JP2728861B2 - 車両用自動変速機のパワートレーン - Google Patents

車両用自動変速機のパワートレーン

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JP2728861B2
JP2728861B2 JP7210673A JP21067395A JP2728861B2 JP 2728861 B2 JP2728861 B2 JP 2728861B2 JP 7210673 A JP7210673 A JP 7210673A JP 21067395 A JP21067395 A JP 21067395A JP 2728861 B2 JP2728861 B2 JP 2728861B2
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/10—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of fluid gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another

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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用自動変速機の
パワートレーンに関し、より詳しくは変速衝撃が激しい
低速領域で自動連続的に変速が行なわれるようにして変
速感を向上させると共に、高速領域では動力伝達効率を
高めて燃費向上を実現できるようにしたパワートレーン
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、車両用自動変速装置は車両の走
行速度及び負荷により変速比を自動的に調節するトラン
スミッション制御ユニットを備えている。このトランス
ミッション制御ユニットはギヤトレーンに設けられた多
数個のクラッチ及びブレーキを作動または非作動状態に
制御して遊星ギヤ装置の出力端の回転数を調節する。
【０００３】実質的に前進４速と後進１速の変速比を出
力できるパワートレーンを設計するためには、１つの複
合遊星ギヤ装置と最小限５つの摩擦要素を設置しなけれ
ばならないが、良好な変速感を有するパワートレーンを
設計するためには１つの複合遊星ギヤ装置、７つの摩擦
要素、及び、３つの一方向クラッチを使用しなければな
らない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
ギヤトレーンの設計は構造が複雑になり、重量も増加す
るという問題点を有している。そして、従来の自動変速
機は有限個数の変速段を有しているため変速の際、変速
衝撃が不可避に発生し、エンジンの運転領域が有限個数
の変速比により制限されるので、燃費と動力性能を最大
限に発揮するには限界がある。
【０００５】特に、低速領域では入力トルクも大きく、
変速も頻繁に発生されるので変速衝撃をしばしば感じる
ようになり、高速領域では入力手段とギヤトレーンが一
体に回転する直結状態になって動力伝達効率がよくなる
が、既存の自動変速機は遊星歯車が直結しない構造でな
っているため動力伝達効率が低下されるという問題点が
ある。
【０００６】従って、本発明の目的は、運転時間が短い
低速領域では自動連続的に変速が行なわれるようにして
変速衝撃を最小化できるパワートレーンを提供すること
にある。本発明の他の目的は、高い動力伝達効率が要さ
れる高速領域では変速装置とエンジンの出力段が直結さ
れて変速機の伝達効率を極大化して燃費向上を実現でき
るパワートレーンを提供することにある。さらに本発明
の他の目的は、一方向クラッチ及び摩擦要素の個数を最
小化して構造的に簡単であり、かつ、全般的な変速機の
