CN106884937A - 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可以包括：输入轴，其接收发动机的扭矩；输出轴，其输出经改变的扭矩；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；以及第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴和第七旋转轴，其连接至第一旋转元件至第十二旋转元件中的至少一个。

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12月10日提交的韩国专利申请第10-2015-0176319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。更具体而言，本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其通过在使用最少数量的构成元件的情况下实现十一个前进速度挡位来提高动力传递性能和燃料经济性，并且通过使用位于低发动机转速下的工作点来改善车辆的安静行驶性。

背景技术

近期油价的上涨导致改善车辆燃料消耗方面的激烈竞争。

从这个意义上来说，已经对发动机进行了通过所谓的缩减尺寸来实现重量减小和优化燃料消耗的研究，并且已经对自动变速器进行了通过实现更多挡位来同时提供更优的驾驶性能和燃料消耗的研究。

然而，在自动变速器中，随着速度挡位的数量的增加，内部组件的数量也增加(特别是行星齿轮组)，其结果为，变速器的长度增加。这可能会导致可安装性和/或动力流效率变差，并且可能会增加制造成本和重量。

因此，为了最大化地优化具有更多换挡挡位的自动变速器的燃料消耗，通过更少数量的部件来得到更优效率是重要的。

在这个方面，近些年来，趋向于应用8速自动变速器，并且对能够实现更多速度挡位的行星齿轮系的研究和开发也已经在积极地进行着。

公开于该本发明背景技术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用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，所述行星齿轮系具有优点在于：通过实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位而改进动力传递性能和燃料经济性。

另外，本发明的各个方面还致力于提供这样一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其进一步具有优点在于：通过使用处于发动机的低转速范围的工作点而改善车辆的安静行驶性。

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，其输出经改变的扭矩；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；以及第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴和第七旋转轴，其连接至第一旋转元件至第十二旋转元件中的至少一个，其中，第一旋转轴可以选择性地连接至输入轴，第三旋转轴可以选择性地连接至输入轴和变速器壳体中的至少一个，第四旋转轴可以选择性地连接至输入轴和变速器壳体中的至少一个，第五旋转轴可以直接地或选择性地连接至输入轴，第六旋转轴可以直接地连接至输出轴，而第七旋转轴可以选择性地连接至变速器壳体。

第一行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，第一旋转元件可以是第一太阳轮，第二旋转元件可以是第一行星架，而第三旋转元件可以是第一内齿圈；第二行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，第四旋转元件可以是第二太阳轮，第五旋转元件可以是第二行星架，而第六旋转元件可以是第二内齿圈；第三行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，第七旋转元件可以是第三太阳轮，第八旋转元件可以是第三行星架，而第九旋转元件可以是第三内齿圈；而第四行星齿轮组可以是单小齿轮行星齿轮组，第十旋转元件可以是第四太阳轮，第十一旋转元件可以是第四行星架，而第十二旋转元件可以是第四内齿圈。

第一旋转轴可以直接地连接第一旋转元件和第四旋转元件，第二旋转轴可以直接地将第五旋转元件与第七旋转元件、第十旋转元件连接，第三旋转轴可以直接地连接第二旋转元件和第六旋转元件，第四旋转轴可以直接地连接至第三旋转元件，第五旋转轴可以直接地连接至第十一旋转元件，并且可以直接地连接至输入轴，第六旋转轴可以直接地连接至第八旋转元件，并且可以选择性地连接至第十二旋转元件，而第七旋转轴可以直接地连接至第九旋转元件。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性地连接第一旋转元件和输入轴；第二离合器，其选择性连接第二旋转元件和输入轴；第三离合器，其选择性地连接第三旋转元件和输入轴；第四离合器，其选择性地连接第八旋转元件和第十二旋转元件；第一制动器，其选择性地连接第六旋转元件和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第三旋转元件和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第九旋转元件和变速器壳体。

