JP2016098853A - Automatic transmission - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic transmission capable of achieving eight forward shift stages and one backward shift stage without using a double pinion type planetary gear set.SOLUTION: In an automatic transmission, a first rotary member M1 is constituted by connecting a first sun gear S1 and a second sun gear S2, a second rotary member M2 is constituted by connecting a first carrier PC1 and a second ring gear R2, a third rotary member M3 is constituted by connecting the first carrier PC1 and a third sun gear S3, a forth rotary member M4 is constituted by connecting a third carrier PC3 and a forth sun gear S4, an input shaft Input is constantly connected to a second carrier PC2, an output shaft Output is constantly connected to a forth carrier PC4, and at least eight forward shift stages and one backward shift stage can be achieved by combination of simultaneous engagements of three of six engagement elements.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両の変速機として適用される有段式の自動変速機に関する。   The present invention relates to a stepped automatic transmission applied as a transmission of a vehicle.

従来、遊星歯車4組と、4つのクラッチ、2つのブレーキ及び一つのワンウェイクラッチといった複数の係合要素を使用して前進8速段後進1速段を達成する自動変速機として、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。   Conventionally, as an automatic transmission that achieves eight forward speeds and one reverse speed using a plurality of engagement elements such as four planetary gear sets, four clutches, two brakes, and one one-way clutch, for example, Patent Document 1 The technique described in is known.

特開2003−130152号公報JP 2003-130152 A

しかしながら、特許文献1の自動変速機では、ダブルピニオン型の遊星歯車組を用いており、ギヤノイズやギヤの耐久性に問題があった。   However, the automatic transmission of Patent Document 1 uses a double pinion type planetary gear set, and has problems in gear noise and gear durability.

本発明の目的とするところは、ダブルピニオン型の遊星歯車組を用いることなく前進8速段後進1速段を達成可能な自動変速機を提供することである。   An object of the present invention is to provide an automatic transmission capable of achieving eight forward speeds and one reverse speed without using a double pinion type planetary gear set.

上記目的を達成するため、本発明の自動変速機では、第1のサンギヤと、該第1のサンギヤに噛み合う第1のピニオンを支持する第1のキャリヤと、該第1のピニオンに噛み合う第1のリングギヤとからなる第1の遊星歯車と、第2のサンギヤと、該第2のサンギヤに噛み合う第2のピニオンを支持する第2のキャリヤと、該第2のピニオンに噛み合う第2のリングギヤとからなる第2の遊星歯車と、第3のサンギヤと、該第3のサンギヤに噛み合う第3のピニオンを支持する第3のキャリヤと、該第3のピニオンに噛み合う第3のリングギヤとからなる第3の遊星歯車と、第4のサンギヤと、該第4のサンギヤに噛み合う第4のピニオンを支持する第4のキャリヤと、該第4のピニオンに噛み合う第4のリングギヤとからなる第4の遊星歯車と、6つの係合要素と、を備え、前記6つの係合要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進8変速段以上の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機であって、前記第1のサンギヤと前記第2のサンギヤとは連結して第1の回転メンバを構成しており、前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとは連結して第2の回転メンバを構成しており、前記第1のキャリヤと前記第3のサンギヤとは連結して第3の回転メンバを構成しており、前記第3のキャリヤと前記第4のサンギヤとは連結して第4の回転メンバを構成しており、前記6つの係合要素は、前記第1の回転メンバと前記第4のリングギヤとの間を選択的に連結する第1の係合要素と、前記第1のリングギヤと前記第4の回転メンバとの間を選択的に連結する第2の係合要素と、前記第3のリングギヤと前記第4のキャリヤとの間を選択的に連結する第3の係合要素と、前記第2の回転メンバ又は前記第3の回転メンバと前記第4の回転メンバとの間を選択的に連結する第4の係合要素と、前記第1のリングギヤを変速機ケースに選択的に固定する第5の係合要素と、前記第4のリングギヤを変速機ケースに選択的に固定する第6の係合要素と、から構成され、前記入力軸は前記第2のキャリヤに常時接続されており、前記出力軸は前記第4のキャリヤに常時接続されており、前記6つの係合要素のうち三つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進8変速段及び後退1変速段を達成することを特徴とする。   To achieve the above object, in an automatic transmission according to the present invention, a first sun gear, a first carrier supporting a first pinion that meshes with the first sun gear, and a first carrier that meshes with the first pinion. A first planetary gear comprising a ring gear, a second sun gear, a second carrier supporting a second pinion meshing with the second sun gear, and a second ring gear meshing with the second pinion A second planetary gear comprising: a third sun gear; a third carrier that supports a third pinion that meshes with the third sun gear; and a third ring gear that meshes with the third pinion. A fourth planetary gear comprising three planetary gears, a fourth sun gear, a fourth carrier supporting a fourth pinion meshing with the fourth sun gear, and a fourth ring gear meshing with the fourth pinion. tooth And six engaging elements, and by appropriately fastening and releasing the six engaging elements, the gears from the input shaft can be output to the output shaft by shifting to at least eight forward speeds or more. In the automatic transmission, the first sun gear and the second sun gear are connected to form a first rotating member, and the first carrier and the second ring gear are connected to each other. The second rotating member is configured, the first carrier and the third sun gear are connected to form a third rotating member, and the third carrier, the fourth sun gear, Are connected to form a fourth rotating member, and the six engaging elements are first engaging elements for selectively connecting the first rotating member and the fourth ring gear. And between the first ring gear and the fourth rotating member A second engagement element selectively coupled; a third engagement element selectively coupled between the third ring gear and the fourth carrier; the second rotating member or the second A fourth engagement element for selectively connecting the third rotation member and the fourth rotation member; and a fifth engagement element for selectively fixing the first ring gear to the transmission case; A sixth engagement element for selectively fixing the fourth ring gear to the transmission case, the input shaft being always connected to the second carrier, and the output shaft being the first 4 is always connected, and at least 8 forward speeds and 1 reverse speed are achieved by a combination of three simultaneous engagements among the six engaging elements.

