JP2007071287A - Seven speed power train of automatic transmission for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車両用自動変速機の7速パワートレインに関する。 The present invention relates to a seven-speed powertrain for a vehicle automatic transmission.
車両用自動変速機のパワートレインは、各自動車メーカーによって異なる形式で開発されて適用されているが、現在一般的に使用されている自動変速機は、4速及び5速変速機が主流をなしている。そして、最近は、6速自動変速機が開発されて一部の車両に適用される一方で、7速自動変速機の開発が活発に行われているのが実情である。 Powertrains for automatic transmissions for vehicles have been developed and applied in different formats by various automobile manufacturers, but currently the most commonly used automatic transmissions are mainly 4-speed and 5-speed transmissions. ing. Recently, a 6-speed automatic transmission has been developed and applied to some vehicles, while a 7-speed automatic transmission is being actively developed.
その一例として、図5のように、一つのシングルピニオン遊星ギヤセットとラヴィニュータイプの複合遊星ギヤセットとを3個のクラッチ及び3個のブレーキを通じて組み合わせて7速変速を可能に構成したものがある。
より具体的には、入力側から複合遊星ギヤセット202、シングルピニオン遊星ギヤセット200の順に配置し、シングルピニオン遊星ギヤセット200の第1遊星キャリア(PC1)を常に入力要素として作動するように入力軸204と直接的に連結した。そして、シングルピニオン遊星ギヤセット200の第1リングギヤ(R1)を第1クラッチ(C1)を介在して複合遊星ギヤセット202の第3サンギヤ(S3)と連結すると同時に、第2クラッチ(C2)を介在して複合遊星ギヤセット202の第2サンギヤ(S2)に可変的に連結した。
As an example, as shown in FIG. 5, a single pinion planetary gear set and a lavigne type compound planetary gear set are combined through three clutches and three brakes to enable a seven-speed shift.
More specifically, the composite planetary gear set 202 and the single pinion
また、複合遊星ギヤセット202の第3遊星キャリア(PC3)を選択的に入力要素として作動するように第3クラッチ(C3)を介在して入力軸204と連結すると同時に、反対側の第2遊星キャリア(PC2)を選択的に反力要素として作動するように第1ブレーキ(B1)を介在して変速機ケース206に可変的に連結した。そして、複合遊星ギヤセット202の第3リングギヤ(R3)を出力要素として作動するように出力ギヤ208と連結した。
Further, the second planet carrier on the opposite side is simultaneously connected to the
また、複合遊星ギヤセット202の第2遊星キャリア(PC2)は、変速機ケース206との間に、ワンウェイクラッチ(OWC)を介在して連結し、逆回転を防止することができるようにし、第2クラッチ(C2)と複合遊星ギヤセット202の第2サンギヤ(S2)との間は、第2ブレーキ(B2)を介在して変速機ケース206と連結し、複合遊星ギヤセット202の第2サンギヤ(S2)が選択的に反力要素として作動するようにした。そして、シングルピニオン遊星ギヤセット200の第1サンギヤ(S1)は、第3ブレーキ(B3)を介在して変速機ケース206と連結し、シングルピニオン遊星ギヤセット200の第1サンギヤ(S1)が選択的に反力要素として作動するように構成した。
In addition, the second planet carrier (PC2) of the compound
前記構成のパワートレインは、図6のように、第1速では第1クラッチ(C1)及び第1、3ブレーキ(B1、B3)が作動して変速が行われ、第2速では第1速の状態で第1ブレーキ(B1)の作動が解除されながら第2ブレーキ(B2)が作動して変速が行われる。
第3速では第2速の状態で第2ブレーキ(B2)の作動が解除されながら第2クラッチ(C2)が作動して変速が行われ、第4速では第3速の状態で第2クラッチ(C2)の作動が解除されながら第3クラッチ(C3)が作動して変速が行われる。
As shown in FIG. 6, the power train having the above-described configuration is operated at the first speed by operating the first clutch (C1) and the first and third brakes (B1, B3), and at the second speed, the first speed. In this state, the second brake (B2) is operated while the operation of the first brake (B1) is released, and a shift is performed.
At the third speed, the second clutch (C2) is operated while releasing the operation of the second brake (B2) in the second speed state, and the second clutch is operated at the fourth speed. While the operation of (C2) is released, the third clutch (C3) is operated to perform a shift.
第5速では第4速の状態で第3ブレーキ(B3)の作動が解除されながら第2クラッチ(C2)が作動して変速が行われ、第6速では第5速の状態で第1クラッチ(C1)の作動が解除されながら第3ブレーキ(B3)が作動して変速が行われる。
第7速では第6速の状態で第2クラッチ(C2)の作動が解除されながら第2ブレーキ(B2)が作動して変速が行われ、後進変速段では第2クラッチ(C2)及び第1、3ブレーキ(B1、B3)が作動して変速が行われる。
At the seventh speed, the second brake (B2) is operated while the operation of the second clutch (C2) is released in the sixth speed state, and a shift is performed. At the reverse speed, the second clutch (C2) and the first clutch The three brakes (B1, B3) are actuated to change the speed.
