JP2001193802A - 車両用自動変速機のパワートレイン - Google Patents
車両用自動変速機のパワートレインInfo
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- JP2001193802A JP2001193802A JP2000374296A JP2000374296A JP2001193802A JP 2001193802 A JP2001193802 A JP 2001193802A JP 2000374296 A JP2000374296 A JP 2000374296A JP 2000374296 A JP2000374296 A JP 2000374296A JP 2001193802 A JP2001193802 A JP 2001193802A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
- F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
- F16H47/08—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
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- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Abstract
小型軽量化して燃費を向上するようにした自動変速機の
パワートレインを提供する。 【解決手段】 第1、2シングルピニオン遊星ギヤセッ
トを第1、2、3、4クラッチと第1、2ブレーキ、お
よび第1、2ワンウェイクラッチを利用して組み立てる
車両用自動変速機のパワートレインの構成において、前
記第4クラッチ及び第1、2ブレーキのリターンスプリ
ングを皿型スプリングとし、第1、2ブレーキのリテー
ナを共有するようにし、一つの部材を利用して第1、2
ワンウェイクラッチを支持し、第2、3クラッチを複列
化して配置した。
Description
に適用されるパワートレインに関するものである。
ンバーターとこのトルクコンバーターに連結されている
多段変速ギヤメカニズムであるパワートレインを保有し
ており、車両の走行状態に応じて前記パワートレインの
作動要素のうちのある一つの作動要素を選択的に作動さ
せるための油圧制御システムを保有する。
は、まず設計目標に合う設計概念を探すために概念設計
と設計方案が提示され、性能、耐久性、信頼性、量産性
及び製造費用などに関して最も優れた設計概念を一つだ
け選択するようになる。
と、大抵はメカニカルセクションと油圧制御システム、
電子制御システムの3部分に分けて開発が行われる。前
記メカニカルセクションにおいて取扱うパワートレイン
は、少なくとも二個以上の単純遊星ギヤセットを組み合
わせて要求される変速段が得られる複合遊星ギヤセット
からなる。前記のようなパワートレインを運用する油圧
制御システムは、オイルポンプで発生した油圧を調節す
る圧力調節手段と、変速モードを形成させることができ
る手動及び自動変速コントロール手段と、変速時の円滑
な変速モード形成のために、変速感及び応答性を調節す
る油圧コントロール手段と、トルクコンバーターのダン
パークラッチ作動のためのダンパークラッチコントロー
ル手段と、各摩擦要素に適切な油圧を分配供給する油圧
分配手段とを含んで構成される。
ットでオン/オフされるソレノイドバルブとデューティ
制御されるソレノイドバルブとによって、油圧分配が別
々に行われて摩擦要素の作動が選択され、変速段制御が
実現される。
テムは、各自動車メーカーによって異なった形式により
開発され、適用されているが、その一例として前進4速
後進1速のパワートレインの構成について説明する。図
3の構成図に示すように、エンジンからの回転動力がト
ルクコンバーター204を通じて入力軸206に伝達さ
れると、この入力軸206は、第1、2シングルピニオ
ン遊星ギヤセット208、210にトルクを伝達する。
そして、これら第1、2シングルピニオン遊星ギヤセッ
ト208、210の相互補完的な作動で変速が行われ、
第1シングルピニオン遊星ギヤセット208の遊星キャ
リア212と連結されているトランスファドライブギヤ
