JP2014092270A

JP2014092270A - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン

Info

Publication number: JP2014092270A
Application number: JP2013096379A
Authority: JP
Inventors: Chang-Wook Lee; 昌郁李; Kang Soo Seo; カン壽徐; Meikun Ro; 明勳盧; Zui-Jung Ju; 再昌鞠; Hyeog June Lee; 赫浚李; Jong-Sool Park; 鍾述朴
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-11-05
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2014-05-19
Anticipated expiration: 2033-05-01
Also published as: DE102013109159A1; CN103807371A; DE102013109159B4; US9328803B2; US9618094B2; CN103807371B; KR101329008B1; US20140128202A1; JP6097138B2; US20160215858A1

Abstract

【課題】部品数と全長を最少化して搭載性を向上させるとともに、動力伝達性能および燃費が向上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。
【解決手段】本発明は、入力軸と、出力軸と、入力軸と選択的に連結される第１回転要素、出力要素として作動する第２回転要素、及び前記入力軸と選択的に連結される第３回転要素を保有する第１遊星ギヤセットと、変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素、第５回転要素、及び第２回転要素と連結されると同時に出力軸と直接連結される第６回転要素を保有する第２遊星ギヤセットと、第４、第５、第６回転要素を入力軸または第２、３回転要素と外接でギヤ連結する４つのトランスファギヤと、第１、第３、第４回転要素を入力軸に選択的に連結する複数のクラッチ及び第４、第５回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する複数のブレーキからなる複数の摩擦要素と、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に係り、より詳しくは搭載性と動力伝達性能を向上させ燃費を低減することができる車両用自動変速機の遊星ギヤトレインに関する。

一般に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と摩擦要素の組み合わせによって実現され、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で優れた車両を実現することができるため、より多い変速段が実現できる自動変速機用遊星ギヤトレインの絶え間ない研究が行われている。
前記のような遊星ギヤトレインは同一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耐久性、動力伝達効率、大きさなどが変わるためにより堅固で、動力損失がなく、コンパクトに製作するための研究開発が続けられている。
しかし変速段が増えるほど自動変速機内の部品数も増加し搭載性、原価、重量および動力伝達効率が悪化することがある。
特に、部品数の多い遊星ギヤトレインは前輪駆動用車両に搭載するのが難しいこともあるので、部品数を最少化することが自動変速機競争力の必須要件の一つである。

特開２００５−１１３９７０号公報

本発明は、互いに平行に配置される入力軸と出力軸上にそれぞれ一つずつの遊星ギヤセットを配置し、複数の遊星ギヤセットの複数の回転要素を複数の外接ギヤで連結して前進８速と後進１速の変速段を実現することによって、部品数と全長を最少化し搭載性が向上できる車両用自動変速機の遊星ギヤトレインの提供を目的とする。
また、複数の外接ギヤを適用して自由なギヤ歯数の変更で最適のギヤ比を設定し、これによる動力伝達性能および燃費が向上できる車両用自動変速機の遊星ギヤトレインの提供を目的とする。

本発明は、エンジン動力の伝達を受ける入力軸と、
前記入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置され、変速された回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸上に配置され、入力軸と選択的に連結される第１回転要素、出力要素として作動する第２回転要素、及び前記入力軸と選択的に連結される第３回転要素を保有する第１遊星ギヤセットと、
前記出力軸上に配置され、前記入力軸と互いに異なるギヤ比を有する２つの経路を通じて選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転要素、及び前記第２回転要素と連結されると同時に出力軸と直接連結される第６回転要素を保有する第２遊星ギヤセットと、
前記第４、第５、第６回転要素を前記入力軸または前記第２、３回転要素と外接でギヤ連結する４つのトランスファギヤと、
前記第１、第３、第４回転要素を入力軸に選択的に連結する複数のクラッチ及び前記第４、第５回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する複数のブレーキからなる複数の摩擦要素と、
を含むことを特徴とする。

前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第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り、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、第６回転要素である第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ことを特徴とする。

