JP2001032891A - 自動変速機用ギヤトレーン - Google Patents
自動変速機用ギヤトレーンInfo
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Abstract
び後進1速を実現すると共に小型化及び軽量化を図り、
動力効率を向上させる自動変速機用ギヤトレーンを提供
する。 【解決手段】 自動変速機用ギヤトレーンは、入力軸1
に可変連結される要素と、トランスファシャフト5に動
力を伝達する要素とを有する第1遊星ギヤPG1と、第
1遊星ギヤPG1の要素の1つに固定連結される要素
と、入力軸1に可変連結される要素と、トランスファシ
ャフト5に動力を伝達する要素とを有する第2遊星ギヤ
PG2と、第2遊星ギヤPG2の要素の1つに固定連結
される要素と、変速機ハウジング3に可変連結される要
素と、第1遊星ギヤPG1の要素の1つに固定連結され
てトランスファシャフト5に動力を伝達する要素とを有
する第3遊星ギヤPG3と、第1、第2遊星ギヤPG
1、PG2の特定要素を入力軸1に可変連結したり相互
に可変連結する第1、第2、第3クラッチC1、C2、
C3と、第3遊星ギヤPG3の特定要素とを変速機ハウ
ジング3に可変連結する第1ブレーキB1とを含む。
Description
レーンに係り、より詳しくは、クラッチ、ブレーキ、遊
星ギヤを効率的に組み合わせて小型化及び軽量化すると
共に前進5速及び後進1速を実現する自動変速機用ギヤ
トレーンに関する。
ン制御ユニット(TCU) が制御する液圧制御システ
ムによって、作動及び非作動する摩擦要素がこれに連結
される複合遊星ギヤの各要素を制御することにより多段
変速を自動で実現し得るように構成される。
に遊星ギヤと摩擦要素との組合せで構成されるものをギ
ヤトレーンと称する。
速段数に応じて多様に構成され、特に前進5速及び後進
1速を実現するギヤトレーンではクラッチ及びブレーキ
を7つと、遊星ギヤ3組とを組み合わせる主変速段と副
変速段とからなる。
自動変速機用ギヤトレーンはサイズ及び重量の大きなク
ラッチ及びブレーキを多く使用するため大型化及び大重
量化され、動力損失を誘発する非作動摩擦要素が多いた
め動力効率を低下させる短所がある。
のものであって、その目的は遊星ギヤ3組及び摩擦要素
4つで前進5速及び後進1速を実現すると共に小型化及
び軽量化を図り、動力効率を向上させる自動変速機用ギ
ヤトレーンを提供することにある。
に、本発明による自動変速機用ギヤトレーンは特定要素
同士に固定及び可変連結される3組の遊星ギヤと、これ
ら遊星ギヤを制御して前進5速及び後進1速を実現する
ように入力軸、遊星ギヤの各要素、変速機ハウジングを
選択的に可変連結する4つの摩擦要素とを含む。
ギヤトレーンは、入力軸に可変連結される要素と、トラ
ンスファシャフトに動力を伝達する要素とを有する第1
遊星ギヤと、前記第1遊星ギヤの要素の1つに固定連結
される要素と、入力軸に可変連結される要素と、トラン
スファシャフトに動力を伝達する要素とを有する第2遊
星ギヤと、前記第2遊星ギヤの要素の1つに固定連結さ
れる要素と、変速機ハウジングに可変連結される要素
と、第1遊星ギヤの要素の1つに固定連結されてトラン
スファシャフトに動力を伝達する要素とを有する第3遊
星ギヤと、前記のように固定及び可変連結される第1、
第2、第3遊星ギヤが入力軸に伝達される入力を前進5
速及び後進1速に変速してトランスファシャフトに伝達
可能に第1、第2遊星ギヤの特定要素を入力軸に可変連
結したり、第1、第2遊星ギヤの特定要素を相互に可変
連結する第1、第2、第3クラッチと、第3遊星ギヤの
特定要素を変速機ハウジングに可変連結する第1ブレー
キとを含む。
機用ギヤトレーンは液圧制御システムが第1、第2、第