よって、本発明の自動変速機にあっては、単純遊星歯車組のみを用いて前進8速段後進1速段を達成可能なため、ギヤノイズやギヤの耐久性に有利な自動変速機を提供できる。   Therefore, in the automatic transmission of the present invention, since it is possible to achieve the eighth forward speed and the first reverse speed using only a simple planetary gear set, an automatic transmission that is advantageous for gear noise and gear durability can be provided. .

実施例1の自動変速機を示すスケルトン図である。1 is a skeleton diagram illustrating an automatic transmission according to a first embodiment. 実施例1の自動変速機における係合要素の結合表を示す図である。It is a figure which shows the coupling | bonding table | surface of the engagement element in the automatic transmission of Example 1. FIG. 実施例1の段間比の変化を表す段間比グラフである。2 is an interstage ratio graph showing a change in interstage ratio in Example 1. FIG.

以下、本発明の有段自動変速機の変速機構を実現する形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。まず、構成を説明する。図1は実施例1の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図2は実施例1の自動変速機における係合要素の結合表である。尚、実施例1の係合要素は、多板クラッチ等の摩擦係合要素を採用するが、噛合い係合要素を採用してもよい。   Hereinafter, a mode for realizing a speed change mechanism of a stepped automatic transmission according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. First, the configuration will be described. FIG. 1 is a skeleton diagram showing a transmission mechanism of a stepped automatic transmission according to a first embodiment, and FIG. 2 is a coupling table of engaging elements in the automatic transmission according to the first embodiment. In addition, although the engagement element of Example 1 employ | adopts friction engagement elements, such as a multi-plate clutch, you may employ | adopt a meshing engagement element.

実施例1の自動変速機は、図1に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の4組の遊星歯車組である第1遊星歯車組PG1,第2遊星歯車組PG2,第3遊星歯車組PG3及び第4遊星歯車組PG4を備えている。第1遊星歯車組PG1は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、第1サンギヤS1と第1リングギヤR1とに噛み合う第1ピニオンP1と、を有する。第2遊星歯車組PG2は、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、第2サンギヤS2と第2リングギヤR2とに噛み合う第2ピニオンP2と、を有する。第3遊星歯車組PG3は、第3サンギヤS3と、第3リングギヤR3と、第3サンギヤS3と第3リングギヤR3とに噛み合う第3ピニオンP3と、を有する。第4遊星歯車組PG4は、第4サンギヤS4と、第4リングギヤR4と、第4サンギヤS4と第4リングギヤR4とに噛み合う第4ピニオンP4と、を有する。第1,第2,第3及び第4ピニオンP1,P2,P3,P4は、それぞれ第1,第2,第3及び第4キャリヤPC1,PC2,PC3,PC4に対して回転可能に支持されている。   As shown in FIG. 1, the automatic transmission according to the first embodiment includes a first planetary gear set PG1, a second planetary gear set PG2, and a third planetary gear set that are four planetary gear sets of a single pinion type as a gear train. PG3 and a fourth planetary gear set PG4 are provided. The first planetary gear set PG1 includes a first sun gear S1, a first ring gear R1, and a first pinion P1 that meshes with the first sun gear S1 and the first ring gear R1. The second planetary gear set PG2 includes a second sun gear S2, a second ring gear R2, and a second pinion P2 that meshes with the second sun gear S2 and the second ring gear R2. The third planetary gear set PG3 includes a third sun gear S3, a third ring gear R3, and a third pinion P3 that meshes with the third sun gear S3 and the third ring gear R3. The fourth planetary gear set PG4 includes a fourth sun gear S4, a fourth ring gear R4, and a fourth pinion P4 that meshes with the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear R4. The first, second, third and fourth pinions P1, P2, P3, and P4 are rotatably supported with respect to the first, second, third, and fourth carriers PC1, PC2, PC3, and PC4, respectively. Yes.