可以通过第一离合器、第一制动器以及第三制动器的操作而实现第一前进速度挡位，可以通过第一离合器、第二制动器以及第三制动器的操作而实现第二前进速度挡位，可以通过第一离合器、第二离合器以及第三制动器的操作而实现第三前进速度挡位，可以通过第二离合器、第二制动器以及第三制动器的操作而实现第四前进速度挡位，可以通过第二离合器、第四离合器以及第三制动器的操作而实现第五前进速度挡位，可以通过第二离合器、第四离合器以及第二制动器的操作而实现第六前进速度挡位，可以通过第一离合器、第二离合器以及第四离合器的操作而实现第七前进速度挡位，可以通过第一离合器、第四离合器以及第二制动器的操作而实现第八前进速度挡位，可以通过第一离合器、第四离合器以及第一制动器的操作而实现第九前进速度挡位，可以通过第四离合器、第一制动器以及第二制动器的操作而实现第十前进速度挡位，可以通过第三离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现第十一前进速度挡位，以及可以通过第三离合器、第一制动器以及第三制动器的操作而实现倒车挡位。

第一旋转轴可以直接地连接第一旋转元件和第四旋转元件，第二旋转轴可以直接地连接第五旋转元件和第七旋转元件，并且可以选择性地连接至第十旋转元件，第三旋转轴可以直接地连接第二旋转元件和第六旋转元件，第四旋转轴可以直接地连接至第三旋转元件，第五旋转轴可以直接地连接至第十一旋转元件，并且可以直接地连接至输入轴，第六旋转轴可以直接地连接第八旋转元件和第十二旋转元件，而第七旋转轴可以直接地连接至第九旋转元件。

所述行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性地连接第一旋转元件和输入轴；第二离合器，其选择性连接第二旋转元件和输入轴；第三离合器，其选择性地连接第三旋转元件和输入轴；第四离合器，其选择性地连接第七旋转元件和第十旋转元件；第一制动器，其选择性地连接第六旋转元件和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第三旋转元件和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第九旋转元件和变速器壳体。

所述行星齿轮系可以包括：第一离合器，其选择性地连接第一旋转元件和输入轴；第二离合器，其选择性连接第二旋转元件和输入轴；第三离合器，其选择性地连接第三旋转元件和输入轴；第四离合器，其选择性地连接输入轴和第十一旋转元件；第一制动器，其选择性地连接第六旋转元件和变速器壳体；第二制动器，其选择性地连接第三旋转元件和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第九旋转元件和变速器壳体。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系通过将作为简单行星齿轮组的四个行星齿轮组和七个控制元件相结合而能够实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，因为自动变速器的多速度挡位实现了适合于发动机转速的速度挡位，所以根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够改善安静行驶性。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够最大化发动机的驱动效率并且能够改善动力传递性能和燃料消耗。

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，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插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(例如源于非石油的能源的燃料)。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，例如具有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，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方案中进行详细陈述，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为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

图2为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中的每个速度挡位下的控制元件的操作图表。

图3为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

图4为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

应当了解，所附附图并不必须是按比例绘制的，其呈现了某种程度上经过简化的说明本发明的基本原理的各个特征。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形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

下面将详细说明本发明的各个实施方案，其示例将在附图中示出并且在下文进行描述。虽然本发明与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当了解，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替换形式、修改形式、等效形式以及其它实施方案。

图1为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

参考图1，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系包括：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，各设置在相同轴线上；输入轴IS；输出轴OS；七个旋转轴TM1至TM7，各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的至少一个旋转元件；七个控制元件C1至C4与B1至B3；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的配合而改变，而经改变的扭矩通过输出轴OS输出。

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的顺序进行设置。

输入轴IS为输入构件，而来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩变换器而变换扭矩后输入至输入轴IS。

输出轴OS为输出构件，其与输入轴IS平行地设置，并且通过差动装置而将驱动扭矩传输至驱动车轮。

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的第一太阳轮S1、第一行星架PC1和第一内齿圈R1，第一行星架PC1可旋转地支撑第一小齿轮P1，所述第一小齿轮P1与第一太阳轮S1外啮合，第一内齿圈R1与第一小齿轮P1内啮合。

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的第二太阳轮S2、第二行星架PC2和第二内齿圈R2，第二行星架PC2可旋转地支撑第二小齿轮P2，所述第二小齿轮P2与第二太阳轮S2外啮合，第二内齿圈R2与第二小齿轮P2内啮合。

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的第三太阳轮S3、第三行星架PC3和第三内齿圈R3，第三行星架PC3可旋转地支撑第三小齿轮P3，所述第三小齿轮P3与第三太阳轮S3外啮合，第三内齿圈R3与第三小齿轮P3内啮合。