このようなパワートレインは、前進7速及び後進1速を実現することはできるが、第3ブレーキの配置位置が実際のレイアウト設計時に第1、2クラッチに作動圧を供給する流路を妨害するため、実用化には問題点がある。
また、半径方向にサイズが大きいラヴィニュータイプの複合遊星ギヤセットを適用するため、ドラッグトルクに不利であり、作動要素が多くて制御が難しく、遊星ギヤの耐久力が劣るため、生産性及び設計自由度の確保に不利であるという問題点がある。
Such a power train can achieve 7 forward speeds and 1 reverse speed, but the arrangement position of the third brake obstructs the flow path for supplying the operating pressure to the first and second clutches in the actual layout design. Therefore, there is a problem in practical use.
Also, since a lavigne type compound planetary gear set with a large size in the radial direction is applied, it is disadvantageous for drag torque, difficult to control due to many operating elements, and the durability of the planetary gear is inferior, so productivity and design freedom There is a problem that it is disadvantageous for securing the degree.
従って、本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、従来の6速パワートレインの3個のシングルピニオン遊星ギヤセットの組み合わせに1個のクラッチを追加するだけで7速自動変速機のパワートレインを実現し、これによってギヤ比及び段間比の構造に有利であって、変速時の作動要素を減少させて変速感が向上した前進7段化を簡単に実現することができる7速自動変速機を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to provide one clutch for a combination of three single pinion planetary gear sets of a conventional six-speed power train. A 7-speed automatic transmission powertrain is achieved by simply adding a gear, which is advantageous to the gear ratio and inter-step ratio structure, and reduces the number of operating elements at the time of shifting to improve shifting feeling. An object of the present invention is to provide a seven-speed automatic transmission that can be easily realized.
本発明の他の目的は、シングルピニオン遊星ギヤセットだけを組み合わせて遊星ギヤの耐久力を向上させることによって、生産性及び設計自由度を確保し、前進4、5、6、7変速段で3段以内のスキップシフト(skip shift)を可能にし、応答性を向上させることによって、自動変速機の性能を向上させることができるようにした車両用7速自動変速機を提供することにある。 Another object of the present invention is to improve productivity and design freedom by combining only a single pinion planetary gear set to improve the durability of the planetary gear, and to achieve three speeds in forward 4, 5, 6, and 7 shift speeds. It is an object of the present invention to provide a vehicular 7-speed automatic transmission capable of improving the performance of an automatic transmission by enabling a skip shift within the range and improving the responsiveness.
前記目的を実現するために、本発明は、第1サンギヤ、第1リングギヤ、第1遊星キャリアをその作動部材として含む第1シングルピニオン遊星ギヤセットと、第2サンギヤ、第2リングギヤ、第2遊星キャリアをその作動部材として含む第2シングルピニオン遊星ギヤセットと、第3サンギヤ、第3リングギヤ、第3遊星キャリアをその作動部材として含む第3シングルピニオン遊星ギヤセットとを含み、前記第1、2、3シングルピニオン遊星ギヤセットが入力軸上に配置され、第1、2、3ブレーキ及び第1、2、3クラッチを含む複数の摩擦要素が組み合わされて構成される車両用自動変速機の7速パワートレインにおいて、前記第1リングギヤは前記第2遊星キャリアの1側に固定的に連結され、前記第2リングギヤは前記第3遊星キャリアの1側に固定的に連結され、前記第3リングギヤの1側は前記第1遊星キャリアに固定的に連結され、前記第2遊星キャリアは、他側で入力軸との間に、第4速、第6速、及び第7速で作動する前記第1クラッチを介在して選択的に連結されるようにし、前記第1サンギヤは、入力軸と変速機ケースとの間に、各々第5、6速で作動する前記第2クラッチと第1速乃至第4速で作動する前記第1ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、前記第2サンギヤは、常に入力要素として作動するように入力軸に固定的に連結し、前記第3遊星キャリアは、他側で後進時に作動する前記第2ブレーキと第1速で作動するワンウェイクラッチとを介在して変速機ケースに選択的に固定及び連結されるようにし、前記第3サンギヤは、入力軸と前記変速機ケースとの間に、各々第3速及び後進時に作動する前記第3クラッチと第2速、第5速、及び第7速で作動する前記第3ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、第3リングギヤは、他側で出力ギヤと連結されて構成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a first single pinion planetary gear set including a first sun gear, a first ring gear, and a first planet carrier as operating members, a second sun gear, a second ring gear, and a second planet carrier. , A second single pinion planetary gear set including a third sun gear, a third ring gear, and a third planet carrier as its operation members, and the first, second, third single In a seven-speed power train of an automatic transmission for a vehicle in which a pinion planetary gear set is arranged on an input shaft and is configured by combining a plurality of friction elements including first, second and third brakes and first, second and third clutches The first ring gear is fixedly connected to one side of the second planet carrier, and the second ring gear is connected to the third planetary carrier. Fixedly connected to one side of the carrier, one side of the third ring gear is fixedly connected to the first planet carrier, and the second planet carrier is connected to the input shaft on the other side in a fourth The first sun gear is connected between the input shaft and the transmission case in a fifth manner, with the first clutch operating at a speed, a sixth speed, and a seventh speed. The second sun gear is always connected to and fixed via the second clutch that operates at the sixth speed and the first brake that operates at the first to fourth speeds. The third planet carrier is connected to the transmission case through the second brake that operates at the reverse side and the one-way clutch that operates at the first speed. The third support is selectively fixed and connected. The gear includes, between the input shaft and the transmission case, the third clutch that operates at the third speed and reverse, respectively, and the third brake that operates at the second speed, the fifth speed, and the seventh speed. The third ring gear is configured to be connected to and fixed to the output gear on the other side so as to be selectively connected and fixed through an intervening state.
