相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月13日提交的韩国专利申请第10-2016-0118080号的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用结合于此。
本发明涉及一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系。
背景技术：
本节的叙述仅提供关于本发明的背景信息，而不构成现有技术。
在自动变速器的领域中，为了增强车辆的燃料效率和可驾驶性，使用了多重挡位。油价的上升导致难以改善车辆的燃料消耗。
为了重量降低和燃料效率的目的，已经尝试了发动机小型化。同时，也进行了对于更多挡位的自动变速器的研发，以提供增强的行驶稳定性和燃料效率。
对于自动变速器的更多的挡位，部件数量一般会增加，而这会影响可安装性、生产成本、重量和/或动力流效率。
在此方面，希望的是更少的部件，以增强具有更多挡位的自动变速器的燃料效率。
近期已经引入了八速自动变速器，并且用于能够实现更多挡位的自动变速器的行星齿轮系也在研发之中。
八个或更多个挡位的自动变速器一般包括三个至四个行星齿轮组以及五个至七个控制元件(摩擦元件)，这可能对车辆的重量有很大影响。
对此，已经尝试了将行星齿轮组平行设置，或者采用爪型离合器代替湿式控制元件。然而，这样的布置可能不会被广泛应用，而使用爪型离合器很可能让换挡感觉变差。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于车辆的自动变速器的行星齿轮系，其利用较少数量的部件而具有十个前进速度和一个倒车速度的挡位，从而通过多挡位的自动变速器改善了动力传输性能和燃料消耗，并且通过利用发动机的低转速提高了车辆的行驶稳定性。
根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系包括：输入轴，所述输入轴配置为接收发动机的扭矩；输出轴，所述输出轴配置为输出经改变的扭矩；第一行星齿轮组，其具有第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件；第二行星齿轮组，其具有第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件；第三行星齿轮组，其具有第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件；第四行星齿轮组，其具有第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件；第一轴，其连接至第一旋转元件和第四旋转元件；第二轴，其连接至第二旋转元件，并且连接至输入轴；第三轴，其连接至第三旋转元件和第七旋转元件；第四轴，其连接至第五旋转元件、第八旋转元件以及第十二旋转元件；第五轴，其连接至第六旋转元件；第六轴，其连接至第九旋转元件；第七轴，其连接至第十旋转元件，并且分别选择性地连接至第二轴、第三轴以及第六轴；以及第八轴，其连接至第十一旋转元件，连接至输出轴，并且选择性地连接至第六轴。
第一轴和第五轴可以分别选择性地连接至变速器壳体。
第一行星齿轮组的第一旋转元件、第二旋转元件和第三旋转元件可以分别是第一行星齿轮组的第一太阳轮、第一行星架和第一内齿圈。第二行星齿轮组的第四旋转元件、第五旋转元件和第六旋转元件可以分别是第二行星齿轮组的第二太阳轮、第二行星架和第二内齿圈。第三行星齿轮组的第七旋转元件、第八旋转元件和第九旋转元件可以分别是第三行星齿轮组的第三太阳轮、第三行星架和第三内齿圈。第四行星齿轮组的第十旋转元件、第十一旋转元件和第十二旋转元件可以分别是第四行星齿轮组的第四太阳轮、第四行星架和第四内齿圈。
第一、第二、第三和第四行星齿轮组可以从发动机侧按第一行星齿轮组、第二行星齿轮组、第三行星齿轮组以及第四行星齿轮组的顺序布置。
本发明的一个实施方案的行星齿轮系可以进一步包括：第一离合器，其选择性地连接第二轴和第七轴；第二离合器，其选择性地连接第三轴和第七轴；第三离合器，其选择性地连接第六轴和第八轴；第四离合器，其选择性地连接第六轴和第七轴；第一制动器，其选择性地连接第一轴和变速器壳体；以及第二制动器，其选择性地连接第五轴和变速器壳体。
根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系通过操作四个行星齿轮组和控制六个控制元件，可以实现至少十个前进速度和至少一个倒车速度。
另外，根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系可以在挡位变得适于发动机的转速时提高行驶稳定性。
此外，根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系可以通过自动变速器的多挡位来提高发动机驱动效率，并且进一步可以提高动力传输性能和燃料效率。
适用性的其他方面将通过本文提供的描述而变得明显。应当理解的是，说明书和特定的示例仅是出于说明的目的，并非旨在限制本发明的范围。
附图说明
