本發(fā)明涉及用于車輛的自動變速器，更具體地，涉及自動變速器的行星齒輪系，其能夠實現(xiàn)至少十個前進速度，從而由于多擋位改進功率傳送性能和燃料消耗，并且通過利用發(fā)動機的低轉速改進駕駛穩(wěn)定性。

背景技術：

一般來講，在自動變速器中，實現(xiàn)更多擋位可最大地改善燃料消耗和驅動效率。

具體地，已經(jīng)進行了發(fā)動機研究以通過所謂的減小尺寸實現(xiàn)重量減少并且改善燃料消耗，并且已執(zhí)行對自動變速器的研究以通過實現(xiàn)更多的擋位同時提供更好的駕駛性能和燃料消耗。

為了實現(xiàn)用于自動變速器的更多擋位，部件的數(shù)目，特別是行星齒輪組的數(shù)目通常增加，并且根據(jù)變速器的總長度，可安裝性、生產(chǎn)成本、重量和/或功率流動效率可能反而變差。

因此，為了最大地改善具有更多擋位的自動變速器的燃料消耗，通過較小數(shù)目的部件得到更好的效率是重要的。

在這方面，近來已經(jīng)引入了八速自動變速器，并且不斷需要用于支持更多擋位的自動變速器的行星齒輪系。

然而，具有超過八速的大多數(shù)一般自動變速器包括三個到四個行星齒輪組和五個到六個控制元件(摩擦元件)，使得總長度增加，其具有降低可安裝性的缺點。

因此，已經(jīng)采用行星齒輪組的多排結構或應用爪形離合器來代替濕型控制元件。然而，在這種狀態(tài)下，可應用結構被限制，并且通過應用爪形離合器換擋感覺下降。

在背景技術章節(jié)公開的上述信息只用于加強對本發(fā)明背景的理解，因此它可能包含不構成對于本領域的普通技術人員在本國已經(jīng)已知的現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供用于車輛的自動變速器的行星齒輪系，其具有通過使用最小數(shù)目的部件獲得至少十個前進速度和至少四個倒退速度的擋位，通過自動變速器的多擋位改進功率傳送性能和燃料經(jīng)濟性，并且通過利用發(fā)動機的低轉速改進駕駛穩(wěn)定性的優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系包括：用于接收發(fā)動機扭矩的輸入軸；用于輸出變速后的扭矩的輸出軸；第一行星齒輪組，其具有第一、第二和第三旋轉元件；第二行星齒輪組，其具有第四、第五和第六旋轉元件；第三行星齒輪組，其具有第七、第八和第九旋轉元件；第四行星齒輪組，其具有第十、第十一和第十二旋轉元件；使第一旋轉元件和第四旋轉元件互相連接的第一軸；與第二旋轉元件連接的第二軸；使第三旋轉元件和第七旋轉元件互相連接的第三軸；與第五旋轉元件連接并且選擇地與第二軸連接并且直接與輸入軸連接的第五軸；與第六旋轉元件連接并且選擇地與第二軸連接的第五軸；使第八旋轉元件和第十二旋轉元件互相連接并且選擇地與第五軸連接的第六軸；使第九旋轉元件和第十一旋轉元件互相連接并且直接與輸出軸連接的第七軸；以及與第十旋轉元件連接并且選擇地與第四軸連接的第八軸。