前記４つのトランスファギヤは、
第２回転要素に連結される第１トランスファドライブギヤ、及び第６回転要素に連結される第１トランスファドリブンギヤからなる第１トランスファギヤと、
第３回転要素に連結される第２トランスファドライブギヤ及び第５回転要素に連結される第２トランスファドリブンギヤからなる第２トランスファギヤと、
入力軸に連結される第３トランスファドライブギヤ及び第４回転要素に連結される第３トランスファドリブンギヤからなる第３トランスファギヤと、
入力軸に連結される第４トランスファドライブギヤ及び第４回転要素に連結される第４トランスファドリブンギヤからなる第４トランスファギヤと、
を含むことを特徴とする。

前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
入力軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第５回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする。

前進１速変速段は、前記第１クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現され、前進２速変速段は、前記第１クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、前進３速変速段は、前記第１クラッチと第２クラッチが同時に作動して実現され、前進４速変速段は、前記第１クラッチと第３クラッチが同時に作動して実現され、前進５速変速段は、前記第１クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、前進６速変速段は、前記第３クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、前進７速変速段は、前記第２クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、前進８速変速段は、前記第４クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、そして、後進変速段は、前記第３クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現されることを特徴とする。

前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
第３トランスファギヤ及び第４回転要素の間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤ及び第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸及び第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第５回転要素及び変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素及び変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする。

前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
入力軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第３回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする。

前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１リングギヤ、及び第３回転要素である第１遊星キャリアを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなり、そして、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、及び第６回転要素である第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ことを特徴とする。

また、本発明は、エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、
前記入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置されており、変速された回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸上に配置されており、入力軸と選択的に連結される第１回転要素、第２回転要素、及び前記入力軸と選択的に連結される第３回転要素を保有する第１遊星ギヤセットと、
前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と互いに異なるギヤ比を有する２つの経路を通じて選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転要素、及び前記第２回転要素と連結されると同時に出力軸と直接連結される第６回転要素を保有する第２遊星ギヤセットと、
前記第２回転要素と第６回転要素を連結する第１トランスファギヤと、
前記第３回転要素と第５回転要素を連結する第２トランスファギヤと、
前記入力軸と第４回転要素を連結する第３トランスファギヤと、
前記入力軸と第４回転要素を連結する第４トランスファギヤと、
前記第１、第３、第４回転要素を入力軸に選択的に連結する複数のクラッチ、及び前記第４、第５回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する複数のブレーキからなる複数の摩擦要素と、
を含むことを特徴とする。

前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、及び第３回転要素である第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り、そして、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、及び第６回転要素である第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ことを特徴とする。

前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１リングギヤ、及び第３回転要素である第１遊星キャリアを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、及び第６回転要素である第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ことを特徴とする。

前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第５回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、単純遊星ギヤセットからなる２つの遊星ギヤセットと４つのトランスファギヤ、そして６つの摩擦要素の組み合わせで前進８速および後進１速の変速段が実現できる。
そして２つの遊星ギヤセットを相互一定の間隔をおいて平行に配置される入力軸と出力軸に分けて配置することによって、全長が縮小されて搭載性が向上する。
また、遊星ギヤセット以外に４つの外接ギヤを適用することによって、自由なギヤ歯数の変更で車両別最適のギヤ比を設定することができ、要求性能条件に合うようにギヤ歯数の変更が可能で発進性能、動力伝達性能および燃費が向上できる。したがって、既存のトルクコンバータを削除し発進クラッチの適用が可能である。
そして各変速段で２つの摩擦要素が作動しながら変速が行われ、隣り合う変速段に順次変速時、一つの摩擦要素の作動が解除され他の一つの摩擦要素が作動する。したがって、変速作動制御条件を十分に充足させることができる。

本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインに適用される複数の摩擦要素の各変速段別作動表である。（ａ）は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの前進１速変速段および前進２速変速段の変速線図である。（ｂ）は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの前進３速変速段の変速線図である。（ａ）は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの前進４速変速段の変速線図である。（ｂ）は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの前進５速変速段の変速線図である。（ａ）は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの前進６速変速段の変速線図である。（ｂ）は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの前進７速変速段の変速線図である。（ａ）本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの前進８速変速段の変速線図である。（ｂ）は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの後進変速段の変速線図である。本発明の第２実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。本発明の第３実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。本発明の第４実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。

