿轮P3内啮合并且与第三太阳轮S3可操作地连接。

第四行星齿轮组PG4为单小齿轮行星齿轮组，并且包括：作为第十旋转元件N10的第四太阳轮S4、作为第十一旋转元件N11的第四行星架PC4和作为第十二旋转元件N12的第四内齿圈R4，所述第四行星架PC4可旋转地支撑多个第四小齿轮P4，该第四小齿轮P4均匀地设置在第四太阳轮S4上并且与第四太阳轮S4的外周外啮合，所述第四内齿圈R4与多个第四小齿轮P4内啮合并且与第四太阳轮S4可操作地连接。

这里，术语“可操作地连接”或者类似的表述表示至少两个部件彼此直接地或者间接地连接。但是，两个彼此可操作地连接的部件并不总是以相同的旋转速度并且以相同的旋转方向旋转。

凭借从八个轴TM1至TM8中选择的相应轴，第一旋转元件N1固定地连接至第四旋转元件N4，第五旋转元件N5固定地连接至第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12，并且第九旋转元件N9固定地连接至第十旋转元件N10。

这里，术语“固定地连接”或者类似的表述表示至少两个部件总是彼此连接而旋转。作为固定地连接的一种配置，当至少两个部件彼此固定地连接时，这些固定地连接的部件总是以相同的旋转速度和相同的旋转方向而旋转。因此，本领域普通技术人员应当知晓的是术语“固定地连接”或者类似的表述并不同于术语“可操作地连接”或者类似的表述。

下面将对八个轴TM1至TM8进行更加详细的描述。

所述八个轴TM1至TM8将行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的旋转元件中的相应的旋转元件彼此固定地连接，这八个轴TM1至TM8是连接至任意一个旋转元件并且与所述任意一个旋转元件一起旋转而传输扭矩的旋转部件、是将任意一个旋转元件与变速器壳体H选择性地连接的旋转部件、或者是将任意一个旋转元件与变速器壳体H固定地连接的固定部件。

第一轴TM1固定地连接至第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)和第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)，并且选择性地连接至变速器壳体H，从而操作为选择性固定的元件。

第二轴TM2固定地连接至第二旋转元件N2(第一内齿圈R1)，并且固定地连接至输入轴IS，从而持续性地操作为输入元件。

第三轴TM3固定地连接至第五旋转元件N5(第二行星架PC2)、第八旋转元件N8(第三行星架PC3)和第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)。

第四轴TM4固定地连接至第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)和第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)，并且选择性地连接至输入轴IS，从而操作为选择性输入元件。

可替选地，所述第四轴TM4可以选择性地连接至第二轴TM2，该第二轴TM2固定地连接至输入轴IS，从而操作为选择性输入元件。

第五轴TM5固定地连接至第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且固定地连接至输出轴OS，从而持续性地操作为输出元件。

第六轴TM6固定地连接至第三旋转元件N3(第一行星架PC1)，并且选择性地连接至第三轴TM3。

第七轴TM7固定地连接至第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)，并且选择性地连接至变速器壳体H，从而操作为选择性固定的元件。

第八轴TM8固定地连接至第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)，并且分别选择性地连接至第一轴TM1以及选择性地连接至第六轴TM6。

这里，术语“选择性地连接”或者类似的术语意为包括有输入轴和输出轴的多个轴经由至少一个接合元件而彼此能够连接，从而以相同的旋转速度和相同的旋转方向进行旋转，或者经由至少一个接合元件而能够连接至变速器壳体，从而固定至变速器壳体。

换句话说，在接合元件与多个轴彼此选择性地连接的情况下，当接合元件操作时，所述多个轴以相同的旋转速度和相同的旋转方向进行旋转，而当接合元件释放时，所述多个轴彼此断开。

此外，在接合元件将任意一个轴选择性地连接至变速器壳体的情况下，当接合元件操作时，该相应轴固定地连接至变速器壳体，而当接合元件释放时，所述相应轴能够旋转。

作为接合元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在包括有输入轴IS和输出轴OS的八个轴TM1至TM8中的任意两个轴彼此选择性地连接的部分处。