214を通じて出力するクラッチフックアップが行われ
る。
グルピニオン遊星ギヤセット208、210が反復記載
されることを避けるために、第1シングルピニオン遊星
ギヤセットのサンギヤ216、遊星キャリア212、リ
ングギヤ218を、第1サンギヤ216、第1遊星キャ
リア212、第1リングギヤ218と称し、第2シング
ルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤ220、遊星キャ
リア222、リングギヤ224を、第2サンギヤ22
0、第2遊星キャリア222、第2リングギヤ224と
称する。
ット208、210の連結関係について説明する。前記
第1遊星キャリア212は、第2リングギヤ224と固
定的に連結された状態で、第1サンギヤ216は、前進
変速段の全ての領域において作動する第1クラッチC1
(摩擦要素)を介在させて入力軸206と連結される。
3、4速で作動する第2クラッチC2を介在させて入力
軸206と連結され、第2サンギヤ220は、後進変速
段で作動する第3クラッチC3を介在させて入力軸20
6と連結される。
1リングギヤ218と共に第1ブレーキB1を通じて変
速機ハウジング226と連結され、前記第2サンギヤ2
20は、第2ブレーキB2を介在させて変速機ハウジン
グ226と連結される。
14を通じて引出される出力は、中間軸228を通じ、
ディファレンシャルギヤ装置230を通じて駆動軸に分
配される。
いては、前進1、2、3速で作動する第1クラッチと、
3、4速で作動する第2摩擦要素、後進時に作動する第
3クラッチ、1速と後進時に作動する第1ブレーキと、
2速で作動する第2ブレーキとを配置するとき、全て軸
方向に配置し、第2、3クラッチだけが複列式に配列さ
れている。このため、全長が増大し、変速感向上のため
のワンウェイクラッチの配置空間が狭小であって最上の
変速感の確保に限界があるという問題点がある。
前記のような従来の問題点を解決するために発明された
ものであり、本発明の目的は、部品数を減らして占有空
間を少なくし、組立ての工程数を減らし、小型軽量化し
て燃費を向上するようにした自動変速機のパワートレイ
ンを提供することにある。
−2、4−2の変速時にワンウェイクラッチを作動させ
て変速感を向上させ、これらワンウェイクラッチを同じ
軸線上に位置するように複列化して、パワートレインの
コンパクト化に寄与するようにした自動変速機のパワー
トレインを提供することにある。
発明は、第1遊星ギヤセットと;前記第1遊星ギヤセッ
トの少なくとも一つの作動要素と固定連結される少なく
とも一つの作動要素を含む第2遊星ギヤセットと;前記
第1及び第2遊星ギヤセットの作動要素のうちの一部を
入力軸、変速機ハウジングに可変及び固定連結した作動
要素に相互に連結させるための多数のクラッチ、ブレー
キ、そしてワンウェイクラッチを含む自動変速機のパワ
ートレインにおいて、前記クラッチのうち、少なくとも
二つは複列化して配置した。
つはリテーナを共有するようになっており、前記復列化
して配置される二つのクラッチは、ある一つのクラッチ
ピストンが他の一つのリテーナの機能を有する。
ラッチは、一つのコイルスプリングを各々のリターンス
プリングとして共有する。
は、各々サンギヤ、リングギヤ、そして遊星キャリアを
含むシングルピニオン遊星ギヤセットであり、前記第1
及び第2遊星ギヤセットを固定連結する作動要素は、第
1遊星ギヤセットの遊星キャリアと第2遊星ギヤセット
のリングギヤであり、前記多数のクラッチは、前記第1
遊星ギヤセットのサンギヤと第2遊星ギヤセットの遊星
キャリア及びサンギヤをそれぞれ入力軸と可変連結する
第1、2、3クラッチと、第2遊星ギヤセットの遊星キ
ャリアを第1遊星ギヤセットのリングギヤと可変連結す
る第4クラッチとからなり、前記多数のブレーキは、前
記第2遊星ギヤセットの遊星キャリア及びサンギヤをそ
れぞれ変速機ハウジングに固定連結する第1及び第2ブ
レーキからなり、前記多数のワンウェイクラッチは、前
記第2遊星ギヤセットの遊星キャリアを変速機ハウジン
グと第1遊星ギヤセットのリングギヤと連結する第1及
び第2ワンウェイクラッチからなり、前記第1乃至第4
クラッチのうちで復列化して配置される前記二つのクラ
ッチは、前記第2及び第3クラッチである。
星ギヤセットの少なくとも一つの作動要素と固定連結さ