前記第3クラッチ及び第2、3ブレーキは変速機ケース内の前側に配置され、第1、第2クラッチ及び第1ブレーキは変速機ケース内の後側に配置され、前記ワンウェイクラッチは、第2ブレーキと共に変速機ケース内に並列に配置されて第3遊星キャリアに連結される。
ここで、前側は入力側に近い方を、後側は入力側から遠い方を示す。
The third clutch and the second and third brakes are arranged on the front side in the transmission case, the first and second clutches and the first brake are arranged on the rear side in the transmission case, and the one-way clutch is It is arranged in parallel with the brake in the transmission case and connected to the third planet carrier.
Here, the front side indicates a direction closer to the input side, and the rear side indicates a direction far from the input side.
第1速では前記第1ブレーキ及び前記ワンウェイクラッチが作動し、第2速では前記第1ブレーキ及び前記第3ブレーキが作動し、第3速では前記第1ブレーキ及び前記第3クラッチが作動し、第4速では前記第1ブレーキ及び前記第1クラッチが作動し、第5速では前記第2クラッチ及び前記第3ブレーキが作動し、第6速では前記第1クラッチ及び前記第2クラッチが作動し、第7速では前記第1クラッチ及び前記第3ブレーキが作動し、後進変速段では前記第3クラッチ及び第2ブレーキが作動する。
前記各摩擦要素の作動制御によって、前進4、5、6、7変速段では3段以内のスキップシフトが可能である。
At the first speed, the first brake and the one-way clutch are operated, at the second speed, the first brake and the third brake are operated, and at the third speed, the first brake and the third clutch are operated, In the fourth speed, the first brake and the first clutch are operated, in the fifth speed, the second clutch and the third brake are operated, and in the sixth speed, the first clutch and the second clutch are operated. In the seventh speed, the first clutch and the third brake are operated, and in the reverse speed, the third clutch and the second brake are operated.
By the operation control of each friction element, a skip shift within 3 speeds is possible at the forward 4, 5, 6, 7 shift speeds.
本発明の実施形態によるパワートレインは、体積及び重量の面で有利な従来の6速パワートレインの3個のシングルピニオン遊星ギヤセットの組み合わせに1個のクラッチを追加するだけで、ギヤ比及び段間比の構造に有利で、運転性が向上し、変速時の作動要素を減少させて、簡単に前進7段化を実現することができる。
また、シングルピニオン遊星ギヤセットだけを組み合わせて遊星ギヤの耐久力を向上させ、生産性及び設計自由度を確保し、また、前進4、5、6、7変速段で3段以内のスキップシフトを可能にし、応答性を向上させることによって、自動変速機の性能を向上させることができる。
さらに、第3ブレーキの位置を前側に配置して、実際のレイアウト設計時に第1、2クラッチに作動圧を供給する流路を妨害する従来の問題点を解消することができる等の効果がある。
The power train according to the embodiment of the present invention can be achieved by simply adding one clutch to the combination of three single pinion planetary gear sets of the conventional 6-speed power train, which is advantageous in terms of volume and weight. The ratio structure is advantageous, the drivability is improved, the operating elements at the time of shifting are reduced, and the forward seven-stage can be realized easily.
Also, combining only a single pinion planetary gear set improves the durability of the planetary gears, ensuring productivity and design freedom, and allows skip shifts of up to 3 steps at forward 4, 5, 6, and 7 shift stages. In addition, by improving the responsiveness, the performance of the automatic transmission can be improved.
Furthermore, there is an effect that the position of the third brake is arranged on the front side, and the conventional problems that obstruct the flow path for supplying the operating pressure to the first and second clutches at the time of actual layout design can be solved. .
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面を参照してさらに詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態によるパワートレインの構成図であって、本発明の実施形態によるパワートレインは、トルクコンバーターを通してエンジンの出力側に連結される入力軸2上に第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3が後側から前側に組合わせて配置される。
ここで、前側は入力側に近い方を、後側は入力側から遠い方を示す。
第1遊星ギヤセットPG1は第1サンギヤS1、第1リングギヤR1、及びこれら第1サンギヤS1と第1リングギヤR1との間に噛合う第1遊星ギヤP1を回転可能に支持する第1遊星キャリアPC1をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットからなる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a power train according to an embodiment of the present invention. The power train according to an embodiment of the present invention includes first, second, third, and third components on an
Here, the front side indicates a direction closer to the input side, and the rear side indicates a direction far from the input side.