另外，作为接合元件的两个制动器B1和B2设置在八个轴TM1至TM8中的任意一个轴选择性地连接至变速器壳体H的部分处。

下面将详细描述四个离合器C1至C4以及两个制动器B1和B2的布置。

第一离合器C1设置在输入轴IS与第四轴TM4之间，并且将输入轴IS与第四轴TM4选择性地连接。

第二离合器C2设置在第一轴TM1与第八轴TM8之间，并且将第一轴TM1与第八轴TM8选择性地连接。

第三离合器C3设置在第三轴TM3与第六轴TM6之间，并且将第三轴TM3与第六轴TM6选择性地连接。

第四离合器C4设置在第六轴TM6与第八轴TM8之间，并且将第六轴TM6与第八轴TM8选择性地连接。

第一制动器B1设置在第一轴TM1与变速器壳体H之间，并且将第一轴TM1选择性地连接以及固定至变速器壳体H。

第二制动器B2设置在第七轴TM7与变速器壳体H之间，并且将第七轴TM7选择性地连接以及固定至变速器壳体H。

如图1所示，所述第一离合器C1将输入轴IS与第四轴TM4选择性地连接，并且由于输入轴IS固定地连接至第二轴TM2，因此第一离合器C1能够将第二轴TM2与第四轴TM4选择性地连接。

包括有第一离合器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和第二制动器B2的接合元件可以是通过液压操作的湿式多片摩擦元件。该种湿式多片摩擦元件主要用作接合元件，但是能够通过来自电子控制单元的电信号进行操作的爪型离合器、电离合器或者磁性离合器也能够用作接合元件。

图2为在本发明的第一示例性形式中的行星齿轮系中的接合元件在每个速度挡位的操作图。

参见图2，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和第二制动器B2中的三个接合元件在根据本发明的第一示例性形式的行星齿轮系中的每一个速度挡位进行操作。

在第一前进速度挡位D1，第二离合器C2、第四离合器C4和第二制动器B2操作。

在通过第二离合器C2的操作，第一轴TM1连接至第八轴TM8，以及通过第四离合器C4的操作，第六轴TM6连接至第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2。

在这种状态下，通过第二制动器B2的操作，第七轴TM7被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第一前进速度挡位，并且第一前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第二前进速度挡位D2，第二离合器C2、第三离合器C3和第二制动器B2操作。

在通过第二离合器C2的操作，第一轴TM1连接至第八轴TM8，以及通过第三离合器C3的操作，第三轴TM3连接至第六轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2。

在这种状态下，通过第二制动器B2的操作，第七轴TM7被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第二前进速度挡位，并且第二前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第三前进速度挡位D3，第三离合器C3、第四离合器C4和第二制动器B2操作。

在通过第三离合器C3的操作，第三轴TM3连接至第六轴TM6，以及通过第四离合器C4的操作，第六轴TM6连接至第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2。

在这种状态下，通过第二制动器B2的操作，第七轴TM7被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第三前进速度挡位，并且第三前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第四前进速度挡位D4，第一离合器C1、第三离合器C3和第二制动器B2操作。

在通过第一离合器C1的操作，输入轴IS连接至第四轴TM4，以及通过第三离合器C3的操作，第三轴TM3连接至第六轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2和第四轴TM4。

在这种状态下，通过第二制动器B2的操作，第七轴TM7被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第四前进速度挡位，并且第四前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第五前进速度挡位D5，第一离合器C1、第四离合器C4和第二制动器B2操作。

在通过第一离合器C1的操作，输入轴IS连接至第四轴TM4，以及通过第四离合器C4的操作，第六轴TM6连接至第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2和第四轴TM4。

在这种状态下，通过第二制动器B2的操作，第七轴TM7被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第五前进速度挡位，并且第五前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第六前进速度挡位D6，第一离合器C1、第三离合器C3和第四离合器C4操作。

在通过第一离合器C1的操作，输入轴IS连接至第四轴TM4，通过第三离合器C3的操作，第三轴TM3连接至第六轴TM6，以及通过第四离合器C4的操作，第六轴TM6连接至第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2和第四轴TM4。