第一、第三和第六軸選擇地分別與變速器外殼連接。

第一行星齒輪組的第一、第二和第三旋轉元件可分別為第一行星齒輪組的第一太陽齒輪、第一行星架和第一齒圈。第二行星齒輪組的第四、第五和第六旋轉元件可分別為第二行星齒輪組的第二太陽齒輪、第二行星架和第二齒圈。第三行星齒輪組的第七、第八和第九旋轉元件可分別為第三行星齒輪組的第三太陽齒輪、第三行星架和第三齒圈。第四行星齒輪組的第十、第十一和第十二旋轉元件可分別為第四行星齒輪組的第四太陽齒輪、第四行星架和第四齒圈。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系可進一步包括：選擇地連接第二軸和第四軸的第一離合器；選擇地連接第四軸和第八軸的第二離合器；選擇地連接第二軸和第五軸的第三離合器；選擇地連接第五軸和第六軸的第四離合器；選擇地連接第一軸和變速器外殼的第一制動器；選擇地連接第三軸和變速器外殼的第二制動器；以及選擇地連接第六軸和變速器外殼的第三制動器。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，通過將簡單行星齒輪組的四個行星齒輪組與六個控制元件組合可實現(xiàn)至少前進十個速度和至少四個倒退速度的擋位。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系由于自動變速器的多擋位可實現(xiàn)適于發(fā)動機的轉速的擋位，并且通過利用發(fā)動機的低轉速改進車輛的駕駛穩(wěn)定性。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系通過自動變速器的多擋位最大化發(fā)動機驅動效率并且改進功率傳送性能和燃料消耗。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例用于行星齒輪系中的相應的擋位處的相應控制元件的操作示意圖。

具體實施方式

應當理解，如本文使用的，術語“車輛”或“車輛的”或其他類似的術語通常包括機動車輛，諸如包括運動型多功能車輛(suv)、公共汽車、貨車、各種商用車輛的客運汽車，包括各種小船和輪船的船只，飛機等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、插電式混合動力車輛、氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如，采自除石油之外的資源的燃料)。如本文所提到的，混合動力車輛是具有兩種或多種動力源的車輛，例如汽油驅動和電驅動的車輛。

本文所用術語只是為了說明目的而不旨在限制本發(fā)明。除非上下文明確指出，否則如本文所用，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復數(shù)形式。應該進一步理解，當術語“包含”、“包括的”用于本說明書中時，其指定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件存在，但并非排除一種或多種其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其組群的存在或加入。如本文所使用，術語“和/或”包括一個或多個相關聯(lián)的列出術語的任何或全部組合。在整個說明書中，除非有相反的明確表述，詞“包括(comprise)”諸如“包含(comprises)”或“具有(comprising)”等的變體應被理解為意味著包括所述元素但不排除任何其它元素。此外，在說明書中描述的術語“單元”、“器”、“機”和“模塊”意指用于處理至少一個功能和操作的單元，并且可通過硬件部件或軟件部件及其組合實施。

另外，本發(fā)明的控制邏輯可以體現(xiàn)為在含有由處理器、控制器等所實行的可實行程序指令的計算機可讀介質上的非暫態(tài)計算機可讀介質。計算機可讀介質的示例包括但不限于rom、ram、光盤(cd)-rom、磁帶、軟磁盤、閃存盤、智能卡和任選的數(shù)據(jù)存儲裝置。計算機可讀介質還可以分布在耦合計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡中，以便計算機可讀介質以分布式的方式存儲并實行，例如，通過遠程信息處理服務器或控制器局域網(wǎng)(can)。

在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。

附圖和說明書應被認為在本質上是說明性的而不是限制性的，并且在整個說明書中，相同的附圖標記指示相同的元件。

在下面的描述中，將部件的名稱劃分成第一、第二等劃分名稱，因為部件的名稱彼此相同并且其順序不具體地限制。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系的示意圖。

參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系包括布置在同一軸線上的第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4，輸入軸is，輸出軸os，使第一、第二、第三和第四星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4中的旋轉元件互相連接的八個軸tm1到tm8，作為控制元件的四個離合器c1到c4以及三個制動器b1、b2和b3，和變速器外殼h。

從輸入軸is輸入的扭矩通過第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的配合變速，然后通過輸出軸os輸出。

