JP2012225506A - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン - Google Patents

Abstract

【課題】複数の遊星ギヤセット及び複数の摩擦要素の組み合わせによって、動力伝達性能を向上させた車両用自動変速機の遊星ギヤトレインを提供する。
【解決手段】エンジンの動力が伝達される入力軸、変速された回転動力を出力する出力軸、第１、第２サンギヤ、第１、第２遊星キャリア、第１、第２リングギヤを有する第１、第２単純遊星ギヤセットの結合によって構成される第１複合遊星ギヤセット、第３、第４サンギヤ、第３、第４遊星キャリア、第３、第４リングギヤを有する第３、第４単純遊星ギヤセットの結合によって構成される第２複合遊星ギヤセット、第１、第２複合遊星ギヤセットの各回転要素のうちの少なくとも２つの回転要素に連結される、または、１つの回転要素に連結される７つの回転軸、及び３つのクラッチと、４つのブレーキとからなる７つの摩擦部材、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用自動変速機の遊星ギヤトレインに係り、より詳細には、動力伝達性能を向上させた車両用自動変速機の遊星ギヤトレインに関する。

通常、自動変速機の多段変速メカニズムは、複数の遊星ギヤセットを組み合わせて具現される。このような遊星ギヤトレインは、トルクコンバーターから伝達される回転動力を多段に自動変速して出力軸に伝達する機能を有す。
自動変速は、実現可能な変速段が多いほど、より適切な変速比の設計が可能であり、動力伝達性能及び燃費の面で優れた車両走行の実現が可能である。そのため、より多くの変速段を実現することができる自動変速機用遊星ギヤトレインに対する研究が行われている。

遊星ギヤトレインは、同一の変速段を実現しても、回転要素（サンギヤ、遊星キャリア、リングギヤ）の連結構成によって作動メカニズムが異なる。
また、遊星ギヤトレインは、その連結構成によって耐久性、動力伝達性能、大きさなどが異なる。そのため、自動変速機分野では、より堅固で、動力損失がなく、コンパクト（Ｃｏｍｐａｃｔ）なギヤトレインの製作のために、研究開発が続けられている。

このような観点から、現在使用されている通常の自動変速機は４速及び５速自動変速機が主流をなしているが、最近では６速自動変速機が常用化される傾向にあり、それ以上の変速段（８速乃至１０速）を実現することができる遊星ギヤトレインの研究開発も活発に行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２００９−１６２３３９号公報 特開２００２−１３０４６８号公報 特開２００１−０８２５５５号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、複数の遊星ギヤセット及び複数の摩擦要素の組み合わせによって、動力伝達性能を向上させることにより、燃費を向上させることができる、車両用自動変速機の遊星ギヤトレインを提供することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明の車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの動力が伝達される入力軸、変速された回転動力を出力する出力軸、各々回転要素である第１、第２サンギヤ、第１、第２遊星キャリア、第１、第２リングギヤを有する第１、第２単純遊星ギヤセットの結合によって構成される第１複合遊星ギヤセット、各々回転要素である第３、第４サンギヤ、第３、第４遊星キャリア、第３、第４リングギヤを有する第３、第４単純遊星ギヤセットの結合によって構成される第２複合遊星ギヤセット、第１、第２複合遊星ギヤセットの各回転要素のうちの少なくとも２つの回転要素に連結される、または、１つの回転要素に連結される７つの回転軸、及び回転軸のうちの選択された回転軸と入力軸との間に介在されて、動力を断続する３つのクラッチと、回転軸のうちの選択された回転軸を変速機ハウジングに可変的に連結する４つのブレーキとからなる７つの摩擦部材、を含むことを特徴とする。

第１複合遊星ギヤセットは、２つの経路を通して入力軸の回転動力が伝達されて、４つの変速比で出力が行われる、７つの回転軸のうちの４つの回転軸を含むことが好ましい。
上記４つの変速比は、２つの減速比、１つの直結比、及び１つの増速比からなることが好ましい。
第１複合遊星ギヤセットの第１、第２単純遊星ギヤセットは、各々シングルピニオン遊星ギヤセットから構成されることが好ましい。
第１複合遊星ギヤセットは、第１遊星キャリア及び第２リングギヤが直接連結され、第１リングギヤ及び第２遊星キャリアが直接連結されることが好ましい。