性能を向上できるパワートレーンを提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、タービンおよびステータを有し、エンジンか
ら動力を伝達されるトルクを変化させて出力するトルク
コンバータと、２つの単純遊星ギヤ装置からなる複合遊
星ギヤ装置の第１リングギヤが反力要素および入力要素
として作用できるように変速機ケースに設けられた第３
摩擦要素により制御可能に設けられ、第２リングギヤは
第１太陽ギヤと連結されて入力要素や反力要素で作用で
きるように第２摩擦要素により制御可能に設けられ、前
記複合遊星ギヤ装置の第１、２ピニオンギヤは第１動力
伝達部材と相互に連結されてこの第１動力伝達部材と一
体に形成される第４動力伝達部材を通じて変速比を出力
する第１変速部と、前記第１変速部の変速比を減速する
ため前記第４動力伝達部材から動力を伝達される第３リ
ングギヤを含む第３単純遊星ギヤ装置と、前記第３単純
遊星ギヤ装置から出力される動力を第４太陽ギヤに伝達
されて第４遊星キャリアに出力しながら減速する第４単
純遊星ギヤ装置とを有しており、前記第３単純遊星ギヤ
装置の第３太陽ギヤをエンジンの駆動方向と同一方向の
みに回転可能にする第２の一方向クラッチ及びこの第３
太陽ギヤを反力要素として作用できるようにする第６摩
擦要素と、第３単純遊星ギヤ装置が選択的にロッキング
作動され第１変速部と等速の変速比を出力できるように
する第５摩擦要素とを含む第２変速部とを含んでなる車
両用自動変速機のパワートレーンを提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例を
添付図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】第１実施例 図１は、本発明による第１実施例のパワートレーンを示
す図面である。このパワートレーンは、エンジンＥの出
力軸から動力を伝達されて回転するトルクコンバータＴ
Ｃと、このトルクコンパータＴＣにより変換されたトル
クが伝達されて適切な減速比に出力する遊星ギヤ装置で
形成される第１変速部２と、前記第１変速部２から出力
される変速比を再び減速する遊星ギヤ装置で形成される
第２変速部４とを含んでなる。
【００１０】前記トルクコンバータＴＣはエンジンＥの
クランク軸に実質的に直結されて動力を伝達されるイン
ペラＩと、このインペラＩに対向する姿勢で配置され噴
出されるオイルにより回転するタービンＴと、これらイ
ンペラＩとタービンＴとの間に配置されてオイルの流れ
を変化させることによりインペラＩの回転力を増加させ
るステータＳとを含んでなる。かかるトルクコンバータ
ＴＣは米国特許第３，６１３，４７９号に開示されたも
のと同一構成に設けられている。
【００１１】前記インペラＩはエンジンＥとシェルカバ
ー６によって連結される構造になっており、このシェル
カバー６には第１軸８にエンジンの動力を直接に伝達す
るため第１摩擦要素Ｃ１が設けられている。
【００１２】前記第１軸８は第１変速部２の第１リング
ギヤ１２及びハブ１４により連結される構造になっお
り、この第１リングギヤ１２の内側には第１ピニオンギ
ヤ１６が歯車結合されており、この第１ピニオンギヤ１
６は第１太陽ギヤ１８と歯車結合されて動力伝達可能な
構造になっている。
【００１３】前記第１ピニオンギヤ１６は第１動力伝達
部材２０により第２ピニオンギヤ２２と連結されてお
り、この第２ピニオンギヤ２２は第２太陽ギヤ２４と歯
車結合されて動力伝達が行われるようになっている。
【００１４】そして、前記第２ピニオンギヤ２２は第２
リングギヤ２６の内側に歯車結合されているが、この第
２リングギヤ２６は第２動力伝達部材２８により前記第
１太陽ギヤ１８と連結されており、１速の減速比を出力