3クラッチ及び第1ブレーキを選択的に作動及び解放さ
せて第1、第2、第3遊星ギヤを制御することで前進5
速及び後進1速を実現する
第1ブレーキが、Dレンジ2速では第2クラッチ及び第
1ブレーキが、Dレンジ3速では第1及び第2クラッチ
が、Dレンジ4速では第2及び第3クラッチが、Dレン
ジ5速では第1及び第3クラッチが、Rレンジ1速では
第3クラッチ及び第1ブレーキがそれぞれ作動する
添付図面に基づいてより詳しく説明する。
ーンの構成図であって、遊星ギヤ3組及び摩擦要素4つ
で前進5速及び後進1速を実現することができるように
構成される。
第2、第3遊星ギヤPG1、PG2、PG3と、第1、
第2遊星ギヤPG1、PG2の特定要素を入力軸1に可
変連結したり、第1、第2遊星ギヤPG1、PG2の特
定要素を相互に可変連結する第1、第2、第3クラッチ
C1、C2、C3と、第3遊星ギヤPG3の特定要素を
変速機ハウジング3に可変連結する第1ブレーキB1と
を備える。
変連結される要素と、トランスファシャフト5に動力を
伝達する要素とを有する。
オン遊星ギヤからなり、この第1遊星ギヤPG1の太陽
ギヤS1及びリングギヤR1が入力軸1に可変連結され
ると共に2つの要素間に相互に可変連結され、キャリア
Ca1がトランスファシャフト5に動力を伝達可能に連
結される。
ヤPG1の要素の1つに固定連結される要素と、入力軸
1に可変連結される要素と、トランスファシャフト5に
動力を伝達する要素とを有する。
ン遊星ギヤからなり、この第2遊星ギヤPG2の太陽ギ
ヤS2が第1遊星ギヤPG1の太陽ギヤS1に固定連結
されると共に入力軸1に可変連結され、キャリアCa2
が入力軸1に可変連結されて前記太陽ギヤS2と相互に
可変連結し、リングギヤR2がトランスファシャフト5
に動力を伝達可能に連結される。
ヤPG2の要素の1つに固定連結される要素と、変速機
ハウジング3に可変連結される要素と、第1遊星ギヤP
G1の要素の1つに固定連結されてトランスファシャフ
ト5に動力を伝達する要素とを有する。
オン遊星ギヤからなり、この第3遊星ギヤPG3の太陽
ギヤS3が第2遊星ギヤPG2の太陽ギヤS2に固定連
結され、キャリアCa3が変速機ハウジング3に可変連
結され、リングギヤR3が第1遊星ギヤPG1のキャリ
アCa1に固定連結されてトランスファシャフト5に動
力を伝達可能に連結される。
遊星ギヤPG2のキャリアCa2とを可変連結可能にこ
れらの間に設置され、第2クラッチC2は入力軸1と第
1遊星ギヤPG1のキャリアCa1とを可変連結可能に
これらの間に設置され、第3クラッチC3は入力軸1と
第1、第2遊星ギヤPG1、PG2の太陽ギヤS1、S
2とを可変連結可能にこれらの間に設置される。
G3のキャリアCa3を変速機ハウジング3に可変連結
可能にこれらの間に設置される。
G1、PG2、PG3を含むギヤトレーンを第1、第
2、第3クラッチC1、C2、C3及び第1ブレーキB
1で制御し、前進5速及び後進1速の出力を第1及び第
3遊星ギヤPG1及びPG3のそれぞれのキャリアCa
1及びリングギヤR3と第2遊星ギヤPG2のリングギ
ヤR2とを介してトランスファシャフト5に伝達するよ
うに、これらに固定連結される第1及び第2トランスフ
ァドライブギヤ7及び9はそれぞれトランスファシャフ
ト5に装着される第1及び第2トランスファドリブンギ
ヤ11及び13に一定のギヤ比で噛み合う。
ヤトレーンは、車速及びスロットル開度等の車両運行状
態に応じて、トランスミッション制御ユニットTCUが
液圧制御システムにより第1、第2、第3クラッチC
1、C2,C3及び第1ブレーキB1が図2に示すよう
に選択的に作動及び解放されることによって前進5速及
び後進1速を実現する。
第2、第3クラッチC1、C2、C3及び第1ブレーキ
B1が図2に示すように作動及び解放されることから、