第２複合遊星ギヤセットは、第１複合遊星ギヤセットの１つの回転軸から入力される回転動力及び１つの経路を通して入力軸から直接入力される回転動力が伝達される、７つの回転軸のうちの第１複合遊星ギヤセットに連結されない他の３つの回転軸を含むことが好ましい。
第２複合遊星ギヤセットの第３、第４単純遊星ギヤセットは、各々シングルピニオン遊星ギヤセットから構成されることが好ましい。
第２複合遊星ギヤセットは、第３遊星キャリア及び第４リングギヤが直接連結され、第３リングギヤ及び第４遊星キャリアが直接連結され、第３サンギヤが第２遊星キャリアと直接連結されることが好ましい。

７つの回転軸は、第１サンギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第１回転軸、第１遊星キャリア及び第２リングギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して入力軸と選択的に連結されると同時に、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転軸、第１リングギヤ、第２遊星キャリア、及び第３サンギヤを含んで構成される第３回転軸、第２サンギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して入力軸と選択的に連結される第４回転軸、第３遊星キャリア及び第４リングギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して入力軸と選択的に連結されると同時に、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転軸、第３リングギヤ及び第４遊星キャリアを含んで構成されて、出力軸と連結される第６回転軸、及び第４サンギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第７回転軸、を含むことが好ましい。

各摩擦部材は、入力軸と第４回転軸との間に介在される第１クラッチ、入力軸と第２回転軸との間に介在される第２クラッチ、入力軸と第５回転軸との間に介在される第３クラッチ、第２回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第１ブレーキ、第１回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第２ブレーキ、第５回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第３ブレーキ、及び第７回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第４ブレーキ、から構成されることが好ましい。
第１ブレーキと並列配置されるワンウェイクラッチをさらに含むことが好ましい。

各摩擦部材は、前進１速で第１クラッチ、第１、第４ブレーキが作動し、前進２速で第１クラッチ、第２、第４ブレーキが作動し、前進３速で第１、第２クラッチ、第４ブレーキが作動し、前進４速で第２クラッチ、第２、第４ブレーキが作動し、前進５速で第３クラッチ、第２、第４ブレーキが作動し、前進６速で第２、第３クラッチ、第２ブレーキが作動し、前進７速で第１、第２、第３クラッチが作動し、前進８速で第１、第３クラッチ、第２ブレーキが作動し、前進９速で第１、第３クラッチ、第１ブレーキが作動し、前進１０速で第３クラッチ、第１、第２ブレーキが作動し、後進１速で第１クラッチ、第１、第３ブレーキが作動し、後進２速で第１クラッチ、第２、第３ブレーキが作動し、後進３速で第１、第２クラッチ、第３ブレーキが作動し、後進４速で第２クラッチ、第２、第３ブレーキが作動することが好ましい。

本発明は、４つの単純遊星ギヤセットを７つの摩擦要素で組み合わせ、各変速段別に３つの摩擦部材が作動するようにすることによって、前進１０速の変速段を実現して、動力伝達性能及び燃費を向上させることができる。
また、後進４速以上の変速段を実現して、後進性能を向上させることができる。

本発明の実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の実施例による遊星ギヤトレインの連結関係図である。 本発明の実施例による遊星ギヤトレインに適用される各摩擦部材の各変速段別作動表である。 本発明の実施例による遊星ギヤトレインの変速線図である。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
図１に示したとおり、本実施例による遊星ギヤトレインは、同一軸線上に配置される第１、２、３、４単純遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４と、３つのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３からなるクラッチ手段と、４つのブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４からなるブレーキ手段とを含む。

本実施例による遊星ギヤトレインは、入力軸ＩＳから入力される回転動力が第１、２、３、４単純遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の相互補完作動によって変速されて、出力軸ＯＳを通して出力される。
各単純遊星ギヤセットは、エンジン側から変速機の出力側に向かって第１、２、３、４単純遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の順に配置される。
入力軸ＩＳは、入力部材であって、エンジンのクランクシャフトからの回転動力がトルクコンバーターを通してトルク変換されて入力される。
出力軸ＯＳは、出力部材であって、差動装置を通して駆動輪を駆動させるための駆動力を伝達する。