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的第四太阳轮S4、第四行星架PC4和第四内齿圈R4，第四行星架PC4可旋转地支撑第四小齿轮P4，所述第四小齿轮P4与第四太阳轮S4外啮合，第四内齿圈R4与第四小齿轮P4内啮合。

第一旋转元件N1直接地连接至第四旋转元件N4，第二旋转元件N2直接地连接至第六旋转元件N6，第五旋转元件N5直接地连接至第七旋转元件N7和第十旋转元件N10，而第八旋转元件N8可以选择性地连接至第十二旋转元件N12，从而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包括七个旋转轴TM1至TM7。

将具体地对七个旋转轴TM1至TM7进行描述。

第一旋转轴TM1直接地连接第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)和第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)，并且可以选择性地连接至输入轴IS，从而作为选择性输入元件工作。

第二旋转轴TM2直接地将第五旋转元件N5(第二行星架PC2)与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)、第十旋转元件N10连接(第四太阳轮S4)。

第三旋转轴TM3直接地连接第二旋转元件N2(第一行星架PC1)和第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)，可以选择性地连接至输入轴IS，并且可以选择性地连接至变速器壳体H。

第四旋转轴TM4直接地连接至第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)，可以选择性地连接至输入轴IS，并且可以选择性地连接至变速器壳体H。

第五旋转轴TM5直接地连接至第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且直接地连接至输入轴IS，从而持续地作为输入元件工作。

第六旋转轴TM6直接地连接至第八旋转元件N8(第三行星架PC3)，或者选择性地连接第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)，并且直接地连接至输出轴OS，从而持续地作为输出元件工作。

第七旋转轴TM7直接地连接至第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且可以选择性地连接至变速器壳体H，从而作为选择性固定元件工作。

在第一前进速度挡位至第四前进速度挡位和倒车挡位，第六旋转轴TM6直接地连接至第八旋转元件N8，而在其他速度挡位，第六旋转轴TM6连接第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12。

此外，作为控制元件的四个离合器C1、C2、C3和C4设置在这样的部分处，在该部分处，旋转轴TM1至TM7中的两个旋转轴可以选择性地彼此连接。

另外，作为控制元件的三个制动器B1、B2和B3设置这样的部分处，在该部分处，旋转轴TM1至TM7中的至少一个旋转轴可以选择性地连接至变速器壳体H。

将具体地描述七个控制元件C1至C4和B1至B3的布置。

第一离合器C1设置在输入轴IS和第一旋转轴TM1之间，并且选择性地连接输入轴IS和第一旋转轴TM1。

第二离合器C2设置在输入轴IS和第三旋转轴TM3之间，并且选择性地连接输入轴IS和第三旋转轴TM3。

第三离合器C3设置在输入轴IS和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接输入轴IS和第四旋转轴TM4。

第四离合器C4设置在第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12之间，并且选择性地连接第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12。

第一制动器B1设置在第三旋转轴TM3和变速器壳H之间，并且使第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2设置在第四旋转轴TM4和变速器壳H之间，并且使第四旋转轴TM4作为选择性固定元件工作。

第三制动器B3设置在第七旋转轴TM7和变速器壳体H之间，并且使第七旋转轴TM7作为选择性固定元件工作。

控制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、第二制动器B2和第三制动器B3，所述控制元件可以是通过液压操作的湿式多片式摩擦元件。

图2为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中的每个挡位下的控制元件的工作图表。

如图2所示，在根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系中，在每个挡位下有三个控制元件工作。

在第一前进速度挡位D1，第一离合器C1、第一制动器B1和第三制动器B3操作。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接至第一旋转轴TM1的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作使第三旋转轴TM3和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第一前进速度挡位，且第一前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第二前进速度挡位D2，第一离合器C1、第二制动器B2和第三制动器B3操作。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接至第一旋转轴TM1的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作使第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第二前进速度挡位，且第二前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第三前进速度挡位D3，第一离合器C1、第二离合器C2和第三制动器B3操作。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接至第一旋转轴TM1，并且通过第二离合器C2的操作而连接至第三旋转轴TM3的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1、第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。另外，第七旋转轴TM7通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第三前进速度挡位，且第三前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第四前进速度挡位D4，第二离合器C2、第二制动器B2和第三制动器B3操作。