为了可以很好地理解本发明，现在将参考所附附图来通过示例的方式描述本发明的各个形式，在附图中：
图1是行星齿轮系的示意图；
图2是行星齿轮系中的各个控制元件在各个挡位下的操作图表。
本文中描述的附图仅为说明的目的，并非旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
下面描述的本质仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或使用。应当理解的是，在整个附图中，相应的附图标记指示相似的或相应的部件和特征。
在下面的描述中，因为构件的名称彼此相同，所以将构件的名称分为第一、第二等避免了任何混淆；从而，其顺序并没有特定的限制。
图1是根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系的示意图。
参照图1，根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系包括：布置在相同轴线上的第一、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；连接至第一、第二、第三和第四行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4的旋转元件的八个轴tm1至tm8；作为控制元件的四个离合器c1至c4以及两个制动器b1和b2；以及变速器壳体h。
从输入轴is取得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的协同工作而改变，从而经由输出轴os传输。
行星齿轮组从发动机侧按第一、第二、第三和第四的顺序布置。
输入轴is为输入构件，并且来自发动机的曲轴的扭矩在通过扭矩变换器而变换扭矩之后传输到输入轴is。
输出轴os是输出构件，其布置在与输入轴is相同的轴线上，并且经由差动装置(未示出)将改变的驱动扭矩传递到驱动轴。
第一行星齿轮组pg1是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第一太阳轮s1、第一行星架pc1和第一内齿圈r1，第一行星架可旋转地支撑多个第一小齿轮p1，多个第一小齿轮与第一太阳轮s1外啮合，第一内齿圈与多个第一小齿轮p1内啮合。第一太阳轮s1用作第一旋转元件n1，第一行星架pc1用作第二旋转元件n2，第一内齿圈r1用作第三旋转元件n3。
第二行星齿轮组pg2是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第二太阳轮s2、第二行星架pc2和第二内齿圈r2，第二行星架可旋转地支撑多个第二小齿轮p2，多个第二小齿轮与第二太阳轮s2外啮合，第二内齿圈与多个第二小齿轮p2内啮合。第二太阳轮s2用作第四旋转元件n4，第二行星架pc2用作第五旋转元件n5，第二内齿圈r2用作第六旋转元件n6。
第三行星齿轮组pg3是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第三太阳轮s3、第三行星架pc3和第三内齿圈r3，第三行星架可旋转地支撑多个第三小齿轮p3，多个第三小齿轮与第三太阳轮s3外啮合，第三内齿圈与多个第三小齿轮p3内啮合。第三太阳轮s3用作第七旋转元件n7，第三行星架pc3用作第八旋转元件n8，第三内齿圈r3用作第九旋转元件n9。
第四行星齿轮组pg4是单小齿轮行星齿轮组，并且包括第四太阳轮s4、第四行星架pc4和第四内齿圈r4，第四行星架pc4可旋转地支撑多个第四小齿轮p4，多个第四小齿轮与第四太阳轮s4外啮合，第四内齿圈与多个第四小齿轮p4内啮合。第四太阳轮s4用作第十旋转元件n10，第四行星架pc4用作第十一旋转元件n11，第四内齿圈r4用作第十二旋转元件n12。
在第一、第二、第三和第四行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4的布置中，分别通过八个轴tm1至tm8中的一个，第一旋转元件n1和第四旋转元件n4直接连接，第三旋转元件n3和第七旋转元件n7直接连接，第五旋转元件n5、第八旋转元件n8以及第十二旋转元件n12直接连接。
八个轴tm1至tm8布置如下。
八个轴tm1至tm8每个都可以是将输入轴和输出轴与行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4的旋转元件直接互连的旋转构件，或者可以是将旋转元件与变速器壳体h选择性地互连的旋转构件，或者可以是固定至变速器壳体h的固定构件。
第一轴tm1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，从而选择性地用作固定元件。
第二轴tm2连接至第二旋转元件n2(第一行星架pc1)，并且直接地连接至输入轴is，从而始终用作输入元件。
第三轴tm3连接至第三旋转元件n3(第一内齿圈r1)和第七旋转元件n7(第三太阳轮s3)。
第四轴tm4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)以及第十二旋转元件n12(第四内齿圈r4)。