第１単純遊星ギヤセットＰＧ１は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１サンギヤＳ１、第１遊星キャリアＰＣ１、第１リングギヤＲ１を回転要素として含む。
ここで、第１遊星キャリアＰＣ１は、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１との間で、これらにギヤ結合される複数の第１ピニオンギヤＰ１を回転可能に支持する。

第２単純遊星ギヤセットＰＧ２は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第２サンギヤＳ２、第２遊星キャリアＰＣ２、第２リングギヤＲ２を回転要素として含む。
ここで、第２遊星キャリアＰＣ２は、第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２との間で、これらにギヤ結合される複数の第２ピニオンギヤＰ２を回転可能に支持する。

第３単純遊星ギヤセットＰＧ３は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第３サンギヤＳ３、第３遊星キャリアＰＣ３、第３リングギヤＲ３を回転要素として含む。
ここで、第３遊星キャリアＰＣ３は、第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間で、これらにギヤ結合される複数の第３ピニオンギヤＰ３を回転可能に支持する。

第４単純遊星ギヤセットＰＧ４は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４サンギヤＳ４、第４遊星キャリアＰＣ４、第４リングギヤＲ４を回転要素として含む。
ここで、第４遊星キャリアＰＣ４は、第４サンギヤＳ４と第４リングギヤＲ４との間で、これらにギヤ結合される複数の第４ピニオンギヤＰ４を回転可能に支持する。
そして、第１、２、３、４単純遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４は、２つの複合遊星ギヤセット（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｇｅａｒ Ｓｅｔ；ＣＰＧ１、ＣＰＧ２）を構成し、入力軸から伝達される回転動力を前進１０速の変速段に変換して出力する。
第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は、第１、２単純遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２が組み合わされて構成され、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２は、第３、４単純遊星ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４が組み合わされて構成される。

図２は本発明の実施例による遊星ギヤトレインの連結関係図である。
図１及び図２に示したとおり、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１遊星キャリアＰＣ１及び第２リングギヤＲ２が直接連結され、第１リングギヤＲ１及び第２遊星キャリアＰＣ２が直接連結される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３遊星キャリアＰＣ３と第４リングギヤＲ４とが直接連結され、第３リングギヤＲ３と第４遊星キャリアＰＣ４とが直接連結され、第３サンギヤＳ３が第２遊星キャリアＰＣ２と直接連結される。

本実施例による遊星ギヤトレインは、７つの回転軸ＴＭ１〜ＴＭ７を有する。
第１回転軸ＴＭ１は、第１サンギヤＳ１を含んで構成されて、変速機ハウジングＨと選択的に連結される。
第２回転軸ＴＭ２は、第１遊星キャリアＰＣ１及び第２リングギヤＲ２を含んで構成されて、入力軸ＩＳと選択的に連結されると同時に、変速機ハウジングＨと選択的に連結される。
第３回転軸ＴＭ３は、第１リングギヤＲ１、第２遊星キャリアＰＣ２、及び第３サンギヤＳ３を含んで構成される。

第４回転軸ＴＭ４は、第２サンギヤＳ２を含んで構成されて、入力軸ＩＳと選択的に連結される。
第５回転軸ＴＭ５は、第３遊星キャリアＰＣ３及び第４リングギヤＲ４を含んで構成されて、入力軸ＩＳと選択的に連結されると同時に、変速機ハウジングＨと選択的に連結される。
第６回転軸ＴＭ６は、第３リングギヤＲ３及び第４遊星キャリアＰＣ４を含んで構成されて、出力軸ＯＳに直接連結される。
第７回転軸ＴＭ７は、第４サンギヤＳ４を含んで構成されて、変速機ハウジングＨと選択的に連結される。

そして、回転軸ＴＭ１〜ＴＭ７のうちの入力軸ＩＳと選択的に連結されて、可変入力部材として作動する第４、２、５回転軸ＴＭ４、ＴＭ２、ＴＭ５は、各々第１、２、３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３を通して入力軸ＩＳと連結される。
また、回転軸ＴＭ１〜ＴＭ７のうちの変速機ハウジングＨと選択的に連結されて、可変固定部材として作動する第２、１、５、７回転軸ＴＭ２、ＴＭ１、ＴＭ５、ＴＭ７は、各々第１、２、３、４ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を通して変速機ハウジングＨと連結される。