The first planetary gear set PG1 includes a first planetary carrier PC1 that rotatably supports a first sun gear S1, a first ring gear R1, and a first planetary gear P1 engaged between the first sun gear S1 and the first ring gear R1. It consists of a single pinion planetary gear set included as an operating member.
第2遊星ギヤセットPG2は第2サンギヤS2、第2リングギヤR2、及びこれら第2サンギヤS2と第2リングギヤR2との間に噛合う第2遊星ギヤP2を回転可能に支持する第2遊星キャリアPC2をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットからなる。
第3遊星ギヤセットPG3は第3サンギヤS3、第3リングギヤR3、及びこれら第3サンギヤS3と第3リングギヤR3との間に噛合う第3遊星ギヤP3を回転可能に支持する第3遊星キャリアPC3をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットからなる。
The second planetary gear set PG2 includes a second planetary carrier PC2 that rotatably supports the second sun gear S2, the second ring gear R2, and the second planetary gear P2 engaged between the second sun gear S2 and the second ring gear R2. It consists of a single pinion planetary gear set included as an operating member.
The third planetary gear set PG3 includes a third sun gear S3, a third ring gear R3, and a third planet carrier PC3 that rotatably supports the third planetary gear P3 meshing between the third sun gear S3 and the third ring gear R3. It consists of a single pinion planetary gear set included as an operating member.
第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の配列は、変速機の後側から前側に第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の順に配置される。
第1リングギヤR1及び第2遊星キャリアPC2、第2リングギヤR2及び第3遊星キャリアPC3、第1遊星キャリアPC1及び第3リングギヤR3は各々固定的に連結される。
そして、入力軸2には第2サンギヤS2が固定的に連結されて常時入力要素として作動する。
第1サンギヤS1、第3サンギヤS3、及び第1リングギヤR1は入力軸2に各々第2クラッチC2、第3クラッチC3、第1クラッチC1を介在して連結されることによって、選択的に入力要素として作動する。
The first, second and third planetary gear sets PG1, PG2 and PG3 are arranged in the order of the first, second and third planetary gear sets PG1, PG2 and PG3 from the rear side to the front side of the transmission.
The first ring gear R1 and the second planet carrier PC2, the second ring gear R2 and the third planet carrier PC3, the first planet carrier PC1 and the third ring gear R3 are fixedly connected.
The second sun gear S2 is fixedly connected to the
The first sun gear S1, the third sun gear S3, and the first ring gear R1 are selectively connected to the
ここで、第1サンギヤS1及び第3サンギヤS3は、変速機ケース4に各々第1ブレーキB1及び第3ブレーキB3を介在して連結されることによって、選択的に固定要素として作動する。
また、第3遊星キャリアPC3は、変速機ケース4に並列配置される第2ブレーキB2及びワンウェイクラッチOWCを介在して連結されることによって、可変的に固定要素として作動する。
第3リングギヤR3には出力ギヤ6が装着されて、常に出力要素として作動する。
前記構成によって、第1、2クラッチC1、C2及び第1ブレーキB1は変速機ケース内の後側に配置され、第3クラッチC3及び第2、3ブレーキB2、B3は変速機ケース内の前側に配置される。
Here, the first sun gear S1 and the third sun gear S3 are selectively operated as fixed elements by being connected to the transmission case 4 via the first brake B1 and the third brake B3, respectively.
Further, the third planet carrier PC3 is variably operated as a fixed element by being connected to the transmission case 4 via the second brake B2 and the one-way clutch OWC.
An output gear 6 is mounted on the third ring gear R3 and always operates as an output element.
With the above configuration, the first and second clutches C1 and C2 and the first brake B1 are disposed on the rear side in the transmission case, and the third clutch C3 and the second and third brakes B2 and B3 are disposed on the front side in the transmission case. Be placed.
前記のように構成されるパワートレインは、図2の作動表のように作動することによって、前進7速及び後進1速の変速段を実現する。
すなわち、前進1速では第1ブレーキB1及びワンウェイクラッチOWC、前進2速では第1、3ブレーキB1、B3、前進3速では第3クラッチC3及び第1ブレーキB1が作動する。
前進4速では第1クラッチC1及び第1ブレーキB1、前進5速では第2クラッチC2及び第3ブレーキB3、前進6速では第1、2クラッチC1、C2、前進7速では第1クラッチC1及び第3ブレーキB3が作動する。
後進変速段では第3クラッチC3及び第2ブレーキB2が作動する。
The power train configured as described above operates as shown in the operation table of FIG. 2, thereby realizing the seventh forward speed and the first reverse speed.
That is, the first brake B1 and the one-way clutch OWC are operated at the first forward speed, the first and third brakes B1 and B3 are operated at the second forward speed, and the third clutch C3 and the first brake B1 are operated at the third forward speed.
The first clutch C1 and the first brake B1 for the fourth forward speed, the second clutch C2 and the third brake B3 for the fifth forward speed, the first and second clutches C1 and C2 for the sixth forward speed, and the first clutch C1 and the seventh clutch for the seventh forward speed. The third brake B3 is activated.