在这种情况下，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形成锁定状态。因此，输入至第二轴TM2的输入轴IS的扭矩经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出，而旋转速度没有变化。

在第七前进速度挡位D7，第一离合器C1、第四离合器C4和第一制动器B1操作。

在通过第一离合器C1的操作，输入轴IS连接至第四轴TM4，以及通过第四离合器C4的操作，第六轴TM6连接至第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2和第四轴TM4。

在这种状态下，通过第一制动器B1的操作，第一轴TM1被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第七前进速度挡位，并且第七前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第八前进速度挡位D8，第一离合器C1、第三离合器C3和第一制动器B1操作。

在通过第一离合器C1的操作，输入轴IS连接至第四轴TM4，以及通过第三离合器C3的操作，第三轴TM3连接至第六轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2和第四轴TM4。

在这种状态下，通过第一制动器B1的操作，第一轴TM1被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第八前进速度挡位，并且第八前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第九前进速度挡位D9，第三离合器C3、第四离合器C4和第一制动器B1操作。

在通过第三离合器C3的操作，第三轴TM3连接至第六轴TM6，以及通过第四离合器C4的操作，第六轴TM6连接至第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2。

在这种状态下，通过第一制动器B1的操作，第一轴TM1被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第九前进速度挡位，并且第九前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在第十前进速度挡位D10，第二离合器C2、第三离合器C3和第一制动器B1操作。

在通过第二离合器C2的操作，第一轴TM1连接至第八轴TM8，以及通过第三离合器C3的操作，第三轴TM3连接至第六轴TM6的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2。

在这种状态下，通过第一制动器B1的操作，第一轴TM1被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至第十前进速度挡位，并且第十前进速度挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

在倒车挡位REV，第四离合器C4、第一制动器B1和第二制动器B2操作。

在通过第四离合器C4的操作，第六轴TM6连接至第八轴TM8的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第二轴TM2。

在这种状态下，分别通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作，第一轴TM1和第七轴TM7被操作为固定元件。因此，输入轴IS的扭矩切换至倒车挡位，并且倒车挡位经由连接至第五轴TM5的输出轴OS输出。

图3为发明的第二示例性形式的行星齿轮系的示意图。

参见图1和图3，在第一示例性的形式中，第一行星齿轮组PG1为双小齿轮行星齿轮组，但是在第二示例性的形式中，第一行星齿轮组PG1为单小齿轮行星齿轮组。因此，在第一示例性的形式中，第一旋转元件N1为第一太阳轮S1，第二旋转元件N2为第一内齿圈R1，并且第三旋转元件N3为第一行星架PC1，但是在第二示例性的形式中，第一旋转元件N1为第一太阳轮S1，第二旋转元件N2为第一行星架PC1，并且第三旋转元件N3为第一内齿圈R1。

由于根据第二示例性的形式的八个轴TM1至TM8、四个离合器C1至C4以及两个制动器B1和B2的连接与根据第一示例性的形式中的连接相同，因此第二示例性的形式的功能和效果与第一示例性的形式的功能和效果相同。因此，将省略其具体描述。

根据本发明的第二示例性的形式，行星齿轮组从发动机侧按照第二行星齿轮组PG2、第一行星齿轮组PG1、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4的次序进行布置。

根据本发明的第一和第二示例性的形式，通过利用四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4、四个离合器C1、C2、C3和C4以及两个制动器B1和B2，从而可以获得十个前进速度挡位和一个倒车挡位。

此外，根据本发明的第一和第二示例性的形式的行星齿轮系可以获得依据发动机的旋转速度的合适的速度挡位。特别地，通过利用位于发动机低转速区域的操作点，从而可以提高车辆的安静行驶性。

此外，由于可以确保传动比跨度大于9.0，因此发动机的驱动效率可以得到改善。另外，由于多个挡位，可以确保级比的线性度，从而能够改善可驾驶性(例如换挡之前和之后的加速性能、发动机转速节律感等)。

随着参考目前被视为是实际的示例性的形式描述本发明，应理解的是，本发明并不限于所公开的形式，相反的，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改和等效的布置形式。

