JP2006071089A - 自動変速機の６速パワートレイン - Google Patents

Abstract

【課題】 少数の摩擦要素で安定した耐久性を有する６速パワートレインを提供する。
【解決手段】 第１遊星ギアセット、第２遊星ギアセット、第３遊星ギアセット、入力軸、一つ以上の出力ギア、そして変速機ケースを含み、第１サンギア、第２遊星キャリア、第３サンギアは常に入力要素として作用し、第３遊星キャリア及び第１リングギアのうちのいずれか一つ以上の作動要素は、常に出力要素として作用し、固定連結された第１、２サンギアのうちのいずれか一つ以上は、入力軸に可変連結され、第１遊星キャリアは、入力軸に可変連結され、第１遊星キャリアは、変速機ケースに連結されることによって可変停止し、固定連結された第１、２サンギアのうちのいずれか一つ以上は、変速機ケースに連結されることによって可変停止し、第２リングギアは、変速機ケースに連結されることによって可変停止することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は自動変速機に関し、より詳しくは、複数の遊星ギアセットを組み合わせることによって、複数の変速段を有する自動変速機のパワートレインに関する。

通常、自動変速機の多段変速メカニズムは、複数の遊星ギアセットを組み合わせることによって構成され、このような複数の遊星ギアセットが組み合わされたパワートレインは、自動変速機に含まれたトルクコンバーターからトルクを受け、これを変速して出力軸に伝達する機能を有する。
変速機の変速段が多いほど、より適切な変速比の設計が可能であり、動力性能及び燃費の優れた車両にすることができるので、より多くの変速段を有する自動変速機が長年研究の対象となっていた。
また、同じ変速段を有する変速機の中でも、遊星ギアセットの組み合わせ方法によって、パワートレインの耐久性、動力伝達効率、大きさなどが異なるため、動力損失がなく、よりコンパクトなパワートレインの構成を開発する努力が続けられている。

自動変速機は、運転者が頻繁に変速を行う必要のある手動変速機と異なり、運転状態に応じて制御ユニットがパワートレインの作動を制御して変速を行うため、より多くの変速段を有するパワートレインを開発することは、自動変速機の性能向上の点で大きな価値がある。
従って、４速及び５速パワートレインに関する様々な研究が進められ、最近は前進６速及び後進１速を実現する自動変速機パワートレインが提供されている。

その一例として、米国特許第６、０７１、２０８号（２０００年６月６日；以下、“米国特許”と称する）の明細書に記載されたパワートレインが挙げられる。
図１６は前記米国特許のパワートレインを示し、図１７にその作動表を示す。
図１６の米国特許の６速パワートレイン構造では、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とを組み合わせ、第１遊星キャリア４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。

作動要素は、第１リングギア６と第３リングギア８、第２サンギア１２と第３サンギア１０、及び第２リングギア１６と第３遊星キャリア１４が各々固定連結される。一方、第１遊星キャリア４は、第１サンギア１８及び第３遊星キャリア１４に、各々第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を介して可変連結される。
また、固定連結された第２、３サンギア１２、１０を停止できるように第１ブレーキＢ１を備え、第３遊星キャリア１４を停止できるように第２ブレーキＢ２を備え、第１、３リングギア６、８を停止できるように第３ブレーキＢ３を備え、第１サンギア１８を停止できるように第４ブレーキＢ４を備える。

米国特許の６速パワートレイン構造は、２つのクラッチ及び４つのブレーキなど合わせて６つの摩擦要素を使用し、少ない摩擦要素で前進６速及び後進１速のパワートレインを実現することによって、より軽くてコンパクトな自動変速機となっている。
図１７は、米国特許のパワートレインの作動表を示し、図１８（ａ）乃至図２２は、図１７の作動表に基づいて米国特許のパワートレインを動作させた場合の作動状態を図表化したものである。

特に、図１８（ａ）は、米国特許の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１８（ｂ）は、図１８（ａ）の細部仕様によって米国特許の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１９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２０は、各変速段別に摩擦要素のスリップの速度を計算した結果表であり、図２１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２２は、動力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。