するための手段として、この第２動力伝達部材２８を第
２摩擦要素Ｂ１により選択的にロッキング可能にするこ
とにより前記第１太陽ギヤ１８及び第２リングギヤ２６
が反力要素として作用できる構造になっている。
【００１５】また、前記ハブ１４は第３摩擦要素Ｂ２に
より選択的にロッキング可能にすることにより第１リン
グギヤ１２が反力要素として作用できるようにして第２
太陽ギヤが入力要素になるとき、第１動力伝達部材２０
の回転方向がエンジン側からみるとき、反時計方向、す
なわち、入力と反対方向に回転されることが出来るよう
にしている。すなわち、後進を可能にする。
【００１６】前記第２太陽ギヤ２４は第３動力伝達部材
３０によりタービンＴと連結されてトルクを伝達され得
るようになっており、第１ピニオンギヤ１６と第２ピニ
オンギヤ２２を相互に連結している第１動力伝達部材２
０は第４動力伝達部材３２によりトルクコンバータＴＣ
のステータＳと連結されてトルクを伝達され得るように
なっている。
【００１７】前記第４動力伝達部材３２はステータＳの
トルクを選択的に伝達され得ることができるようにする
ため、ステータＳに直接に連結される第５動力伝達部材
３４との間に第４摩擦要素Ｃ２を設けている。
【００１８】前記第５動力伝達部材３４はステータＳが
エンジン側からみるとき、反時計方向に回転が拘束され
ることができるように第１の一方向クラッチＦ１と連結
された構造になっている。
【００１９】前記第１軸８が第１摩擦要素Ｃ１が作動し
てエンジンと直結される状態になるとき小さな衝撃が発
生する可能性があるが、このとき発生される衝撃を最小
化するためハブ１４と第１リングギヤ１２との間にダン
パ３６を設けることが好ましい。
【００２０】前記第４動力伝達部材３２にはトランスフ
ァ駆動スプロケット３８が設けられてチェーン４２を通
じてトランスファ被駆動（従動）スプロケット４０に減
速された動力を伝達できるようになっているが、このト
ランスファ被駆動（従動）スプロケット４０は第２変速
部４に動力を伝達できるようになっている。
【００２１】前記第２変速部４は第１変速部２のトラン
スファ駆動スプロケット３８から動力を伝達される第３
単純遊星ギヤ装置４４と、この第３単純遊星ギヤ装置か
ら動力を伝達される第４単純遊星ギヤ装置４６とを含ん
でなる。
【００２２】前記第３単純遊星ギヤ装置４４の第３リン
グギヤ４８は前記トランスファ被駆動（従動）スプロケ
ット４０とチェーン４２が連結されて動力を伝達される
ことができるようになっているが、この第３単純遊星ギ
ヤ装置は第３リングギヤ４８の内側に歯車相互が噛みあ
い（歯車結合または歯合）される第３ピニオンギヤ５０
と、このピニオンギヤの中心に歯合される第３太陽ギヤ
５２とからなる通常の構造を有する。
【００２３】前記第３太陽ギヤ５２は第５摩擦要素Ｃ３
により第３ピニオンギヤ５０と一体に回転できるように
なっており、また、変速機ケース５６に設けられた第６
摩擦要素Ｂ３により第３太陽ギヤ５２が選択的に反力要
素になることができるようになっている。
【００２４】また、前記第３太陽ギヤ５２は変速機ケー
ス５６に設けられた第２の一方向クラッチＦ２によりエ
ンジンの駆動方向のみに回転可能にすることによりエン
ジン側からみるとき反時計方向に対する反力要素として
作用できるようになっている。
【００２５】前記第３ピニオンギヤ５０は出力要素とし
て作用する第３遊星キャリア５８によりその回転動力を
第４単純遊星ギヤ装置４６の第４太陽ギヤ６０に伝達で
きるようになっている。
【００２６】前記第４太陽ギヤ６０の外周には第４ピニ
オンギヤ６２が歯車結合されているが、これらピニオン
ギヤを相互に連結する第４遊星キャリア６４は差動装置
Ｄと連結され、前記第４ピニオンギヤ６２が内歯車結合
された第４リングギヤ６６は変速機ケース５６に固定さ
