JP2012247058A - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
本発明は、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ギヤ、第1複合遊星ギヤセット、入力軸の回転動力の伝達を受けて、前進9速および後進1速の変速段に2次変速して出力する第2複合遊星ギヤセット、8個の回転軸、および回転軸のうち選択された回転軸と入力軸の間に挿入されて動力を選択的に伝達する3個のクラッチ、および回転軸のうち選択された回転軸を変速機ハウジングに選択的に連結する3個のブレーキからなる6個の摩擦部材、を含むことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
このような自動変速機の遊星ギヤトレインは、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るだけでなく、動力性能および燃費面に優れた車両を実現することができるので、より多い変速段を実現するための粘り強い研究が行われている。
また、遊星ギヤトレインは、その連結構成によって耐久性、動力伝達効率、サイズなどが異なる特性がある。そこで、自動変速機の分野ではより堅固で、動力損失がなくて、コンパクトな遊星ギヤトレインを製作するために研究開発が続いている。
また、遊星ギヤトレインは多数の変速段を実現するが、隣接する変速段への順次変速時、一つの摩擦部材を解除し、他の一つの摩擦部材を作動することによって変速の制御が容易になる。
現在、通常使用されている自動変速機は4速および5速自動変速機が主流をなしているが、最近は6速自動変速機が商用化されている傾向にあり、それ以上の変速段(8速乃至10速)を実現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。
前記入力軸と第3回転軸の間に介される第2クラッチ、前記第3回転軸と変速機ハウジングの間に介される第1ブレーキ、および前記第1回転軸と変速機ハウジングの間に介される第2ブレーキ、を含むことを特徴とする。
第1サンギヤ、第1遊星キャリア、および第1リングギヤを回転要素として保有する第1遊星ギヤセットと、第2サンギヤ、第2遊星キャリア、および第2リングギヤを回転要素として保有する第2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、第3サンギヤ、第3遊星キャリア、および第3リングギヤを回転要素として保有する第3遊星ギヤセットと、第4サンギヤ、第4遊星キャリア、および第4リングギヤを回転要素として保有する保有する第4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サンギヤを含んで構成され、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遊星キャリアと第2リングギヤを含む第2回転軸、前記第1リングギヤと第2遊星キャリアを含み、入力軸と選択的に連結されるか、または変速機ハウジングと選択的に連結される第3回転軸、前記第2サンギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第4回転軸、前記第4サンギヤを含み、前記第2回転軸と直接連結される第5回転軸、前記第3リングギヤと第4遊星キャリアを含み、入力軸と選択的に連結される第6回転軸、前記第3遊星キャリアと第4リングギヤを含み、出力ギヤと直接連結される第7回転軸、前記第3サンギヤを含み、変速機ハウジングと選択的に連結される第8回転軸、および前記回転軸のうち選択された回転軸と前記入力軸の間に介されて、入力軸の回転動力を選択的に伝達する3個のクラッチ、および前記回転軸のうち選択された回転軸を変速機ハウジングに選択的に連結する3個のブレーキからなる6個の摩擦部材、を含むことを特徴とする。
ショットピニオンと噛み合わせる第1サンギヤ、ロングピニオンと噛み合わせる第2サンギヤ、共有遊星キャリア、および共有リングギヤで構成される第1複合遊星ギヤセット、第3サンギヤ、第3遊星キャリア、および第3リングギヤを回転要素として保有する第3遊星ギヤセットと、第4サンギヤ、第4遊星キャリア、および第4リングギヤを回転要素として保有する保有する第4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サンギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第1回転軸、前記共有リングギヤを含む第2回転軸、前記共有遊星キャリアを含み、入力軸と選択的に連結されるか、または変速機ハウジングと選択的に連結される第3回転軸、前記第2サンギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第4回転軸、前記第3リングギヤを含み、前記第2回転軸と直接連結される第5回転軸、前記第3遊星キャリアと第4リングギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第6回転軸、前記第4遊星キャリアを含み、出力ギヤと直接連結される第7回転軸、前記第3サンギヤと第4サンギヤを含み、変速機ハウジングと選択的に連結される第8回転軸、および前記回転軸のうち選択された回転軸と前記入力軸の間に介されて、入力軸の回転動力を選択的に伝達する3個のクラッチ、および前記回転軸のうち選択された回転軸を変速機ハウジングに選択的に連結する3個のブレーキからなる6個の摩擦部材、を含むことを特徴とする。
前記入力軸と第3回転軸の間に介される第2クラッチ、前記入力軸と第6回転軸の間に介される第3クラッチ、前記第3回転軸と変速機ハウジングの間に介される第1ブレーキ、前記第1回転軸と変速機ハウジングの間に介される第2ブレーキ、および前記第8回転軸と変速機ハウジングの間に介される第3ブレーキ、
を含むことを特徴とする。
