CN109281998B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

提供一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系以通过对四个行星齿轮组应用六个接合元件从而实现多个速度来改进功率输送和燃料效率。行星齿轮系包括：输入轴和输出轴；分别包括第一至第三旋转元件、第四至第六旋转元件、第七至第九旋转元件、第十至第十二旋转元件的第一至第四行星齿轮组；以及第一轴至第八轴。特别地，第一轴固定地连接到第二旋转元件、第六旋转元件和第十一旋转元件以及输入轴，第四轴固定地连接到第四旋转元件、第七旋转元件和第十旋转元件，并且第七轴和第八轴选择性地且分别地使变速器壳体连接到第一行星齿轮组和第三行星齿轮组的对应的旋转元件，并且该对应的旋转元件不连接到第一轴到第六轴中的任何轴。

Description

用于车辆的自动变速器的行星齿轮系

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年7月21日提交的韩国专利申请10-2017-0092842的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于本文中。

技术领域

本公开涉及一种改进功率输送性能和燃料经济性的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息并且可以不构成现有技术。

通常，已经开发了一种实现更多速度级的自动变速器以提高燃料效率并改进驾驶性能。近来，油价的增加已经引发对于提高车辆的燃料效率的更多竞争。

在这方面，已经进行了用于通过减小发动机尺寸来减少重量并提高燃料经济性以及用于通过自动变速器的多个速度级来保证驾驶性能及燃料经济性的许多研究。

然而，在自动变速器中，随着速度级的数量增加，内部部件(特别是行星齿轮组)的数量增加，并因此，变速器的长度增加。因此，可安装性、成本、重量、传动效率等仍可能变差。

因此，已经考虑了可通过数量减少的部件来实现改进效率的行星齿轮系的研发，以通过多个速度来增加燃料效率。

在这方面，近些年来，8速自动变速器趋于应用于车辆，并且也已经积极地进行了能够实现更多速度级的行星齿轮系的研究和研发。

然而，传统的8速自动变速器通常包括三个到四个行星齿轮组及五个到七个接合元件(摩擦元件)。在此情况下，由于自动变速器的长度增加，所以可安装性可能变差。

我们已经发现，将一个行星齿轮组设置在另一个行星齿轮组上方会对对应用平行行星齿轮组的自动变速器的结构导致明显的限制。

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，其具有通过用数量减少的部件实现十个前进速度级和一个倒挡速度级来改进功率输送性能和燃料经济性的优点。

本公开还提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其具有通过使用位于发动机的低转速区域的操作点来改进车辆的静音驾驶的进一步优点。

根据本公开的一个示例性形式的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，被构造成从发动机接收转矩；输出轴，被构造成输出转矩；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；第一轴，固定地连接到第二旋转元件、第六旋转元件和第十一旋转元件，并且固定地连接到输入轴；第二轴，固定地连接到第八旋转元件，并且固定地连接到输出轴；第三轴，固定地连接到第三旋转元件；第四轴，固定地连接到第四旋转元件、第七旋转元件和第十旋转元件；第五轴，固定地连接到第五旋转元件；第六轴，固定地连接到第十二旋转元件；以及多个轴，被构造成选择性地且分别地使变速器壳体连接到选自第一行星齿轮组和第三行星齿轮组的旋转元件中的对应的旋转元件。特别地，该对应的旋转元件不连接到第一轴到第六轴中的任何轴。

该多个轴可包括：第七轴，固定地连接到第一旋转元件，并且选择性地连接到变速器壳体；以及第八轴，固定地连接到第九旋转元件，选择性地连接到第三轴，并且选择性地连接到变速器壳体。

第二轴和第六轴选择性地彼此连接，第三轴和第四轴选择性地彼此连接，并且第三轴和第五轴选择性地彼此连接。

行星齿轮系还可包括：四个离合器，四个离合器中的每个均被构造成选择性地连接八个轴中的任两个轴；以及两个制动器，两个制动器中的每个均被构造成选择性地使第七轴或第八轴连接到变速器壳体。