れている。この第４単純遊星ギヤ装置４６は実質的に終
減速機能をしながら差動装置Ｄに最終変速比を出力して
車軸６８を回転させるようになる。
【００２７】前述のようになされる本発明のパワートレ
ーンは、エンジンが駆動された状態でエンジンの出力軸
とシェルカバー６により連結されたトルクコンバータＴ
ＣのインペラＩは回転するようになり、この回転力はト
ルクコンバータ内のオイルをタービンＴ側へ噴出してこ
のタービンを回転させるようになる。このタービンの回
転力は第３動力伝達部材３０を通じて第１変速部２の第
２太陽ギヤ２４に伝達される。
【００２８】このとき、トルクコンバータＴＣ内のステ
ータＳはエンジンの回転方向と反対方向に回転しようと
するが、第１一方向クラッチＦ１により回転が阻止され
てトルクコンバータはトルク増倍作用をするようにな
る。そして、前記タービンＴから第３動力伝達部材３０
に伝達された回転力は第２太陽ギヤ２４を回転させてこ
れと歯車結合されている第２ピニオンギヤ２２をエンジ
ン側からみるとき、反時計方向に回転させる。
【００２９】図６の作動要素表に示した如く、“Ｎ”レ
ンジや“Ｐ”レンジでは何らの摩擦要素も作動しないた
めエンジンの動力が出力されない。かかる状態で変速レ
バー（図示せず）を前進Ｄレンジに選択すると、トラン
スミッション制御ユニットにより第１変速部２の第２摩
擦要素Ｂ１が作動状態になりながら第１太陽ギヤ１８と
第２リングギヤ２６をロッキングさせるようになる。そ
うすると、第２太陽ギヤ２４が入力要素で作用し第２リ
ングギヤ２６は反力要素で作用し第４動力伝達部材３２
は出力要素として作用するようになる。
【００３０】これをレバー解析法で速度比を説明する
と、図４に示した如く、レバーＬの左側端を第１太陽ギ
ヤ１８及び第２リングギヤ２６が存在する第１ノードＮ
１とし、隣接した位置を第１動力伝達部材２０及び第４
動力伝達部材３２が存在する第２ノードＮ２とし、もう
一つの隣接した位置を第１リングギヤ１２が存在する第
３ノードＮ３とし、右側端を第２太陽ギヤ２４が存在す
る第４ノードＮ４で表示できる。
【００３１】それゆえ、第４ノードＮ４が入力端にな
り、第１ノードＮ１が固定端になるが、このとき、第４
ノードＮ４の入力速度線Ｌ１の任意の位置で第１ノード
Ｎ１に直線Ｌ２を連結し、第２ノードＮ２と直線Ｌ２を
最短距離に連結して得られる線が出力速度線Ｌ３であ
る。 従って、変速比は入力速度線Ｌ１／出力速度線Ｌ
３になるが、これが１速変速比に該当する。
【００３２】この１速の変速比が第４動力伝達部材３２
を通じてトランスファ駆動スプロケット３８に伝達され
ながらこれとチェーン４２連結されているトランスファ
被駆動（従動）スプロケット４０を通じて第２変速部４
に伝達される。この過程で、トランスファ駆動スプロケ
ット３８とトランスファ被駆動（従動）スプロケット４
０の歯数の差により減速がなされた状態で第３単純遊星
ギヤ装置４４を通じて直結または減速が行なわれて第４
単純遊星ギヤ装置４６の第４太陽ギヤ６０に入力されな
がら第４リングギヤ６６の反力により減速されて第４遊
星キャリア６４に出力が行なわれる。
【００３３】従って、図４示した如く、第３単純遊星ギ
ヤ装置４４の速度比をレバー解析法で説明すると、レバ
ーｌ（エル）の左側端が第３リングギヤ４８のノードに
なる第５ノードＮ５となり、隣接して第３遊星キャリア
５８のノードになる第６ノードＮ６、そして右側端が第
３太陽ギヤ５２のノードになる第７ノードＮ７となる。
【００３４】ここで、第５ノードＮ５に入力される回転
数は第１変速部２の出力速度であるのでＬ３になるが、
この速度線と第７ノードＮ７を連結する直線Ｌ４と第６
ノードＮ６を連結する直線Ｌ５が第３単純遊星ギヤ装置
４４の出力速度となる。
【００３５】この変速比が第４単純遊星ギヤ装置４６を
経由してもう一度減速された後、第４遊星キャリア６４