以下、本発明の実施形態を添付した図面により詳細に説明する。
但し、本発明の実施形態を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一な図面符号を適用して説明する。
また、下記の説明で構成の名称を第１、第２などに区分したことはその構成の名称が同一でこれを区分するためであり、必ずしもその順序に限定されるのではない。
図１は本発明の第１実施形態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、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインは、入力軸ＩＳ上に配置される第１遊星ギヤセットＰＧ１と、前記入力軸ＩＳと平行に配置される出力軸ＯＳ上に配置される第２遊星ギヤセットＰＧ２と、４つのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と２つブレーキＢ１、Ｂ２からなる摩擦要素を含んでなる。

これにより、入力軸ＩＳから入力される回転動力は、前記第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の相互補完作動によって前進８速および後進１速に変速されて出力軸ＯＳ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を通じてトルク変換が行われ前記入力軸ＩＳに入力される。
出力軸ＯＳは出力部材であって、差動装置（図示せず）を通じて駆動輪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からなる第１回転要素Ｎ１と、第１サンギヤＳ１と外接でかみ合う第１ピニオンＰ１を支持する第１遊星キャリアＰＣ１からなる第２回転要素Ｎ２と、第１ピニオンＰ１と内接でかみ合う第１リングギヤＲ１からなる第３回転要素Ｎ３を含んでなる。

第２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からなる第４回転要素Ｎ４と、第２サンギヤＳ２と外接でかみ合う第２ピニオンＰ２を支持する第２遊星キャリアＰＣ２からなる第５回転要素Ｎ５と、第２ピニオンＰ２と内接でかみ合う第２リングギヤＲ２からなる第６回転要素Ｎ６を含んでなる。
第１遊星ギヤセットＰＧ１の２つの回転要素が入力軸ＩＳと選択的に連結され、第２遊星ギヤセットＰＧ２の３つの回転要素は入力軸ＩＳと第１遊星ギヤセットＰＧ１の２つの回転要素に第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４を通じて連結され、第２遊星ギヤセットＰＧ２のいずれか一つの回転要素は出力軸ＯＳと直接連結される。

第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４はそれぞれ互いに外接する第１、第２、第３、第４トランスファドライブギヤＴＦ１ａ、ＴＦ２ａ、ＴＦ３ａ、ＴＦ４ａと第１、第２、第３、第４トランスファドリブンギヤＴＦ１ｂ、ＴＦ２ｂ、ＴＦ３ｂ、ＴＦ４ｂを含んでなる。
第１トランスファギヤＴＦ１は、第２回転要素Ｎ２と第６回転要素Ｎ６を連結する。
第２トランスファギヤＴＦ２は、第３回転要素Ｎ３と第５回転要素Ｎ５を連結する。
第３トランスファギヤＴＦ３は、入力軸ＩＳと第４回転要素Ｎ４を連結する。
第４トランスファギヤＴＦ４は、入力軸ＩＳと第４回転要素Ｎ４を連結する。

これにより、第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４によって連結される回転要素は（入力軸ＩＳを含む）それらのギヤ比によって相互反対方向に回転する。
そして入力軸ＩＳと選択された回転要素を選択的に連結するか、選択された回転要素を変速機ハウジングＨと選択的に連結する４つのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と２つのブレーキＢ１、Ｂ２は次のように配置される。
第１クラッチＣ１は、入力軸ＩＳと第１回転要素Ｎ１の間に配置される。
第２クラッチＣ２は、入力軸ＩＳと第３トランスファギヤＴＦ３の間に配置される。
第３クラッチＣ３は、第４回転要素Ｎ４と第４トランスファギヤＴＦ４の間に配置される。

第４クラッチＣ４は、入力軸ＩＳと第３回転要素Ｎ３の間に配置される。
第１ブレーキＢ１は、第５回転要素Ｎ５と変速機ハウジングＨの間に配置される。
第２ブレーキＢ２は、第４回転要素Ｎ４と変速機ハウジングＨの間に配置される。
第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３は両方とも入力軸ＩＳを第４回転要素Ｎ４と選択的に連結する役割を果たすが、第３トランスファギヤＴＦ３と第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比が互いに異なるために第４回転要素Ｎ４に伝達される回転速度は変わる。
第１、第２、第３、第４クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２からなる各摩擦要素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る。

図２は本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインに適用される複数の摩擦要素の各変速段別作動表である。
図２に示す通り、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインは各変速段で２つの摩擦要素が作動しながら変速が行われる。
前進１速変速段１ＳＴは、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１の同時作動によって達成される。
前進２速変速段２ＮＤは、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２の同時作動によって達成される。
前進３速変速段３ＲＤは、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の同時作動によって達成される。
前進４速変速段４ＴＨは、第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３の同時作動によって達成される。