つまり、第１クラッチＣ１は、入力軸ＩＳと第４回転軸ＴＭ４との間に介在して、第４回転軸ＴＭ４が選択的な入力要素として作動する。
第２クラッチＣ２は、入力軸ＩＳと第２回転軸ＴＭ２との間に介在して、第２回転軸ＴＭ２が選択的な入力要素として作動する。
第３クラッチＣ３は、入力軸ＩＳと第５回転軸ＴＭ５との間に介在して、第５回転軸ＴＭ５が選択的な入力要素として作動する。

第１ブレーキＢ１は、第２回転軸ＴＭ２と変速機ハウジングＨとの間に介在して、第２回転軸ＴＭ２が選択的な固定要素として作動する。
また、第２回転軸ＴＭ２と変速機ハウジングＨとの間には、第１ブレーキＢ１と並列に配置されるワンウェイクラッチＦ１がさらに設置される。
第２ブレーキＢ２は、第１回転軸ＴＭ１と変速機ハウジングＨとの間に介在して、第１回転軸ＴＭ１が選択的な固定要素として作動する。
第３ブレーキＢ３は、第５回転軸ＴＭ５と変速機ハウジングＨとの間に介在して、第５回転軸ＴＭ５が選択的な固定要素として作動する。
第４ブレーキＢ４は、第７回転軸ＴＭ７と変速機ハウジングＨとの間に介在して、第７回転軸ＴＭ７が選択的な固定要素として作動する。

本発明の遊星ギヤトレインは、上記構成によって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１には第１、２クラッチＣ１、Ｃ２及び第１、２ブレーキＢ１、Ｂ２が編成されて、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２を通して入力される回転動力が第１、２ブレーキＢ１、Ｂ２の作動有無によって４つの変速比に変速される。
この時、４つの変速比は、２つの減速比、１つの直結比、及び１つの増速比を含む。

一方、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２には第３クラッチＣ３及び第３、４ブレーキＢ３、Ｂ４が編成されて、第３クラッチＣ３を通して入力軸ＩＳから直接入力される回転動力及び第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ２で４つの変速比に変速されて入力される回転動力が第３、４ブレーキＢ３、Ｂ４の作動有無によって前進１０速及び後進４速に最終変速されて出力される。
本実施例で、第１、２、３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及び第１、２、３、４ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４からなる各摩擦部材は、油圧によって摩擦結合される多板式油圧摩擦結合ユニットに構成される。

図３は本発明の実施例による遊星ギヤトレインに適用される各摩擦部材の各変速段別作動表である。図３に示したとおり、７つの摩擦部材、即ち３つのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及び４つのブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が各変速段で選択的に作動することを示しており、本実施例の遊星ギヤトレインは、各変速段で７つの摩擦部材のうち、３つの摩擦部材が同時に作動して変速が行われる。

前進１速（Ｄ１）では、第１クラッチＣ１、第１、４ブレーキＢ１、Ｂ４が作動する。
前進２速（Ｄ２）では、第１クラッチＣ１、第２、４ブレーキＢ２、Ｂ４が作動する。
前進３速（Ｄ３）では、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２、第４ブレーキＢ４が作動する。
前進４速（Ｄ４）では、第２クラッチＣ２、第２、４ブレーキＢ２、Ｂ４が作動する。
前進５速（Ｄ５）では、第３クラッチＣ３、第２、４ブレーキＢ２、Ｂ４が作動する。
前進６速（Ｄ６）では、第２、３クラッチＣ２、Ｃ３、第２ブレーキＢ２が作動する。
前進７速（Ｄ７）では、第１、２、３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３が作動する。
前進８速（Ｄ８）では、第１、３クラッチＣ１、Ｃ３、第２ブレーキＢ２が作動する。
前進９速（Ｄ９）では、第１、３クラッチＣ１、Ｃ３、第１ブレーキＢ１が作動する。
前進１０速（Ｄ１０）では、第３クラッチＣ３、第１、２ブレーキＢ１、Ｂ２が作動する。
後進１速（ＲＥＶ１）では、第１クラッチＣ１、第１、３ブレーキＢ１、Ｂ３が作動し、後進２速（ＲＥＶ２）では、第１クラッチＣ１、第２、３ブレーキＢ２、Ｂ３が作動する。
後進３速（ＲＥＶ３）では、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２、第３ブレーキＢ３が作動し、後進４速（ＲＥＶ４）では、第２クラッチＣ２、第２、３ブレーキＢ２、Ｂ３が作動する。
ただし、前進１速（Ｄ１）で第１クラッチＣ１、第１、４ブレーキＢ１、Ｂ４が作動すると説明したが、一般的な走行においては第１ブレーキＢ１の代わりにワンウェイクラッチＦ１が作動する。