また、各変速段別の3個の摩擦部材を作動させて、摩擦ドラッグ損失を減らし、動力伝達効率および燃費を向上させることができる。
図1は、本発明の第1実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
図1に示す通り、本発明の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遊星ギヤセット(PG1、PG2、PG3、PG4)、入力軸(IS)、出力ギヤ(OG)、第1、2、3、4遊星ギヤセット(PG1、PG2、PG3、PG4)の回転要素を相互直接連結するか、または選択的に連結して形成される8個の回転軸(TM1〜TM8)、6個の摩擦部材(C1〜C3、B1〜B3)、および変速機ハウジング(H)を含む。
これによって、入力軸(IS)から入力される回転動力が第1、2、3、4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、出力ギヤ(OG)を通じて出力される。
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の回転動力がトルクコンバータによってトルク変換が行われて入力される。
出力ギヤ(OG)は出力部材であって、差動装置を通じて駆動輪を駆動させるように駆動力を伝達する。
第1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サンギヤ(S1)に外接で噛み合わせる第1ピニオン(P1)を回転可能に支持する第1遊星キャリア(PC1)、および第1ピニオン(P1)に内接で噛み合わせる第1リングギヤ(R1)を回転要素として含む。
第3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サンギヤ(S3)に外接で噛み合わせる第3ピニオン(P3)を回転可能に支持する第3遊星キャリア(PC3)、および第3ピニオン(P3)に内接で噛み合わせる第3リングギヤ(R3)を回転要素として含む。
そして第1、2、3、4遊星ギヤセット(PG1、PG2、PG3、PG4)は、2個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9速の変速段に出力する。
第1複合遊星ギヤセット(CPG1)は第1、2遊星ギヤセット(PG1、PG2)を組合わせ、第2複合遊星ギヤセット(CPG2)は第3、4遊星ギヤセット(PG3、PG4)を組合わせる。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)は、第3遊星キャリア(PC3)と第4リングギヤ(R4)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)が直接連結されて、4個の回転要素によって作動し、第5、6、7、8回転軸(TM5、TM6、TM7、TM8)を保有する。
これによって、本発明の実施例による遊星ギヤトレインは、8個の回転軸(TM1〜TM8)を保有して作動する。
第2回転軸(TM2)は、第1遊星キャリア(PC1)と第2リングギヤ(R2)を含んで構成される。
第3回転軸(TM3)は、第1リングギヤ(R1)と第2遊星キャリア(PC2)を含んで構成され、入力軸(IS)と選択的に連結されるか、または変速機ハウジング(H)と選択的に連結される。
第4回転軸(TM4は)、第2サンギヤ(S2)を含んで構成され、入力軸(IS)と選択的に連結される。
第5回転軸(TM5)は、第4サンギヤ(S4)を含んで構成され、第2回転軸(TM2)と直接連結される。
第6回転軸(TM6)は、第3リングギヤ(R3)と第4遊星キャリア(PC4)を含んで構成され、入力軸(IS)と選択的に連結される。
第7回転軸(TM7)は、第3遊星キャリア(PC3)と第4リングギヤ(S4)を含んで構成され、同時に出力ギヤ(OG)と連結される。
第8回転軸(TM8)は、第3サンギヤ(S3)を含んで構成され、変速機ハウジング(H)と選択的に連結される。
また、回転軸(TM1〜TM8)のうち変速機ハウジング(H)と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する第1、第3、第8回転軸(TM1、TM3、TM8)は、それぞれブレーキ(B2、B1、B3)を通じて、変速機ハウジング(H)と連結される。
第1クラッチ(C1)は、入力軸(IS)と第4回転軸(TM4)の間に介されて、第4回転軸(TM4)が選択的な入力要素として作動するようにする。
第2クラッチ(C2)は、入力軸(IS)と第3回転軸(TM3)の間に介されて、第3回転軸(TM3)が選択的な入力要素として作動するようにする。
第3クラッチ(C3)は、入力軸(IS)と第6回転軸(TM6)の間に介されて、第6回転軸(TM6)が選択的な入力要素として作動するようにする。
第2ブレーキ(B2)は、第1回転軸(TM1)と変速機ハウジング(H)の間に介されて、第1回転軸(TM1)が選択的な固定要素として作動するようにする。
第3ブレーキ(B3)は、第8回転軸(TM8)と変速機ハウジング(H)の間に介されて、第8回転軸(TM8)が選択的な固定要素として作動するようにする。
また、第8回転軸(TM8)と変速機ハウジング(H)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)をさらに含むことができる。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)には第3クラッチ(C3)と第3ブレーキ(B3)が適用され、第3クラッチ(C3)を通じて入力軸(IS)から直接入力される回転動力と、第1複合遊星ギヤセット(CPG2)から5個の変速比で変速されて入力される回転動力が、第3ブレーキ(B3)の作動有無によって前進9速および後進1速に最終変速されて出力される。