前進５速変速段５ＴＨは、第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４の同時作動によって達成される。
前進６速変速段６ＴＨは、第３クラッチＣ３と第４クラッチＣ４の同時作動によって達成される。
前進７速変速段７ＴＨは、第２クラッチＣ２と第４クラッチＣ４の同時作動によって達成される。
前進８速変速段８ＴＨは、第４クラッチＣ４と第２ブレーキＢ２の同時作動によって達成される。
後進変速段ＲＥＶは、第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１の同時作動によって達成される。

図３乃至図６は本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの各変速段別変速線図であり、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの変速過程をレバー解釈法で示している。
図３乃至図６に示す通り、第２遊星ギヤセットＰＧ２の３つの縦線は左側から第４、第５、第６回転要素Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６に設定され、第１遊星ギヤセットＰＧ１の３つの縦線は左側から第３、第２、第１回転要素Ｎ３、Ｎ２、Ｎ１に設定される。
中央の横線は回転速度“０”を示し、上側の複数の横線は正回転を示し、下側の複数の横線は逆回転を示す。
前記で“−”はエンジンの回転方向と反対方向に回転することを意味する。入力軸ＩＳと第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素がアイドリングギヤ（ＩｄｌｉｎｇＧｅａｒ）なしに第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４を通じて第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素と外接で連結されるためである。
また、前記複数の縦線の間隔は第１、第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。

以下、図２と図３乃至図６を参照して本発明の第１実施形態による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］
図２に示す通り、前進１速変速段１ＳＴでは第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１が作動する。
図３（ａ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１の作動で第１回転要素Ｎ１に入力される状態で、第１ブレーキＢ１の作動で第３回転要素Ｎ３が固定要素として作動する。したがって、第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第１速度線Ｔ１を形成する。
そして、第１ブレーキＢ１の作動で第５回転要素Ｎ５が固定要素として作動している状態で第２回転要素Ｎ２の回転動力が第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比によって変換されて第６回転要素Ｎ６に逆回転速度で入力される。したがって、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第１変速線ＳＰ１を形成し、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ１が出力される。

［前進２速］
前進２速変速段２ＮＤでは前進１速変速段１ＳＴの状態で作動した第１ブレーキＢ１の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。
図３（ａ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１の作動で第１回転要素Ｎ１に入力され、第２ブレーキＢ２の作動で第４回転要素Ｎ４が固定要素として作動する。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第２速度線Ｔ２を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第２変速線ＳＰ２を形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ２が出力される。

［前進３速］
前進３速変速段３ＲＤでは前進２速変速段２ＮＤの状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第２クラッチＣ２が作動する。
図３（ｂ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が前記第１クラッチＣ１の作動で第１回転要素Ｎ１に入力され、同時に第２クラッチＣ２の作動で第３トランスファギヤＴＦ３のギヤ比によって変換されて第４回転要素Ｎ４に入力される。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第３速度線Ｔ３を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第３変速線ＳＰ３を形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ３が出力される。

［前進４速］
前進４速変速段４ＴＨでは前進３速変速段３ＲＤの状態で作動した第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。
図４（ａ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１の作動で第１回転要素Ｎ１に入力され、同時に第３クラッチＣ３の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて第４回転要素Ｎ４に入力される。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第４速度線Ｔ４を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第４変速線ＳＰ４を形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ４が出力される。

［前進５速］
前進５速変速段５ＴＨでは前進４速変速段４ＴＨの状態で作動した第３クラッチＣ３の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。
図４（ｂ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４の作動で第１回転要素Ｎ１と第３回転要素Ｎ３に同時に入力される。したがって、第１遊星ギヤセットＰＧ１は直結の状態になる。
また、第３回転要素Ｎ３の回転速度が第２トランスファギヤＴＦ２のギヤ比によって変換されて第５回転要素Ｎ５に逆回転速度で入力される。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第５速度線Ｔ５を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第５変速線ＳＰ５を形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ５が出力される。

［前進６速］
前進６速変速段６ＴＨでは前進５速変速段５ＴＨの状態で作動した第１クラッチＣ１の作動が解除され、第３クラッチＣ３が作動する。
図５（ａ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が第４クラッチＣ４の作動で第３回転要素Ｎ３に入力され、同時に第３クラッチＣ３の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて第４回転要素Ｎ４に入力される。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第６速度線Ｔ６を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第６変速線ＳＰ６を形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ６が出力される。