図４は本発明の実施例による遊星ギヤトレインの変速線図であって、本実施例の遊星ギヤトレインの変速過程を可視的に示したものである。
図４において、下側の横線は回転速度比「０」を示し、上側の横線は回転速度比「１．０」、即ち、入力軸ＩＳと同一な回転速度を示す。

第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の４つの縦線は左側から順に第１、２、３、４回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４に設定される。
ここで、第１、２、３、４回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４間の間隔は、第１、２単純遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の各ギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）によって決定される。

第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の４つの縦線は左側から順に第３、５、６、７回転軸ＴＭ３、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７に設定される。
ここで、第３、５、６、７回転軸ＴＭ３、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７間の間隔は、第３、４単純遊星ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の各ギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）によって決定される。
図４において、第３回転軸ＴＭ３が、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１及び第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の両方の領域に含まれるのは、第３回転軸ＴＭ３が第１リングギヤＲ１、第２遊星キャリアＰＣ２、第３サンギヤＳ３を含んで一体に形成されるためである。

以下、図３及び図４を参照して、本実施例の遊星ギヤトレインの各変速段別変速過程を説明する。

［前進１速（Ｄ１）］
図３に示したとおり、前進１速では、第１クラッチＣ１、第１、４ブレーキＢ１、Ｂ４が作動する。そうすると、図４に示したとおり、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１クラッチＣ１の作動によって第４回転軸ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第１ブレーキＢ１の作動によって第２回転軸ＴＭ２が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１減速速度線Ｔ１を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して第１減速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第４ブレーキＢ４の作動によって第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動して、第１変速線ＳＰ１を形成する。そうすると、第１変速線ＳＰ１及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ１が出力される。

［前進２速（Ｄ２）］
前進２速では、前進１速の状態で作動した第１ブレーキＢ１の作動が解除されて、第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１クラッチＣ１の作動によって第４回転軸ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第２減速速度線Ｔ２を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して第２減速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第４ブレーキＢ４の作動によって第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動して、第２変速線ＳＰ２を形成する。そうすると、第２変速線ＳＰ２及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ２が出力される。

［前進３速（Ｄ３）］
前進３速では、前進２速の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除されて、第２クラッチＣ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２が作動して、第２、４回転軸ＴＭ２、ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が入力されて、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は直結状態となる。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は、直結速度線Ｔ３を形成して、入力軸ＩＳと同一な回転速度を第３回転軸ＴＭ３を通して出力する。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第４ブレーキＢ４の作動によって第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動して、第３変速線ＳＰ３を形成する。そうすると、第３変速線ＳＰ３及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ３が出力される。

［前進４速（Ｄ４）］
前進４速では、前進３速の状態で作動した第１クラッチＣ１の作動が解除されて、第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第２クラッチＣ２の作動によって第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力される状態で、第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は、増速速度線Ｔ４を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して増速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第４ブレーキＢ４の作動によって第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動して、第４変速線ＳＰ４を形成する。そうすると、第４変速線ＳＰ４及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ４が出力される。

［前進５速（Ｄ５）］
前進５速では、前進４速の状態で作動した第２クラッチＣ２の作動が解除されて、第３クラッチＣ３が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２が作動しないので、変速に影響を与えない。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３クラッチＣ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５を通して入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第４ブレーキＢ４の作動によって第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動して、第５変速線ＳＰ５を形成する。そうすると、第５変速線ＳＰ５及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ５が出力される。