上述の第1、2、3クラッチ(C1、C2、C3)と第1、2、3ブレーキ(B1、B2、B3)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からなってもよい。
図2に示したように、本発明の第1実施例による遊星ギヤトレインは、各変速段で3個の摩擦部材が作動しながら変速が行われる。
前進1速変速段(D1)は、第1クラッチ(C1)、第2ブレーキ(B2)、および第3ブレーキ(B3)の同時作動によって達成される。
前進2速変速段(D2)は、第2クラッチ(C2)、第2ブレーキ(B2)、および第3ブレーキ(B3)の同時作動によって達成される。
前進3速変速段(D3)は、第1クラッチ(C1)、第2クラッチ(C2)、および第3ブレーキ(B3)の同時作動によって達成される。
前進4速変速段(D4)は、第1クラッチ(C1)、第3クラッチ(C3)、および第3ブレーキ(B3)の同時作動によって達成される。
前進6速変速段(D6)は、第2クラッチ(C2)、第3クラッチ(C3)、および第2ブレーキ(B2)の同時作動によって達成される。
前進7速変速段(D7)は、第1クラッチ(C1)、第3クラッチ(C3)、および第2ブレーキ(B2)の同時作動によって達成される。
前進8速変速段(D8)は、第3クラッチ(C3)、第1ブレーキ(B1)、および第2ブレーキ(B2)の同時作動によって達成される。
前進9速変速段(D9)は、第1クラッチ(C1)、第3クラッチ(C3)、および第1ブレーキ(B1)の同時作動によって達成される。
後進変速段(REV)は、第1クラッチ(C1)、第1ブレーキ(B1)、および第3ブレーキ(B3)の同時作動によって達成される。
前進1速(D1)で第1クラッチ(C1)と第2、3ブレーキ(B2、B3)が作動すると説明しているが、一般的な走行の時には第3ブレーキ(B3)の代わりにワンウェイクラッチ(F1)が作動されうる。
図3に示す通り、下側の横線は回転速度「0」を示す、上側の横線は回転速度「1.0」、即ち、入力軸(IS)と同一の回転速度を示す。
第1複合遊星ギヤセット(CPG1)の4個の縦線は、左側から順次に第1、2、3、4回転軸(TM1、TM2、TM3、TM4)と設定される。
ここで、第1、2、3、4回転軸(TM1、TM2、TM3、TM4)の間の間隔は、第1、2遊星ギヤセット(PG1、PG2)のギヤ比(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)によって設定される。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)の4個の縦線は、左側から順次に第5、6、7、8回転軸(TM5、TM6、TM7、TM8)と設定される。
ここで、第5、6、7、8回転軸(TM5、TM6、TM7、TM8)の間の間隔は、第3、4遊星ギヤセット(PG3、PG4のギヤ比(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)によって設定される。
[前進1速]
図2に示す通り、前進1速変速段(D1)では第1クラッチ(C1)および第2、3ブレーキ(B2、B3)が作動する。
これによって、図3に示したように、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、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。
そのために、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)では、第1減速速度線(T1)を形成しながら、第2回転軸(TM2)を通じて第1減速が出力される。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、前記第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて第1減速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8回転軸(TM8)が固定要素として作動して第1変速線(SP1)を形成する。
これによって、第1変速線(SP1)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進1速の変速段(D1)が出力される。
前進2速の変速段(D2)では、前進1速(D1)の状態で作動していた第1クラッチ(C1)の作動が解除され、第2クラッチ(C2)が作動する。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、第2クラッチ(C2)の作動によって第3回転軸(TM3)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。
そのために、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)では、第2減速速度線(T2)を形成しながら、第2回転軸(TM2)を通じて第2減速が出力される。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて第2減速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8回転軸(TM8)が固定要素として作動して第2変速線(SP2)を形成する。
これによって、第2変速線(SP2)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進2速の変速段(D2)が出力される。
