JP2004183886A - 車両用自動変速機の6速パワートレイン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1、2、3作動要素を備えた第1遊星ギアセット、第4、5、6作動要素を備えた第2遊星ギアセット、及び第7、8、9作動要素を備えた第3遊星ギアセットを含み、前記第1作動要素は、前記第4作動要素に固定連結されて、常に入力要素として作用し、前記第2作動要素は、前記第7作動要素に固定連結されて、常に出力要素として作用し、前記第3作動要素は、前記第8作動要素及び第9作動要素のいずれかに可変連結され、前記第5作動要素は、前記第9作動要素に可変連結され、前記第6作動要素は、常に固定され、前記第8作動要素は、入力軸に可変連結されると同時に、第1ブレーキによって可変停止し、前記第9作動要素は、第2ブレーキによって可変停止することを特徴とする。
【選択図】図15
Description
図1を参照して、米国特許1の6速パワートレインの構成を見てみると、一つのダブルピニオン遊星ギアセットPG1と、2つのシングルピニオン遊星ギアセットPG2、PG3とを組合わせ、第1遊星キャリアが入力軸2に固定連結され、第2遊星キャリア22が常に出力要素として作用する。
特に、前進6速(D6)を調べると、摩擦要素のスリップ速度の合計が大きすぎるため、耐久性に関する問題点は、前進6速でさらに大きいことが分かる。
図9を参照して、米国特許2の6速パワートレインの構成について説明する。一つのダブルピニオン遊星ギアセットG1と、2つのシングルピニオン遊星ギアセットG2、G3とを組合せ、入力軸Iは、第2、3サンギアS2、S3、第2遊星キャリアPC2、及び第1サンギアS1に、各々第1、2、3クラッチC1、C2、C3を介して連結され、第3遊星キャリアPC3が常に出力要素として作用し、第1遊星キャリアPC1は固定的に停止する。
特に、前進4速で、第1サンギアS1が入力軸の回転速度に比べて2倍以上の速度で回転する(図11を参照)。
さらに、出力要素を入力軸の方向に配置することによって、前輪駆動車両に容易に搭載することができ、特に、出力軸に直接連結される遊星ギアセットを入力軸の方向に配置することによって、前輪駆動車両で左右のドライブシャフトの長さの差を減らすことができ、その結果、トルクステア(torque steer)現象を減らすことができる。
図15に示すように、本発明の実施例による車両用自動変速機の6速パワートレインは、3つの第1、2、3遊星ギアセットPG1、PG2、PG3から構成される。
入力軸には、第1サンギアS1及び第2サンギアS2が各々固定連結され、第3遊星キャリアPC3が第3クラッチC3を介して入力軸に連結される。
第1遊星キャリアPC1と第3リングギアR3とは互いに固定連結され、前記第1遊星キャリアPC1は常に出力要素として作用する。
また、第3遊星キャリアPC3を可変停止するための第1ブレーキB1、そして第3サンギアS3を可変停止するための第2ブレーキB2が備えられる。
そして、第2遊星ギアセットの第2遊星キャリアPC2は、ハウジングに固定連結されて常に停止している。
図16に示すように、本発明の実施例による車両用自動変速機の6速パワートレインは、前進1速(D1)では第2クラッチC2及び第1ブレーキB1を、前進2速(D2)では第2クラッチC2及び第2ブレーキB2を、前進3速(D3)では第1クラッチC1及び第2クラッチC2を、前進4速(D4)では第2クラッチC2及び第3クラッチC3を、前進5速(D5)では第1クラッチC1及び第3クラッチC3を、前進6速(D6)では第3クラッチC3及び第2ブレーキB2を、そして後進変速段(R)では第1クラッチC1及び第1ブレーキB1を作動させることによって、前進6速及び後進1速の変速段を実現する。
図17は、本発明の実施例による車両用自動変速機の6速パワートレインの作動ノードを示した図面である。
図17に示すように、第1遊星ギアセットPG1の第1サンギアS1、第1遊星キャリアPC1、及び第1リングギアR1は、順にレバー線図上の3つの作動ノードN1、N2、N3を形成し、第3遊星ギアセットPG3の第3サンギアS3、第3リングギアR3、及び第3遊星キャリアPC3は、順にレバー線図上の3つの作動ノードN2、N3、N4を形成し、第2遊星ギアセットPG2の第2リングギアR2、第2遊星キャリアPC2、及び第2サンギアS2は、順にレバー線図上の3つの作動ノードN1、N4、N5を形成する。
図18は、本発明の実施例による車両用自動変速機の6速パワートレインの速度線図を示した図であって、より詳しくは、各遊星ギアセットのギア比が図19のように設定された場合の速度線図である。
また、第1遊星ギアセットPG1の第1サンギアS1は、入力軸に直接連結されているので、第1作動ノードN1は常に入力軸と同一速度で回転する。
さらに、前進1、2、3、4速では、第2クラッチC2が作動するので、第1遊星ギアセットPG1及び第3遊星ギアセットPG3は、N1、N2、N3、N4の4つの作動ノードを形成する。