図１７に示すように米国特許のパワートレインは、第１速で第１、４ブレーキＢ１、Ｂ４を、第２速で第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１を、第３速で第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１を、第４速で第１、２クラッチＣ１、Ｃ２を、第５速で第２クラッチＣ２と第４ブレーキＢ４を、第６速で第２クラッチＣ２と第３ブレーキＢ３を各々作動させ、後進変速段では第２、４ブレーキＢ２、Ｂ４を作動させる。

次に、図１８（ａ）に示した各遊星ギアセットのギア比によって構成され、図１８（ｂ）に示す変速比を有する米国特許のパワートレインの各作動要素の作動状態について説明する。
（１）前進３速で、第１サンギア１８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１９を参照）のはもちろん、非作動摩擦要素である第４ブレーキＢ４にも、同じ速度でスリップが発生する（図２０を参照）。
通常、４速が１：１の変速比となる６速自動変速機の３速は、追越加速のときに頻繁に使用するため、高速回転要素が常に存在すると、自動変速機の耐久性が低下する。

（２）図２０を参照すると、全ての変速段で摩擦要素のスリップ速度が過多であるので、耐久性が低下するばかりか、動力損失を招くことが分かる。即ち、前進２速Ｄ２乃至前進６速Ｄ６で全般的に摩擦要素のスリップ速度を低下させる方向に改善する必要がある。
特に、前進６速Ｄ６では、摩擦要素のスリップ速度の合計が大きすぎるため、耐久性の問題点は、前進６速でさらに大きいことが分かる。
（３）図２２を参照して、動力の伝達に関与して負荷を担当する遊星ギアセットの個数を考えると、米国特許のパワートレインは、前進５、６速で二つ以上の遊星ギアセットが動力の伝達に関与することによって、動力伝達効率が低下するため、より高い動力伝達効率を提供する自動変速機のパワートレインを提供する必要がある。
米国特許第６、０７１、２０８号 特開２００４−３６０７７１号公報

本発明の目的は、少数の摩擦要素で安定した耐久性を有する６速パワートレインを提供することにある。

前記目的を達成するための本発明による一例の自動変速機の６速パワートレインは、第１サンギア、第１リングギア、第１遊星キャリアを作動要素として備えた第１遊星ギアセット、第２サンギア、第２リングギア、第２遊星キャリアを作動要素として備えた第２遊星ギアセット、第３サンギア、第３リングギア、第３遊星キャリアを作動要素として備えた第３遊星ギアセット、入力軸、一つ以上の出力ギア、そして変速機ケースを含み、前記第１サンギアは、前記第２サンギアに固定連結され、前記第２遊星キャリアは、第３リングギアに固定連結され、前記第３サンギアは、前記入力軸に固定連結されることによって常に入力要素として作用し、前記第３遊星キャリア及び前記第１リングギアのうちのいずれか一つ以上の作動要素は、前記一つ以上の出力ギアに固定連結されることによって常に出力要素として作用し、固定連結された前記第１、２サンギアのうちのいずれか一つ以上は、第１クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、前記第１遊星キャリアは、第２クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、前記第１遊星キャリアは、第１ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、固定連結された前記第１、２サンギアのうちのいずれか一つ以上は、第２ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、前記第２リングギアは、第３ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止することを特徴とする。

前記一つ以上の出力ギアは、第１出力ギア及び第２出力ギアを含み、前記第３遊星キャリア及び前記第１リングギアは、前記第１、２出力ギアに各々固定連結される。
また、前記入力軸に平行に配置される出力軸をさらに含み、前記第１出力ギア及び第２出力ギアは、前記出力軸に各々ギア結合することとすることができる。

前記第１、２、３遊星ギアセットは、前記第３遊星ギアセット、前記第２遊星ギアセット、そして前記第１遊星ギアセットの順序で配置され、前記第１、２クラッチは、前記第１遊星ギアセットに対して、前記第２遊星ギアセットの反対側に配置され、前記第２ブレーキは、前記第１遊星ギアセットと前記第２遊星ギアセットとの間に配置されることを特徴とする。