在输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接至第三旋转轴TM3的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。另外，第四旋转轴TM4和第七旋转轴TM7通过第二制动器B2和第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第四前进速度挡位，且第四前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第五前进速度挡位D5，第二离合器C2、第四离合器C4和第三制动器B3操作。

在输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接至第三旋转轴TM3，并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而连接第八旋转元件N8和十二旋转元件N12的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。另外，第七旋转轴TM7通过第三制动器B3的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第五前进速度挡位，且第五前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第六前进速度挡位D6，第二离合器C2、第四离合器C4和第二制动器B2操作。

在输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接至第三旋转轴TM3，并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而连接第八旋转元件N8和十二旋转元件N12的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。另外，第四旋转轴TM4通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第六前进速度挡位，且第六前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

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

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接至第一旋转轴TM1，输入轴IS通过第二离合器C2的操作而连接至第三旋转轴TM3，并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而连接第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1、第三旋转轴TM3和第五旋转轴TM5。由此，输入轴IS的扭矩切换至第七前进速度挡位，且第七前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。在第七前进速度挡位，将与输入轴IS的旋转速度相同的旋转速度输出。

在第八前进速度挡位D8，第一离合器C1、第四离合器C4和第二制动器B2操作。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接至第一旋转轴TM1，并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而连接第八旋转元件N8和十二旋转元件N12的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，第四旋转轴TM4通过第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第八前进速度挡位，且第八前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第九前进速度挡位D9，第一离合器C1、第四离合器C4和第一制动器B1操作。

在输入轴IS通过第一离合器C1的操作而连接至第一旋转轴TM1，并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而连接第八旋转元件N8和十二旋转元件N12的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第一旋转轴TM1和第五旋转轴TM5。另外，第三旋转轴TM3通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第九前进速度挡位，且第九前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第十前进速度挡位D10，第四离合器C4、第一制动器B1和第二制动器B2操作。

在第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而连接第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第五旋转轴TM5。另外，第三旋转轴TM3和第四旋转轴TM4通过第一制动器B1和第二制动器B2的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第十前进速度挡位，且第十前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在第十一前进速度挡位D11，第三离合器C3、第四离合器C4以及第一制动器B1操作。

在输入轴IS通过第三离合器C3的操作而连接至第四旋转轴TM4，并且第六旋转轴TM6通过第四离合器C4的操作而连接第八旋转元件N8和十二旋转元件N12的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第四旋转轴TM4和第五旋转轴TM5。另外，第三旋转轴TM3通过第一制动器B1的操作而作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至第十一前进速度挡位，且第十一前进速度挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

在倒车挡位REV，第三离合器C3、第一制动器B1和第三制动器B3操作。

在输入轴IS通过第三离合器C3的操作而连接至第四旋转轴TM4的状态下，输入轴IS的扭矩输入至第四旋转轴TM4和第五旋转轴TM5。另外，通过第一制动器B1和第三制动器B3的操作使第三旋转轴TM3和第七旋转轴TM7作为固定元件工作。由此，输入轴IS的扭矩切换至倒车挡位，且倒车挡位通过与第六旋转轴TM6连接的输出轴OS而输出。

根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系可以通过将四个行星齿轮组PG1、PG2、PG3和PG4与四个离合器C1、C2、C3和C4以及三个制动器B1、B2和B3相结合而实现十一个前进速度挡位和一个倒车挡位。

另外，因为自动变速器的多速度挡位而实现了适合于发动机转速的速度挡位，所以根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够改善安静行驶性。

另外，根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系能够最大化发动机的驱动效率并且改善动力传递性能和燃料消耗。

图3为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

参考图3，在图1的各个实施方案中第四离合器C4设置在第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12之间，但是在图3的各个实施方案中第四离合器C4设置在第七旋转元件N7和第十旋转元件N10之间。

将具体地对七个旋转轴TM1至TM7进行描述。

第一旋转轴TM1直接地连接第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)和第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)，并且可以选择性地连接至输入轴IS，从而作为选择性输入元件工作。

第二旋转轴TM2直接地将第五旋转元件N5(第二行星架PC2)与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)连接，并且可以选择性地连接至第十旋转元件N10(第四太阳轮S4)。

第三旋转轴TM3直接地连接第二旋转元件N2(第一行星架PC1)和第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)，可以选择性地连接至输入轴IS，并且可以选择性地连接至变速器壳体H。