れる少なくとも一つの作動要素を含む第2遊星ギヤセッ
トと;前記第1及び第2遊星ギヤセットの作動要素のう
ちの一部を入力軸、変速機ハウジングに可変及び固定連
結した作動要素に相互に連結させるための多数のクラッ
チ、ブレーキ、そしてワンウェイクラッチを含む自動変
速機のパワートレインにおいて、前記多数のワンウェイ
クラッチのうちで、第1ワンウェイクラッチのインナー
レースが第2ワンウェイクラッチのアウターレースと共
有させた。
ターレースは、ハウジングに連結され、前記第1ワンウ
ェイクラッチのアウターレースとハウジングとの連結
は、スプライン結合によって行われる。
ターレースは、前記多数のブレーキのうちの一つのリテ
ーナの機能を有する。
ナーレースと第2ワンウェイクラッチのアウターレース
は、一体に形成されず、互いに独立的に形成されてスプ
ライン連結される。
2ワンウェイクラッチは、同心円の軸上に配置される。
は、各々サンギヤ、リングギヤ、そして遊星キャリアを
含むシングルピニオン遊星ギヤセットであり、前記第1
及び第2遊星ギヤセットを固定連結する作動要素は、第
1遊星ギヤセットの遊星キャリアと第2遊星ギヤセット
のリングギヤであり、前記多数のクラッチは、前記第1
遊星ギヤセットのサンギヤと第2遊星ギヤセットの遊星
キャリア及びサンギヤをそれぞれ入力軸と可変連結する
第1、2、3クラッチと、第2遊星ギヤセットの遊星キ
ャリアを第1遊星ギヤセットのリングギヤと可変連結す
る第4クラッチとからなり、前記多数のブレーキは、前
記第2遊星ギヤセットの遊星キャリア及びサンギヤをそ
れぞれ変速機ハウジングに固定連結する第1及び第2ブ
レーキからなり、前記第1及び第2ワンウェイクラッチ
は、前記第2遊星ギヤセットの遊星キャリアを変速機ハ
ウジングと第1遊星ギヤセットのリングギヤと連結され
る。
することができる本発明の好ましい実施の形態につい
て、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図であり、本発明によるパワートレインは、二個のシン
グルピニオン遊星ギヤセットを組み合わせて前進4速及
び後進1速の変速段が得られるようにしたものである。
コンバーター4を通じて入力軸6に伝達されると、この
入力軸6は第1、2シングルピニオン遊星ギヤセット
8、10にトルクを伝達する。そして、これら第1、2
シングルピニオン遊星ギヤセット8、10の相互補完的
な作動で変速が行われ、第1シングルピニオン遊星ギヤ
セット8の遊星キャリア12と連結されているトランス
ファドライブギヤ14を通じて出力するクラッチフック
アップが行われて、クラッチが接続状態になる。
遊星ギヤセット8、10が反復記載されることを避ける
ために、第1シングルピニオン遊星ギヤセットのサンギ
ヤ16、遊星キャリア12、リングギヤ18を、第1サ
ンギヤ16、第1遊星キャリア12、第1リングギヤ1
8に称し、第2シングルピニオン遊星ギヤセットのサン
ギヤ20、遊星キャリア22、リングギヤ24を、第2
サンギヤ20、第2遊星キャリア22、第2リングギヤ
24と称する。
ット8、10の連結関係をより具体的に説明する。前記
第1遊星キャリア12は、第2リングギヤ24と固定的
に連結された状態で、第1サンギヤ16は、前進変速段
の全ての領域において作動する第1摩擦要素C1を介在
させて入力軸6と連結される。
3、4速で作動する第2クラッチC2を介在させて入力
軸6と連結され、第2サンギヤ20は、後進変速段で作
動する第3クラッチC3を介在させて入力軸6と連結さ
れる。
に配置される第1ブレーキB1と第1ワンウェイクラッ
チF1を通じて変速機ハウジング26と連結されると同
時に、第1リングギヤ18とは、並列配置される第4ク
ラッチC4と第2ワンウェイクラッチF2を介在させて
連結される。
レーキB2を介在させて変速機ハウジング26と連結さ
れる構成となっている。
レインの変速作動について説明する。前進1速では、第
1クラッチC1と第1、2ワンウェイクラッチF1、F
2とが作動することにより、第1サンギヤ16が入力要
素として作動し、第1リングギヤ18と第2遊星キャリ
ア22とが反力要素として作動する。
で第2ブレーキB2が作動することにより、第1サンギ
ヤ18が入力を受け取る状態で第2サンギヤ20が反力
要素として作動し、変速が行われる。