第1、第2、第3遊星ギヤPG1、PG2、PG3は、
図3、4、5、6、7、8における第1、第2、第3、
第4、第5、第6レバーL1、L2、L3、L4、L
5、L6に示すように表わされることとなる。
6レバーL1、L2、L3、L4、L5、L6では第
1、第2、第3遊星ギヤPG1、PG2、PG3の各要
素を意味する第1、第2、第3、第4、第5、第6ノー
ドN1、N2、N3、N4、N5、N6で表示される。
2のキャリアCa2を、第2ノードN2は第1遊星ギヤ
PG1のリングギヤR1を、第3ノードN3は第1、第
3遊星ギヤPG1、PG3のキャリアCa1及びリング
ギヤR3を、第4ノードN4は第2遊星ギヤPG2のリ
ングギヤR2を、第5ノードN5は第3遊星ギヤPG3
のキャリアCa2を、第6ノードN6は第1、第2、第
3遊星ギヤPG1、PG2、PG3のそれぞれの太陽ギ
ヤS1、S2、S3をそれぞれ意味する。
態の説明においては第1、第2、第3遊星ギヤPG1、
PG2、PG3の各要素の代わりに各ノードを示して説
明する。
1クラッチC1及び第1ブレーキB1が作動するため、
図3に示されるように、第1レバーL1で第3、第4ノ
ードN3、N4が出力要素となり、第5ノードN5が反
力要素となり、第1ノードN1が入力要素となる。この
時、第3ノードN3の出力を1とし、第4ノードN4の
出力を第3ノードN3の出力より小さな一定比率を有す
るものと仮定する。これが第1及び第2トランスファド
ライブギヤ7及び9並びに第1及び第2トランスファド
リブンギヤ11及び13のギヤ比を決定する。
と、第3ノードN3の(出力)1である位置(垂直方
向、以下省略)と、第4ノードN4の一定比率位置(垂
直方向、以下省略)とを結ぶと1速線図(l1)にな
る。この時、入力要素である第1ノードN1において垂
直方向の大きさは出力1に対するDレンジ1速の入力速
度比D1である。
速の入力速度比D1に比べて減速されていることがわか
る。
車速及びスロットル開度が2速条件に至ると、トランス
ミッション制御ユニットTCUは2速制御を実現する。
B1が作動する状態で第1クラッチC1が解放されて第
2クラッチC2が作動するため、図4に示されるよう
に、第1レバーL1と同様な第2レバーL2で入力要素
が第2ノードN2に転換される。
と、第3ノードN3の(出力)1である位置と、第4ノ
ードN4の前記位置と、第1、第2ノードN1、N2の
相当位置とを結ぶと、2速線図l2となる。この時、入
力要素である第2ノードN2において垂直方向の大きさ
は出力1に対するDレンジ2速の入力速度比D2であ
る。
一の出力に対してDレンジ2速の入力速度比D2がDレ
ンジ1速の入力速度比D1より小さいことから、Dレン
ジ2速はDレンジ1速より増速されることがわかる。さ
らにDレンジ2速の出力は減速されることがわかる。
車速及びスロットル開度が3速条件に至ると、トランス
ミッション制御ユニットTCUは3速制御を実現する。
C2が作動する状態で第1ブレーキB1が解放されて第
1クラッチC1が作動するため、図5に示されるよう
に、第3レバーL3で第3、第4ノードN3、N4が出
力要素となり、第1、第2ノードN1、N2が入力要素
となる。
大きな位置と、第3ノードN3の(出力)1である位置
と、第5、第6ノードN5、N6の相当位置とを結ぶ
と、第1の3速線図l3’となり、第2ノードN2と同
じ大きさの第1ノードN1の位置と、第4ノードN4の
前記位置と、第6ノードN6の前記位置とを結ぶと、第
2の3速線図l3’’となる。ここで、第6ノードN6
は拘束要素として作用する。従って、入力要素である第
1、第2ノードN1、N2において垂直方向の大きさは
Dレンジ3速の入力速度比D3である。
一の出力に対してDレンジ3速の入力速度比D3がDレ