这四个离合器可包括：第一离合器，设置在第二轴与第六轴之间；第二离合器，设置在第三轴与第四轴之间；第三离合器，设置在第三轴与第五轴之间；以及第四离合器，设置在第三轴与第八轴之间。

这两个制动器可包括：第一制动器，设置在第七轴与变速器壳体之间；以及第二制动器，设置在第八轴与变速器壳体之间。

在一个方面中，第一行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈，并且第二行星齿轮组也是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈。类似地，第三行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈，并且第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈。

在另一种形式中，第一行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈，第二行星齿轮组可以是双小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈以及作为第六旋转元件的第二行星架，第三行星齿轮组可以是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈，并且第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈。

根据本公开的另一示例性形式的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系可包括：输入轴，被构造成从发动机接收转矩；输出轴，被构造成输出转矩；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；以及第四行星齿轮组，包括第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件。特别地，第一旋转元件选择性地连接到变速器壳体，第二旋转元件固定地连接到第六旋转元件和第十一旋转元件并且固定地连接到输入轴，第四旋转元件固定地连接到第七旋转元件和第十旋转元件并且选择性地连接到第三旋转元件，第五旋转元件选择性地连接到第三旋转元件，第八旋转元件固定地连接到输出轴，第九旋转元件选择性地连接到第三旋转元件并且选择性地连接到变速器壳体，并且第十二旋转元件选择性地连接到第八旋转元件。

行星齿轮系还可包括：四个离合器，四个离合器中的每个均被构造成选择性地将选自四个行星齿轮组的旋转元件中的一个旋转元件与另一个旋转元件连接；以及两个制动器，两个制动器中的每个均构造成选择性地将第一旋转元件或第九旋转元件连接到变速器壳体。

这四个离合器可包括：第一离合器，设置在第八旋转元件与第十二旋转元件之间；第二离合器，设置在第三旋转元件与第四旋转元件之间；第三离合器，设置在第三旋转元件与第五旋转元件之间；以及第四离合器，设置在第三旋转元件与第九旋转元件之间。

这两个制动器可包括：第一制动器，设置在第一旋转元件与变速器壳体之间；以及第二制动器，设置在第九旋转元件与变速器壳体之间。

在一个方面中，第一行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈，第二行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其具有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齿圈。另外，第三行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其具有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齿圈，并且第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈。

在另一方面中，第一行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈，第二行星齿轮组是双小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈以及作为第六旋转元件的第二行星架，第三行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈，并且第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，其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齿圈。

根据本公开的示例性形式的行星齿轮系可通过将四个行星齿轮组(其是简单的行星齿轮组)与六个接合元件组合来实现十个前进速度级和一个倒挡速度级。

另外，根据本公开的示例性形式的行星齿轮系由于自动变速器的多速度级而可实现适于发动机的转速的速度级。特别地，可通过使用位于发动机的低转速区域的操作点来改进车辆的静音驾驶。

另外，根据本公开的示例性形式的行星齿轮系由于多速度级而可增加发动机的驱动效率，并且可改进功率输送性能和燃料经济性。

从本文提供的描述中，其他适用领域将变得显而易见。应理解，这些描述和具体实例仅是为了说明的目的，而非旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可很好地理解本公开，现在将参考附图描述其通过实例给出的各种形式，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每个速度级下的接合元件的操作图；以及

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。

本文描述的图仅是为了说明的目的，而非旨在以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细地描述本公开的示例性形式。

然而，为了清楚地描述本公开的示例性形式，省略了与描述无关的部分。附图和说明书将被认为本质上是说明性的而非限制性的，并且相同的附图标记在本公开中指的是相同或相似的元件。

在以下描述中，因为部件的名称是彼此相同的，将部件的名称分成第一、第二等是为了区分名称，并且其顺序不受具体限制。

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。

参考图1，行星齿轮系包括：设置在同一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的至少一个旋转元件的八个轴TM1到TM8；包括四个离合器C1到C4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的转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的配合而改变，并且将所改变的转矩通过输出轴OS输出。