第2クラッチC2が作動し、第2ブレーキB2の作動が
解除されることにより、第1、2シングルピニオン遊星
ギヤセット8、10がロックされ、入力と同速で出力が
行われる。
2ブレーキB2が作動し、反力要素が第2サンギヤ20
となり、オーバードライブ状態の4速への変速が行われ
る。
と第1ブレーキB1とが作動して第2サンギヤ20が入
力を受け取る状態で、第2遊星キャリア22が反力要素
となり、後進変速が行われる。
とにおいて、本発明は図2のように、全ての摩擦要素C
1、C2、C3、C4、B1、B2を湿式多段クラッチ
により形成した。
ブレーキB1、B2のリターンスプリングに皿型スプリ
ング(皿バネ)50、52、54を適用して、パワート
レインの全長を短くした。
ーナ56を共有するようにすることにより、部品数を減
らし、第1、2ワンウェイクラッチF1、F2をパッケ
ージ化した。
1、F2を第1ブレーキB1のリテーナ58にサブアセ
ンブリー化したものである。
C3とを複列化して長さを短縮させた。
3クラッチC3が配置されるようになるが、第3クラッ
チC3のピストン60を第2クラッチC2のリテーナで
共有することができるようにし、前記第3クラッチC3
のピストン60の内側に第2クラッチC2のピストンが
位置するように構成することにより、二個のピストン6
0、64が一つのコイルスプリング66をリターンスプ
リングとして共用するようにした。
F1、F2を配置することにおいて、本発明は、第1ワ
ンウェイクラッチF1のアウターレース30を変速機ハ
ウジング26にスプライン連結し、第1ワンウェイクラ
ッチF1のインナーレース36を第2ワンウェイクラッ
チF2のアウターレース38と共有するように構成する
とともに、これらを相互にスプライン連結し、前記第2
ワンウェイクラッチF2のアウターレース38が第1ブ
レーキB1のリテーナとして使用できるように構成して
いる。
F1、F2のレースを共有するときには、ワンウェイク
ラッチが相当な偏心となり、ポッピング(poping)とい
う異常音が発生する恐れがあるが、本発明では、第1ク
ラッチF1のインナーレース36と第2クラッチF2の
アウターレース38とを一体型にせず、独立型に形成し
てスプライン連結しているため、何の問題点も発生しな
い。
レンジの1速では第1、第2ワンウェイクラッチF1、
F2が同時に作動し、2速及び3速では第2ワンウェイ
クラッチF2だけが作動する。
30はディファレンシャルを示す。
ば、第3クラッチ及び第1、2ブレーキのリターンスプ
リングを皿型スプリングにし、一つの部材を利用して第
1、2ワンウェイクラッチを支持するようにし、第2、
3クラッチを複列化することにより、部品数を減らして
組立ての工程数を減らし、小型軽量化して燃費を向上す
ることができる。
より変速時の変速感を向上させるのはもちろん、二つの
ワンウェイクラッチを同じ軸線上に位置させ第1ワンウ
ェイクラッチのインナーレースと第2ワンウェイクラッ
チのアウターレースとを共用化することにより、構成を
さらにコンパクト化することができる。
ための構成図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 第1遊星ギヤセットと;前記第1遊星ギ
ヤセットの少なくとも一つの作動要素と固定連結される
少なくとも一つの作動要素を含む第2遊星ギヤセット
と;前記第1及び第2遊星ギヤセットの作動要素のうち
の一部を入力軸、変速機ハウジングに可変及び固定連結
した作動要素に相互に連結させるための多数のクラッ
チ、ブレーキ、そしてワンウェイクラッチを含む自動変
速機のパワートレインにおいて、 前記クラッチのうち、少なくとも二つは複列化して配置
したことを特徴とする車両用自動変速機のパワートレイ
ン。 - 【請求項2】 前記ブレーキのうち、少なくとも二つは
リテーナを共有させたことを特徴とする請求項1に記載
の車両用自動変速機用パワートレイン。 - 【請求項3】 前記復列化して配置される二つのクラッ
チは、ある一つのクラッチピストンが他の一つのリテー
ナの機能を有することを特徴とする請求項1に記載の車
両用自動変速機用パワートレイン。 - 【請求項4】 前記復列化して配置される二つのクラッ
チは、一つのコイルスプリングを各々のリターンスプリ
ングとして共有させたことを特徴とする請求項1に記載