第五轴tm5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，从而选择性地用作固定元件。
第六轴tm6连接至第九旋转元件n9(第三内齿圈r3)。
第七轴tm7连接至第十旋转元件n10(第四太阳轮s4)，并且分别选择性地连接至第二轴tm2、第三轴tm3以及第六轴tm6。
第八轴tm8连接至第十一旋转元件n11(第四行星架pc4)，选择性地连接至第六轴tm6，并且直接地连接至输出轴os，从而始终用作输出元件。
八个轴tm1至tm8、输入轴is以及输出轴os可以通过控制元件中的四个离合器c1、c2、c3和c4而彼此选择性地互连。
八个轴tm1至tm8可以通过控制元件中的两个制动器b1和b2而选择性地连接至变速器壳体h。
四个离合器c1至c4以及两个制动器b1和b2布置如下。
第一离合器c1布置在第二轴tm2与第七轴tm7之间，并且选择性地连接第二轴tm2和第七轴tm7，从而控制其之间的动力传输。
第二离合器c2布置在第三轴tm3与第七轴tm7之间，并且选择性地连接第三轴tm3和第七轴tm7，从而控制其之间的动力传输。
第三离合器c3布置在第六轴tm6与第八轴tm8之间，并且选择性地连接第六轴tm6和第八轴tm8，从而控制其之间的动力传输。
第四离合器c4布置在第六轴tm6与第七轴tm7之间，并且选择性地连接第六轴tm6和第七轴tm7，从而控制其之间的动力传输。
第一制动器b1布置在第一轴tm1与变速器壳体h之间，并且选择性地连接第一轴tm1和变速器壳体h。
第二制动器b2布置在第五轴tm5与变速器壳体h之间，并且选择性地连接第五轴tm5和变速器壳体h。
控制元件第一、第二、第三和第四离合器c1、c2、c3和c4以及第一和第二制动器b1和b2可以实现为通过液压而摩擦接合的多片液压摩擦装置。
图2是根据本发明的一个实施方案中的行星齿轮系的各个控制元件在各个挡位下的操作图表。
参照图2，根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系通过在各个挡位操作第一、第二、第三和第四离合器c1、c2、c3和c4以及第一和第二制动器b1和b2中的三个控制元件而实现了十个前进速度和一个倒车速度。
在第一前进速度d1，第一离合器c1、第一制动器b1以及第二制动器b2同时工作。
从而，第二轴tm2通过第一离合器c1的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2和第七轴tm7。
另外，第一轴tm1和第五轴tm5通过第一制动器b1和第二制动器b2的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现了第一前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第二前进速度d2，第二离合器c2、第一制动器b1以及第二制动器b2同时工作。
从而，第三轴tm3通过第二离合器c2的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2。
另外，第一轴tm1和第五轴tm5通过第一制动器b1和第二制动器b2的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现了第二前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第三前进速度d3，第一离合器c1、第二离合器c2以及第二制动器b2同时工作。
从而，第二轴tm2通过第一离合器c1的操作而连接至第七轴tm7，并且第三轴tm3通过第二离合器c2的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2和第七轴tm7。
另外，第五轴tm5通过第二制动器b2的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现了第三前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第四前进速度d4，第二离合器c2、第三离合器c3以及第二制动器b2同时工作。
从而，第三轴tm3通过第二离合器c2的操作而连接至第七轴tm7，并且第六轴tm6通过第三离合器c3的操作而连接至第八轴tm8。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2。
另外，第五轴tm5通过第二制动器b2的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现了第四前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第五前进速度d5，第一离合器c1、第三离合器c3以及第二制动器b2同时工作。
从而，第二轴tm2通过第一离合器c1的操作而连接至第七轴tm7，并且第六轴tm6通过第三离合器c3的操作而连接至第八轴tm8。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2和第七轴tm7。