第1サンギヤS1と第2サンギヤS2とは第1回転メンバM1により連結されている。第1キャリヤPC1と第2リングギヤR2とは第2回転メンバM2により連結されている。第1キャリヤPC1と第3サンギヤS3とは第3回転メンバM3により連結されている。第3キャリヤPC3と第4サンギヤS4とは第4回転メンバM4により連結されている。入力軸Inputは、第2キャリヤPC2と常時接続されている。出力軸Outputは、第3回転メンバM3と連結された第3ピニオンキャリヤPC3と常時接続されている。   The first sun gear S1 and the second sun gear S2 are connected by a first rotating member M1. The first carrier PC1 and the second ring gear R2 are connected by a second rotating member M2. The first carrier PC1 and the third sun gear S3 are connected by a third rotating member M3. The third carrier PC3 and the fourth sun gear S4 are connected by a fourth rotating member M4. The input shaft Input is always connected to the second carrier PC2. The output shaft Output is always connected to the third pinion carrier PC3 connected to the third rotating member M3.

自動変速機には、4つのクラッチである第1,第2,第3及び第4係合要素A,B,C,Dと、2つのブレーキである第5,第6係合要素E,Fとが設けられている。第1係合要素Aは、第1回転メンバM1と第4リングギヤR4との間を選択的に連結する。第2係合要素Bは、第1リングギヤR1と第3キャリヤPC3との間を選択的に連結する。尚、第2係合要素Bは、第4回転メンバM4と第3キャリヤPC3との間を選択的に連結可能であればよく、第4回転メンバM2又は第4サンギヤS4と第3キャリヤPC3との間を選択的に連結することと同義である。第3係合要素Cは、第3リングギヤR3と第4キャリヤPC4との間を選択的に連結する。第4係合要素Dは、第1キャリヤPC1を第3キャリヤPC3との間を選択的に連結する。尚、第4係合要素Dは、第2回転メンバM2又は第3回転メンバM3と第4回転メンバM4との間を選択的に連結可能であればよく、第2回転メンバM2,第3回転メンバM3,第2リングギヤR2及び第3サンギヤS3のいずれかと、第4回転メンバM4もしくは第4サンギヤS4との間を選択的に連結する構成としてもよい。第5係合要素Eは、第1リングギヤR1を変速機ケースHSに選択的に固定する。第6係合要素Fは、第4リングギヤR4を変速機ケースHSに選択的に固定する。   The automatic transmission includes four clutches, first, second, third, and fourth engagement elements A, B, C, and D, and two brakes, fifth and sixth engagement elements E and F. And are provided. The first engagement element A selectively connects the first rotation member M1 and the fourth ring gear R4. The second engagement element B selectively connects the first ring gear R1 and the third carrier PC3. The second engaging element B only needs to be able to selectively connect the fourth rotating member M4 and the third carrier PC3. The fourth rotating member M2 or the fourth sun gear S4 and the third carrier PC3 It is synonymous with selectively connecting the two. The third engagement element C selectively connects the third ring gear R3 and the fourth carrier PC4. The fourth engagement element D selectively connects the first carrier PC1 and the third carrier PC3. The fourth engaging element D only needs to be able to selectively connect the second rotating member M2 or the third rotating member M3 and the fourth rotating member M4. The member M3, the second ring gear R2, and the third sun gear S3 may be selectively connected to the fourth rotating member M4 or the fourth sun gear S4. The fifth engagement element E selectively fixes the first ring gear R1 to the transmission case HS. The sixth engagement element F selectively fixes the fourth ring gear R4 to the transmission case HS.

出力軸Outputには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルギヤやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例1の場合、出力軸Outputは変速機ケースHS等に塞がれているため、FF車両への適用が有利である。   The output shaft Output is provided with an output gear and the like, and the rotational driving force is transmitted to the drive wheels via a differential gear and a drive shaft (not shown). In the case of the first embodiment, since the output shaft Output is closed by the transmission case HS or the like, the application to the FF vehicle is advantageous.