根据本公开的第一示例性形式，行星齿轮组从发动机侧按第一行星齿轮组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的顺序设置。

输入轴IS是输入构件，并且来自发动机的曲轴的转矩通过转矩转换器进行转矩转换的以输入到输入轴IS中。

输出轴OS是输出构件，其与输入轴IS平行地设置，并将驱动转矩通过差动装置传递至驱动轮。

第一行星齿轮组PG1是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：第一太阳齿轮S1，作为第一旋转元件N1；第一行星架PC1，作为可旋转地支撑与第一太阳齿轮S1接合的多个第一小齿轮P1的第二旋转元件N2；以及第一齿圈R1，作为与多个第一小齿轮P1接合并与第一太阳齿轮S1可操作地连接的第三旋转元件N3。

第二行星齿轮组PG2是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：第二太阳齿轮S2，作为第四旋转元件N4；第二行星架PC2，作为可旋转地支撑多个第二小齿轮P2(其均匀地设置在第二太阳齿轮S2的外周界上并与该外周界进行外接合)的第五旋转元件N5；以及第二齿圈R2，作为与多个第二小齿轮P2进行内接合并与第二太阳齿轮S2可操作地连接的第六旋转元件N6。

第三行星齿轮组PG3是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：第三太阳齿轮S3，作为第七旋转元件N7；第三行星架PC3，作为可旋转地支撑多个第三小齿轮P3(其均匀地设置在第三太阳齿轮S3的外周界上并与该外周界进行外接合)的第八旋转元件N8；以及第三齿圈R3，作为与多个第三小齿轮P3进行内接合并与第三太阳齿轮S3可操作地连接的第九旋转元件N9。

第四行星齿轮组PG4是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：第四太阳齿轮S4，作为第十旋转元件N10；第四行星架PC4，作为可旋转地支撑多个第四小齿轮P4(其均匀地设置在第四太阳齿轮S4的外周界上并与该外周界进行外接合)的第十一旋转元件N11；以及第四齿圈R4，作为与多个第四小齿轮P4进行内接合并与第四太阳齿轮S4可操作地连接的第十二旋转元件N12。

这里，术语“可操作地连接”等意味着至少两个构件直接地或间接地彼此连接。然而，彼此可操作地连接的两个构件并不总是以相同的转速及在相同的旋转方向上旋转。

第二旋转元件N2固定地连接到第六旋转元件N6和第十一旋转元件N11，并且第四旋转元件N4通过选自八个轴TM1到TM8的对应的轴固定地连接到第七旋转元件N7和第十旋转元件N10。

这里，术语“固定地连接”等意味着至少两个构件彼此连接以总是没有转速差地旋转。也就是说，固定地彼此连接的至少两个构件总是以相同的转速及在相同的旋转方向上旋转。因此，本领域普通技术人员将理解，术语“固定地连接”等与术语“可操作地连接”等不同。

将进一步详细地描述这八个轴TM1到TM8。

第一轴TM1固定地连接到第二旋转元件N2(第一行星架PC1)、第六旋转元件N6(第二齿圈R2)和第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且固定地连接到输入轴IS以作为输入元件连续地操作。

第二轴TM2固定地连接到第八旋转元件N8(第四行星架PC3)，并且固定地连接到输出轴OS以作为输出元件连续地操作。

第三轴TM3固定地连接到第三旋转元件N3(第一齿圈R1)。

第四轴TM4固定地连接到第四旋转元件N4(第二太阳齿轮S2)、第七旋转元件N7(第三太阳齿轮S3)和第十旋转元件N10(第四太阳齿轮S4)。

第五轴TM5固定地连接到第五旋转元件N5(第二行星架PC2)。

第六轴TM6固定地连接到第十二旋转元件N12(第四齿圈R4)。

第七轴TM7固定地连接到第一旋转元件N1(第一太阳齿轮S1)。

第八轴TM8固定地连接到第九旋转元件N9(第三齿圈R3)。

八个轴TM1到TM8将行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的旋转元件中的多个旋转元件固定地彼此连接，这八个轴是连接到任一个旋转元件并随着该任一个旋转元件旋转以传递转矩的旋转构件、是选择性地将任一个旋转元件与变速器壳体H连接的旋转构件、或者是将任一个旋转元件固定地连接到变速器壳体H的固定构件。