前進3速(D3)では、前進2速(D2)の状態で作動していた第2ブレーキ(B2)の作動が解除され、第1クラッチ(C1)が作動する。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、第1、2クラッチ(C1、C2)が同時に作動して第3、4回転軸(TM3、TM4)に入力軸(IS)の回転速度が同時に入力されて、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)は直結の状態となる。したがって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)は直結速度線(T3)を形成し、入力軸(IS)の回転速度が第2回転軸(TM2)を通じて出力される。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて入力軸(IS)の回転速度が入力されている第3ブレーキ(B3)の作動によって、第8回転軸(TM8)が固定要素として作動して第3変速線(SP3)を形成する。
これによって、第3変速線(SP3)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進3速の変速段(D3)が出力される。
前進4速(D4)では、前進3速(D3)の状態で作動していた第2クラッチ(C2)の作動が解除され、第3クラッチ(C3)が作動する。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、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が、変速には何の影響も与えない。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第3クラッチ(C3)の作動によって第6回転軸(TM6)を通じて入力軸(IS)の回転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8回転軸(TM8)が固定要素として作動して第4変速線(SP4)を形成する。
これによって、第4変速線(SP4)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進4速の変速段(D4)が出力される。
前進5速(D5)では、前進4速(D4)の状態で作動していた第3ブレーキ(B3)の作動が解除され、第2クラッチ(C2)が作動する。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、第1、2クラッチ(C1、C2)が同時に作動して第3、4回転軸(TM3、TM4)に入力軸(IS)の回転速度が同時に入力されて、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)は直結状態となる。したがって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)は直結速度線(T3)を形成し、入力軸(IS)の回転速度が第2回転軸(TM2)を通じて出力される。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて入力軸(IS)の回転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6回転軸(TM6)を通じて入力軸(IS)の回転速度が入力される。したがって、第2複合遊星ギヤセット(CPG2)は直結状態となって第5変速線(SP5)を形成する。
これによって、第5変速線(SP5)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進5速の変速段(D5)が出力される。
即ち、入力軸(IS)の回転速度と同一の速度が出力される。
前進6速(D6)では、前進5速(D5)の状態で作動していた第1クラッチ(C1)の作動が解除され、第2ブレーキ(B2)が作動する。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、第2クラッチ(C2)の作動によって第3回転軸(TM3)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。
そのために、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)では、第2減速速度線(T2)を形成しながら、第2回転軸(TM2)を通じて第2減速が出力される。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて第2減速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6回転軸(TM6)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。
これによって、第6変速線(SP6)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進6速の変速段(D6)が出力される。
前進7速(D7)では、前進6速(D6)の状態で作動していた第2クラッチ(C2)の作動が解除され、第1クラッチ(C1)が作動する。
第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、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。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)では、第1減速速度線(T1)を形成しながら、第2回転軸(TM2)を通じて第1減速を出力する。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて第1減速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6回転軸(TM6)に入力軸(IS)の回転速度が入力されて第7変速線(SP7)を形成する。
これによって、第7変速線(SP7)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進7速の変速段(D7)が出力される。