各ギヤ段での前記係合要素の結合(締結)の関係を、図2の結合表により説明する(変速制御手段)。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。   The relationship of coupling (fastening) of the engaging elements at each gear stage will be described with reference to the coupling table of FIG. In the table, a circle indicates fastening and a blank indicates release.

まず、前進時について説明する。後退速は、第2係合要素Bと第3係合要素Cと第5係合要素Eの締結により達成する。1速は、第4係合要素Dと第5係合要素Eと第6係合要素Fの締結により達成する。2速は、第2係合要素Bと第4係合要素Dと第6係合要素Fの締結により達成する。3速は、第1係合要素Aと第4係合要素Dと第6係合要素Fの締結により達成する。4速は、第1係合要素Aと第2係合要素Bと第6係合要素Fの締結により達成する。5速は、第1係合要素Aと第2係合要素Bと第4係合要素Dの締結により達成する。6速は、第1係合要素Aと第2係合要素Bと第5係合要素Eの締結により達成する。7速は、第1係合要素Aと第4係合要素Dと第5係合要素Eの締結により達成する。8速は、第1係合要素Aと第3係合要素Cと第5係合要素Eの締結により達成する。   First, the time of advance will be described. The reverse speed is achieved by fastening the second engagement element B, the third engagement element C, and the fifth engagement element E. The first speed is achieved by fastening the fourth engagement element D, the fifth engagement element E, and the sixth engagement element F. The second speed is achieved by fastening the second engagement element B, the fourth engagement element D, and the sixth engagement element F. The third speed is achieved by fastening the first engagement element A, the fourth engagement element D, and the sixth engagement element F. The fourth speed is achieved by fastening the first engagement element A, the second engagement element B, and the sixth engagement element F. The fifth speed is achieved by fastening the first engagement element A, the second engagement element B, and the fourth engagement element D. The sixth speed is achieved by fastening the first engagement element A, the second engagement element B, and the fifth engagement element E. The seventh speed is achieved by fastening the first engagement element A, the fourth engagement element D, and the fifth engagement element E. The eighth speed is achieved by fastening the first engagement element A, the third engagement element C, and the fifth engagement element E.

〔実施例1の効果〕
・係合要素の締結数に基づく効果
三つの係合要素を同時締結させて変速段を達成する構成であるため、全係合要素に占める解放されている係合要素の割合が低く、走行中のドラグトルクを低減することが可能となり、燃費を向上できる。
[Effect of Example 1]
・ Effects based on the number of engagement of engagement elements Since the gear is achieved by simultaneously engaging three engagement elements, the ratio of released engagement elements in all engagement elements is low, and the vehicle is running It is possible to reduce the drag torque and improve the fuel efficiency.

・スケルトン全体による効果
実施例1では、単純遊星4組と6つの係合要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進8速後退1速の自動変速機を実現することができ、自動変速機の小型化を達成できる。
・ Effects of the entire skeleton In the first embodiment, an automatic transmission with 8 forward speeds and 1 reverse speed capable of securing an appropriate reduction ratio is realized, although it is a simple and small component of 4 sets of simple planets and 6 engaging elements. The automatic transmission can be miniaturized.

・単純遊星4組を使用することによる効果
単純遊星4組で構成することにより、ダブルピニオンを使う場合に比べて、ギヤノイズの悪化を抑制できると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性の悪化を抑制できる。
・ Effects of using 4 simple planetary sets By using 4 simple planetary sets, it is possible to suppress the deterioration of gear noise compared to using double pinions, and it is not necessary to reduce the pinion diameter. Deterioration of durability can be suppressed.