從發(fā)動機側以第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的順序布置簡單行星齒輪組。

輸入軸is為輸入構件，并且來自發(fā)動機的曲軸的扭矩在通過扭矩轉換器轉換之后輸入到輸入軸is中。

輸出軸os為輸出構件，其布置在與輸入軸is相同的軸線上，將變速后的扭矩通過差速設備傳送到驅動軸。

第一行星齒輪組pg1為雙小齒輪行星齒輪組，并且包括第一太陽齒輪s1，支撐與第一太陽齒輪s1外側接合的第一小齒輪p1的第一行星架pc1，和與第一小齒輪p1內側接合的第一齒圈r1。第一太陽齒輪s1充當?shù)谝恍D元件n1、第一行星架pc1充當?shù)诙D元件n2，并且第一齒圈r1充當?shù)谌D元件n3。

第二行星齒輪組pg2為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第二太陽齒輪s2，支撐與第二太陽齒輪s2外側接合的第二小齒輪p2的第二行星架pc2，和與第二小齒輪p2內側接合的第二齒圈r2。第二太陽齒輪s2充當?shù)谒男D元件n4、第二行星架pc2充當?shù)谖逍D元件n5，并且第二齒圈r2充當?shù)诹D元件n6。

第三行星齒輪組pg3為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第三太陽齒輪s3，支撐與第三太陽齒輪s3外側接合的第三小齒輪p3的第三行星架pc3，和與第三小齒輪p3內側接合的第三齒圈r3。第三太陽齒輪s3充當?shù)谄咝D元件n7、第三行星架pc3充當?shù)诎诵D元件n8，并且第三齒圈r3充當?shù)诰判D元件n9。

第四行星齒輪組pg4為單小齒輪行星齒輪組，并且包括第四太陽齒輪s4，支撐與第四太陽齒輪s4外側接合的第四小齒輪p4的第四行星架pc4，和與第四小齒輪p4內側接合的第四齒圈r4。第四太陽齒輪s4充當?shù)谑D元件n10、第四行星架pc4充當?shù)谑恍D元件n11，并且第四齒圈r4充當?shù)谑D元件n12。

在第一、第二、第三和第四行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的布置中，通過八個軸tm1到tm8，第一旋轉元件n1直接與第四旋轉元件n4連接、第三旋轉元件n3直接與第七旋轉元件n7連接，第八旋轉元件n8直接與第十二旋轉元件n12連接，并且第九旋轉元件n9直接與第十一旋轉元件n11連接。

八個軸tm1到tm8如下布置。

八個軸tm1到tm8中的每個可為使輸入和輸出軸以及行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4的旋轉元件互相連接的旋轉構件，或可為固定到變速器外殼h的固定構件。

第一軸tm1直接連接第一旋轉元件n1(第一太陽齒輪s1)和第四旋轉元件n4(第二太陽齒輪s2)，并且選擇地與變速器外殼h連接，從而充當選擇性的固定元件。

第二軸tm2與第二旋轉元件n2(第一行星架pc1)連接。

第三軸tm3直接連接第三旋轉元件n3(第一齒圈r1)和第七旋轉元件n7(第三太陽齒輪s3)，并且選擇地與變速器外殼h連接，從而充當選擇性的固定元件。

第四軸tm4直接與第五旋轉元件n5(第二行星架pc2)連接，并且選擇地與第二軸tm2連接，并且直接與輸入軸is連接，從而始終充當輸入元件。

第五軸tm5與第六旋轉元件n6(第二齒圈r2)連接，并且選擇地與第二軸tm2連接。

第六軸tm6直接連接第八旋轉元件n8(第三行星架pc3)和第十二旋轉元件n12(第四齒圈r4)，并且選擇地與第五軸tm5連接，并且選擇地與變速器外殼h連接，從而充當選擇性的固定元件。

第七軸tm7直接連接第九旋轉元件n9(第三齒圈r3)和第十一旋轉元件n11(第四行星架pc4)，并且直接與輸出軸os連接，從而始終充當輸出元件。

第八軸tm8與第十旋轉元件n10(第四太陽齒輪s4)連接，并且選擇地與第四軸tm4連接。即，第八軸tm8選擇地與第四軸tm4連接，第四軸直接與輸入軸is連接，從而充當選擇性的固定元件。