前進8速(D8)では、前進7速(D7)の状態で作動していた第1クラッチ(C1)の作動が解除され、第1ブレーキ(B1)が作動する。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、第1、2ブレーキ(B1、B2)が同時に作動して回転せずに、固定速度線(T4)を形成するようになる。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)が固定要素として作動している状態で、第3クラッチ(C3)の作動によって第6回転軸(TM6)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。
これによって、第8変速線(SP8)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進8速の変速段(D8)が出力される。
前進9速(D9)では、前進8速(D8)の状態で作動していた第2ブレーキ(B2)の作動が解除され、第1クラッチ(C1)が作動制御される。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、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3回転軸(TM3)が固定要素として作動する。
そのために、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)では、逆回転速度線(T5)を形成しながら、第2回転軸(TM2)を通じて逆回転速度を出力する。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて逆回転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6回転軸(TM6)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。
これによって、第9変速線(SP9)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差して、前進9速の変速段(D9)が出力される。
後進変速段(REV)では、第1クラッチ(C1)と、第1、3ブレーキ(B1、B3)が作動する。
これによって、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)においては、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3回転軸(TM3)が固定要素として作動する。
そのために、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)では、逆回転速度線(T5)を形成しながら、第2回転軸(TM2)を通じて逆回転速度を出力する。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)においては、第2回転軸(TM2)と直接的に連結されている第5回転軸(TM5)を通じて逆回転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8回転軸(TM8)が固定要素として作動して後進変速線(SR)を形成する。
これによって、前記後進変速線(SR)と、出力要素である第7回転軸(TM7)の縦線とが交差する後進変速段(REV)が出力される。
即ち、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)では入力軸(IS)の回転速度が5個の変速比で出力され、第2複合遊星ギヤセット(CPG2)では第1複合遊星ギヤセット(CPG1)からの5個の変速比を選択的に伝達を受けて、前進9速および後進1速に2次変速して出力する。
これによって、本発明の第1実施例による遊星ギヤトレインは、自動変速機の多段化によって動力伝達効率および燃費を向上させることができる。
そして、各変速段で3個の摩擦部材が作動するようにして、作動しない摩擦部材の数を最少化する。したがって、摩擦ドラッグ損失を減らすことによって、動力伝達効率および燃費を向上させることができる。
図4に示す通り、本発明の第2実施例においては、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)をダブルピニオン遊星ギヤセットからなる第1遊星ギヤセット(PG1)と、シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第2遊星ギヤセット(PG2)とを組み合わせて構成した。
さらに具体的に、第1複合遊星ギヤセット(CPG1)は、ダブルピニオン遊星ギヤセットである第1遊星ギヤセット(PG1)と、シングルピニオン遊星ギヤセットである第2遊星ギヤセット(PG2)とを組み合わせたもので、リングギヤと遊星キャリアを共有するラビニヨ型複合遊星ギヤセットからなる。
第1複合遊星ギヤセット(CPG1)は、第1、2、3、4回転軸(TM1、TM2、TM3、TM4)を保有する。
第2複合遊星ギヤセット(CPG2)は、第1実施例と同様に、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)と、シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第4遊星ギヤセット(PG4)との組み合わせからなる。
これによって、第2実施例による遊星ギヤトレインは8個の回転軸(TM1〜TM8)を保有して作動する。
第1回転軸(TM1)は、第1サンギヤ(S1)を含んで構成され、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、共有リングギヤ(R)を含んで構成される。
第3回転軸(TM3)は、共有遊星キャリア(PC)を含んで構成され、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)とも選択的に連結される。