・変速時における係合要素の切換え数に基づく効果
(i)変速時において、仮に、一つ以上の係合要素を解放し二つ以上の係合要素を締結する、もしくは、二つ以上の係合要素を解放し一つ以上の係合要素を締結すると、係合要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの係合要素を解放し、一つの係合要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例1においては、前進1速から前進8速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの係合要素を解放し、一つの係合要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
(ii)多段化された自動変速機にあっては、次変速段を経ずに次々変速段に変速すること(以下、この変速を飛び変速と記載する。)が望まれる場合がある。例えば5速から次変速段である4速を経ずに次々変速段である3速へ一気に変速する。これにより、連続変速に伴う制御の複雑化や動力伝達が制限される時間の短縮化を図る。実施例1においては、前進時において、全ての変速段からの飛び変速を、上記(i)と同様に掛け替え変速により達成できる。
・ Effect based on the number of switching of engaging elements at the time of shifting (i) Temporarily releasing one or more engaging elements and fastening two or more engaging elements at the time of shifting, or two or more engaging elements When the joint element is released and one or more engagement elements are fastened, the timing of tightening / releasing the engagement elements and the control of torque become complicated. Therefore, from the viewpoint of avoiding complicated shift control, it is preferable to release one engagement element and fasten one engagement element. This is prevention of so-called double change. In the first embodiment, the shift from the first forward speed to the eighth forward speed can be achieved by a change gear shift in which one engagement element is released and one engagement element is fastened. Therefore, complication of control at the time of shifting can be avoided.
(Ii) In a multi-stage automatic transmission, there is a case where it is desired to shift to the next shift stage without passing through the next shift stage (hereinafter, this shift is referred to as a jump shift). For example, the speed is shifted from the fifth speed to the third speed, which is the next gear stage, without going through the fourth speed, which is the next gear stage. As a result, the control is complicated and the time during which the power transmission is limited due to the continuous shift is shortened. In the first embodiment, at the time of forward movement, the jumping shift from all the shift speeds can be achieved by the changing shift similarly to the above (i).

・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ(ギヤ比幅)とは、最低段の減速比/最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例1では、例えば、前進1速の減速比を5.069、前進8速の減速比を0.576に設定可能であり、1−8速レーシオカバレッジは8.808となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが低いディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
・ Effects based on forward ratio coverage Forward ratio coverage (gear ratio width) means the lowest gear ratio / highest gear ratio, and the larger the value, the greater the value at each forward gear. It can be said that the gear ratio setting freedom is increased. In the first embodiment, for example, the reduction ratio of the first forward speed can be set to 5.069, the reduction ratio of the eighth forward speed can be set to 0.576, and the 1-8 speed ratio coverage is 8.808, which is sufficient. Shio coverage can be secured. Therefore, for example, it is also useful as a transmission of a vehicle in which a diesel engine having a narrower engine speed range as a power source than a gasoline engine and having a low torque when compared with the same displacement is used as a power source.

また、レーシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレーシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。実施例1の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレーシオカバレッジを確保することができる。   Further, if the gear ratio on the low speed side is large for the ratio coverage, the torque transmitted to the final gear becomes large. For this reason, the strength of the automatic transmission and the propeller shaft is required, and the entire vehicle becomes large. That is, if the ratio coverage is the same, it is preferable that the minimum speed gear ratio is not so large. The automatic transmission according to the first embodiment can ensure a sufficient ratio coverage without increasing the gear ratio of the lowest gear stage so much.

・1−Rレシオに基づく効果
後退1速の変速比と前進1速の変速比の比(後退1速の変速比/前進1速の変速比:以下、「1−Rレシオ」と称する)を、例えば、前進1速の減速比を5.069、後退速の減速比を4.023に設定可能である。この場合、1−Rレシオは0.794となるため、前進時と後退時とでアクセルペダルの踏み加減に対する車両の加速感が異なることもなく、運転性が悪化するという問題を回避することができる。
Effect based on the 1-R ratio The ratio of the speed ratio of the first reverse speed and the speed ratio of the first forward speed (speed ratio of the first reverse speed / speed ratio of the first forward speed: hereinafter referred to as “1-R ratio”) For example, the reduction ratio of the first forward speed can be set to 5.069, and the reduction ratio of the reverse speed can be set to 4.023. In this case, since the 1-R ratio is 0.794, there is no difference in the acceleration feeling of the vehicle with respect to the depression / depression of the accelerator pedal when the vehicle is moving forward and when the vehicle is moving backward, thereby avoiding the problem that the drivability deteriorates. it can.

ここで、1−Rレシオについて補足説明する。1−Rレシオを適切な値に設定できない場合、例えば、1−Rレシオが小さな値になると、前進1速と後退1速とでアクセル開度に対する出力トルクが大きく異なる。前進時と後退時とで、アクセルペダルの踏み込み加減に対する車両の加速感が大きく異なると、前進1速と後退1速は共に車両発進時に使用される点で共通していることから、運転性が悪化するという問題がある。この観点から運転性の指標の1つとして導入されたものである。   Here, the 1-R ratio will be described supplementarily. When the 1-R ratio cannot be set to an appropriate value, for example, when the 1-R ratio becomes a small value, the output torque with respect to the accelerator opening greatly differs between the first forward speed and the first reverse speed. If the vehicle's feeling of acceleration with respect to depression or depression of the accelerator pedal differs greatly between forward and reverse, the first forward speed and the first reverse speed are common in that they are used when the vehicle starts. There is a problem of getting worse. From this point of view, it was introduced as one of the drivability indicators.