第四旋转轴TM4直接地连接至第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)，可以选择性地连接至输入轴IS，并且可以选择性地连接至变速器壳体H。

第五旋转轴TM5直接地连接至第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且直接地连接至输入轴IS，从而持续地作为输入元件工作。

第六旋转轴TM6直接地连接第八旋转元件N8(第三行星架PC3)和第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)，并且直接地与输出轴OS连接从而持续地作为输出元件工作。

第七旋转轴TM7直接地连接至第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且可以选择性地连接至变速器壳体H，从而作为选择性固定元件工作。

在第一前进速度挡位至第四前进速度挡位和倒车挡位，第二旋转轴TM2直接地连接第五旋转元件N5和第七旋转元件N7，而在其他速度挡位，第二旋转轴TM2将第五旋转元件N5与第七旋转元件N7、第十旋转元件N10连接。

七个控制元件设置在至少一个旋转轴和另一个旋转轴可以选择性地彼此连接的部分处，以及在至少一个旋转轴和变速器壳体可以选择性地彼此连接的部分处。

将具体地描述七个控制元件C1至C4和B1至B3的布置。

第一离合器C1设置在输入轴IS和第一旋转轴TM1之间，并且选择性地连接输入轴IS和第一旋转轴TM1。

第二离合器C2设置在输入轴IS和第三旋转轴TM3之间，并且选择性地连接输入轴IS和第三旋转轴TM3。

第三离合器C3设置在输入轴IS和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接输入轴IS和第四旋转轴TM4。

第四离合器C1设置在第七旋转元件N7和第十旋转元件N10之间，并且选择性地连接第七旋转元件N7和第十旋转元件N10。

第一制动器B1设置在第三旋转轴TM3和变速器壳体H之间，从而使第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2设置在第四旋转轴TM4和变速器壳体H之间，并且使第四旋转轴TM4作为选择性固定元件工作。

第三制动器B3设置在第七旋转轴TM7和变速器壳体H之间，并且使第七旋转轴TM7作为选择性固定元件工作。

因为根据图3的各个实施方案的换挡过程与根据图1的各个实施方案的换挡过程相同，将省略对其的具体描述。

图4为根据本发明的各个实施方案的行星齿轮系的示意图。

参考图4，在图1的各个实施方案中第四离合器C4设置在第八旋转元件N8和第十二旋转元件N12之间，但是在图4的各个实施方案中第四离合器C4设置在输入轴IS和第十二旋转元件N12之间。

将具体地对七个旋转轴TM1至TM7进行描述。

第一旋转轴TM1直接地连接第一旋转元件N1(第一太阳轮S1)和第四旋转元件N4(第二太阳轮S2)，并且可以选择性地连接至输入轴IS，从而作为选择性输入元件工作。

第二旋转轴TM2直接地将第五旋转元件N5(第二行星架PC2)与第七旋转元件N7(第三太阳轮S3)、第十旋转元件N10连接(第四太阳轮S4)。

第三旋转轴TM3直接地连接第二旋转元件N2(第一行星架PC1)和第六旋转元件N6(第二内齿圈R2)，可以选择性地连接至输入轴IS，并且可以选择性地连接至变速器壳体H。