［前進６速（Ｄ６）］
前進６速では、前進５速の状態で作動した第４ブレーキＢ４の作動が解除されて、第２クラッチＣ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第２クラッチＣ２の作動によって第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、増速速度線Ｔ４を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して増速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５に入力軸（ＩＳ）の回転速度が入力されて、第６変速線ＳＰ６を形成する。そうすると、第６変速線ＳＰ６及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ６が出力される。

［前進７速（Ｄ７）］
前進７速では、前進６速の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除されて、第１クラッチＣ１が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２が作動して、第２、４回転軸ＴＭ２、ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が同時に入力されて、直結状態となる。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、直結速度線Ｔ３を形成して、入力軸ＩＳの回転速度と同一な回転速度を第３回転軸ＴＭ３を通して出力する。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されて、直結状態になって、第７変速線ＳＰ７を形成する。そうすると、第７変速線ＳＰ７及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ７が出力される。

［前進８速（Ｄ８）］
前進８速では、前進７速の状態で作動した第２クラッチＣ２の作動が解除されて、第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１クラッチＣ１の作動によって第４回転軸ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第２減速速度線Ｔ２を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して第２減速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されて、第８変速線ＳＰ８を形成する。そうすると、第８変速線ＳＰ８及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ８が出力される。

［前進９速（Ｄ９）］
前進９速では、前進８速の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除されて、第１ブレーキＢ１が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１クラッチＣ１の作動によって第４回転軸ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第１ブレーキＢ１の作動によって第２回転軸ＴＭ２が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１減速速度線Ｔ１を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して第１減速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されて、第９変速線ＳＰ９を形成する。そうすると、第９変速線ＳＰ９及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ９が出力される。

［前進１０速（Ｄ１０）］
前進１０速では、前進９速の状態で作動した第１クラッチＣ１の作動が解除されて、第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２が作動しない状態で、第１、２ブレーキＢ１、Ｂ２が作動して、固定状態を維持する。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３クラッチＣ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５を通して入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の固定状態によって第３回転軸ＴＭ３が固定要素として作動して、第１０変速線ＳＰ１０を形成する。そうすると、第１０変速線ＳＰ１０及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、Ｄ１０が出力される。

［後進１速（ＲＥＶ１）］
後進１速では、第１クラッチＣ１、第１、３ブレーキＢ１、Ｂ３が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１クラッチＣ１の作動によって第４回転軸ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第１ブレーキＢ１の作動によって第２回転軸ＴＭ２が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１減速速度線Ｔ１を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して第１減速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５が固定要素として作動して、第１後進変速線ＳＲ１を形成する。そうすると、第１後進変速線ＳＲ１及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、ＲＥＶ１が出力される。

［後進２速（ＲＥＶ２）］
後進２速では、後進１速の状態で作動した第１ブレーキＢ１の作動が解除されて、第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１クラッチＣ１の作動によって第４回転軸ＴＭ４に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第２減速速度線Ｔ２を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して第２減速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５が固定要素として作動して、第２後進変速線ＳＲ２を形成する。そうすると、第２後進変速線ＳＲ２及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、ＲＥＶ２が出力される。

［後進３速（ＲＥＶ３）］
後進３速では、後進２速の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除されて、第２クラッチＣ２が作動する。そうすると、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２が作動して、第２、４回転軸ＴＭ２、ＴＭ４に入力軸（ＩＳ）の回転速度が同時に入力される。したがって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は、直結状態になって、直結速度線Ｔ３を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して入力軸ＩＳの回転速度と同一な速度が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５が固定要素として作動して、第３後進変速線ＳＲ３を形成する。そうすると、第３後進変速線ＳＲ３及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、ＲＥＶ３が出力される。

［後進４速（ＲＥＶ４）］
第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、第２クラッチＣ２の作動によって第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。それによって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１では、増速速度線Ｔ４を形成して、第３回転軸ＴＭ３を通して増速が出力される。
そして、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２では、第３回転軸ＴＭ３の速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動によって第５回転軸ＴＭ５が固定要素として作動して、第４後進変速線ＳＲ４を形成する。そうすると、第４後進変速線ＳＲ４及び出力要素である第６回転軸ＴＭ６の縦線が交差して、ＲＥＶ４が出力される。