・段間比に基づく効果
自動変速機の変速段は、発進から加速していく際、変速時にエンジン音の変化を伴うため、加速感や変速タイミングと運転者の感性とのマッチングが重要視される。このとき、n速段の減速比を(n+1)速段の減速比で除した値である段間比が、右肩下がりであること、低変速段側では段間比が大きく変化し高変速段側では段間比が緩やかに変化すること、が望ましい。図3は実施例1の段間比の変化を表す段間比グラフである。図3に示すように、実施例1の自動変速機では、段間比が右肩下がりに変化しており、運転者に違和感を与えることがない。
・ Effects based on the gear ratio The speed of the automatic transmission is accompanied by a change in engine sound when shifting from start to start. Therefore, it is important to match the feeling of acceleration and shift timing with the driver's sensitivity. The At this time, the inter-stage ratio, which is a value obtained by dividing the reduction ratio of the n-th speed stage by the reduction ratio of the (n + 1) -th speed stage, is a downward slope, and the inter-stage ratio greatly changes on the low speed stage side, resulting in a high speed change. It is desirable that the interstage ratio changes gently on the stage side. FIG. 3 is an interstage ratio graph showing changes in the interstage ratio of the first embodiment. As shown in FIG. 3, in the automatic transmission according to the first embodiment, the inter-step ratio changes to a lower right side, so that the driver does not feel uncomfortable.

・負荷依存効率に基づく効果
歯車の噛み合い損は、歯車にかかる負荷と差回転数に概ね比例すると考えられる。一般に、外接歯車の噛み合い損は1%程度とされ、内接歯車の場合は効率が良いため0.43%程度とされている。そこで、ある遊星歯車において、入力軸Inputが1回転したときの各回転要素の噛合いにおいて生じるサンギヤとキャリヤとの差回転と、サンギヤのトルク分担比との積に外接歯車の噛合い損を掛けて第1損失を計算し、リングギヤとキャリヤとの差回転と、リングギヤのトルク分担比との積に内接歯車の噛合い損を掛けて第2損失を計算し、この第1損失と第2損失との和を、ある遊星歯車の損失と定義する。この計算を前進変速段全てにおいて、全ての遊星歯車に対して行う。そして、各変速段、各遊星歯車で算出された損失全てを合計し、負荷依存損失と定義する。そして、100%から負荷依存損失を減算したものを負荷依存効率と定義する。実施例1の自動変速機では、負荷依存効率としてほぼ99%を達成しており、非常に効率の高い自動変速機を提供できる。
-Effects based on load-dependent efficiency The gear meshing loss is considered to be roughly proportional to the load on the gear and the differential rotation speed. Generally, the meshing loss of the external gear is set to about 1%, and the internal gear is set to about 0.43% because of high efficiency. Therefore, in a certain planetary gear, the engagement loss of the external gear is multiplied by the product of the differential rotation between the sun gear and the carrier and the torque sharing ratio of the sun gear, which are generated when the rotating elements mesh when the input shaft Input makes one rotation. The first loss is calculated, the second loss is calculated by multiplying the product of the differential rotation between the ring gear and the carrier and the torque sharing ratio of the ring gear by the meshing loss of the internal gear, and calculating the second loss. The sum of the loss is defined as a loss of a planetary gear. This calculation is performed for all the planetary gears in all the forward gears. Then, all the losses calculated for each gear stage and each planetary gear are summed to define a load-dependent loss. And what subtracted load dependence loss from 100% is defined as load dependence efficiency. In the automatic transmission according to the first embodiment, the load-dependent efficiency is almost 99%, and an extremely efficient automatic transmission can be provided.

・回転メンバの軽量化に基づく効果
一般に、遊星歯車組の外周側を覆う回転メンバが複数ある場合、もしくは複数の遊星歯車組の外周側を覆う回転メンバが存在する場合、回転メンバが大型化する。回転メンバを外周側まで拡径しつつ軸方向に延在させる必要があるからである。これにより、回転メンバの製造コストや重量が増大する。また、回転要素である回転メンバの重量が増大すると、イナーシャの影響により変速品質を確保することが困難となる。これに対し、実施例1の自動変速機では、遊星歯車組を外周側から覆ってしまう回転メンバが存在しない。よって、回転メンバの軽量化を図ると共に、変速品質の向上を図ることができる。
-Effects based on the weight reduction of rotating members Generally, when there are a plurality of rotating members covering the outer peripheral side of the planetary gear set, or when there are rotating members covering the outer peripheral side of the plurality of planetary gear sets, the rotating member becomes larger. . This is because it is necessary to extend the rotating member in the axial direction while expanding the diameter to the outer peripheral side. This increases the manufacturing cost and weight of the rotating member. Further, when the weight of the rotating member, which is a rotating element, increases, it becomes difficult to ensure the transmission quality due to the influence of inertia. On the other hand, in the automatic transmission according to the first embodiment, there is no rotating member that covers the planetary gear set from the outer peripheral side. Therefore, it is possible to reduce the weight of the rotating member and improve the transmission quality.