の車両用自動変速機のパワートレイン。 - 【請求項5】 前記第1及び第2遊星ギヤセットは、各
々サンギヤ、リングギヤ、そして遊星キャリアを含むシ
ングルピニオン遊星ギヤセットであり、 前記第1及び第2遊星ギヤセットを固定連結する作動要
素は、第1遊星ギヤセットの遊星キャリアと第2遊星ギ
ヤセットのリングギヤであり、 前記多数のクラッチは、前記第1遊星ギヤセットのサン
ギヤと第2遊星ギヤセットの遊星キャリア及びサンギヤ
をそれぞれ入力軸と可変連結する第1、2、3クラッチ
と、第2遊星ギヤセットの遊星キャリアを第1遊星ギヤ
セットのリングギヤと可変連結する第4クラッチとから
なり、 前記多数のブレーキは、前記第2遊星ギヤセットの遊星
キャリア及びサンギヤをそれぞれ変速機ハウジングに固
定連結する第1及び第2ブレーキからなり、 前記多数のワンウェイクラッチは、前記第2遊星ギヤセ
ットの遊星キャリアを変速機ハウジングと第1遊星ギヤ
セットのリングギヤと連結する第1及び第2ワンウェイ
クラッチからなり、 前記第1乃至第4クラッチのうちで、復列化して配置さ
れる前記二つのクラッチは、前記第2及び第3クラッチ
であることを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変
速機のパワートレイン。 - 【請求項6】 第1遊星ギヤセットと;前記第1遊星ギ
ヤセットの少なくとも一つの作動要素と固定連結される
少なくとも一つの作動要素を含む第2遊星ギヤセット
と;前記第1及び第2遊星ギヤセットの作動要素のうち
の一部を入力軸、変速機ハウジングに可変及び固定連結
した作動要素に連結させるための多数のクラッチ、ブレ
ーキ、そしてワンウェイクラッチを含む自動変速機のパ
ワートレインにおいて、 前記多数のワンウェイクラッチのうちで、第1ワンウェ
イクラッチのインナーレースが第2ワンウェイクラッチ
のアウターレースと共有させたことを特徴とする車両用
自動変速機のパワートレイン。 - 【請求項7】 前記第1ワンウェイクラッチのアウター
レースは、ハウジングに連結されることを特徴とする請
求項6に記載の車両用自動変速機のパワートレイン。 - 【請求項8】 前記第1ワンウェイクラッチのアウター
レースとハウジングとの連結は、スプライン結合によっ
て行われることを特徴とする請求項7に記載の車両用自
動変速機のパワートレイン。 - 【請求項9】 前記第2ワンウェイクラッチのアウター
レースは、前記多数のブレーキのうちの一つのリテーナ
の機能を有することを特徴とする請求項6に記載の車両
用自動変速機のパワートレイン。 - 【請求項10】 前記第1ワンウェイクラッチのインナ
ーレースと第2ワンウェイクラッチのアウターレース
は、一体に形成されず、互いに独立的に形成されてスプ
ライン連結されることを特徴とする請求項6に記載の車
両用自動変速機のパワートレイン。 - 【請求項11】 前記第1ワンウェイクラッチ及び第2
ワンウェイクラッチは、同心円の軸上に配置されること
を特徴とする請求項6に記載の車両用自動変速機のパワ
ートレイン。 - 【請求項12】 前記第1及び第2遊星ギヤセットは、
各々サンギヤ、リングギヤ、そして遊星キャリアを含む
シングルピニオン遊星ギヤセットであり、 前記第1及び第2遊星ギヤセットを固定連結する作動要
素は、第1遊星ギヤセットの遊星キャリアと第2遊星ギ
ヤセットのリングギヤであり、 前記多数のクラッチは、前記第1遊星ギヤセットのサン
ギヤと第2遊星ギヤセットの遊星キャリア及びサンギヤ
をそれぞれ入力軸と可変連結する第1、2、3クラッチ
と、第2遊星ギヤセットの遊星キャリアを第1遊星ギヤ
セットのリングギヤと可変連結する第4クラッチとから
なり、 前記多数のブレーキは、前記第2遊星ギヤセットの遊星
キャリア及びサンギヤをそれぞれ変速機ハウジングに固
定連結する第1及び第2ブレーキからなり、 前記第1及び第2ワンウェイクラッチは、前記第2遊星
ギヤセットの遊星キャリアを変速機ハウジングと第1遊
星ギヤセットのリングギヤと連結されることを特徴とす
る請求項6に記載の車両用自動変速機のパワートレイ
ン。
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2000
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