这里，术语“选择性地连接”等意味着包括输入轴和输出轴的多个轴可通过至少一个接合元件彼此连接以便以相同的转速及在相同的旋转方向上旋转，或者可通过至少一个接合元件连接到变速器壳体以固定到变速器壳体。

换句话说，在接合元件选择性地使多个轴彼此连接的情况中，当接合元件操作时该多个轴以相同的转速及在相同的旋转方向上旋转，但是当释放接合元件时该多个轴彼此分离。

另外，在接合元件选择性地使任一个轴连接到变速器壳体的情况中，当接合元件操作时对应的轴固定地连接到变速器壳体，但是当释放接合元件时对应的轴是可旋转的。

第二轴TM2选择性地连接到第六轴TM6，并且第三轴TM3选择性地分别连接到第四轴TM4、第五轴TM5和第八轴TM8。

另外，第七轴TM7和第八轴TM8分别选择性地连接到变速器壳体H，以作为选择性固定的元件操作。

四个离合器C1、C2、C3和C4(这些离合器是接合元件)设置在八个轴TM1到TM8(包括输入轴IS和输出轴OS)中的任两个轴选择性地彼此连接的部分处。

另外，两个制动器B1和B2(这些制动器是接合元件)设置在八个轴TM1到TM8中的任一个轴选择性地连接到变速器壳体H的部分处。

将详细地描述四个离合器C1到C4和两个制动器B1到B2的布置。

第一离合器C1设置在第二轴TM2与第六轴TM6之间，并且选择性地使第二轴TM2连接到第六轴TM6。

第二离合器C2设置在第三轴TM3与第四轴TM4之间，并且选择性地使第三轴TM3连接到第四轴TM4。

第三离合器C3设置在第三轴TM3与第五轴TM5之间，并且选择性地使第三轴TM3连接到第五轴TM5。

第四离合器C4设置在第三轴TM3与第八轴TM8之间，并且选择性地使第三轴TM3连接到第八轴TM。

第一制动器B1设置在第七轴TM7与变速器壳体H之间，并且选择性地使第七轴TM7连接并固定到变速器壳体H。

第二制动器B2设置在第八轴TM8与变速器壳体H之间，并且选择性地使第八轴TM8连接并固定到变速器壳体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的多板摩擦元件。湿式的多板摩擦元件主要用作接合元件，但是可通过来自电控单元的电信号操作的爪形离合器、电离合器或磁离合器可用作接合元件。

图2是根据本公开的第一示例性形式的行星齿轮系中的每个速度级下的接合元件的操作图。

参考图2，在根据本公开的第一示例性形式的行星齿轮系中的每个速度级下操作第一离合器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。

在第一前进速度级D1下操作第二离合器C2和C3以及第二制动器B2。

在通过第二离合器C2和第三离合器C3的操作而使第三轴TM3连接到第四轴TM4和第五轴TM5的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第二制动器B2的操作而使第八轴TM8作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第一前进速度级，并且第一前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第二前进速度级D2下操作第二离合器C2以及第一制动器B1和第二制动器B2。

在通过第二离合器C2的操作而使第三轴TM3连接到第四轴TM4的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而使第七轴TM7和第八轴TM8作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第二前进速度级，并且第二前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第三前进速度级D3下操作第三离合器C3以及第一制动器B1和第二制动器B2。

在通过第三离合器C3的操作而使第三轴TM3连接到第五轴TM5的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而使第七轴TM7和第八轴TM8作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第三前进速度级，并且第三前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