第四旋转轴TM4直接地连接至第三旋转元件N3(第一内齿圈R1)，可以选择性地连接至输入轴IS，并且可以选择性地连接至变速器壳体H。

第五旋转轴TM5直接地连接至第十一旋转元件N11(第四行星架PC4)，并且可以选择性地连接至输入轴IS，从而作为选择性输入元件工作。

第六旋转轴TM6直接地连接第八旋转元件N8(第三行星架PC3)和第十二旋转元件N12(第四内齿圈R4)，并且直接地与输出轴OS连接从而持续地作为输出元件工作。

第七旋转轴TM7直接地连接至第九旋转元件N9(第三内齿圈R3)，并且可以选择性地连接至变速器壳体H，从而作为选择性固定元件工作。

在第一前进速度挡位至第四前进速度挡位和倒车挡位，第五旋转轴TM5不连接第十一旋转元件和输入轴，而在其他速度挡位，第五旋转轴TM5连接第十一旋转元件和输入轴。

七个控制元件设置在至少一个旋转轴和另一个旋转轴可以选择性地彼此连接的部分处，以及在至少一个旋转轴和变速器壳体可以选择性地彼此连接的部分处。

将具体地描述七个控制元件C1至C4和B1至B3的布置。

第一离合器C1设置在输入轴IS和第一旋转轴TM1之间，并且选择性地连接输入轴IS和第一旋转轴TM1。

第二离合器C2设置在输入轴IS和第三旋转轴TM3之间，并且选择性地连接输入轴IS和第三旋转轴TM3。

第三离合器C3设置在输入轴IS和第四旋转轴TM4之间，并且选择性地连接输入轴IS和第四旋转轴TM4。

第四离合器C4设置在输入轴IS和第十一旋转元件N11之间，并且选择性地连接输入轴IS和第十一旋转元件N11。

第一制动器B1设置在第三旋转轴TM3和变速器壳H之间，从而使第三旋转轴TM3作为选择性固定元件工作。

第二制动器B2设置在第四旋转轴TM4和变速器壳体H之间，并且使第四旋转轴TM4作为选择性固定元件工作。

第三制动器B3设置在第七旋转轴TM7和变速器壳体H之间，并且使第七旋转轴TM7作为选择性固定元件工作。

因为根据图4的各个实施方案的换挡过程与根据图1的各个实施方案的换挡过程相同，将省略对其的具体描述。

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。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要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各种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效形式所限定。

Claims (11)

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，其输出经改变的扭矩；

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；以及

第一旋转轴、第二旋转轴、第三旋转轴、第四旋转轴、第五旋转轴、第六旋转轴和第七旋转轴，其连接至第一旋转元件至第十二旋转元件中的至少一个，

其中，第一旋转轴能够选择性地连接至输入轴，

第三旋转轴能够选择性地连接至输入轴和变速器壳体中的一个，

第四旋转轴能够选择性地连接至输入轴和变速器壳体中的一个，

第五旋转轴直接地或选择性地连接至输入轴，

第六旋转轴直接地连接至输出轴，

第七旋转轴能够选择性地连接至变速器壳体。

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，

第一行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，第一旋转元件是第一太阳轮，第二旋转元件是第一行星架，而第三旋转元件是第一内齿圈；

第二行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，第四旋转元件是第二太阳轮，第五旋转元件是第二行星架，而第六旋转元件是第二内齿圈；

第三行星齿轮组为单小齿轮行星齿轮组，第七旋转元件为第三太阳轮，第八旋转元件为第三行星架，而第九旋转元件为第三内齿圈；

第四行星齿轮组是单小齿轮行星齿轮组，第十旋转元件是第四太阳轮，第十一旋转元件是第四行星架，而第十二旋转元件是第四内齿圈。

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，第一旋转轴直接地连接第一旋转元件和第四旋转元件，

第二旋转轴直接地将第五旋转元件与第七旋转元件、第十旋转元件连接，

第三旋转轴直接地连接第二旋转元件和第六旋转元件，

第四旋转轴直接地连接至第三旋转元件，

第五旋转轴直接地连接至第十一旋转元件，并且直接地连接至输入轴，

第六旋转轴直接地连接至第八旋转元件，并且能够选择性地连接至第十二旋转元件，

第七旋转轴直接地连接至第九旋转元件。

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，进一步包括：

第一离合器，其选择性地连接第一旋转元件和输入轴；

第二离合器，其选择性地连接第二旋转元件和输入轴；

第三离合器，其选择性地连接第三旋转元件和输入轴；

第四离合器，其选择性地连接第八旋转元件和第十二旋转元件；

第一制动器，其选择性连接第六旋转元件和变速器壳体；

第二制动器，其选择性连接第三旋转元件和变速器壳体；以及

第三制动器，其选择性连接第九旋转元件和变速器壳体。

5.根据权利要求4所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其中，通过第一离合器、第一制动器和第三制动器的操作而实现第一前进速度挡位，