本発明は、車両用自動変速機の遊星ギヤトレインにおいて、入力軸の回転動力を２つの減速比と１つずつの直結比及び増速比とに１次変速し、このように１次変速された動力及び他の１つの経路を通した入力軸の回転動力を利用して前進１０速及び後進４速以上の最終変速段を実現させたものである。
本発明の実施例によると、本発明の車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、４つの単純遊星ギヤセットと７つの摩擦要素を組み合わせ、各変速段別に３つの摩擦部材を作動させることによって、前進１０速の変速段を実現して、動力伝達性能及び燃費を向上させることができる。
また、本発明は、後進４速以上の変速段を実現して、後進性能を向上させることができる。

以上で、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は前記の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内で多様な形態への変更実施が可能である。

ＣＰＧ１ 第１複合遊星ギヤセット
ＣＰＧ２ 第２複合遊星ギヤセット
Ｆ１ ワンウェイクラッチ
Ｈ 変速機ハウジング
ＩＳ 入力軸
ＯＳ 出力軸
Ｐ１ 第１ピニオンギヤ
Ｐ２ 第２ピニオンギヤ
Ｐ３ 第３ピニオンギヤ
Ｐ４ 第４ピニオンギヤ
ＰＣ１ 第１遊星キャリア
ＰＣ２ 第２遊星キャリア
ＰＣ３ 第３遊星キャリア
ＰＣ４ 第４遊星キャリア
ＰＧ１ 第１単純遊星ギヤセット
ＰＧ２ 第２単純遊星ギヤセット
ＰＧ３ 第３単純遊星ギヤセット
ＰＧ４ 第４単純遊星ギヤセット
Ｒ１ 第１リングギヤ
Ｒ２ 第２リングギヤ
Ｒ３ 第３リングギヤ
Ｒ４ 第４リングギヤ
Ｓ１ 第１サンギヤ
Ｓ２ 第２サンギヤ
Ｓ３ 第３サンギヤ
Ｓ４ 第４サンギヤ
ＳＰ１ 第１変速線
ＳＰ２ 第２変速線
ＳＰ３ 第３変速線
ＳＰ４ 第４変速線
ＳＰ５ 第５変速線
ＳＰ６ 第６変速線
ＳＰ７ 第７変速線
ＳＰ８ 第８変速線
ＳＰ９ 第９変速線
ＳＰ１０ 第１０変速線
ＳＲ１ 第１後進変速線
ＳＲ２ 第２後進変速線
ＳＲ３ 第３後進変速線
ＳＲ４ 第４後進変速線
Ｔ１ 第１減速速度線
Ｔ２ 第２減速速度線
Ｔ３ 第３減速速度線
Ｔ４ 第４減速速度線
ＴＭ１ 第１回転軸
ＴＭ２ 第２回転軸
ＴＭ３ 第３回転軸
ＴＭ４ 第４回転軸
ＴＭ５ 第５回転軸
ＴＭ６ 第６回転軸
ＴＭ７ 第７回転軸

Claims (12)