可通过两种方式实现第四前进速度级。

在第一种方式中，通过操作第一离合器C1以及第一制动器B1和第二制动器B2来实现第四前进速度级D4-1。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而使第七轴TM7和第八轴TM8作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第四前进速度级，并且第四前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第二种方式中，通过操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第二制动器B2来实现第四前进速度级D4-2。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第三离合器C3的操作而使第三轴TM3连接到第五轴TM5的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第二制动器B2的操作而使第八轴TM8作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第四前进速度级，并且第四前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第五前进速度级D5下操作第一离合器C1和第三离合器C3以及第一制动器B1。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第三离合器C3的操作而使第三轴TM3连接到第五轴TM5的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1的操作而使第七轴TM7作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第五前进速度级，并且第五前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第六前进速度级D6下操作第一离合器C1和第二离合器C2以及第一制动器B1。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第二离合器C2的操作而使第三轴TM3连接到第四轴TM4的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1的操作而使第七轴TM7作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第六前进速度级，并且第六前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第七前进速度级D7下操作第一离合器C1、第二离合器C2和第四离合器C4。

通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6，并且通过第二离合器C2和第四离合器C4的操作而使第三轴TM3连接到第四轴TM4和第八轴TM8。

在此情况中，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变成锁定状态。因此，输入到第一轴TM1中的输入轴IS的转矩通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出而没有转速变化。

在第八前进速度级D8下操作第一离合器C1和第四离合器C4以及第一制动器B1。

在通过第一离合器C1的操作而使第二轴TM2连接到第六轴TM6且通过第四离合器C4的操作而使第三轴TM3连接到第八轴TM8的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1的操作而使第七轴TM7作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第八前进速度级，并且第八前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第九前进速度级D9下操作第二离合器C2和第四离合器C4以及第一制动器B1。

在通过第二离合器C2和第四离合器C4的操作而使第三轴TM3连接到第四轴TM4和第八轴TM8的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1的操作而使第七轴TM7作为固定元件操作。因此，将输入轴IS的转矩换挡到第九前进速度级，并且第九前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在第十前进速度级D10下操作第三离合器C3和第四离合器C4以及第一制动器B1。

在通过第三离合器C3和第四离合器C4的操作而使第三轴TM3连接到第五轴TM5和第八轴TM8的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第一制动器B1的操作而使第七轴TM7作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到第十前进速度级，并且第十前进速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

在倒挡速度级REV下操作第三离合器C3和第四离合器C4以及第二制动器B2。

在通过第三离合器C3和第四离合器C4的操作而使第三轴TM3连接到第五轴TM5和第八轴TM8的状态中，输入轴IS的转矩被输入到第一轴TM1。

在此状态下，通过第二制动器B2的操作而使第八轴TM8作为固定元件操作。因此，输入轴IS的转矩换挡到倒挡速度级，并且倒挡速度级通过连接到第二轴TM2的输出轴OS输出。

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。

在第一示例性形式中，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都是单小齿轮式行星齿轮组，而在第二示例性形式中，第二行星齿轮组PG2是双小齿轮式行星齿轮组，并且第一行星齿轮组PG1、第三行星齿轮组PG3和第四行星齿轮组PG4是单小齿轮式行星齿轮组。

因此，第五旋转元件N5从第二行星架PC2改变到第二齿圈R2，并且第六旋转元件N6从第二齿圈R2改变到第二行星架PC2。

这里，将进一步详细地描述八个轴TM1到TM8。

第一轴TM1固定地连接到第二旋转元件N2(第一行星架PC1)、第六旋转元件N6(第二行星架PC2)和第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且固定地连接到输入轴IS以作为输入元件而连续操作。

第二轴TM2固定地连接到第八旋转元件N8(第三行星架PC3)，并且固定地连接到输出轴OS以作为输出元件而连续操作。

第三轴TM3固定地连接到第三旋转元件N3(第一齿圈R1)。

第四轴TM4固定地连接到第四旋转元件N4(第二太阳齿轮S2)、第七旋转元件N7(第三太阳齿轮S3)和第十旋转元件N10(第四太阳齿轮S4)。

第五轴TM5固定地连接到第五旋转元件N5(第二齿圈R2)。

第六轴TM6固定地连接到第十二旋转元件N12(第四齿圈R4)。

第七轴TM7固定地连接到第一旋转元件N1(第一太阳齿轮S1)。

第八轴TM8固定地连接到第九旋转元件N9(第三齿圈R3)。

另外，四个离合器C1到C4以及两个制动器B1到B2以与第一示例性形式中相同的方式设置。也就是说，第一离合器C1设置在第二轴TM2与第六轴TM6之间，第二离合器C2设置在第三轴TM3与第四轴TM4之间，第三离合器C3设置在第三轴TM3与第五轴TM5之间，并且第四离合器C4设置在第三轴TM3与第八轴TM8之间。

另外，第一制动器B1设置在第七轴TM7与变速器壳体H之间，并且第二制动器B2设置在第八轴TM8与变速器壳体H之间。

根据本公开的第二示例性形式的换挡过程和换挡模式与根据本公开的第一示例性形式的换挡过程和换挡模式相同。因此，将省略其详细描述。

根据本公开的第一示例性形式和第二示例性形式，可通过使用四个行星齿轮组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来实现十个前进速度级和一个倒挡速度级。

另外，根据本公开的第一示例性形式和第二示例性形式的行星齿轮系可根据发动机的转速而实现合适的速度级。特别地，可通过使用位于发动机的低转速区域的操作点来改进车辆的静音驾驶。

由于根据本公开的示例性形式的行星齿轮系实现自动变速器的多速度级，所以可增加发动机的驱动效率并且可改进功率输送性能和燃料经济性。

虽然已经结合目前认为是实际的示例性形式的内容描述了本公开，但是应理解，本公开不限于所公开的形式，而是相反，旨在覆盖包含在本公开的实质和范围内的各种修改和等价布置。

<附图标记说明>

B1、B2：第一制动器和第二制动器

C1、C2、C3、C4：第一离合器、第二离合器、第三离合器和第四离合器

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：第一齿圈、第二齿圈、第三齿圈和第四齿圈

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、第七轴和第八轴

Claims (10)

1.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，被构造成从发动机接收转矩；

输出轴，被构造成输出转矩；

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；

第一轴，固定地连接到所述第二旋转元件、所述第六旋转元件和所述第十一旋转元件，并且固定地连接到所述输入轴；

第二轴，固定地连接到所述第八旋转元件，并且固定地连接到所述输出轴；

第三轴，固定地连接到所述第三旋转元件；

第四轴，固定地连接到所述第四旋转元件、所述第七旋转元件和所述第十旋转元件；

第五轴，固定地连接到所述第五旋转元件；

第六轴，固定地连接到所述第十二旋转元件；以及

多个轴，被构造成选择性地且分别地使变速器壳体连接到选自所述第一行星齿轮组和所述第三行星齿轮组的旋转元件中的对应的旋转元件，其中，所述对应的旋转元件不连接到所述第一轴到所述第六轴中的任何轴；其中，所述多个轴包括：

第七轴，固定地连接到所述第一旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体；以及

第八轴，固定地连接到所述第九旋转元件，并且选择性地连接到所述第三轴和所述变速器壳体，并且

其中，所述第二轴和所述第六轴选择性地彼此连接，所述第三轴和所述第四轴选择性地彼此连接，并且所述第三轴和所述第五轴选择性地彼此连接。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮系，还包括：

四个离合器，所述四个离合器中的每个均被构造成选择性地连接选自所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴、所述第五轴、所述第六轴、所述第七轴和所述第八轴中的任两个轴；以及