ンジ2速の入力速度比D2より小さいことから、Dレン
ジ3速はDレンジ2速より増速されていることがわか
る。さらに、Dレンジ3速の出力は減速されていること
がわかる。
車速及びスロットル開度が4速条件に至ると、トランス
ミッション制御ユニットTCUは4速制御を実現する。
C2が作動する状態で第1クラッチCが解放されて第3
クラッチC3が作動するため、図6に示されるように、
第4レバーL4で第3、第4ノードN3、N4が出力要
素となり、第2、第6ノードN2、N6が入力要素とな
る。
る位置と、第2、第6ノードN2、N6の1である位置
と、第5ノードN5の相当位置とを結ぶと、第1の4速
線図l4’となり、第6ノードN6の前記位置と、第4
ノードN4の前記位置と、第1ノードN1の相当位置と
を結ぶと、第2の4速線図l4’’になる。ここで、入
力要素である第2、第6ノードN2、N6において垂直
方向の大きさはDレンジ4速の入力速度比D4である。
一の出力に対してDレンジ4速の入力速度比D4がDレ
ンジ3速の入力速度比D3より小さいことから、Dレン
ジ4速はDレンジ3速より増速されていることがわか
る。さらに、Dレンジ4速の出力は等速であることがわ
かる。
車速及びスロットル開度が5速条件に至ると、トランス
ミッション制御ユニットTCUは5速制御を実現する。
C3が作動する状態で第2クラッチC2が解放されて第
1クラッチC1が作動するため、図7に示されるよう
に、第5レバーL5で第3、第4ノードN3、N4が出
力要素となり、第1、第6ノードN1、N6が入力要素
となる。
4、N6の(出力)1より小さい同じ大きさの位置を結
ぶと、第2の5速線図l5’’となり、前記第6ノード
N6の同じ位置と、第3ノードN3の(出力)1である
位置と、第2、第5ノードN2、N5の所定の位置とを
結ぶと、第1の5速線図l5’となる。ここで、入力要
素である第1、第6ノードN1、N6において垂直方向
の大きさはDレンジ5速の入力速度比D5である。
一の出力に対してDレンジ5速の入力速度比D5がDレ
ンジ4速の入力速度比D4より小さいことから、Dレン
ジ5速はDレンジ4速より増速されていることがわか
る。さらに、Dレンジ5速の出力は増速されていること
がわかる。
3クラッチC3と第1ブレーキB1とが作動するため、
図8に示されるように、第6レバーL6で第3、第4ノ
ードN3、N4が出力要素となり、第5ノードN5が反
力要素となり、第6ノードN6が入力要素となる。
と、出力要素である第3ノードN3の(出力)1である
位置と、第4ノードN4の前記位置と、第1、第2、第
6ノードN1、N2、N6の相当位置とを結ぶと、Rレ
ンジ1速線図lR1となる。ここで、入力要素である第
6ノードN6において垂直方向の大きさは出力1に対す
るRレンジ1速の入力速度比r1である。また、Rレン
ジ1速の入力速度比r1が第5レバーL5で下向きにな
るのは出力1を上向きと仮定したためである。
向に対して逆方向であることがわかる。
用ギヤトレーンは遊星ギヤ3組、クラッチ3つ及びブレ
ーキ1つを効果的に組み合わせ、クラッチ及びブレーキ
を選択的に作動及び解放させることによって前進5速及
び後進1速を実現し、また、クラッチ及びブレーキの個
数を減少することにより小型化及び軽量化を実現し、動
力損失を誘発させる非作動摩擦要素を減少させることに
より動力効率を向上させることができる。
図である。
速段別摩擦要素の作動表である。
ンジ1速での変速比を示した速度線図である。
ンジ2速での変速比を示した速度線図である。
ンジ3速での変速比を示した速度線図である。
ンジ4速での変速比を示した速度線図である。
ンジ5速での変速比を示した速度線図である。
ンジ1速での変速比を示した速度線図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 入力軸に可変連結される要素と、トラン