通過四個離合器c1、c2、c3和c4的控制元件，八個軸tm1到tm8、輸入軸is和輸出軸os可選擇地彼此互相連接。

通過三個制動器b1、b2和b3的控制元件，軸tm1到tm8可選擇地與變速器外殼h連接。

四個離合器c1到c4和三個制動器b1、b2和b3如下布置。

第一離合器c1布置在第二軸tm2和第四軸tm4之間，以便選擇地連接第二軸tm2和第四軸tm4用于功率傳送。

第二離合器c2布置在第四軸tm4和第八軸tm8之間，以便選擇地連接第四軸tm4和第八軸tm8用于功率傳送。

第三離合器c3布置在第二軸tm2和第五軸tm5之間，以便選擇地連接第二軸tm2和第五軸tm5用于功率傳送。

第四離合器c4布置在第五軸tm5和第六軸tm6之間，以便選擇地連接第五軸tm5和第六軸tm6用于功率傳送。

第一制動器b1布置在第一軸tm1和變速器外殼h之間，使得第一軸tm1可選擇地與變速器外殼h連接并且充當固定元件。

第二制動器b2布置在第三軸tm3和變速器外殼h之間，使得第三軸tm3可選擇地與變速器外殼h連接并且充當固定元件。

第三制動器b3布置在第六軸tm6和變速器外殼h之間，使得第六軸tm6可選擇地與變速器外殼h連接并且充當固定元件。

如上所述，雖然第二離合器c2選擇地連接第四軸tm4和第八軸tm8，但是第四軸tm4始終直接連接到輸入軸is，使得第二離合器c2可選擇地連接輸入軸is和第八軸tm8，如圖1所示。

第一、第二、第三和第四離合器c1、c2、c3和c4以及第一、第二和第三制動器b1、b2和b3的控制元件可實現(xiàn)為通過液壓摩擦接合的多盤液壓摩擦裝置。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例用于行星齒輪系中的相應的擋位處的相應控制元件的操作示意圖。

參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系通過操作第一、第二、第三和第四離合器c1、c2、c3和c4以及第一、第二和第三制動器b1、b2和b3中的三個控制元件實現(xiàn)十個前進速度和四個倒退速度。

在前進第一速度擋位d1中，同時操作第三制動器b3以及第三和第四離合器c1和c4。

因此，通過第三離合器c3的操作第二軸tm2與第五軸tm5互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第三制動器b3的操作第六軸tm6充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第一速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第二速度擋位d2中，同時操作第三制動器b3以及第二離合器c2和第四離合器c4。

因此，通過第二離合器c2的操作第四軸tm4與第八軸tm8互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4和第十軸tm10，并且通過第三制動器b3的操作第六軸tm6充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第二速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第三速度擋位d3中，同時操作第二制動器b2以及第二離合器c2和第四離合器c4。

因此，通過第二離合器c2的操作第四軸tm4與第八軸tm8互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4和第十軸tm10，并且通過第二制動器b2的操作第三軸tm3充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第三速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第四速度擋位d4中，同時操作第一、第二和第四離合器c1、c2和c4。

因此，通過第一離合器c1的操作第二軸tm2與第四軸tm4互相連接，通過第二離合器c2的操作第四軸tm4與第八軸tm8互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，整個行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4一體地旋轉，并且通過第四軸tm4和第十軸tm10輸入的扭矩按輸入的那樣輸出，從而形成前進第四速度，并且將輸入的扭矩輸出到與第七軸tm7連接的輸出軸os。

在前進第五速度擋位d5中，同時操作第一制動器b1以及第一離合器c1和第二離合器c2。

因此，通過第一離合器c1的操作第二軸tm2與第四軸tm4互相連接，并且通過第二離合器c2的操作第四軸tm4與第八軸tm8互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4和第十軸tm10，并且通過第一制動器b1的操作第一軸tm1充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第五速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第六速度擋位d6中，同時操作第一制動器b1以及第二離合器c2和第三離合器c3。