At the reverse speed, the third clutch C3 and the second brake B2 operate.
このような本発明の実施形態によるパワートレインは、3個のシングルピニオン遊星ギヤセットを組み合わせるが、第1リングギヤR1と第2遊星キャリアPC2、第2リングギヤR2と第3遊星キャリアPC3、第3リングギヤR3と第1遊星キャリアPC1が各々固定的に連結され、図3のように6個のノードで示される。
そのため、第1ノードN1は第2サンギヤS2、第2ノードN2は第3サンギヤS3、第3ノードN3は第1リングギヤR1及び第2遊星キャリアPC2、第4ノードN4は第2リングギヤR2及び第3遊星キャリアPC3、第5ノードN5は第1遊星キャリアPC1及び第3リングギヤR3、第6ノードN6は第1サンギヤS1で設定される。
The power train according to the embodiment of the present invention combines three single pinion planetary gear sets, but the first ring gear R1, the second planet carrier PC2, the second ring gear R2, the third planet carrier PC3, and the third ring gear R3. And the first planet carrier PC1 are fixedly connected to each other and are represented by six nodes as shown in FIG.
Therefore, the first node N1 is the second sun gear S2, the second node N2 is the third sun gear S3, the third node N3 is the first ring gear R1 and the second planet carrier PC2, and the fourth node N4 is the second ring gear R2 and the third. The planet carrier PC3 and the fifth node N5 are set by the first planet carrier PC1 and the third ring gear R3, and the sixth node N6 is set by the first sun gear S1.
以下、本発明の実施形態によるパワートレインの動作を図3及び図4を参照して詳細に説明する。
図3及び図4は本発明の実施形態によるパワートレインの変速過程をレバー解釈法によって可視的に示したものである。
前進1速では、第1ブレーキB1及びワンウェイクラッチOWCが作動する。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1を通して入力が行われる状態で、第4ノードN4及び第6ノードN6が固定要素として作動する。従って、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の相互補完作用によって、図3の第1速のような速度線を形成し、出力要素である第5ノードN5を通してD1だけ出力が行われながら、前進1速の変速が行われる。
Hereinafter, the operation of the power train according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIGS. 3 and 4 visually show the shift process of the powertrain according to the embodiment of the present invention by lever interpretation.
In the first forward speed, the first brake B1 and the one-way clutch OWC are operated.
Then, the fourth node N4 and the sixth node N6 operate as fixed elements in a state where input is performed through the first node N1, which is the second sun gear S2. Therefore, the mutual complementary action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 forms a speed line like the first speed in FIG. 3, and outputs only D1 through the fifth node N5 that is the output element. The forward first speed is changed.
前進2速では、第1速の状態で第3ブレーキB3が作動制御される。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1を通して入力が行われる状態で、第2ノードN2及び第6ノードN6が固定要素として作動する。従って、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の相互補完作用によって、図3の第2速のような速度線を形成し、出力要素である第5ノードN5を通してD2だけ出力が行われながら、前進2速の変速が行われる。
In the second forward speed, the third brake B3 is controlled to operate in the first speed state.
If it does so, the 2nd node N2 and the 6th node N6 operate | move as a fixed element in the state in which the input is performed through the 1st node N1 which is the 2nd sun gear S2. Therefore, the mutual complementary action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 forms a speed line like the second speed in FIG. 3, and outputs only D2 through the fifth node N5 that is the output element. In spite of this, the second forward speed is changed.
前進3速では、第2速の状態で第3ブレーキB3の作動が解除されて、第3クラッチC3が作動制御される。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1及び第3サンギヤS3である第2ノードN2を通して同時に入力が行われる状態で、第6ノードN6が固定要素として作動しながら、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の相互補完作用によって、図3の第3速のような速度線を形成し、出力要素である第5ノードN5を通してD3だけ出力が行われながら、前進3の変速が行われる。
In the third forward speed, the operation of the third brake B3 is released in the state of the second speed, and the operation of the third clutch C3 is controlled.
Then, the first node N1, which is the second sun gear S2, and the second node N2, which is the third sun gear S3, are simultaneously input, and the sixth node N6 operates as a fixed element while the first, second, third, The planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 form a speed line similar to the third speed in FIG. 3 by the mutually complementary action, and only the output D3 is output through the fifth node N5 that is the output element. Done.
前進4速では、第3速の状態で第3クラッチC3の作動が解除されて、第1クラッチC1が作動制御される。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1及び第2遊星キャリアPC2である第3ノードN3を通して同時に入力が行われて第2遊星ギヤセットPG2が一体に回転し、第6ノードN6は固定要素として作動するが、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の相互補完作用によって、図3の第4速のような速度線を形成し、出力要素である第5ノードN5を通してD4だけ出力が行われながら、前進4速の変速が行われる。
In the fourth forward speed, the operation of the third clutch C3 is released in the state of the third speed, and the operation of the first clutch C1 is controlled.