・クラッチトルク分担比に基づく効果
一般に、ブレーキは変速機ケースHSとの間に設けられるため、高いトルク容量が得やすい。一方、クラッチは相対回転する回転要素に設けられるため、高締結圧の供給に耐えられるシール性を確保すると、損失が増大し、構成が複雑化しやすい。よって、クラッチのトルク容量は低いことが望ましい。実施例1の場合、前進時にあっては、クラッチである第1係合要素Aと第2係合要素Bと第3係合要素Cと第4係合要素Dの最大クラッチトルク分担比をブレーキに比べて低く抑えることが可能なため、損失を抑制しつつ低コスト化を図ることができる。
-Effect based on clutch torque sharing ratio In general, since the brake is provided between the transmission case HS, a high torque capacity is easily obtained. On the other hand, since the clutch is provided in a rotating element that rotates relatively, if a sealing property that can withstand the supply of a high fastening pressure is ensured, loss increases and the configuration tends to be complicated. Therefore, it is desirable that the torque capacity of the clutch is low. In the case of the first embodiment, the maximum clutch torque sharing ratio of the first engagement element A, the second engagement element B, the third engagement element C, and the fourth engagement element D, which is a clutch, is braked during forward movement. Therefore, the cost can be reduced while suppressing loss.

以上、実施例1では前進8変速段を達成する構成について説明したが、8変速段のうちから適宜選択して前進7速段以下の変速段を達成する自動変速機として構成してもよい。   As described above, the configuration for achieving the eight forward shift speeds has been described in the first embodiment. However, an automatic transmission that achieves a shift speed equal to or lower than the seventh forward speed by appropriately selecting from the eight shift speeds may be used.

PG1 第1遊星歯車組
S1 第1サンギヤ
R1 第1リングギヤ
P1 第1ピニオン
PC1 第1キャリヤ
PG2 第2遊星歯車組
S2 第2サンギヤ
R2 第2リングギヤ
P2 第2ピニオン
PC2 第2キャリヤ
PG3 第3遊星歯車組
S3 第3サンギヤ
R3 第3リングギヤ
P3 第3ピニオン
PC3 第3キャリヤ
PG4 第4遊星歯車組
S4 第4サンギヤ
R4 第4リングギヤ
P4 第4ピニオン
PC4 第4キャリヤ
Input 入力軸
Output 出力軸
HS 変速機ケース
A 第1係合要素
B 第2係合要素
C 第3係合要素
D 第4係合要素
E 第5係合要素
F 第6係合要素
PG1 1st planetary gear set S1 1st sun gear R1 1st ring gear P1 1st pinion PC1 1st carrier PG2 2nd planetary gear set S2 2nd sun gear R2 2nd ring gear P2 2nd pinion PC2 2nd carrier PG3 3rd planetary gear set S3 3rd sun gear R3 3rd ring gear P3 3rd pinion PC3 3rd carrier PG4 4th planetary gear set S4 4th sun gear R4 4th ring gear P4 4th pinion PC4 4th carrier Input Input shaft Output Output shaft HS Transmission case A 1st 1 engagement element B 2nd engagement element C 3rd engagement element D 4th engagement element E 5th engagement element F 6th engagement element

Claims (2)