因此，通過第二離合器c2的操作第四軸tm4與第八軸tm8互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4和第十軸tm10，并且通過第一制動器b1的操作第一軸tm1充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第六速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第七速度擋位d7中，同時操作第一制動器b1以及第二離合器c2和第四離合器c4。

因此，通過第二離合器c2的操作第四軸tm4與第八軸tm8互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4和第十軸tm10，并且通過第一制動器b1的操作第一軸tm1充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第七速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第八速度擋位d8中，同時操作第一制動器b1以及第三離合器c3和第四離合器c4。

因此，通過第三離合器c3的操作第二軸tm2與第五軸tm5互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第一制動器b1的操作第一軸tm1充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第八速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第九速度擋位d9中，同時操作第一制動器b1以及第一離合器c1和第四離合器c4。

因此，通過第一離合器c1的操作第二軸tm2與第四軸tm4互相連接，并且通過第四離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第一制動器b1的操作第一軸tm1充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第九速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在前進第十速度擋位d10中，同時操作第一制動器b1和第二制動器b2以及第四離合器c4。

因此，通過第一離合器c1的操作第二軸tm2與第四軸tm4互相連接，通過第二離合器c2的操作第四軸tm4與第八軸tm8互相連接，并且通過第三離合器c3的操作第二軸tm2與第五軸tm5互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第一制動器b1和第二制動器b2的操作第一軸tm1和第三軸tm3充當固定元件，從而實現(xiàn)前進第十速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在倒退第一速度擋位rev1中，同時操作第三制動器b3、第一離合器c1和第四離合器c4。

因此，通過第一離合器c1的操作第二軸tm2與第四軸tm4互相連接，并且通過第二離合器c4的操作第五軸tm5與第六軸tm6互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第三制動器b3的操作第六軸tm6充當固定元件，從而實現(xiàn)倒退第一速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在倒退第二速度擋位rev2中，同時操作第三制動器b3、第一離合器c1和第三離合器c3。

因此，通過第一離合器c1的操作第二軸tm2與第四軸tm4互相連接，并且通過第三離合器c3的操作第二軸tm2與第五軸tm5互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第三制動器b3的操作第六軸tm6充當固定元件，從而實現(xiàn)倒退第二速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在倒退第三速度擋位rev3中，同時操作第一制動器b1、第三制動器b3和第一離合器c1。

因此，通過第一離合器c1的操作第二軸tm2與第四軸tm4互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第一制動器b1和第二制動器b3的操作第一軸tm1和第六軸tm6充當固定元件，從而實現(xiàn)倒退第三速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

在倒退第四速度擋位rev4中，同時操作第一制動器b1、第三制動器b3和第三離合器c3。

因此，通過第三離合器c3的操作第二軸tm2與第五軸tm5互相連接。在這種狀態(tài)下，輸入軸is的扭矩輸入到第四軸tm4，并且通過第一制動器b1和第二制動器b3的操作第一軸tm1和第六軸tm6充當固定元件，從而實現(xiàn)倒退第四速度并且通過與第七軸tm7連接的輸出軸os輸出變速后的扭矩。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系可實現(xiàn)通過控制四個離合器c1、c2、c3和c4以及三個制動器b1、b2和b3操作四個行星齒輪組pg1、pg2、pg3和pg4形成的至少前進十個速度和至少四個倒退速度。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系由于自動變速器的多擋位可實現(xiàn)適于發(fā)動機的轉速的擋位，并且通過利用發(fā)動機的低轉速改進車輛的駕駛穩(wěn)定性。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系通過自動變速器的多擋位可最大化發(fā)動機驅動效率并且改進功率傳送性能和燃料消耗。

此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的行星齒輪系通過實現(xiàn)倒退四速度改進倒退性能。

雖然已經(jīng)結合的目前認為是實踐的示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應理解本發(fā)明不限于所公開的實施例，而相反，本發(fā)明旨在涵蓋包括在所附權利要求的實質和范圍內的各種修改和等效布置。