スファシャフトに動力を伝達する要素とを有する第1遊
星ギヤと、 前記第1遊星ギヤの要素の1つに固定連結される要素
と、入力軸に可変連結される要素と、トランスファシャ
フトに動力を伝達する要素とを有する第2遊星ギヤと、 前記第2遊星ギヤの要素の1つに固定連結される要素
と、変速機ハウジングに可変連結される要素と、第1遊
星ギヤの要素の1つに固定連結されてトランスファシャ
フトに動力を伝達する要素とを有する第3遊星ギヤと、 前記のように固定及び可変連結される第1、第2、第3
遊星ギヤが入力軸に伝達される入力を前進5速及び後進
1速に変速してトランスファシャフトに伝達可能に第
1、第2遊星ギヤの特定要素を入力軸に可変連結し第
1、第2遊星ギヤの特定要素を相互に可変連結する第
1、第2、第3クラッチと、 第3遊星ギヤの特定要素を変速機ハウジングに可変連結
する第1ブレーキとを含む自動変速機用ギヤトレーン。 - 【請求項2】 前記第1遊星ギヤはシングルピニオン遊
星ギヤからなることを特徴とする請求項1に記載の自動
変速機用ギヤトレーン。 - 【請求項3】 前記第1遊星ギヤは、この太陽ギヤ及び
リングギヤが入力軸に可変連結されると共に2つの要素
間に相互に可変連結され、キャリアがトランスファシャ
フトに動力を伝達可能に連結されることを特徴とする請
求項1又は2に記載の自動変速機用ギヤトレーン。 - 【請求項4】 前記第2遊星ギヤはダブルピニオン遊星
ギヤからなることを特徴とする請求項1に記載の自動変
速機用ギヤトレーン。 - 【請求項5】 前記第2遊星ギヤは、この太陽ギヤが前
記第1遊星ギヤの太陽ギヤに固定連結されて入力軸に可
変連結され、キャリアが入力軸に可変連結されて前記太
陽ギヤと相互に可変連結され、リングギヤがトランスフ
ァシャフトに動力を伝達可能に連結されることを特徴と
する請求項1又は4に記載の自動変速機用ギヤトレー
ン。 - 【請求項6】 前記第3遊星ギヤはシングルピニオン遊
星ギヤからなることを特徴とする請求項1に記載の自動
変速機用ギヤトレーン。 - 【請求項7】 前記第3遊星ギヤは、この太陽ギヤが前
記第2遊星ギヤの太陽ギヤに固定連結され、キャリアが
変速機ハウジングに可変連結され、リングギヤが第1遊
星ギヤのキャリアに固定連結されてトランスファシャフ
トに動力を伝達可能に連結されることを特徴とする請求
項1又は6に記載の自動変速機用ギヤトレーン。 - 【請求項8】 前記第1クラッチは入力軸と前記第2遊
星ギヤのキャリアとを可変連結可能にこれらの間に設置
されることを特徴とする請求項1に記載の自動変速機用
ギヤトレーン。 - 【請求項9】 前記第2クラッチは入力軸と前記第1遊
星ギヤのキャリアとを可変連結可能にこれらの間に設置
されることを特徴とする請求項1に記載の自動変速機用
ギヤトレーン。 - 【請求項10】 前記第3クラッチは入力軸と前記第
1、第2遊星ギヤの太陽ギヤとを可変連結可能にこれら
の間に設置されることを特徴とする請求項1に記載の自
動変速機用ギヤトレーン。 - 【請求項11】 前記第1ブレーキは前記第3遊星ギヤ
のキャリアを変速機ハウジングに可変連結可能にこれら
の間に設置されることを特徴とする請求項1に記載の自
動変速機用ギヤトレーン。 - 【請求項12】 前記第2、第3遊星ギヤのそれぞれか
らトランスファシャフトに一定の変速比の回転動力を伝
達可能に前記第2、第3遊星ギヤのそれぞれのリングギ
ヤ及びトランスファシャフトが第1、第2トランスファ
ドライブギヤ及び第1、第2トランスファドリブンギヤ
に連結されることを特徴とする請求項1に記載の自動変
速機用ギヤトレーン。
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