を通じて差動装置Ｄに入力されて車軸６８を回動させる
ようになる。すなわち、１速時の総変速比は、第１変速
部２の減速比→トランスファ駆動及び被駆動（従動）ス
プロケットの変速比→第２変速部４の減速比になる。
【００３６】かかる１速状態では惰性走行時第２の一方
向クラッチＦ２が駆動時とは反対方向の反力により空転
状態になるので、エンジンブレーキはかからないが、マ
ニュアルモード時には第６摩擦要素Ｂ３を作動させてエ
ンジンブレーキがかかるようにする。
【００３７】このような１速固定モードでステータＳの
速度が一定速度に至るかトルクコンバータＴＣがカップ
リング状態に到達すると、トランスミッション制御ユニ
ットは第４摩擦要素Ｃ２を作動させてステータＳを第４
動力伝達部材３２と直結させるようになる。
【００３８】このとき、第４動力伝達部材３２は１速固
定モード状態の変速比に出力されている状態でステータ
Ｓのトルクが加わるようになるので、トランスファ駆動
スプロケット３８の回転速度は１速固定モードより増加
するようになる。従って、タービンＴのトルクはステー
タＳによりトランスファ駆動スプロケット３８に伝達さ
れただけ減少するので全体出力トルクは減少する。
【００３９】かかる状態は２速にアップシフトされる前
の連続変速状態であるが、出力速度とトルクとの関係が
図２及び図３に示されている。すなわち、ステータＳの
トルクがトランスファ駆動スプロケット３８に伝達され
る瞬間から連続変速区間が始まる。このとき、インペラ
のトルクは一定するが、タービンのトルクは減少してス
テータのトルクは増加する。
【００４０】そして、出力速度が増加しながらトランス
ミッショントルクの比率も落ちてトルクコンバータがさ
らにカップリング状態に至る区間までは変速が連続的に
行なわれるが、このとき変速比は車両の負荷に従って自
動的に決定される。車両の負荷が少ない状態ではトルク
コンバータがカップリング状態に到達する時間が短くて
２速直結モードに到達する時間が早くなり、逆に車両の
負荷が大きいときはトルクコンバータがカップリング状
態に到達する時間が長くなって低速領域において運転さ
れる時間が長くなる。
【００４１】このような変速モードで多量のキックダウ
ンが必要な場合、第４摩擦要素Ｃ２の作動を解除してス
テータＳから第４動力伝達部材３２に伝達されるトルク
を遮断すると、瞬間的に１速固定モードに変速が行なわ
れるので、トルクが増加してキックダウン効果を得られ
る。
【００４２】また、小量のキックダウンが必要な場合、
ステータＳをそのまま第４動力伝達部材３２と連結され
た状態に維持させると、このステータはストール時と同
様な逆方向のトルクを受けるようになってステータＳの
速度は減少してタービンＴのトルクは増加して全体的な
トルクの増加によりキックダウンの効果を得られる。
【００４３】もちろん、このときの変速衝撃は全く発生
しないが、第４摩擦要素Ｃ２の作動／非作動によりステ
ータが第４動力伝達部材３２と連結または分離される瞬
間発生できる衝撃は、ステータＳがトルクコンバータＴ
Ｃ内に位置しているのでトルクコンバータが大きいダン
パの役割をしながら衝撃を吸収するようになる。
【００４４】このように、自動連続変速時の総変速比
は、第１変速部２の連続減速比→トランスファ駆動及び
被駆動（従動）スプロケットの変速比→第２変速部４の
減速比になるが、もちろんこのときにも惰性走行時エン
ジンブレーキがかからないようになる。
【００４５】かかる自動連続変速モードで車速が継続的
に増加してステータＳの速度が一定速度に至るかトルク
コンバータＴＣがカップリング状態に至るようになる
と、トランスミッション制御ユニットは第２摩擦要素Ｂ
１を解除して第１摩擦要素Ｃ１を作動状態に制御するよ
うになる。
【００４６】このような制御によりエンジンの出力は第