第1のサンギヤと、該第1のサンギヤに噛み合う第1のピニオンを支持する第1のキャリヤと、該第1のピニオンに噛み合う第1のリングギヤとからなる第1の遊星歯車と、
第2のサンギヤと、該第2のサンギヤに噛み合う第2のピニオンを支持する第2のキャリヤと、該第2のピニオンに噛み合う第2のリングギヤとからなる第2の遊星歯車と、
第3のサンギヤと、該第3のサンギヤに噛み合う第3のピニオンを支持する第3のキャリヤと、該第3のピニオンに噛み合う第3のリングギヤとからなる第3の遊星歯車と、
第4のサンギヤと、該第4のサンギヤに噛み合う第4のピニオンを支持する第4のキャリヤと、該第4のピニオンに噛み合う第4のリングギヤとからなる第4の遊星歯車と、
6つの係合要素と、
を備え、
前記6つの係合要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進8変速段以上の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機であって、
前記第1のサンギヤと前記第2のサンギヤとは連結して第1の回転メンバを構成しており、
前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとは連結して第2の回転メンバを構成しており、
前記第1のキャリヤと前記第3のサンギヤとは連結して第3の回転メンバを構成しており、
前記第3のキャリヤと前記第4のサンギヤとは連結して第4の回転メンバを構成しており、
前記6つの係合要素は、
前記第1の回転メンバと前記第4のリングギヤとの間を選択的に連結する第1の係合要素と、
前記第1のリングギヤと前記第4の回転メンバとの間を選択的に連結する第2の係合要素と、
前記第3のリングギヤと前記第4のキャリヤとの間を選択的に連結する第3の係合要素と、
前記第2の回転メンバ又は前記第3の回転メンバと前記第4の回転メンバとの間を選択的に連結する第4の係合要素と、
前記第1のリングギヤを変速機ケースに選択的に固定する第5の係合要素と、
前記第4のリングギヤを変速機ケースに選択的に固定する第6の係合要素と、
から構成され、
前記入力軸は前記第2のキャリヤに常時接続されており、
前記出力軸は前記第4のキャリヤに常時接続されており、
前記6つの係合要素のうち三つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進8変速段及び後退1変速段を達成することを特徴とする自動変速機。
A first planetary gear comprising a first sun gear, a first carrier that supports a first pinion that meshes with the first sun gear, and a first ring gear that meshes with the first pinion;
A second planetary gear comprising a second sun gear, a second carrier that supports a second pinion that meshes with the second sun gear, and a second ring gear that meshes with the second pinion;
A third planetary gear comprising a third sun gear, a third carrier that supports a third pinion that meshes with the third sun gear, and a third ring gear that meshes with the third pinion;
A fourth planetary gear comprising a fourth sun gear, a fourth carrier supporting a fourth pinion meshing with the fourth sun gear, and a fourth ring gear meshing with the fourth pinion;
Six engaging elements;
With
An automatic transmission capable of shifting to at least eight forward shift stages and outputting torque from the input shaft to the output shaft by appropriately fastening and releasing the six engagement elements;
The first sun gear and the second sun gear are connected to form a first rotating member;
The first carrier and the second ring gear are connected to form a second rotating member;
The first carrier and the third sun gear are connected to form a third rotating member;
The third carrier and the fourth sun gear are connected to form a fourth rotating member,
The six engaging elements are:
A first engagement element that selectively connects between the first rotating member and the fourth ring gear;
A second engagement element for selectively connecting the first ring gear and the fourth rotating member;
A third engagement element for selectively connecting the third ring gear and the fourth carrier;
A fourth engaging element for selectively connecting the second rotating member or the third rotating member and the fourth rotating member;
A fifth engagement element for selectively fixing the first ring gear to a transmission case;
A sixth engagement element for selectively fixing the fourth ring gear to the transmission case;
Consisting of
The input shaft is always connected to the second carrier;
The output shaft is always connected to the fourth carrier;
An automatic transmission characterized in that at least eight forward shift stages and one reverse shift stage are achieved by a combination of three simultaneous engagements among the six engagement elements.
請求項1に記載の自動変速機において、
前記少なくとも前進8変速段を達成する6つの係合要素のうちの三つの同時締結の組み合わせとは、前記第4の係合要素と前記第5の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第2の係合要素と前記第4の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第4の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第2の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第2の係合要素と前記第4の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第2の係合要素と前記第5の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第4の係合要素と前記第5の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第3の係合要素と前記第5の係合要素の同時締結、の組み合わせであり、後退速を達成する三つの同時締結の組み合わせとは、前記第2の係合要素と前記第3の係合要素と前記第5の係合要素の同時締結であることを特徴とする自動変速機。
The automatic transmission according to claim 1, wherein
The combination of the three simultaneous engagements among the six engagement elements that achieve the at least eight forward speeds is the combination of the fourth engagement element, the fifth engagement element, and the sixth engagement element. Simultaneous fastening, simultaneous fastening of the second engaging element, the fourth engaging element and the sixth engaging element, the first engaging element, the fourth engaging element and the sixth Simultaneous engagement of engagement elements, simultaneous engagement of the first engagement element, the second engagement element, and the sixth engagement element, and the first engagement element and the second engagement element Simultaneous fastening of the fourth engaging element, simultaneous fastening of the first engaging element, the second engaging element and the fifth engaging element, the first engaging element and the fourth A combination of simultaneous engagement of the engagement element and the fifth engagement element, and simultaneous engagement of the first engagement element, the third engagement element, and the fifth engagement element. The combination of the three simultaneous engagements for achieving the reverse speed is the simultaneous engagement of the second engagement element, the third engagement element, and the fifth engagement element. Machine.
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