このような前進1速では、入力要素は第1サンギアS1、反力要素は第3遊星キャリアPC3に連結された第1リングギアR1、そして出力要素は第1遊星キャリアPC1で各々形成されるので、第1速における動力の伝達には第1遊星ギアセットPG1だけが関与する。
このような前進2速では、第1、3遊星ギアセットPG1、PG3が動力の伝達に関与する。
このような前進3速では、第1、2、3遊星ギアセットPG1、PG2、PG3の全てが動力の伝達に関与する。
このような前進4速では、第1遊星ギアセットPG1が一体回転して動力を伝達するので、動力の伝達に関与して負荷を担当する遊星ギアセットは存在しない。
前進5速では、第1クラッチC1が作動するので、第3遊星ギアセットPG3の第3サンギアS3が第2遊星ギアセットPG2の第2リングギアR2と同一速度で回転し、このような状態で、第3クラッチC3が作動するので、第3遊星ギアセットPG3の第3遊星キャリアPC3が入力軸と同一速度で回転する。したがって、第3リングギアR3は、入力軸より速い速度で回転する。これによって、第3リングギアR3に固定連結された出力要素である第1遊星キャリアPC1もまた、第3リングギアR3と同一速度、即ち入力軸の回転速度より増速された速度で回転する(速度線“D5”を参照)。
このような前進6速では、第1遊星ギアセットは動力の伝達によって負荷を受けず、第3遊星ギアセットPG3だけが動力の伝達による負荷を担当する。
このような後進変速段では、第1遊星ギアセットは動力の伝達によって負荷を受けず、第2、3遊星ギアセットPG2、PG3が動力の伝達による負荷を担当する。
特に、図19(a)は、本発明の実施例による車両用自動変速機の6速パワートレインの細部仕様(即ち、各遊星ギアセットのギア比)を示した図表であり、図19(b)は、図19(a)の細部仕様によって本発明の実施例による車両用自動変速機の6速パワートレインによって提供される各変速段の変速比を示した図表であり、図20は、入力要素の回転速度に対する各作動要素の回転速度を変速段別に整理した図表であり、図21は、各変速段別に摩擦要素のスリップ速度を計算した結果表であり、図22は、各作動要素及び各摩擦要素にかかるトルクを変速段別に整理した図表であり、図23は、動力の伝達に関与して負荷を担当する遊星ギアセットを各変速段別に整理した図表である。
S1、S2、S3 :第1、2、3サンギア
PC1、PC2、PC3:第1、2、3遊星キャリア
R1、R2、R3 :第1、2、3リングギア
D1〜D5 :前進1速〜前進5速
B1、B2 :第1、2ブレーキ
N1、N2、N3、N4、N5:作動ノード
Claims (5)
- レバー線図上に順次ノードを形成する第1、2、3作動要素を備えた第1遊星ギアセット、レバー線図上に順次ノードを形成する第4、5、6作動要素を備えた第2遊星ギアセット、及びレバー線図上に順次ノードを形成する第7、8、9作動要素を備えた第3遊星ギアセットを含み、
前記第1作動要素は、前記第4作動要素に固定連結されると同時に、常に入力要素として作用し、
前記第2作動要素は、前記第7作動要素に固定連結されると同時に、常に出力要素として作用し、
前記第3作動要素は、前記第8作動要素及び第9作動要素のいずれか一つに第2クラッチを介して可変連結され、
前記第5作動要素は、前記第9作動要素に第1クラッチを介して可変連結され、
前記第6作動要素は、常に固定され、
前記第8作動要素は、入力軸に第3クラッチを介して可変連結されると同時に、第1ブレーキによって可変停止し、
前記第9作動要素は、第2ブレーキによって可変停止することを特徴とする、車両用自動変速機の6速パワートレイン。 - 前記第3作動要素が、第2クラッチを介して可変連結される作動要素は、前記第8作動要素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6速パワートレイン。
- 前記第1、2遊星ギアセットは、シングルピニオン遊星ギアセットであって、
前記第1、2、3作動要素は、第1遊星ギアセットのサンギア、遊星キャリア、及びリングギアに各々対応し、
前記第4、5、6作動要素は、第2遊星ギアセットのリングギア、遊星キャリア、及びサンギアに各々対応することを特徴とする、請求項2に記載の車両用自動変速機の6速パワートレイン。 - 前記第3遊星ギアセットは、ダブルピニオン遊星ギアセットであって、
前記7、8、9作動要素は、第3遊星ギアセットのサンギア、リングギア、及びキャリアに各々対応することを特徴とする、請求項2に記載の車両用自動変速機の6速パワートレイン。 - 前記第1、2、3遊星ギアセットは、第1、3、2遊星ギアセットの順に配列されることを特徴とする、請求項2に記載の車両用自動変速機の6速パワートレイン。
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