［前進７速］
前進７速変速段７ＴＨでは前進６速変速段６ＴＨの状態で作動した第３クラッチＣ３の作動が解除され、第２クラッチＣ２が作動する。
図５（ｂ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が第４クラッチＣ４の作動で第３回転要素Ｎ３に入力され、同時に第２クラッチＣ２の作動で第３トランスファギヤＴＦ３のギヤ比によって変換されて第４回転要素Ｎ４に入力される。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第７速度線Ｔ７を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第７変速線ＳＰ７を形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ７が出力される。

［前進８速］
前進８速変速段８ＴＨでは前進７速変速段７ＴＨの状態で作動した第２クラッチＣ２の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。
図６（ａ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が前記第４クラッチＣ４の作動で第３回転要素Ｎ３に入力され、第２ブレーキＢ２の作動で第４回転要素Ｎ４が固定要素として作動する。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は第８速度線Ｔ８を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は第８変速線ＳＰ８を形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＤ８が出力される。

［後進］
後進変速段ＲＥＶでは図２のように、第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１が作動する。
図６（ｂ）のように、入力軸ＩＳの回転速度が第３クラッチＣ３の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて第４回転要素Ｎ４に入力され、第１ブレーキＢ１の作動で第５回転要素Ｎ５が固定要素として作動する。
これにより、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動で第１遊星ギヤセットＰＧ１の複数の回転要素は後進速度線Ｔｒを形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の複数の回転要素は後進変速線ＲＳを形成する。したがって、出力要素である第６回転要素Ｎ６を通じてＲＥＶが出力される。

前記のように本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインは単純遊星ギヤセットからなる２つの遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２と外接ギヤである４つのトランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４、そして６つの摩擦要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２の組み合わせで前進８速および後進１速の変速段を実現する。
また、遊星ギヤセット以外に外接ギヤである４つのトランスファギヤを適用することによって、自由なギヤ歯数の変更で車両別最適のギヤ比を設定することができ、要求性能条件に合うようにギヤ歯数の変更が可能で発進性能、動力伝達性能および燃費を向上させることができる。したがって、既存のトルクコンバータを削除し発進クラッチの適用が可能である。
そして各変速段で２つの摩擦要素が作動しながら変速が行われ、隣り合う変速段に順次変速時、一つの摩擦要素作動が解除され他の一つの摩擦要素が作動する。したがって、変速作動制御条件を十分に充足させることができる。

図７は本発明の第２実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。
図７に示す通り、第１実施形態では第２クラッチＣ２を入力軸ＩＳと第３トランスファギヤＴＦ３の間に配置しているが、第２実施形態では第２クラッチＣ２を第４回転要素Ｎ４と第３トランスファギヤＴＦ３の間に配置している。
このような第２実施形態の場合、第１実施形態と比較して第２クラッチＣ２の配置位置のみ異なるだけでその作動が同一であるので、詳細な説明は省略する。
図８は本発明の第３実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。
図８に示す通り、第１実施形態では第１ブレーキＢ１を第５回転要素Ｎ５と変速機ハウジングＨの間に配置しているが、第３実施形態では第１ブレーキＢ１を第３回転要素Ｎ３と変速機ハウジングＨの間に配置している。
このような第３実施形態の場合、第１実施形態と比較して第１ブレーキＢ１の配置位置のみ異なるだけでその作動が同一であるので、詳細な説明は省略する。

図９は本発明の第４実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。
図９に示す通り、第１実施形態では第１遊星ギヤセットＰＧ１をシングルピニオン遊星ギヤセットで適用しているが、第４実施形態では第１遊星ギヤセットＰＧ１をダブルピニオン遊星ギヤセットで適用している。
これにより、第２回転要素Ｎ２が第１遊星キャリアＰＣ１から第１リングギヤＲ１に変更され、第３回転要素Ｎ３が第１リングギヤＲ１から第１遊星キャリアＰＣ１に変更される。
このような第４実施形態は第１実施形態と比較して第２、第３回転要素Ｎ２、Ｎ３を構成する複数の回転要素が変わるだけでその作動が同一であるので、詳細な説明は省略する。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。

ＰＧ１、ＰＧ２：第１、第２遊星ギヤセット
Ｓ１、Ｓ２：第１、第２サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２：第１、第２遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２：第１、第２リングギヤ
ＩＳ：入力軸
ＯＳ：出力軸
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６：第１、第２、第３、第４、第５、第６回転要素
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４：第１、第２、第３、第４クラッチ
Ｂ１、Ｂ２：第１、第２ブレーキ

Claims

エンジン動力の伝達を受ける入力軸と、
前記入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置され、変速された回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸上に配置され、入力軸と選択的に連結される第１回転要素、出力要素として作動する第２回転要素、及び前記入力軸と選択的に連結される第３回転要素を保有する第１遊星ギヤセットと、
前記出力軸上に配置され、前記入力軸と互いに異なるギヤ比を有する２つの経路を通じて選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転要素、及び前記第２回転要素と連結されると同時に出力軸と直接連結される第６回転要素を保有する第２遊星ギヤセットと、
前記第４、第５、第６回転要素を前記入力軸または前記第２、３回転要素と外接でギヤ連結する４つのトランスファギヤと、
前記第１、第３、第４回転要素を入力軸に選択的に連結する複数のクラッチ及び前記第４、第５回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する複数のブレーキからなる複数の摩擦要素と、
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遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第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り、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、第６回転要素である第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４つのトランスファギヤは、
第２回転要素に連結される第１トランスファドライブギヤ、及び第６回転要素に連結される第１トランスファドリブンギヤからなる第１トランスファギヤと、
第３回転要素に連結される第２トランスファドライブギヤ及び第５回転要素に連結される第２トランスファドリブンギヤからなる第２トランスファギヤと、
入力軸に連結される第３トランスファドライブギヤ及び第４回転要素に連結される第３トランスファドリブンギヤからなる第３トランスファギヤと、
入力軸に連結される第４トランスファドライブギヤ及び第４回転要素に連結される第４トランスファドリブンギヤからなる第４トランスファギヤと、
を含む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。
前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
入力軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第５回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前進１速変速段は、前記第１クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現され、
前進２速変速段は、前記第１クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、
前進３速変速段は、前記第１クラッチと第２クラッチが同時に作動して実現され、
前進４速変速段は、前記第１クラッチと第３クラッチが同時に作動して実現され、
前進５速変速段は、前記第１クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進６速変速段は、前記第３クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進７速変速段は、前記第２クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進８速変速段は、前記第４クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、そして
後進変速段は、前記第３クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現されることを特徴とする請求項４に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
第３トランスファギヤ及び第４回転要素の間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤ及び第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸及び第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第５回転要素及び変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素及び変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
入力軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第３回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする請求項３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遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１リングギヤ、及び第３回転要素である第１遊星キャリアを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなり、そして、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、及び第６回転要素である第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。
エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、
前記入力軸と一定の間隔をおいて平行に配置されており、変速された回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸上に配置されており、入力軸と選択的に連結される第１回転要素、第２回転要素、及び前記入力軸と選択的に連結される第３回転要素を保有する第１遊星ギヤセットと、
前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と互いに異なるギヤ比を有する２つの経路を通じて選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転要素、及び前記第２回転要素と連結されると同時に出力軸と直接連結される第６回転要素を保有する第２遊星ギヤセットと、
前記第２回転要素と第６回転要素を連結する第１トランスファギヤと、
前記第３回転要素と第５回転要素を連結する第２トランスファギヤと、
前記入力軸と第４回転要素を連結する第３トランスファギヤと、
前記入力軸と第４回転要素を連結する第４トランスファギヤと、
前記第１、第３、第４回転要素を入力軸に選択的に連結する複数のクラッチ、及び前記第４、第５回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する複数のブレーキからなる複数の摩擦要素と、
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遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、及び第３回転要素である第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り、そして、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、及び第６回転要素である第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。
前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１リングギヤ、及び第３回転要素である第１遊星キャリアを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、及び第６回転要素である第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。
前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
入力軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第５回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含む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。
前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第５回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含む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。
前記複数の摩擦要素は、
入力軸と第１回転要素の間に配置される第１クラッチと、
入力軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチと、
第４トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第３回転要素の間に配置される第４クラッチと、
第３回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキと、
を含む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。