本発明による他の例の自動変速機の６速パワートレインは、レバー線図上に順次作動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作動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、レバー線図上に順次作動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、入力軸、一つ以上の出力ギア、そして変速機ケースを含み、前記第３作動要素は、前記第６作動要素に固定連結され、前記第５作動要素は、第９作動要素に固定連結され、前記第７作動要素は、前記入力軸に固定連結されることによって常に入力要素として作用し、前記第１作動要素及び前記第８作動要素のうちのいずれか一つ以上の作動要素は、前記一つ以上の出力ギアに固定連結されることによって常に出力要素として作用し、固定連結された前記第３、６作動要素のうちのいずれか一つ以上は、第１クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、前記第２作動要素は、第２クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、前記第２作動要素は、第１ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、固定連結された前記第３、６作動要素のうちのいずれか一つ以上は、第２ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、前記第４作動要素は、第３ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止することを特徴とする。

前記一つ以上の出力ギアは、第１出力ギア及び第２出力ギアを含み、前記第１作動要素及び前記第８作動要素は、前記第１、２出力ギアに各々固定連結されることを特徴とし、本発明による他の例の自動変速機の６速パワートレインは、前記入力軸に平行に配置される出力軸をさらに含み、前記第１出力ギア及び第２出力ギアは、前記出力軸に各々ギア結合することを特徴とする。

前記第１、２、３遊星ギアセットは、前記第３遊星ギアセット、前記第２遊星ギアセット、そして前記第１遊星ギアセットの順序で配置され、前記第１、２クラッチは、前記第１遊星ギアセットに対して、前記第２遊星ギアセットの反対側に配置され、前記第２ブレーキは、前記第１遊星ギアセットと前記第２遊星ギアセットとの間に配置されることを特徴とする。

本発明は、３つの遊星ギアセットを使用し、軽くてコンパクトな自動変速機を提供する。少数の摩擦要素で前進６速及び後進１速の変速段を実現しており、加速のときに頻繁に使用する変速段の作動要素の回転速度を低下させ、また、摩擦要素のスリップ速度を低下させ、さらに、動力の伝達経路を単純化することによって、耐久性を高めると同時に、動力損失を減らすことができる。
また、シングルピニオン遊星ギアセットを最大限活用することによって、動力伝達による損失を最小に止める。
さらに、２つの経路を通じて出力軸に回転力を伝達するため、出力トルクの分散が可能である。したがって、遊星ギアの作動要素の担当トルク分散が少なくなることによって、高容量の負荷に適する。

以下、本発明の実施例を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例による自動変速機の６速パワートレインの構成図である。
図１に示すように、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインは、第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の３つの遊星ギアセットから構成される。
第１遊星ギアセットＰＧ１はシングルピニオン遊星ギアセットであって、作動要素として第１サンギアＳ１、第１遊星キャリアＰＣ１、そして第１リングギアＲ１を含む。第１遊星キャリアＰＣ１には、第１リングギアＲ１と第１サンギアＳ１にギア結合する第１ピニオンギアＰ１が連結されている。

第２遊星ギアセットＰＧ２はシングルピニオン遊星ギアセットであって、作動要素として第２サンギアＳ２、第２遊星キャリアＰＣ２、そして第２リングギアＲ２を含む。第２遊星キャリアＰＣ２には、第２リングギアＲ２と第２サンギアＳ２にギア結合する第２ピニオンギアＰ２が連結されている。
第３遊星ギアセットＰＧ３はシングルピニオン遊星ギアセットであって、作動要素として第３サンギアＳ３、第３遊星キャリアＰＣ３、そして第３リングギアＲ３を含む。第３遊星キャリアＰＣ３には、第３リングギアＲ３と第３サンギアＳ３にギア結合する第３ピニオンギアＰ３が連結されている。

また、図１に示すように、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインは、エンジン（図示せず）から動力の伝達を受ける入力軸１００、パワートレインから動力を出力する第１、２出力ギア２１０、２２０、そして変速機ケース３００を備えている。
第１サンギアＳ１は、第２サンギアＳ２に固定連結される。
第２遊星キャリアＰＣ２は、第３リングギアＲ３に固定連結される。
第３サンギアＳ３は、入力軸１００に固定連結されることによって常に入力要素として作用する。