１摩擦要素Ｃ１を通じて第１軸８に伝達されながら複合
遊星ギヤ装置２の第１リングギヤ１２に伝達されると共
に第３動力伝達部材３０を通じて第２太陽ギヤ２４に伝
達されながら複合遊星ギヤ装置２は２つの入力要素を有
するようになる。
【００４７】従って、図４に示した如く、第１変速部Ａ
の第１ノードＮ１と第４ノードＮ４が入力ノードになる
ので、入力速度線Ｌ１とＬ６を連結する直線Ｌ７を第２
ノードＮ２と連結する直線Ｌ８が第１変速部Ａの出力速
度線になる。すなわち、複合遊星ギヤ装置２が直結状態
になって２速の変速比を出力するようになるが、第２変
速部Ｂでは１速固定モード状態でのように減速作用が行
なわれる。
【００４８】このとき、第１摩擦要素Ｃ１が作動されて
複合遊星ギヤ装置２がエンジンと直結されるので高い動
力効率を得られ、第４摩擦要素Ｃ２が非作動状態にある
ためステータＳは空転するようになるのでトルクコンバ
ータＴＣ内の損失は“０”になる。
【００４９】かかる変速は変速直前のタービンＴ及び第
１リングギヤ１２の速度とエンジンとの速度差異がほと
んどないかその差異が非常に小さい状態で行なわれるの
で、変速衝撃は最小になる。もちろん、このときエンジ
ンから伝達され得る振動はハブ１４に設けられたダンパ
３６により吸収されることができる。
【００５０】このような前進２速固定モードの総変速比
は、第１変速部２の直結→トランスファ駆動及び被駆動
（従動）動スプロケットの変速比→第２変速部４の減速
比になる。
【００５１】この状態で車速がさらに増加すると、トラ
ンスミッション制御ユニットは２速固定モードの状態で
第１変速部２の第４摩擦要素Ｃ２を追加に作動させると
共に第２変速部４の第５摩擦要素Ｃ３を作動させるよう
になる。そうすると、第１変速部２と第２変速部４はそ
れぞれ直結状態になりながら３速の変速比を出力するよ
うになる。
【００５２】図４に示した如く、第１変速部２の出力速
度に該当する直線Ｌ８が第２変速部４に入力されながら
そのまま何らの変速も行なわれず出力される。このとき
はエンジンとトルクコンバータが直結され、第１、２変
速部２、４のすべての要素が直結される状態であるの
で、最上の動力伝達効率を確保でき、惰性走行時にはエ
ンジンブレーキがかかるようになる。かかる変速で発生
される変速衝撃はエンジンのトルクが低い状態で行なわ
れるので微々に発生される。
【００５３】そして、図６に示した如く、“III ”レン
ジでは２速で惰性走行時エンジンブレーキがかかるよう
になっているが、それは第４摩擦要素Ｃ２及び第６摩擦
要素Ｂ３が作動するためである。
【００５４】さらに、“1I”レンジ自動連続変速モード
でも惰性走行時エンジンブレーキがかかるようになって
いるが、それも第４、６摩擦要素Ｃ２、Ｂ３が作動する
ためである。
【００５５】またさらに、“Ｌ”レンジで惰性走行時エ
ンジンブレーキがかかるようになっているが、これは第
１変速部Ａで第２摩擦要素Ｂ１及び第６摩擦要素Ｂ３が
作動して第１太陽ギヤ１８をロッキングさせることによ
り実現される。
【００５６】以上は前進走行時の変速過程を説明したこ
とであり、図５を通じて判るように従来の５速自動変速
機の１速変速比と本発明の１速変速比が同一になってお
り、自動連続変速区間から従来の４速変速比まで連続的
に自動変速が行なわれることにより変速衝撃が激しい低
速領域で変速衝撃が発生されないようにしている。
【００５７】一方、変速レバーが後進“Ｒ”レンジに選
択されると、トランスミッション制御ユニットは第１変
速部Ａで第３摩擦要素Ｂ２を作動させ、第２変速部で第
６摩擦要素Ｂ３を作動させ、複合遊星ギヤ装置２の第２
太陽ギヤ２４が入力要素となり、第１リングギヤ１２を
反力要素にし、第４動力伝達部材３２を出力要素とする
状態を作る。
【００５８】そうすると、図４に示した如く、第４ノー
ドