CN106151403B - 用于车辆的自动变速器的行星齿轮系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。该行星齿轮系可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出发动机的改变了的扭矩；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；第一旋转轴，其选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴；第三旋转轴，其选择性地连接至变速器壳体；第四旋转轴，其直接地连接至所述输入轴；第五旋转轴；第六旋转轴，其选择性地连接至所述第二旋转轴和所述第四旋转轴；第七旋转轴，其选择性连接至所述第二旋转轴；第八旋转轴，其选择性地连接至所述第七旋转轴，并且直接地连接至所述输出轴；以及六个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转轴或者选择性地连接旋转轴与变速器壳体。

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2015年5月13日提交的韩国专利申请第10-2015-0066910号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的自动变速器。更具体地，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其利用最少数量的组成元件来实现十个前进速度挡位或十二个前进速度挡位，从而提高动力传送性能并降低燃料消耗。

背景技术

近来，油价的上涨使得全世界的汽车制造商进入到无休止的竞争中。具体地，就发动机而言，制造商在努力通过缩小发动机尺寸等等来降低重量并提高车辆的燃料效率。

其结果是，就发动机而言，人们进行了通过缩减尺寸来降低重量并提高燃料效率的研究；就自动变速器而言，人们进行了利用多个速度挡位来同时确保可操作性与燃料效率的竞争力的研究。

然而，在自动变速器中，随着变速器的速度挡位数量的增加，其内部构件的数量也会增加，从而会导致自动变速器难以安装，制造成本和重量也会增加，并且动力传输效率亦会变差。

因此，为了利用多个速度挡位来增加燃料效率提高的效果，研制一种能够利用少量的构件来产生最大化效率的行星齿轮系将是至关重要的。

在这方面，近年来，已经开始实现了八速和九速的自动变速器，并且对于能够实现更多变速器挡位的行星齿轮系的研究和研制也在积极地进行着。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种车辆的自动变速器的行星齿轮系，其具有以下优点：能够利用最少量的组成元件来实现十个前进速度挡位以及一个倒车挡位或者十二个前进速度挡位以及一个倒车挡位，从而提高动力传输性能和燃料经济性；并且能够利用设置在低发动机转速下的运行点来提高安静行驶性。

根据本发明的各个方面，一种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，其输出发动机的改变了的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一旋转轴，其包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；第二旋转轴，其包括所述第一行星架；第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈和所述第四内齿圈，并且选择性地连接至变速器壳体；第四旋转轴，其包括所述第二行星架，并且直接地连接至所述输入轴；第五旋转轴，其包括所述第二内齿圈、所述第三太阳轮以及所述第四太阳轮；第六旋转轴，其包括所述第三行星架，并且选择性地连接所述第二旋转轴和选择性地连接所述第四旋转轴；第七旋转轴，其包括所述第三内齿圈，并且选择性连接至所述第二旋转轴；第八旋转轴，其包括所述第四行星架，所述第八旋转轴选择性地连接至所述第七旋转轴，并且直接地连接至所述输出轴；以及六个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转轴或者选择性地连接旋转轴与变速器壳体。

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以及所述第四行星齿轮组可以为单小齿轮行星齿轮组。

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以及所述第四行星齿轮组可以从发动机侧顺序地布置。

所述六个摩擦元件可以包括：第一离合器，其插置在所述第四旋转轴与所述第六旋转轴之间；第二离合器，其插置在所述第七旋转轴与所述第八旋转轴之间；第三离合器，其插置在所述第二旋转轴与所述第六旋转轴之间；第四离合器，其插置在所述第二旋转轴与所述第七旋转轴之间；第一制动器，其插置在所述第一旋转轴与变速器壳体之间；以及第二制动器，其插置在所述第三旋转轴与变速器壳体之间。

通过选择性地操作所述六个摩擦元件而实现的换挡挡位可以包括：第一前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第二前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第三前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第四前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第五前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第六前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；第七前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第八前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第九前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第十前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；以及倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现。

通过选择性地操作所述六个摩擦元件而实现的换挡挡位可以包括：第一前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第二前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第三前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第四前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第五前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第六前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；第七前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第八前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；第九前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第十前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第十一前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；第十二前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；以及倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现。

根据本发明的各个方面，一种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，其输出发动机的改变了的扭矩；第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；第一离合器，其选择性地连接所述第二行星架与所述第三行星架；第二离合器，其选择性地连接所述第三内齿圈与所述第四行星架；第三离合器，其选择性地连接所述第一行星架与所述第三行星架；第四离合器，其选择性地连接所述第一行星架与所述第三内齿圈；第一制动器，其将所述第一太阳轮和所述第二太阳轮与变速器壳体选择性地连接；以及第二制动器，其选择性地连接所述第一内齿圈与变速器壳体，其中，所述输入轴可以直接地连接至所述第二行星架，所述输出轴直接地连接至所述第四行星架，所述第一太阳轮可以直接地连接至所述第二太阳轮，所述第一内齿圈可以直接地连接至所述第四内齿圈，并且所述第二内齿圈和所述第三太阳轮可以直接地连接至所述第四太阳轮。

本发明的各个实施方案可以通过将四个行星齿轮组(其由简单行星齿轮组形成)与六个摩擦元件相结合来实现十个前进速度挡位或十二个前进速度挡位。因此，可以提高动力传递性能和燃料经济性。

此外，利用与发动机旋转速度相匹配的自动变速器的多个速度挡位，能够显著地提高车辆的安静行驶性能。

应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。

本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，根据并入本文中的附图和随后的具体实施方案，这些特性和优点将是显而易见的，或者将进行详细陈述，这些附图和具体实施方案共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

图1为根据本发明的示例性行星齿轮系的配置图；

图2为根据本发明的示例性的行星齿轮系(用于实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位)中的在每个速度挡位的摩擦元件的操作图；

图3为根据本发明的示例性的行星齿轮系(用于实现十二个前进速度挡位和一个倒车挡位)中的在每个速度挡位的摩擦元件的操作图。

应当理解，所附附图并非是按照比例，而是图示性地简化呈现各种特征以显示本发明的基本原理。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。

图1为根据本发明各个实施方案的行星齿轮系的配置图。

参见图1，根据本发明各个实施方案的行星齿轮系包括：第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4、输入轴IS、输出轴OS、八个旋转轴TM1至TM8、六个摩擦元件C1至C4和B1至B2、以及变速器壳体H。各行星齿轮组设置在同一轴线上，所述八个旋转轴TM1至TM8彼此直接地连接，并且直接地连接第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4的各个旋转元件。

因此，从输入轴IS输入的扭矩由第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4相互配合的工作而进行传递，并且经由输出轴OS输出。

此外，各个简单的行星齿轮组自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的次序进行设置。

输入轴IS为输入构件，来自发动机曲轴的旋转动力经由扭矩变换器进行扭矩变换而输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，其与输入轴IS设置在相同的轴线上，并且经由差动装置将传输的驱动扭矩传递至驱动轴。

第一行星齿轮组PG1(其为单小齿轮行星齿轮组)包括作为其旋转元件的第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1，所述第一行星架PC1支撑第一小齿轮P1，第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合，所述第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合。

第二行星齿轮组PG2(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，所述第二行星架PC2支撑第二小齿轮P2，第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合，所述第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内啮合。

第三行星齿轮组PG3(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第三太阳轮S3、第三行星架PC3以及第三内齿圈R3，所述第三行星架PC3支撑第三小齿轮P3，第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合，所述第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内啮合。

第四行星齿轮组PG4(其为单小齿轮行星齿轮组)包括第四太阳轮S4、第四行星架PC4以及第四内齿圈R4，所述第四行星架PC4支撑第四小齿轮P4，第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合，所述第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内啮合。

在第一、第二、第三和第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4中，一个或多个旋转元件彼此直接地连接，以与全部八个旋转轴TM1至TM8一同操作。

下面将对八个旋转轴TM1至TM8的配置进行描述。

第一旋转轴TM1包括第一太阳轮S1和第二太阳轮S2，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第二旋转轴TM2包括第一行星架PC1。

第三旋转轴TM3包括第一内齿圈R1和第四内齿圈R4，并且选择性地连接至变速器壳体H。

第四旋转轴TM4包括第二行星架PC2，并且直接地连接至输入轴IS以总是操作为输入元件。

第五旋转轴TM5包括第二内齿圈R2、第三太阳轮S3和第四太阳轮S4。

第六旋转轴TM6包括第三行星架PC3，并且选择性连接至第二旋转轴TM2和选择性连接至第四旋转轴TM4。

第七旋转轴TM7包括第三内齿圈R3，并且选择性地连接至第二旋转轴TM2。

第八旋转轴TM8包括第四行星架PC4，该第八旋转轴TM8选择性地连接至第七旋转轴TM7，并且直接地连接至输出轴OS以总是操作为输出元件。

此外，在旋转轴TM1至TM8当中，作为摩擦元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在旋转轴彼此连接的连接部分。

此外，在旋转轴TM1至TM8当中，作为摩擦元件的两个制动器B1和B2设置在旋转轴中的任意一个与变速器壳体H之间的连接部分。

下面将进一步详细地描述六个摩擦元件C1至C4以及B1和B2。

第一离合器C1插置在第四旋转轴TM4与第六旋转轴TM6之间，并且选择性地连接第四旋转轴TM4与第六旋转轴TM6。

第二离合器C2插置在第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8之间，并且选择性地连接第七旋转轴TM7与第八旋转轴TM8。

第三离合器C3插置在第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2与第六旋转轴TM6。

第四离合器C4插置在第二旋转轴TM2与第七旋转轴TM7之间，并且选择性地连接第二旋转轴TM2与第七旋转轴TM7。

第一制动器B1插置在第一旋转轴TM1与变速器壳体H之间，并且选择性的使第一旋转轴TM1作为固定元件工作。

第二制动器B2插置在第三旋转轴TM3与变速器壳体H之间，并且选择性的使第三旋转轴TM3作为固定元件工作。

摩擦元件包括第一离合器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，所述摩擦元件可以是通过液压操作的湿式多片摩擦元件。

图2为根据本发明各个实施方案的行星齿轮系(其用于实现十个前进速度挡位和一个倒车挡位)中的在每个速度挡位的摩擦元件的操作图。

如图2中所示，在根据本发明各个实施方案的行星齿轮系中，在每个速度挡位有三个摩擦元件操作。

第一前进速度挡位1ST通过第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第二前进速度挡位2ND通过第二离合器C2、第四离合器C4以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第三前进速度挡位3RD通过第二离合器C2、第一制动器B1以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第四前进速度挡位4TH通过第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第五前进速度挡位5TH通过第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第六前进速度挡位6TH通过第一离合器C1、第二离合器C2以及第四离合器C4的操作来实现。

第七前进速度挡位7TH通过第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第八前进速度挡位8TH通过第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第九前进速度挡位9TH通过第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第十前进速度挡位10TH通过第二离合器C2、第三离合器C3以及第一制动器B1的同时操作来实现。

倒车挡位REV通过第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2的同时操作来实现。

在下文中，将进一步详细地描述换挡过程。

在第一前进速度挡位1ST，第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第一前进速度挡位1ST。

在第二前进速度挡位2ND，第二离合器C2、第四离合器C4以及第二制动器B2同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第二前进速度挡位2ND。

在第三前进速度挡位3RD，第二离合器C2、第一制动器B1以及第二制动器B2同时地操作。在第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1和第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第三前进速度挡位3RD。

在第四前进速度挡位4TH，第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第四前进速度挡位4TH。

在第五前进速度挡位5TH，第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第五前进速度挡位5TH。

在第六前进速度挡位6TH，第一离合器C1、第二离合器C2以及第四离合器C4同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，由于第一、第二、第三及第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3及PG4的所有行星齿轮组都以相同的速度整体地旋转，从而实现了仅仅输出了输入量的第六前进速度挡位6TH。

在第七前进速度挡位7TH，第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第七前进速度挡位7TH。

在第八前进速度挡位8TH，第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第八前进速度挡位8TH。

在第九前进速度挡位9TH，第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第九前进速度挡位9TH。

在第十前进速度挡位10TH，第二离合器C2、第三离合器C3以及第一制动器B1同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第十前进速度挡位10TH。

在倒车挡位REV，第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2同时地操作。在第六旋转轴TM6连接至第二旋转轴TM2和第四旋转轴TM4的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现倒车挡位REV。

根据本发明各个实施方案的行星齿轮系能够通过控制四个行星齿轮组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挡位和一个倒车挡位。

图3为根据本发明各个实施方案的行星齿轮系(其用于实现十二个前进速度挡位和一个倒车挡位)中，在每个速度挡位的摩擦元件的操作图。

如图3中所示，即使是在十二个前进速度挡位和一个倒车挡位中进行换挡，在每个速度挡位也只有三个摩擦元件操作。

第一前进速度挡位1ST通过第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第二前进速度挡位2ND通过第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第三前进速度挡位3RD通过第二离合器C2、第三离合器C3以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第四前进速度挡位4TH通过第二离合器C2、第四离合器C4以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第五前进速度挡位5TH通过第二离合器C2、第一制动器B1以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第六前进速度挡位6TH通过第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2的同时操作来实现。

第七前进速度挡位7TH通过第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第八前进速度挡位8TH通过第一离合器C1、第二离合器C2以及第四离合器C4的操作来实现。

第九前进速度挡位9TH通过第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第十前进速度挡位10TH通过第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第十一前进速度挡位11TH通过第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1的同时操作来实现。

第十二前进速度挡位12TH通过第二离合器C2、第三离合器C3以及第一制动器B1的同时操作来实现。

倒车挡位REV通过第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2的同时操作来实现。

在下文中，将进一步详细地描述换挡过程。

在第一前进速度挡位1ST，第一离合器C1、第三离合器C3以及第二制动器B2同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第一前进速度挡位1ST。

在第二前进速度挡位2ND，第三离合器C3、第四离合器C4以及第二制动器B2同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第二前进速度挡位2ND。

在第三前进速度挡位3RD，第二离合器C2、第三离合器C3以及第二制动器B2同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第三前进速度挡位3RD。

在第四前进速度挡位4TH，第二离合器C2、第四离合器C4以及第二制动器B2同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7，而第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第四前进速度挡位4TH。

在第五前进速度挡位5TH，第二离合器C2、第一制动器B1以及第二制动器B2同时地操作。在第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1和第二旋转轴TM2操作为固定元件，从而实现第五前进速度挡位5TH。

在第六前进速度挡位6TH，第一离合器C1、第二离合器C2以及第二制动器B2同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现第六前进速度挡位6TH。

在第七前进速度挡位7TH，第一离合器C1、第二离合器C2以及第一制动器B1同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第七前进速度挡位7TH。

在第八前进速度挡位8TH，第一离合器C1、第二离合器C2以及第四离合器C4同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下下，输入接入至第四旋转轴TM4，由于所有第一、第二、第三及第四行星齿轮组PG1、PG2、PG3及PG4都以相同的速度整体地旋转，从而实现了仅仅输出了输入量的第八前进速度挡位8TH。

在第九前进速度挡位9TH，第一离合器C1、第四离合器C4以及第一制动器B1同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第九前进速度挡位9TH。

在第十前进速度挡位10TH，第一离合器C1、第三离合器C3以及第一制动器B1同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第十前进速度挡位10TH。

在第十一前进速度挡位11TH，第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6和第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第十一前进速度挡位11TH。

在第十二前进速度挡位12TH，第二离合器C2、第三离合器C3以及第一制动器B1同时地操作。在第二旋转轴TM2连接至第六旋转轴TM6，第七旋转轴TM7连接至第八旋转轴TM8的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第一旋转轴TM1操作为固定元件，从而实现第十二前进速度挡位12TH。

在倒车挡位REV，第一离合器C1、第四离合器C4以及第二制动器B2同时地操作。在第四旋转轴TM4连接至第六旋转轴TM6，第二旋转轴TM2连接至第七旋转轴TM7的状态下，输入接入至第四旋转轴TM4，并且第三旋转轴TM3操作为固定元件，从而实现倒车挡位REV。

根据本发明各个实施方案的行星齿轮系能够通过控制四个行星齿轮组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来实现十二个前进速度挡位和一个倒车挡位。

此外，根据本发明各个实施方案的行星齿轮系能够利用自动变速器的多个速度挡位来提高动力传递效率和燃料效率。

由于利用多个速度挡位而能够实现与发动机转速相匹配的速度挡位，因此能够改善安静行驶性。

此外，在每个挡位有三个摩擦元件操作以使得未操作的摩擦元件数量最少化，因此能够减少摩擦阻力损失。从而，能够减小阻力矩和动力的损失。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

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，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出发动机的改变了的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架以及第一内齿圈；

第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架以及第二内齿圈；

第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架以及第三内齿圈；

第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架以及第四内齿圈；

第一旋转轴，其包括所述第一太阳轮和所述第二太阳轮，并且选择性地连接至变速器壳体；

第二旋转轴，其包括所述第一行星架；

第三旋转轴，其包括所述第一内齿圈和所述第四内齿圈，并且选择性地连接至变速器壳体；

第四旋转轴，其包括所述第二行星架，并且直接地连接至输入轴；

第五旋转轴，其包括所述第二内齿圈、所述第三太阳轮以及所述第四太阳轮；

第六旋转轴，其包括所述第三行星架，并且选择性地连接所述第二旋转轴以及选择性地连接所述第四旋转轴；

第七旋转轴，其包括所述第三内齿圈，并且选择性连接至所述第二旋转轴；

第八旋转轴，其包括所述第四行星架，该第八旋转轴选择性地连接所述第七旋转轴，并且直接地连接至输出轴；以及

六个摩擦元件，其设置为选择性地连接旋转轴或者选择性地连接旋转轴与变速器壳体；

其中，所述六个摩擦元件包括：

第一离合器，其插置在所述第四旋转轴与所述第六旋转轴之间；

第二离合器，其插置在所述第七旋转轴与所述第八旋转轴之间；

第三离合器，其插置在所述第二旋转轴与所述第六旋转轴之间；

第四离合器，其插置在所述第二旋转轴与所述第七旋转轴之间；

第一制动器，其插置在所述第一旋转轴与变速器壳体之间；以及

第二制动器，其插置在所述第三旋转轴与变速器壳体之间。

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以及所述第四行星齿轮组包括单小齿轮行星齿轮组。

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：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以及所述第四行星齿轮组从发动机侧顺序地布置。

4.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，通过选择性地操作所述六个摩擦元件而实现的换挡挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第二前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第三前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第四前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第五前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第六前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；

第七前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第八前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第九前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；以及

倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现。

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，通过选择性地操作所述六个摩擦元件而实现的换挡挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第二前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第三前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第四前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第五前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第六前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第七前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第八前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；

第九前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十一前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十二前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；以及

倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现。

6.一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，包括：

输入轴，其接收发动机的扭矩；

输出轴，其输出发动机的改变了的扭矩；

第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈；

第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈；

第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈；

第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈；

第一离合器，其选择性地连接所述第二行星架与所述第三行星架；

第二离合器，其选择性地连接所述第三内齿圈与所述第四行星架；

第三离合器，其选择性地连接所述第一行星架与所述第三行星架；

第四离合器，其选择性地连接所述第一行星架与所述第三内齿圈；

第一制动器，其将所述第一太阳轮和第二太阳轮与变速器壳体选择性地连接；以及

第二制动器，其选择性地连接所述第一内齿圈与变速器壳体；

其中，所述输入轴直接地连接至所述第二行星架；

所述输出轴直接地连接至所述第四行星架；

所述第一太阳轮直接地连接至所述第二太阳轮；

所述第一内齿圈直接地连接至所述第四内齿圈；

所述第二内齿圈和第三太阳轮直接地连接至所述第四太阳轮。

7.根据权利要求6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、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组以及所述第四行星齿轮组包括单小齿轮行星齿轮组。

8.根据权利要求6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、所述第二行星齿轮组、所述第三行星齿轮组以及所述第四行星齿轮组从发动机侧顺序地布置。

9.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，通过选择性地操作所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器而实现的换挡挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第二前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第三前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第四前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第五前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第六前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；

第七前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第八前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第九前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；以及

倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现。

10.根据权利要求6所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，通过选择性地操作所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器和所述第四离合器以及所述第一制动器和所述第二制动器而实现的换挡挡位包括：

第一前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第二前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第三前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第四前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第五前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第一制动器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第六前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现；

第七前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第八前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第二离合器以及所述第四离合器的同时操作来实现；

第九前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十前进速度挡位，其通过所述第一离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十一前进速度挡位，其通过所述第三离合器、所述第四离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；

第十二前进速度挡位，其通过所述第二离合器、所述第三离合器以及所述第一制动器的同时操作来实现；以及

倒车挡位，其通过所述第一离合器、所述第四离合器以及所述第二制动器的同时操作来实现。