1. エンジンの動力が伝達される入力軸、
   変速された回転動力を出力する出力軸、
   回転要素である第１サンギヤ、第１遊星キャリア、及び第１リングギヤを有する第１単純遊星ギヤセットと、回転要素である第２サンギヤ、第２遊星キャリア、第２リングギヤを有する第２単純遊星ギヤセットとの結合によって構成される第１複合遊星ギヤセット、
   回転要素である第３サンギヤ、第３遊星キャリア、第３リングギヤを有する第３単純遊星ギヤセットと、回転要素である第４サンギヤ、第４遊星キャリア、第４リングギヤを有する第４単純遊星ギヤセットとの結合によって構成される第２複合遊星ギヤセット、
   前記第１、２複合遊星ギヤセットの回転要素のうちの少なくとも２つの回転要素に連結される、または、１つの回転要素に連結される７つの回転軸、及び
   前記回転軸のうちの選択された回転軸と前記入力軸との間に介在されて、動力を断続する３つのクラッチと、前記回転軸のうちの選択された回転軸を変速機ハウジングに可変的に連結する４つのブレーキとからなる７つの摩擦部材、を含むことを特徴とする車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
2. 前記第１複合遊星ギヤセットは、２つの経路を通して前記入力軸の回転動力が伝達されて、４つの変速比で出力が行われる、前記７つの回転軸のうちの４つの回転軸を含む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遊星ギヤトレイン。
3. 前記４つの変速比は、２つの減速比、１つの直結比、及び１つの増速比からな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遊星ギヤトレイン。
4. 前記第１複合遊星ギヤセットの第１、２単純遊星ギヤセットは、各々シングルピニオン遊星ギヤセットから構成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遊星ギヤトレイン。
5. 前記第１複合遊星ギヤセットは、前記第１遊星キャリア及び第２リングギヤが直接連結され、第１リングギヤ及び第２遊星キャリアが直接連結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遊星ギヤトレイン。
6. 前記第２複合遊星ギヤセットは、前記第１複合遊星ギヤセットの１つの回転軸から入力される回転動力及び１つの経路を通して前記入力軸から直接入力される回転動力が伝達される、前記７つの回転軸のうちの前記第１複合遊星ギヤセットに連結されない他の３つの回転軸を含む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遊星ギヤトレイン。
7. 前記第２複合遊星ギヤセットの第３、４単純遊星ギヤセットは、各々シングルピニオン遊星ギヤセットから構成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遊星ギヤトレイン。
8. 前記第２複合遊星ギヤセットは、前記第３遊星キャリア及び前記第４リングギヤが直接連結され、前記第３リングギヤ及び前記第４遊星キャリアが直接連結され、前記第３サンギヤが前記第２遊星キャリアと直接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遊星ギヤトレイン。
9. 前記７つの回転軸は、
   前記第１サンギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第１回転軸、
   前記第１遊星キャリア及び第２リングギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して前記入力軸と選択的に連結されると同時に、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転軸、
   前記第１リングギヤ、第２遊星キャリア、及び第３サンギヤを含んで構成される第３回転軸、
   前記第２サンギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して前記入力軸と選択的に連結される第４回転軸、
   前記第３遊星キャリア及び第４リングギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して入力軸と選択的に連結されると同時に、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転軸、
   前記第３リングギヤ及び第４遊星キャリアを含んで構成されて、前記出力軸と連結される第６回転軸、及び
   前記第４サンギヤを含んで構成されて、摩擦部材を通して変速機ハウジングと選択的に連結される第７回転軸、を含む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遊星ギヤトレイン。
10. 前記各摩擦部材は、
    前記入力軸と第４回転軸との間に介在される第１クラッチ、
    前記入力軸と第２回転軸との間に介在される第２クラッチ、
    前記入力軸と第５回転軸との間に介在される第３クラッチ；
    前記第２回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第１ブレーキ、
    前記第１回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第２ブレーキ、
    前記第５回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第３ブレーキ、及び
    前記第７回転軸と変速機ハウジングとの間に介在される第４ブレーキ、から構成されることを特徴とする請求項９に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
11. 前記第１ブレーキと並列配置されるワンウェイクラッチをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
12. 前記各摩擦部材は、
    前進１速で前記第１クラッチ、第１、第４ブレーキが作動し、
    前進２速で前記第１クラッチ、第２、第４ブレーキが作動し、
    前進３速で前記第１、第２クラッチ、第４ブレーキが作動し、
    前進４速で前記第２クラッチ、第２、第４ブレーキが作動し、
    前進５速で前記第３クラッチ、第２、第４ブレーキが作動し、
    前進６速で前記第２、第３クラッチ、第２ブレーキが作動し、
    前進７速で前記第１、第２、第３クラッチが作動し、
    前進８速で前記第１、第３クラッチ、第２ブレーキが作動し、
    前進９速で前記第１、第３クラッチ、第１ブレーキが作動し、
    前進１０速で前記第３クラッチ、第１、第２ブレーキが作動し、
    後進１速で前記第１クラッチ、第１、第３ブレーキが作動し、
    後進２速で前記第１クラッチ、第２、第３ブレーキが作動し、
    後進３速で前記第１、第２クラッチ、第３ブレーキが作動し、
    後進４速で第２クラッチ、第２、第３ブレーキが作動することを特徴とする請求項１０に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。

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