Claims (14)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，该行星齿轮系包括：

输入轴，其配置为接收发动机的扭矩；

输出轴，其配置为输出扭矩；

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，其固定地连接至第一旋转元件和第四旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；

第二轴，其固定地连接至第二旋转元件，并且固定地连接至输入轴；

第三轴，其固定地连接至第五旋转元件、第八旋转元件和第十二旋转元件；

第四轴，其固定地连接至第九旋转元件和第十旋转元件，并且选择性地连接至输入轴；以及

第五轴，其固定地连接至第十一旋转元件，并且固定地连接至输出轴。

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，其进一步包括：

第六轴，其固定地连接至第三旋转元件，并且选择性地连接至所述第三轴；

第七轴，其固定地连接至第六旋转元件，并且选择性地连接至变速器壳体；以及

第八轴，其固定地连接至第七旋转元件，并且分别选择性地连接至所述第一轴以及选择性地连接至所述第六轴。

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，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一内齿圈为第二旋转元件，并且第一行星架为第三旋转元件；

在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；

在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；

在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

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，其中，所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组从发动机侧按照第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

5.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，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一行星架为第二旋转元件，并且第一内齿圈为第三旋转元件；

在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；

在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；

在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

6.根据权利要求5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、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组从发动机侧按照第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

7.根据权利要求2所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其进一步包括：

第一离合器，其将所述输入轴与第四轴选择性地连接；

第二离合器，其将所述第一轴与第八轴选择性地连接；

第三离合器，其将所述第三轴与第六轴选择性地连接；

第四离合器，其将所述第六轴与第八轴选择性地连接；

第一制动器，其将第一轴与变速器壳体选择性地连接；以及

第二制动器，其将第七轴与变速器壳体选择性地连接。

8.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，该行星齿轮系包括：

输入轴，其配置为接收发动机的扭矩；

输出轴，其配置为输出扭矩；

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，所述输入轴固定地连接至第二旋转元件；

所述输出轴固定地连接至第十一旋转元件；

所述第一旋转元件固定地连接至第四旋转元件；

所述第五旋转元件固定地连接至第八旋转元件和第十二旋转元件；

所述第九旋转元件固定地连接至第十旋转元件；

所述第三旋转元件分别选择性地连接至第七旋转元件以及选择性地连接至第八旋转元件；

所述第四旋转元件选择性地连接至第七旋转元件；

所述第九旋转元件选择性地连接至输入轴。

9.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，所述第一旋转元件和第六旋转元件分别选择性地连接至变速器壳体。

10.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一内齿圈为第二旋转元件，并且第一行星架为第三旋转元件；

在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；

在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；

在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

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，所述第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组从发动机侧按照第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

12.根据权利要求8所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，在所述第一行星齿轮组中，第一太阳轮为第一旋转元件，第一行星架为第二旋转元件，并且第一内齿圈为第三旋转元件；

在所述第二行星齿轮组中，第二太阳轮为第四旋转元件，第二行星架为第五旋转元件，并且第二内齿圈为第六旋转元件；

在所述第三行星齿轮组中，第三太阳轮为第七旋转元件，第三行星架为第八旋转元件，并且第三内齿圈为第九旋转元件；

在所述第四行星齿轮组中，第四太阳轮为第十旋转元件，第四行星架为第十一旋转元件，并且第四内齿圈为第十二旋转元件。

13.根据权利要求12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、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组从发动机侧按照第二行星齿轮组、第一行星齿轮组、第三行星齿轮组和第四行星齿轮组的次序进行布置。

14.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，其进一步包括：

第一离合器，其将所述输入轴与第九旋转元件选择性地连接；

第二离合器，其将所述第四旋转元件与第七旋转元件选择性地连接；

第三离合器，其将所述第三旋转元件与第八旋转元件选择性地连接；

第四离合器，其将所述第三旋转元件与第七旋转元件选择性地连接；

第一制动器，其将第一旋转元件与变速器壳体选择性地连接；以及

第二制动器，其将第六旋转元件与变速器壳体选择性地连接。