通过第一离合器、第二制动器和第三制动器的操作而实现第二前进速度挡位，

通过第一离合器、第二离合器和第三制动器的操作而实现第三前进速度挡位，

通过第二离合器、第二制动器和第三制动器的操作而实现第四前进速度挡位，

通过第二离合器、第四离合器和第三制动器的操作而实现第五前进速度挡位，

通过第二离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现第六前进速度挡位，

通过第一离合器、第二离合器和第四离合器的操作而实现第七前进速度挡位，

通过第一离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现第八前进速度挡位，

通过第一离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现第九前进速度挡位，

通过第四离合器、第一制动器和第二制动器的操作而实现第十前进速度挡位，

通过第三离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现第十一前进速度挡位，

通过第三离合器、第一制动器和第三制动器的操作而实现倒车挡位。

6.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，第一旋转轴直接地连接第一旋转元件和第四旋转元件，

第二旋转轴直接地连接第五旋转元件和第七旋转元件，并且能够选择性地连接至第十旋转元件，

第三旋转轴直接地连接第二旋转元件和第六旋转元件；

第四旋转轴直接地连接至第三旋转元件，

第五旋转轴直接地连接至第十一旋转元件，并且直接地连接至输入轴，

第六旋转轴直接地连接第八旋转元件和第十二旋转元件；

第七旋转轴直接地连接至第九旋转元件。

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，进一步包括：

第一离合器，其选择性地连接第一旋转元件和输入轴；

第二离合器，其选择性地连接第二旋转元件和输入轴；

第三离合器，其选择性地连接第三旋转元件和输入轴；

第四离合器，其选择性地连接第七旋转元件和第十旋转元件；

第一制动器，其选择性地连接第六旋转元件和变速器壳体；

第二制动器，其选择性地连接第三旋转元件和变速器壳体；以及第三制动器，其选择性地连接第九旋转元件和变速器壳体。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，

其中，通过第一离合器、第一制动器和第三制动器的操作而实现第一前进速度挡位，

通过第一离合器、第二制动器和第三制动器的操作而实现第二前进速度挡位，

通过第一离合器、第二离合器和第三制动器的操作而实现第三前进速度挡位，

通过第二离合器、第二制动器和第三制动器的操作而实现第四前进速度挡位，

通过第二离合器、第四离合器和第三制动器的操作而实现第五前进速度挡位，

通过第二离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现第六前进速度挡位，

通过第一离合器、第二离合器和第四离合器的操作而实现第七前进速度挡位，

通过第一离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现第八前进速度挡位，

通过第一离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现第九前进速度挡位，

通过第四离合器、第一制动器和第二制动器的操作而实现第十前进速度挡位，

通过第三离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现第十一前进速度挡位，

通过第三离合器、第一制动器和第三制动器的操作而实现倒车挡位。

9.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，第一旋转轴直接地连接第一旋转元件和第四旋转元件，

第二旋转轴直接地将第五旋转元件与第七旋转元件、第十旋转元件连接，

第三旋转轴直接地连接第二旋转元件和第六旋转元件；

第四旋转轴直接地连接至第三旋转元件，

第五旋转轴直接地连接至第十一旋转元件，并且能够选择性地连接至输入轴，

第六旋转轴直接地连接第八旋转元件和第十二旋转元件；

第七旋转轴直接地连接至第九旋转元件。

10.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，进一步包括：

第一离合器，其选择性地连接第一旋转元件和输入轴；

第二离合器，其选择性地连接第二旋转元件和输入轴；

第三离合器，其选择性地连接第三旋转元件和输入轴；

第四离合器，其选择性地连接输入轴和第十一旋转元件；

第一制动器，其选择性地连接第六旋转元件和变速器壳体；

第二制动器，其选择性地连接第三旋转元件和变速器壳体；以及

第三制动器，其选择性地连接第九旋转元件和变速器壳体。

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，通过第一离合器、第一制动器和第三制动器的操作而实现第一前进速度挡位，

通过第一离合器、第二制动器和第三制动器的操作而实现第二前进速度挡位，

通过第一离合器、第二离合器和第三制动器的操作而实现第三前进速度挡位，

通过第二离合器、第二制动器和第三制动器的操作而实现第四前进速度挡位，

通过第二离合器、第四离合器和第三制动器的操作而实现第五前进速度挡位，

通过第二离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现第六前进速度挡位，

通过第一离合器、第二离合器和第四离合器的操作而实现第七前进速度挡位，

通过第一离合器、第四离合器和第二制动器的操作而实现第八前进速度挡位，

通过第一离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现第九前进速度挡位，

通过第四离合器、第一制动器和第二制动器的操作而实现第十前进速度挡位，

通过第三离合器、第四离合器和第一制动器的操作而实现第十一前进速度挡位，

通过第三离合器、第一制动器和第三制动器的操作而实现倒车挡位。