Then, the input is simultaneously performed through the first node N1 that is the second sun gear S2 and the third node N3 that is the second planet carrier PC2, and the second planetary gear set PG2 rotates integrally, and the sixth node N6 serves as a fixed element. Although it operates, a speed line like the fourth speed in FIG. 3 is formed by the mutual complement action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3, and only D4 is output through the fifth node N5 that is the output element. Is performed, the forward fourth speed is changed.
前進5速では、第4速の状態で第1クラッチC1及び第1ブレーキB1の作動が同時に解除されて、第2クラッチC2及び第3ブレーキB3が作動制御される。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1及び第1サンギヤS1である第6ノードN6)を通して同時に入力が行われ、第2ノードN6は固定要素として作動する。従って、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の相互補完作用によって、図4の第5速のように出力要素である第5ノード(N5)を通してD5だけ出力が行われながら、前進5速の変速が行われる。
In the fifth forward speed, the operation of the first clutch C1 and the first brake B1 is simultaneously released in the state of the fourth speed, and the operation of the second clutch C2 and the third brake B3 is controlled.
Then, input is simultaneously performed through the first node N1 as the second sun gear S2 and the sixth node N6 as the first sun gear S1, and the second node N6 operates as a fixed element. Accordingly, by the complementary operation of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3, only D5 is output through the fifth node (N5) that is the output element as in the fifth speed in FIG. A 5-speed shift is performed.
前進6速では、第5速の状態で第3ブレーキB3の作動が解除されて、第1クラッチC1が作動制御される。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1、第2遊星キャリアPC2である第3ノードN3、及び第1サンギヤS1である第6ノードN6を通して入力が行われ、固定要素は存在しないが、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の全てが直結状態になり、図4の第6速のように、出力要素である第5ノードN5を通して入力と同一なD6だけ出力が行われながら、前進6速の変速が行われる。
In the sixth forward speed, the operation of the third brake B3 is released in the state of the fifth speed, and the operation of the first clutch C1 is controlled.
Then, input is performed through the first node N1, which is the second sun gear S2, the third node N3, which is the second planet carrier PC2, and the sixth node N6, which is the first sun gear S1, and there is no fixed element. 1, 2 and 3 planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 are all in a direct connection state, and the same D6 output as the input is performed through the fifth node N5 as the output element as in the sixth speed in FIG. A forward 6-speed shift is performed.
前進7速では、第6速の状態で第2クラッチC2の作動が解除されて、第3ブレーキB3が作動制御される。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1及び第2遊星キャリアPC2である第3ノードN3を通して同時に入力が行われて第2遊星ギヤセットPG2が一体に回転し、第3サンギヤS3である第2ノードN2が固定要素として作動して、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の相互補完作用により、図4の第7速のような速度線を形成し、出力要素である第5ノードN5を通してD7だけ出力が行われながら、前進7速の変速が行われる。
At the seventh forward speed, the operation of the second clutch C2 is released in the sixth speed state, and the operation of the third brake B3 is controlled.
Then, the input is simultaneously performed through the first node N1 that is the second sun gear S2 and the third node N3 that is the second planet carrier PC2, and the second planetary gear set PG2 rotates together, and the second sun gear S3 is the second sun gear S3. The node N2 operates as a fixed element to form a speed line like the seventh speed in FIG. 4 by the mutually complementary action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3. While outputting only D7 through the node N5, a forward seventh speed shift is performed.
そして、後進変速段では、第3クラッチC3及び第2ブレーキB2を作動制御する。
そうすると、第2サンギヤS2である第1ノードN1及び第3サンギヤS3である第2ノードN2を通して入力が行われる状態で、第4ノードN4が固定要素として作動し、第1、2、3遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3の相互補完作用によって、図4の後進変速のような速度線を形成するようになり、出力要素である第5ノードN5を通してRだけ出力が行われながら、後進変速が行われる。
In the reverse speed, the third clutch C3 and the second brake B2 are controlled.
Then, the fourth node N4 operates as a fixed element in a state where input is performed through the first node N1 that is the second sun gear S2 and the second node N2 that is the third sun gear S3, and the first, second, and third planetary gear sets. Due to the mutually complementary action of PG1, PG2, and PG3, a speed line like the reverse shift in FIG. 4 is formed, and the reverse shift is performed while outputting only R through the fifth node N5 that is the output element. .
前記で、各遊星ギヤセットに対する速度線については、当業者なら十分に求めることができる公知の部分であるので、詳細な説明は省略する。
前記のように変速が行われる本発明の実施形態によるパワートレインは、前進1速では4.947、前進2速では2.924、前進3速では1.908、前進4速では1.391、前進5速では1.223、前進6速では1.000、前進7速では0.792に設定でき、各変速段の段間比を最適化することができる。
そして、図3のように、3段以内でのスキップ変速が、一つの作動要素を作動解除して一つの作動要素を作動制御するか、または2つの作動要素を作動解除して2つの作動要素を作動制御する方法で行えるので、自動変速機の変速性能を向上させることができる。
The speed line for each planetary gear set is a well-known part that can be sufficiently obtained by those skilled in the art and will not be described in detail.