第１リングギアＲ１は、第１出力ギア２１０に固定連結されることによって常に出力要素として作用する。
第３遊星キャリアＰＣ３は、第２出力ギア２２０に固定連結されることによって常に出力要素として作用する。
固定連結された第１、２サンギアＳ１、Ｓ２は、第１クラッチＣ１を介して入力軸１００に可変連結される。
第１遊星キャリアＰＣ１は、第２クラッチＣ２を介して入力軸１００に可変連結される。
第１遊星キャリアＰＣ１は、第１ブレーキＢ１を介して変速機ケース３００に連結されることによって可変停止する。

固定連結された第１、２サンギアＳ１、Ｓ２は、第２ブレーキＢ２を介して変速機ケース３００に連結されることによって可変停止する。
第２リングギアＲ２は、第３ブレーキＢ３を介して変速機ケース３００に連結されることによって可変停止する。
また、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインは、入力軸１００に平行に配置される出力軸４００をさらに含み、第１出力ギア２１０及び第２出力ギア２２０は、出力軸４００に各々ギア結合する。
したがって、第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３を経由した回転力は、第１出力ギア２１０及び第２出力ギア２２０の二つの経路を通じて出力軸４００に伝達される。

図１に示すように、本発明の実施例による自動変速機のパワートレインにおいて、第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３は、第３遊星ギアセットＰＧ３、第２遊星ギアセットＰＧ２、そして第１遊星ギアセットＰＧ１の順序で配置される。
第１、２クラッチＣ１、Ｃ２は、第１遊星ギアセットＰＧ１に対して、第２遊星ギアセットＰＧ２とは反対側に配置される。
そして、第２ブレーキＢ２は、第１遊星ギアセットＰＧ１と第２遊星ギアセットＰＧと２の間に配置される。

以下、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの作動について、詳細に説明する。
図２は、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインを作動させるための作動表である。
図２に示すように、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインは、前進１速Ｄ１では第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を、前進２速Ｄ２では第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を、前進３速Ｄ３では第１クラッチＣ１及び第３ブレーキＢ３を、前進４速Ｄ４では第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３を、前進５速Ｄ５では第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を、そして前進６速Ｄ６では第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２を各々作動させる。

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。
図２に示す各変速段の変速比は、二つの出力要素である第３遊星キャリアＰＣ３及び第１リングギアＲ１のうち、第１リングギアＲ１を基準として計算された。
図２に示す各変速段の変速比は、第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のリングギア／サンギアのギア比が図１１（ａ）と同一であり、第３遊星キャリアＰＣ３の出力回転数が第１リングギアＲ１の出力回転数に比べて０．８２４倍になる場合に得られる値である。
第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のリングギア／サンギアのギア比が図１１（ａ）と異なる場合であっても、本発明の詳細な説明から、そのリングギア／サンギアのギア比に関する各変速段の変速比を当業者は容易に計算することができる。

図３は、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの作動ノード（Ｎ１乃至Ｎ７）を示すレバー線図である。
図３に示すように、第１遊星ギアセットＰＧ１の第１リングギアＲ１、第１遊星キャリアＰＣ１、そして第１サンギアＳ１は、レバー線図上に３つの順次作動ノードＮ３、Ｎ５、Ｎ７を形成する。
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、そして第２サンギアＳ２は、レバー線図上に３つの順次作動ノードＮ４、Ｎ６、Ｎ７を形成する。
第３遊星ギアセットＰＧ３の第３サンギアＳ３、第３遊星キャリアＰＣ３、そして第３リングギアＲ３は、レバー線図上に３つの順次作動ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ６を形成する。

前述のように、入力軸１００は、第１クラッチＣ１を介して第１、２サンギアＳ１、Ｓ２に可変連結されると同時に、第２クラッチＣ２を介して第１遊星キャリアＰＣ１に可変連結される。したがって、入力軸１００を通じて入力されるエンジン回転速度は、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２の作動によって、それぞれ第７ノードＮ７と第５ノードＮ５に伝達される。
そして、第１遊星キャリアＰＣ１は、第１ブレーキＢ１を介して変速機ケース３００に可変連結される。したがって、第１遊星キャリアＰＣ１が形成する第５ノードＮ５は、第１ブレーキＢ１によって可変停止する。