另外，第五轴tm5通过第二制动器b2的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现了第五前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第六前进速度d6，第一离合器c1、第四离合器c4以及第二制动器b2同时工作。
从而，第二轴tm2通过第一离合器c1的操作而连接至第七轴tm7，并且第六轴tm6通过第四离合器c4的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2和第七轴tm7。
另外，第五轴tm5通过第二制动器b2的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现了第六前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第七前进速度d7，第一离合器c1、第三离合器c3以及第四离合器c4同时工作。
从而，第二轴tm2通过第一离合器c1的操作而连接至第七轴tm7，第六轴tm6通过第三离合器c3的操作而连接至第八轴tm8，并且第六轴tm6通过第四离合器c4的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2和第七轴tm7。
此时，第一、第二、第三和第四行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4一体地旋转，扭矩按输入的输出，从而形成第七前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第八前进速度d8，第一离合器c1、第四离合器c4以及第一制动器b1同时工作。
从而，第二轴tm2通过第一离合器c1的操作而连接至第七轴tm7，并且第六轴tm6通过第四离合器c4的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2和第七轴tm7。
另外，第一轴tm1通过第一制动器b1的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现作为过速挡位的第八前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第九前进速度d9，第一离合器c1、第三离合器c3以及第一制动器b1同时工作。
从而，第二轴tm2通过第一离合器c1的操作而连接至第七轴tm7，并且第六轴tm6通过第三离合器c3的操作而连接至第八轴tm8。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2和第七轴tm7。
另外，第一轴tm1通过第一制动器b1的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现作为过速挡位的第九前进速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8连接的输出轴os。
在第十前进速度d10，第三离合器c3、第四离合器c4以及第一制动器b1同时工作。
从而，第六轴tm6通过第三离合器c3的操作而连接至第八轴tm8，并且第六轴tm6通过第四离合器c4的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2。
另外，第一轴tm1通过第一制动器b1的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现作为最高挡位的第十前进速度，并且经改变的扭矩传输至连接至第八轴tm8的输出轴os。
在倒车速度rev，第四离合器c4、第一制动器b1以及第二制动器b2同时工作。
从而，第六轴tm6通过第四离合器c4的操作而连接至第七轴tm7。在该状态下，输入轴is的扭矩传输至第二轴tm2。
另外，第一轴tm1和第五轴tm5分别通过第一制动器b1和第二制动器b2的操作而用作固定元件，从而通过各个轴的协同工作而实现了倒车速度，并且经改变的扭矩传输至与第八轴tm8的输出轴os。
如上所述，根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系可以通过控制四个离合器c1、c2、c3和c4以及两个制动器b1和b2来操作四个行星齿轮组pg1、pg2、pg3和pg4，从而实现了十个前进速度和一个倒车速度。
另外，根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系可以在挡位变得适于发动机的转速时提高行驶稳定性。
另外，根据本发明的一个实施方案的行星齿轮系可以通过自动变速器的多挡位来提高发动机驱动效率，并且可以进一步提高动力传输性能和燃料效率。
本发明的描述的本质仅是示例性的，从而，本发明的范围意图包含不偏离本发明的实质内容的各种变化。这种变化不应看作对本发明的精神和范围的偏离。