The power train according to the embodiment of the present invention in which shifting is performed as described above is 4.947 for the first forward speed, 2.924 for the second forward speed, 1.908 for the third forward speed, 1.391 for the fourth forward speed, It can be set to 1.223 for the 5th forward speed, 1.000 for the 6th forward speed, and 0.792 for the 7th forward speed, so that the gear ratio of each gear can be optimized.
And, as shown in FIG. 3, the skip shift within 3 speeds releases one operating element and controls one operating element, or releases two operating elements and operates two operating elements. Therefore, the speed change performance of the automatic transmission can be improved.
より具体的に、4→2スキップ変速は、4速の状態で第1クラッチC1の作動を解除して第3ブレーキB3を作動させればよく、5→2スキップ変速は、5速の状態で第2クラッチC2の作動を解除して第1ブレーキB1を作動させればよく、6→4スキップ変速は、6速の状態で第2クラッチC2の作動を解除して第1ブレーキB1を作動させればよい。
そして、7→5スキップ変速は、7速の状態で第1クラッチC1の作動を解除して第2クラッチC2を作動させればよく、7→4スキップ変速は、7速の状態で第3ブレーキB3の作動を解除して第1ブレーキB1を作動させればよい。このように、一つの作動要素を解除して一つの作動要素を作動制御すれば、スキップ変速が可能になる。
More specifically, the 4 → 2 skip shift may be performed by releasing the operation of the first clutch C1 in the state of the fourth speed and operating the third brake B3. The 5 → 2 skip shift is performed in the state of the fifth speed. It is only necessary to release the operation of the second clutch C2 and operate the first brake B1, and in the 6 → 4 skip shift, the operation of the second clutch C2 is released and the first brake B1 is operated in the sixth speed state. Just do it.
In the 7 → 5 skip shift, the operation of the first clutch C1 is canceled and the second clutch C2 is operated in the 7th speed state, and the 7 → 4 skip shift is performed in the 7th speed in the third brake. The first brake B1 may be operated by releasing the operation of B3. In this way, if one operating element is released and one operating element is controlled, a skip shift can be performed.
また、5→3スキップ変速は、5速の状態で第2クラッチC2及び第3ブレーキB3の作動を解除して第3クラッチC3及び第1ブレーキB1を作動させればよい。6→3スキップ変速は、6速の状態で第1クラッチC1及び第2クラッチC2の作動を解除して第3クラッチC3及び第1ブレーキB1を作動させればよい。このように、2つの作動要素を解除して2つの作動要素を作動制御すれば、スキップ変速が可能になる。 In the 5 → 3 skip shift, the operation of the second clutch C2 and the third brake B3 may be canceled and the third clutch C3 and the first brake B1 may be operated in the fifth speed state. In the 6 → 3 skip shift, the first clutch C1 and the second clutch C2 may be released in the sixth speed state to operate the third clutch C3 and the first brake B1. As described above, if the two operating elements are released and the two operating elements are controlled, the skip shift can be performed.
2 入力軸
6 出力ギヤ
200 シングルピニオン遊星ギヤセット
202 複合遊星ギヤセット
204 入力軸
206 変速機ケース
208 出力ギヤ
B1、B2、B3 第1、2、3ブレーキ
C1、C2、C3 第1、2、3クラッチ
P1、P2、P3 第1、2、3遊星ギヤ
R1、R2、R3 第1、2、3リングギヤ
S1、S2、S3 第1、2、3サンギヤ
PC1、PC2、PC3 第1、2、3遊星キャリア
PG1、PG2、PG3 第1、2、3遊星ギヤセット
N1、N2、N3、N4、N5、N6 第1、2、3、4、5、6ノード
2 Input shaft 6
Claims (6)
前記第1、2、3シングルピニオン遊星ギヤセットが入力軸上に配置され、第1、2、3ブレーキ及び第1、2、3クラッチを含む複数の摩擦要素が組み合わされて構成される車両用自動変速機の7速パワートレインにおいて、
前記第1リングギヤは前記第2遊星キャリアの1側に固定的に連結され、前記第2リングギヤは前記第3遊星キャリアの1側に固定的に連結され、前記第3リングギヤの1側は前記第1遊星キャリアに固定的に連結され、
前記第2遊星キャリアは、他側で入力軸との間に、第4速、第6速、及び第7速で作動する前記第1クラッチを介在して選択的に連結されるようにし、
前記第1サンギヤは、入力軸と変速機ケースとの間に、各々第5、6速で作動する前記第2クラッチと第1速乃至第4速で作動する前記第1ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、
前記第2サンギヤは、常に入力要素として作動するように入力軸に固定的に連結し、
前記第3遊星キャリアは、他側で後進時に作動する前記第2ブレーキと第1速で作動するワンウェイクラッチとを介在して変速機ケースに選択的に固定及び連結されるようにし、
前記第3サンギヤは、入力軸と前記変速機ケースとの間に、各々第3速及び後進時に作動する前記第3クラッチと第2速、第5速、及び第7速で作動する前記第3ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、
第3リングギヤは、他側で出力ギヤと連結されて構成されることを特徴とする車両用自動変速機の7速パワートレイン。 A first single pinion planetary gear set including a first sun gear, a first ring gear, and a first planet carrier as operating members, and a second single pinion planetary gear set including a second sun gear, a second ring gear, and a second planet carrier as operating members. And a third sun gear, a third ring gear, and a third single pinion planetary gear set including a third planet carrier as an operating member thereof,
The first, second and third single pinion planetary gear sets are arranged on the input shaft, and are configured by combining a plurality of friction elements including first, second and third brakes and first, second and third clutches. In the 7-speed powertrain of the transmission,