第5回転軸(TM5)は、第3リングギヤ(R3)を含んで構成され、第2回転軸(TM2)と直接連結される。
第6回転軸(TM6)は、第3遊星キャリア(PC3)と第4リングギヤ(R4)を含んで構成され、入力軸(IS)と選択的に連結される。
第7回転軸(TM7)は、第4遊星キャリア(PC4)を含んで構成され、同時に出力ギヤ(OG)と連結される。
第8回転軸(TM8)は、第3サンギヤ(S3)と第4サンギヤ(S4)を含んで構成され、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〜TM8)のうち入力軸(IS)と選択的に連結されて、選択的な入力部材として作動する第3、4、6回転軸(TM3、TM4、TM6)は、それぞれクラッチ(C2、C1、C3)を通じて入力軸(IS)と選択的に連結される。
第1クラッチ(C1)は、入力軸(IS)と第4回転軸(TM4)の間に介されて、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3回転軸(TM3)の間に挿入されて、第3回転軸(TM3)が選択的な入力要素として作動するようにする。
第3クラッチ(C3)は、入力軸(IS)と第6回転軸(TM6)の間に挿入されて、第6回転軸(TM6)が選択的な入力要素として作動するようにする。
第2ブレーキ(B2)は、第1回転軸(TM1)と変速機ハウジング(H)の間に挿入されて、第1回転軸(TM1)が選択的な固定要素として作動するようにする。
第3ブレーキ(B3)は、第8回転軸(TM8)と変速機ハウジング(H)の間に挿入されて、第8回転軸(TM8)が選択的な固定要素として作動するようにする。
また、第8回転軸(TM8)と変速機ハウジング(H)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)をさらに含むことができる。
これによって、前記8個の回転軸が図3および図4に示したように変化するが、各変速段で作動する摩擦部材と変速過程は第1実施例と同様であるため、詳細な説明は省略する。
本発明の実施例は、単純遊星ギヤセットからなる4個の遊星ギヤセットを6個の摩擦部材で組み合わせることで前進9速の変速段を実現して、動力伝達性能および燃費を向上させることができる。
また、各変速段別の3個の摩擦部材を作動させることによって、摩擦ドラッグ損失を減らし、動力伝達効率および燃費を向上させることができる。
PG1、PG2、PG3、PG4 第1、2、3、4遊星ギヤセット
S1、S2、S3、S4 第1、2、3、4 サンギヤ
PC1、PC2、PC3、PC4 第1、2、3、4遊星キャリア
R1、R2、R3、R4 第1、2、3、4リングギヤ
IS 入力軸
OS 出力軸
R 共有リングギヤ
PC 共有遊星キャリア
TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7、TM8 第1、2、3、4、5、6、7、8回転軸
Claims (13)
- 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ギヤ、
第1、2遊星ギヤセットの組み合わせによって4個の回転要素を保有し、2個の入力経路を通して入力される回転動力を5個の変速比で1次変速して出力する第1複合遊星ギヤセット、
第3、4遊星ギヤセットの組み合わせによって4個の回転要素を保有し、前記第1複合遊星ギヤセットから入力される回転動力と、1個の経路を通して前記入力軸の回転動力の伝達を受けて、前進9速および後進1速の変速段に2次変速して出力する第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2個の回転要素を連結するか、または1個の回転要素からなる8個の回転軸、および
前記回転軸のうち選択された回転軸と前記入力軸の間に介されて動力を選択的に伝達する3個のクラッチ、および前記回転軸のうち選択された回転軸を変速機ハウジングに選択的に連結する3個のブレーキからなる6個の摩擦部材、
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。 - 前記第1複合遊星ギヤセットは、
第1サンギヤ、第1遊星キャリア、および第1リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなる第1遊星ギヤセット、
第2サンギヤ、第2遊星キャリア、および第2リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなる第2遊星ギヤセット、
前記第1サンギヤを含み、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遊星キャリアと第2リングギヤを含む第2回転軸、
前記第1リングギヤと第2遊星キャリアを含み、入力軸と選択的に連結されるか、または変速機ハウジングと選択的に連結される第3回転軸、
前記第2サンギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第4回転軸、
前記入力軸と第4回転軸の間に介される第1クラッチ、
前記入力軸と第3回転軸の間に介される第2クラッチ、
前記第3回転軸と変速機ハウジングの間に介される第1ブレーキ、および
前記第1回転軸と変速機ハウジングの間に介される第2ブレーキ、
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。 - 前記第2複合遊星ギヤセットは、
第3サンギヤ、第3遊星キャリア、および第3リングギヤを保有する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、
第4サンギヤ、第4遊星キャリア、および第4リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなる第4遊星ギヤセット、
前記第4サンギヤを含んで構成され、前記第1複合遊星ギヤセットの第2回転軸と直接連結される第5回転軸、
前記第3リングギヤと第4遊星キャリアを含んで構成され、入力軸と選択的に連結される第6回転軸、
前記第3遊星キャリアと第4リングギヤを含んで構成され、出力ギヤと直接連結される第7回転軸、
前記第3サンギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第8回転軸、
前記入力軸と第6回転軸の間に介される第3クラッチ、および
前記第8回転軸と変速機ハウジングの間に介される第3ブレーキ、
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。 - 前記変速段は、
前記第1クラッチ、第2ブレーキ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進1速変速段、
前記第2クラッチ、第2ブレーキ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進2速変速段、
前記第1クラッチ、第2クラッチ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進3速変速段、
前記第1クラッチ、第3クラッチ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進4速変速段、
前記第1クラッチ、第2クラッチ、および第3クラッチの同時作動によって達成される前進5速変速段、
前記第2クラッチ、第3クラッチ、および第2ブレーキの同時作動によって達成される前進6速変速段、
前記第1クラッチ、第3クラッチ、および第2ブレーキの同時作動によって達成される前進7速変速段、
前記第3クラッチ、第1ブレーキ、および第2ブレーキの同時作動によって達成される前進8速変速段、
前記第1クラッチ、第3クラッチ、および第1ブレーキの同時作動によって達成される前進9速変速段、並びに
前記第1クラッチ、第1ブレーキ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される後進変速段、
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。 - 前記第1複合遊星ギヤセットは、
ダブルピニオン遊星ギヤセットである第1遊星ギヤセットと、シングルピニオン遊星ギヤセットである第2遊星ギヤセットとを組み合わせ、リングギヤと遊星キャリアを共有する複合遊星ギヤセットであって、ショットピニオンと噛み合わせる第1サンギヤ、ロングピニオンと噛み合わせる第2サンギヤ、共有遊星キャリア、および共有リングギヤを保有し、
前記第1サンギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第1回転軸、
前記共有リングギヤを含む第2回転軸、
前記共有遊星キャリアを含んで構成され、入力軸と選択的に連結されるか、または変速機ハウジングと選択的に連結される第3回転軸、
前記第2サンギヤを含んで構成され、入力軸と選択的に連結される第4回転軸、
前記入力軸と第4回転軸の間に介される第1クラッチ、
前記入力軸と第3回転軸の間に介される第2クラッチ、
前記第3回転軸と変速機ハウジングの間に介される第1ブレーキ、および
前記第1回転軸と変速機ハウジングの間に介される第2ブレーキ、
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。 - 前記第2複合遊星ギヤセットは、
第3サンギヤ、第3遊星キャリア、および第3リングギヤを保有する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、
第4サンギヤ、第4遊星キャリア、および第4リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなる第4遊星ギヤセット、
前記第3リングギヤを含み、前記第1複合遊星ギヤセットの第2回転軸と直接連結される第5回転軸、
前記第3遊星キャリアと第4リングギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第6回転軸、
前記第4遊星キャリアを含み、出力ギヤと直接連結される第7回転軸、
前記第3サンギヤと第4サンギヤを含み、変速機ハウジングと選択的に連結される第8回転軸、
前記入力軸と第6回転軸の間に介される第3クラッチ、および
前記第8回転軸と変速機ハウジングの間に介される第3ブレーキ、
を含むことを特徴とする請求項5に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。 - 前記変速段は、
前記第1クラッチ、第2ブレーキ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進1速変速段、
前記第2クラッチ、第2ブレーキ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進2速変速段、
前記第1クラッチ、第2クラッチ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進3速変速段、
前記第1クラッチ、第3クラッチ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される前進4速変速段、
前記第1クラッチ、第2クラッチ、および第3クラッチの同時作動によって達成される前進5速変速段、
前記第2クラッチ、第3クラッチ、および第2ブレーキの同時作動によって達成される前進6速変速段、
前記第1クラッチ、第3クラッチ、および第2ブレーキの同時作動によって達成される前進7速変速段、
前記第3クラッチ、第1ブレーキ、および第2ブレーキの同時作動によって達成される前進8速変速段、
前記第1クラッチ、第3クラッチ、および第1ブレーキの同時作動によって達成される前進9速変速段、並びに
前記第1クラッチ、第1ブレーキ、および第3ブレーキの同時作動によって達成される後進変速段、
を含む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。 - 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ギヤ、
第1サンギヤ、第1遊星キャリア、および第1リングギヤを回転要素として保有する第1遊星ギヤセットと、第2サンギヤ、第2遊星キャリア、および第2リングギヤを回転要素として保有する第2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、
第3サンギヤ、第3遊星キャリア、および第3リングギヤを回転要素として保有する第3遊星ギヤセットと、第4サンギヤ、第4遊星キャリア、および第4リングギヤを回転要素として保有する保有する第4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サンギヤを含んで構成され、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遊星キャリアと第2リングギヤを含む第2回転軸、
前記第1リングギヤと第2遊星キャリアを含み、入力軸と選択的に連結されるか、または変速機ハウジングと選択的に連結される第3回転軸、
前記第2サンギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第4回転軸、
前記第4サンギヤを含み、前記第2回転軸と直接連結される第5回転軸、
前記第3リングギヤと第4遊星キャリアを含み、入力軸と選択的に連結される第6回転軸、
前記第3遊星キャリアと第4リングギヤを含み、出力ギヤと直接連結される第7回転軸、
前記第3サンギヤを含み、変速機ハウジングと選択的に連結される第8回転軸、および
前記回転軸のうち選択された回転軸と前記入力軸の間に介されて、入力軸の回転動力を選択的に伝達する3個のクラッチ、および前記回転軸のうち選択された回転軸を変速機ハウジングに選択的に連結する3個のブレーキからなる6個の摩擦部材、
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。 - 前記第1、2、3、4遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットで構成されることを特徴とする請求項8に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
- 前記摩擦部材は、
前記入力軸と第4回転軸の間に介される第1クラッチ、
前記入力軸と第3回転軸の間に介される第2クラッチ、
前記入力軸と第6回転軸の間に介される第3クラッチ、
前記第3回転軸と変速機ハウジングの間に介される第1ブレーキ、
前記第1回転軸と変速機ハウジングの間に介される第2ブレーキ、および
前記第8回転軸と変速機ハウジングの間に介される第3ブレーキ、
を含むことを特徴とする請求項8に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。 - 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ギヤ、
ショットピニオンと噛み合わせる第1サンギヤ、ロングピニオンと噛み合わせる第2サンギヤ、共有遊星キャリア、および共有リングギヤで構成される第1複合遊星ギヤセット、
第3サンギヤ、第3遊星キャリア、および第3リングギヤを回転要素として保有する第3遊星ギヤセットと、第4サンギヤ、第4遊星キャリア、および第4リングギヤを回転要素として保有する保有する第4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サンギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第1回転軸、
前記共有リングギヤを含む第2回転軸、
前記共有遊星キャリアを含み、入力軸と選択的に連結されるか、または変速機ハウジングと選択的に連結される第3回転軸、
前記第2サンギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第4回転軸、
前記第3リングギヤを含み、前記第2回転軸と直接連結される第5回転軸、
前記第3遊星キャリアと第4リングギヤを含み、入力軸と選択的に連結される第6回転軸、
前記第4遊星キャリアを含み、出力ギヤと直接連結される第7回転軸、
前記第3サンギヤと第4サンギヤを含み、変速機ハウジングと選択的に連結される第8回転軸、および
前記回転軸のうち選択された回転軸と前記入力軸の間に介されて、入力軸の回転動力を選択的に伝達する3個のクラッチ、および前記回転軸のうち選択された回転軸を変速機ハウジングに選択的に連結する3個のブレーキからなる6個の摩擦部材、
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。 - 前記第2複合遊星ギヤセットを形成する第3、4遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットで構成されることを特徴とする請求項11に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
- 前記摩擦部材は、
前記入力軸と第4回転軸の間に介される第1クラッチ、
前記入力軸と第3回転軸の間に介される第2クラッチ、
前記入力軸と第6回転軸の間に介される第3クラッチ、
前記第3回転軸と変速機ハウジングの間に介される第1ブレーキ、
前記第1回転軸と変速機ハウジングの間に介される第2ブレーキ、および
前記第8回転軸と変速機ハウジングの間に介される第3ブレーキ、
を含むことを特徴とする請求項11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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