固定連結された第１、２サンギアＳ１、Ｓ２は、第２ブレーキＢ２を介して変速機ケース３００に可変連結される。したがって、第７ノードＮ７は、第２ブレーキＢ２の作動によって可変停止する。
第２リングギアＲ２は、第３ブレーキＢ３を介して変速機ケース３００に可変連結される。したがって、第２リングギアＲ２が形成する第４ノードＮ４は、第３ブレーキＢ３によって可変停止する。

以下に、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインが各変速段を形成する過程について、図４乃至図１０を参照して詳細に説明する。
図４乃至図１０で、Ｌ１は第１遊星ギアセットＰＧ１のレバー線を、Ｌ２は第２遊星ギアセットＰＧ２のレバー線を、そしてＬ３は第３遊星ギアセットＰＧ３のレバー線を各々示す。
第１サンギアＳ１と第２サンギアＳ２が固定連結されているので、第１遊星ギアセットＰＧ１のレバー線Ｌ１と第２遊星ギアセットＰＧ２のレバー線Ｌ２とは第７ノードＮ７で交わる。
第２遊星キャリアＰＣ２と第３リングギアＲ３が固定連結されているので、第２遊星ギアセットＰＧ２のレバー線Ｌ２と第３遊星ギアセットＰＧ３のレバー線Ｌ３は第６ノードＮ６で会うようになる。
そして、第３サンギアＳ３は入力軸に固定連結されているので、常に入力速度で回転する。

このような条件で、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２及び第１、２、３ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の作動可否によって第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のレバー線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の配置が決定される。
第１速では第３ブレーキＢ３が作動するので、図４に示すように、第４ノードＮ４の第２リングギアＲ２は停止する。また、第１ブレーキＢ１が作動するので第５ノードＮ５は停止する。
したがって、このような条件を満たすレバー線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の配置は、図４に示すようになる。
即ち、第２遊星ギアセットＰＧ２が形成する第４、６、７ノードＮ４、Ｎ６、Ｎ７に関しては、第４ノードＮ４は停止状態、第６、７ノードＮ６、Ｎ７は負の速度で回転する。

第１遊星ギアセットＰＧ１が形成する第３、５、７ノードＮ３、Ｎ５、Ｎ７に関しては、負の速度で回転する第７ノードＮ７と停止状態である第５ノードＮ５とを連結することによって、レバー線Ｌ１が形成される。したがって、第３ノードＮ３上の出力要素である第１リングギアＲ１は低い速度で回転する。
また、第３遊星ギアセットＰＧ３のレバー線Ｌ３は、図４に示すように、右側下方に傾いて形成される。したがって、第２ノードＮ２上の出力要素である第３遊星キャリアＰＣ３は、入力軸１００の回転速度に比べて非常に低い速度で回転する。
このような第１速では、変速のための動力伝達経路に第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の全てが関与する。

第２速でも第３ブレーキＢ３が作動するので、図５に示すように、第４ノードＮ４の第２リングギアＲ２は停止する。また、第２ブレーキＢ２が作動するので、第７ノードＮ７が停止する。
したがって、第４ノードＮ４及び第７ノードＮ７が全て停止するので、第２遊星ギアセットＰＧ２のレバー線Ｌ２は停止状態で水平線を描くようになる。これは第２遊星ギアセットＰＧ２の第６ノードＮ６も停止することを意味する。
第３遊星ギアセットＰＧ３のレバー線Ｌ３は、第１速に比べて反時計方向に多少回転した状態となる。そのため、出力要素である第３遊星キャリアＰＣ３は、第１速に比べて高速度で回転する。

第２速で、第１リングギアＲ１の回転速度は、第３遊星キャリアＰＣ３の回転速度に比例して形成される。つまり、第２速での第１リングギアＲ１の回転速度は、第３遊星キャリアＰＣ３の回転速度の１／０．８２４倍になる。
このような第２速では、第２遊星ギアセットＰＧ２が停止した状態であるので、変速のための動力伝達経路には第３遊星ギアセットＰＧ３が関与する。
第３速でも第３ブレーキＢ３が作動するので、図６に示すように、第４ノードＮ４の第２リングギアＲ２は停止する。また、第１クラッチＣ１が作動するので、第７ノードＮ７もまた、入力軸１００と同一の速度で回転する。
したがって、停止した第４ノードＮ４及び入力速度で回転する第７ノードＮ７によって、第２遊星ギアセットＰＧ２のレバー線Ｌ２が決定される。このような第２遊星ギアセットＰＧ２のレバー線Ｌ２上の第６ノードＮ６によって、第３遊星ギアセットＰＧ３のレバー線Ｌ３が決定される。

このような第３遊星ギアセットＰＧ３のレバー線Ｌ３は、第２速に比べて反時計方向に多少回転した状態となる。したがって、出力要素である第３遊星キャリアＰＣ３は、第２速に比べて高速度で回転する。
第２速で、第１リングギアＲ１の回転速度は、第３遊星キャリアＰＣ３の回転速度の１／０．８２４倍に形成される。
このような第３速では、動力伝達経路には第２、３遊星ギアセットＰＧ２、ＰＧ３が関与する。
第４速でも第３ブレーキＢ３が作動するので、図７に示すように、第４ノードＮ４の第２リングギアＲ２は停止する。また、第２クラッチＣ２が作動するので、第５ノードＮ５もまた、入力軸１００と同一速度で回転する。

したがって、このような条件を満たすレバー線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の配置は、図７に示すようになる。
即ち、第２遊星ギアセットＰＧ２のレバー線Ｌ２は、第３速に比べて反時計方向に回転した状態となる。同様に、第３遊星ギアセットＰＧ３のレバー線Ｌ３もまた、第３速に比べて反時計方向に回転した状態となる。したがって、出力要素である第３遊星キャリアＰＣ３と第１リングギアＲ１は第３速に比べて高速度で回転する。
このような第４速では、変速のための動力伝達経路に第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の全てが関与する。

第５速では第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が作動する。したがって、図８に示すように、第５ノードＮ５及び第７ノードＮ７は、入力軸１００と同一速度で回転する。
したがって、第１遊星ギアセットＰＧ１のレバー線Ｌ１は、入力軸１００回転速度の高さで水平に配置されるようになる。これは第１遊星ギアセットＰＧ１が入力速度で一体に回転することを意味する。
したがって、第３ノードＮ３もまた、入力速度で回転し、したがって、入力速度は変速なしで第１リングギアＲ１を通じて出力される。

第５速で、第３遊星キャリアＰＣ３の回転速度は、第１リングギアＲ１の回転速度の０．８２４倍に形成される。
このような第５速では、第１、２、３遊星ギアセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３のいずれも、変速のための動力伝達経路に関与しない。つまり、第１遊星ギアセットＰＧ１が一体に回転し、速度変化なしで入力速度をそのまま出力する。
第６速では第２クラッチＣ２が作動するので、図９に示すように、第５ノードＮ５は入力軸１００と同一速度で回転する。ただし、第２ブレーキＢ２が作動するので、第７ノードＮ７は停止する。
したがって、停止した第７ノードＮ７及び入力速度で回転する第５ノードＮ５によって、第１遊星ギアセットＰＧ１のレバー線Ｌ１が決定される。
第１遊星ギアセットＰＧ１のレバー線Ｌ１上の第３ノードＮ３は、入力速度より速い速度で回転する。これは出力要素である第１リングギアＲ１の出力速度が入力速度に比べて増速された状態であることを意味する。
このような第６速では、変速のための動力伝達経路に第１遊星ギアセットＰＧ１だけが関与する。

後進変速段では、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１が作動する。したがって、図１０に示すように、停止した第５ノードＮ５及び入力速度で回転する第７ノードＮ７によって、第１遊星ギアセットＰＧ１のレバー線Ｌ１が決定される。
第１遊星ギアセットＰＧ１のレバー線Ｌ１上の第３ノードＮ３は、図１０に示すように、負の速度で回転、即ち、逆回転する。
このような後進変速段では、変速のための動力伝達経路に第１遊星ギアセットＰＧ１だけが関与する。

図１１乃至図１５は、図２の作動表に基づいて本発明の実施例のパワートレインを動作させた場合の作動状態を図表化したものである。
特に図１１（ａ）は、本発明の実施例のパワートレインの細部仕様（つまり、各遊星ギアセットのギア比）を示し、図１１（ｂ）は、図１８（ａ）の細部仕様によって本発明の実施例のパワートレインで提供される各変速段の変速比を表示した図表であり、図１２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１３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１４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１５は動力伝達に関与して負荷を担当する遊星ギアを各変速段別に整理したものである。

図１５は、本発明の実施例のパワートレインの作動に関する説明から明らかに理解でき、図１２乃至図１４の各数値は、本発明の実施例のパワートレインの構成及び作動表から当業者が容易に計算することができる。
通常、追越加速のときには自動変速機に高負荷の動力が入力される。本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインでは、追越加速のときに頻繁に使用する第２、３速で、入力速度より高速回転する作動要素がない（図１２参照）。
したがって、非作動摩擦要素のスリップ速度もまた、入力軸回転速度より低下することが分かる（図１３参照）。

図１３及び図２０を比較すると、本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインは、前進第２速乃至第６速にわたって全般的に（特に、高速走行のときに頻繁に使用する前進６速で）米国特許のパワートレインに比べて非作動摩擦要素のスリップ速度が低下することが分かる。
一方、変速のための動力伝達経路に関与する遊星ギアセットの個数が多いほど、これによる動力損失が増加する。図１５と図２２を比較すると、本発明の実施例のパワートレインは複数の変速段で、変速のため動力伝達に関与する遊星ギアセット個数が少なく、動力伝達効率の高いことが分かる。
また、各変速段での遊星ギア作動要素の担当トルクの分散が少なくなることによって、高容量の負荷に適することが分かる。

以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの構成図である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインを作動させるための作動表である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの作動ノード（Ｎ１乃至Ｎ７）を示すレバー線図である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの第１速での速度線図を示した図面である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの第２速での速度線図を示した図面である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの第３速での速度線図を示した図面である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの第４速での速度線図を示した図面である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの第５速での速度線図を示した図面である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの第６速での速度線図を示した図面である。 本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインの後進変速段での速度線図を示した図面である。 特定のギア比に関して本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインを作動させた場合の作動状態を図表化した図面である。 特定のギア比に関して本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインを作動させた場合の作動状態を図表化した図面である。 特定のギア比に関して本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインを作動させた場合の作動状態を図表化した図面である。 特定のギア比に関して本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインを作動させた場合の作動状態を図表化した図面である。 特定のギア比に関して本発明の実施例による自動変速機の６速パワートレインを作動させた場合の作動状態を図表化した図面である。 従来の技術による６速パワートレインの一例を示した図面である。 図１６による６速パワートレインを作動させるための作動表である。 図１７の作動表に基づいて図１６のパワートレインを動作させた場合の作動状態を図表化した図面である。 図１７の作動表に基づいて図１６のパワートレインを動作させた場合の作動状態を図表化した図面である。 図１７の作動表に基づいて図１６のパワートレインを動作させた場合の作動状態を図表化した図面である。 図１７の作動表に基づいて図１６のパワートレインを動作させた場合の作動状態を図表化した図面である。 図１７の作動表に基づいて図１６のパワートレインを動作させた場合の作動状態を図表化した図面である。

符号の説明

１００ 入力軸
２１０、２２０ 第１、２出力ギア
３００ 変速機ケース
４００ 出力軸
ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３ 第１、２、３遊星ギアセット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 第１、２、３、４サンギア
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３ 第１、２、３、４遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 第１、２、３、４リングギア
Ｄ１〜Ｄ６ 前進１速〜前進６速
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４ 第１、２、３、４ブレーキ
Ｃ１、Ｃ２ 第１、２クラッチ
Ｎ１〜Ｎ７ 作動ノード

Claims (12)

1. 第１サンギア、第１リングギア、第１遊星キャリアを作動要素として備えた第１遊星ギアセット、第２サンギア、第２リングギア、第２遊星キャリアを作動要素として備えた第２遊星ギアセット、第３サンギア、第３リングギア、第３遊星キャリアを作動要素として備えた第３遊星ギアセット、入力軸、一つ以上の出力ギア、そして変速機ケースを含み、
   前記第１サンギアは、前記第２サンギアに固定連結され、
   前記第２遊星キャリアは、第３リングギアに固定連結され、
   前記第３サンギアは、前記入力軸に固定連結されることによって常に入力要素として作用し、
   前記第３遊星キャリア及び前記第１リングギアのうちのいずれか一つ以上の作動要素は、前記一つ以上の出力ギアに固定連結されることによって常に出力要素として作用し、
   固定連結された前記第１、２サンギアのうちのいずれか一つ以上は、第１クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、
   前記第１遊星キャリアは、第２クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、
   前記第１遊星キャリアは、第１ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、
   固定連結された前記第１、２サンギアのうちのいずれか一つ以上は、第２ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、
   前記第２リングギアは、第３ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止することを特徴とする自動変速機の６速パワートレイン。
2. 前記一つ以上の出力ギアは、第１出力ギア及び第２出力ギアを含み、
   前記第３遊星キャリア及び前記第１リングギアは、前記第１、２出力ギアに各々固定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の６速パワートレイン。
3. 前記入力軸に平行に配置される出力軸をさらに含み、
   前記第１出力ギア及び第２出力ギアは、前記出力軸に各々ギア結合することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の６速パワートレイン。
4. 前記第１、２、３遊星ギアセットは、前記第３遊星ギアセット、前記第２遊星ギアセット、そして前記第１遊星ギアセットの順序で配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の６速パワートレイン。
5. 前記第１、２クラッチは、前記第１遊星ギアセットに対して、前記第２遊星ギアセットの反対側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の６速パワートレイン。
6. 前記第２ブレーキは、前記第１遊星ギアセットと前記第２遊星ギアセットとの間に配置されることを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の６速パワートレイン。
7. レバー線図上に順次作動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作動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、レバー線図上に順次作動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、入力軸、出力ギア、そして変速機ケースを含み、
   前記第３作動要素は、前記第６作動要素に固定連結され、
   前記第５作動要素は、第９作動要素に固定連結され、
   前記第７作動要素は、前記入力軸に固定連結されることによって常に入力要素として作用し、
   前記第１作動要素及び前記第８作動要素のうちのいずれか一つ以上の作動要素は、前記一つ以上の出力ギアに固定連結されることによって常に出力要素として作用し
   固定連結された前記第３、６作動要素のうちのいずれか一つ以上は、第１クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、
   前記第２作動要素は、第２クラッチを介して前記入力軸に可変連結され、
   前記第２作動要素は、第１ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、
   固定連結された前記第３、６作動要素のうちのいずれか一つ以上は、第２ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止し、
   前記第４作動要素は、第３ブレーキを介して前記変速機ケースに連結されることによって可変停止することを特徴とする自動変速機の６速パワートレイン。
8. 前記一つ以上の出力ギアは、第１出力ギア及び第２出力ギアを含み、
   前記第１作動要素及び前記第８作動要素は、前記第１、２出力ギアに各々固定連結されることを特徴とする請求項７に記載の自動変速機の６速パワートレイン。
9. 前記入力軸に平行に配置される出力軸をさらに含み、
   前記第１出力ギア及び第２出力ギアは、前記出力軸に各々ギア結合することを特徴とする請求項８に記載の自動変速機の６速パワートレイン。
10. 前記第１、２、３遊星ギアセットは、前記第３遊星ギアセット、前記第２遊星ギアセット、そして前記第１遊星ギアセットの順序で配置されることを特徴とする請求項７に記載の自動変速機の６速パワートレイン。
11. 前記第１、２クラッチは、前記第１遊星ギアセットに対して、前記第２遊星ギアセットの反対側に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の自動変速機の６速パワートレイン。
12. 前記第２ブレーキは、前記第１遊星ギアセットと前記第２遊星ギアセットとの間に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の自動変速機の６速パワートレイン。

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