The first ring gear is fixedly connected to one side of the second planet carrier, the second ring gear is fixedly connected to one side of the third planet carrier, and one side of the third ring gear is connected to the first side. Fixedly connected to one planet carrier,
The second planet carrier is selectively connected to the input shaft on the other side via the first clutch operating at the fourth speed, the sixth speed, and the seventh speed;
The first sun gear is interposed between the input shaft and the transmission case with the second clutch operating at fifth and sixth speeds and the first brake operating at first to fourth speeds, respectively. To be selectively connected and fixed,
The second sun gear is fixedly connected to the input shaft so as to always operate as an input element,
The third planetary carrier is selectively fixed and coupled to a transmission case via the second brake that operates at the reverse side on the other side and a one-way clutch that operates at the first speed;
The third sun gear operates between the input shaft and the transmission case at the third speed, the second speed, the fifth speed, and the seventh speed, which are operated at the third speed and the reverse speed, respectively. To be selectively connected and fixed via a brake,
The third ring gear is configured to be connected to an output gear on the other side, and is a seven-speed power train for an automatic transmission for a vehicle.
第1、第2クラッチ及び第1ブレーキは変速機ケース内の後側に配置され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7速パワートレイン。 The third clutch and the second and third brakes are arranged on the front side in the transmission case,
The seven-speed powertrain of an automatic transmission for vehicles according to claim 1, wherein the first, second clutches and the first brake are disposed on the rear side in the transmission case.
第2速では前記第1ブレーキ及び前記第3ブレーキが作動し、
第3速では前記第1ブレーキ及び前記第3クラッチが作動し、
第4速では前記第1ブレーキ及び前記第1クラッチが作動し、
第5速では前記第2クラッチ及び前記第3ブレーキが作動し、
第6速では前記第1クラッチ及び前記第2クラッチが作動し、
第7速では前記第1クラッチ及び前記第3ブレーキが作動し、
後進変速段では前記第3クラッチ及び第2ブレーキが作動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の7速パワートレイン。 In the first speed, the first brake and the one-way clutch are operated,
In the second speed, the first brake and the third brake are operated,
In the third speed, the first brake and the third clutch are operated,
In the fourth speed, the first brake and the first clutch are operated,
In the fifth speed, the second clutch and the third brake are operated,
In the sixth speed, the first clutch and the second clutch are operated,
In the seventh speed, the first clutch and the third brake are operated,
The seventh speed power train of the automatic transmission for a vehicle according to claim 1, wherein the third clutch and the second brake are operated at a reverse gear.
第1、第2クラッチ及び第1ブレーキは変速機ケース内の後側に配置され、
前記ワンウェイクラッチは、前記第2ブレーキと共に変速機ケース内に並列に配置されて第3遊星キャリアに連結され、
前記各摩擦要素は、
第1速では前記第1ブレーキ及び前記ワンウェイクラッチが作動し、
第2速では前記第1ブレーキ及び前記第3ブレーキが作動し、
第3速では前記第1ブレーキ及び前記第3クラッチが作動し、
第4速では前記第1ブレーキ及び前記第1クラッチが作動し、
第5速では前記第2クラッチ及び前記第3ブレーキが作動し、
第6速では前記第1クラッチ及び前記第2クラッチが作動し、
第7速では前記第1クラッチ及び前記第3ブレーキが作動し、
後進変速段では前記第3クラッチ及び第2ブレーキが作動し、
前記パワートレインは、前記各摩擦要素の作動制御によって、前進4、5、6、7変速段では任意の変速段間のスキップシフトが可能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7速パワートレイン。 The third clutch and the second and third brakes are arranged on the front side in the transmission case,
The first and second clutches and the first brake are arranged on the rear side in the transmission case,
The one-way clutch is arranged in parallel with the second brake in the transmission case and connected to the third planet carrier,
Each friction element is
In the first speed, the first brake and the one-way clutch are operated,
In the second speed, the first brake and the third brake are operated,
In the third speed, the first brake and the third clutch are operated,
In the fourth speed, the first brake and the first clutch are operated,
In the fifth speed, the second clutch and the third brake are operated,
In the sixth speed, the first clutch and the second clutch are operated,
In the seventh speed, the first clutch and the third brake are operated,
At the reverse speed, the third clutch and the second brake are operated,
2. The vehicle according to claim 1, wherein the power train can perform a skip shift between arbitrary shift speeds at forward 4, 5, 6, and 7 shift speeds by operation control of the friction elements. 7-speed powertrain for automatic transmission.
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