两个制动器，所述两个制动器中的每个均被构造成选择性地使所述第七轴或所述第八轴连接到所述变速器壳体。

3.根据权利要求2所述的行星齿轮系，其中，所述四个离合器包括：

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，设置在所述第三轴与所述第四轴之间；

第三离合器，设置在所述第三轴与所述第五轴之间；以及

第四离合器，设置在所述第三轴与所述第八轴之间，并且所述两个制动器包括：

第一制动器，设置在所述第七轴与所述变速器壳体之间；以及

第二制动器，设置在所述第八轴与所述变速器壳体之间。

4.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是单小齿轮式行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括：

第一太阳齿轮，作为所述第一旋转元件，

第一行星架，作为所述第二旋转元件，以及

第一齿圈，作为所述第三旋转元件，

其中，所述第二行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，所述第二行星齿轮组包括：

第二太阳齿轮，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

第二齿圈，作为所述第六旋转元件，并且

其中，所述第三行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，所述第三行星齿轮组包括：

第三太阳齿轮，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

第三齿圈，作为所述第九旋转元件，并且

所述第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，所述第四行星齿轮组包括：

第四太阳齿轮，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

第四齿圈，作为所述第十二旋转元件。

5.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是单小齿轮式行星齿轮组，所述第一行星齿轮组包括：

第一太阳齿轮，作为所述第一旋转元件，

第一行星架，作为所述第二旋转元件，以及

第一齿圈，作为所述第三旋转元件，

其中，所述第二行星齿轮组是双小齿轮式行星齿轮组，所述第二行星齿轮组包括：

第二太阳齿轮，作为所述第四旋转元件，

第二齿圈，作为所述第五旋转元件，以及

第二行星架，作为所述第六旋转元件，

其中，所述第三行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，所述第三行星齿轮组包括：

第三太阳齿轮，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

第三齿圈，作为所述第九旋转元件，并且

其中，所述第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组，所述第四行星齿轮组包括：

第四太阳齿轮，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

第四齿圈，作为所述第十二旋转元件。

6.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，被构造成从发动机接收转矩；

输出轴，被构造成输出转矩；

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；以及

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

其中，所述第一旋转元件选择性地连接到变速器壳体，

所述第二旋转元件固定地连接到所述第六旋转元件、所述第十一旋转元件和所述输入轴，

所述第四旋转元件固定地连接到所述第七旋转元件和所述第十旋转元件，并且选择性地连接到所述第三旋转元件，

所述第五旋转元件选择性地连接到所述第三旋转元件，

所述第八旋转元件固定地连接到所述输出轴，

所述第九旋转元件选择性地连接到所述第三旋转元件，并且选择性地连接到所述变速器壳体，并且

所述第十二旋转元件选择性地连接到所述第八旋转元件。

7.根据权利要求6所述的行星齿轮系，还包括：

四个离合器，所述四个离合器中的每个均构造成选择性地将选自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旋转元件中的一个旋转元件与另一个旋转元件连接；以及

两个制动器，所述两个制动器中的每个均被构造成选择性地将所述第一旋转元件或所述第九旋转元件连接到所述变速器壳体。

8.根据权利要求7所述的行星齿轮系，其中，所述四个离合器包括：

第一离合器，设置在所述第八旋转元件与所述第十二旋转元件之间；

第二离合器，设置在所述第三旋转元件与所述第四旋转元件之间；

第三离合器，设置在所述第三旋转元件与所述第五旋转元件之间；以及

第四离合器，设置在所述第三旋转元件与所述第九旋转元件之间，并且

其中，所述两个制动器包括：

第一制动器，设置在所述第一旋转元件与所述变速器壳体之间；以及

第二制动器，设置在所述第九旋转元件与所述变速器壳体之间。

9.根据权利要求6所述的行星齿轮系，其中，所述第一行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈，

其中，所述第二行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈，

其中，所述第三行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈，并且

其中，所述第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈。

10.根据权利要求6所述的行星齿轮系，其中，所述第一行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈，

其中，所述第二行星齿轮组是双小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈，以及作为所述第六旋转元件的第二行星架，

其中，所述第三行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈，并且

其中，所述第四行星齿轮组是单小齿轮式行星齿轮组并且包括：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齿圈。

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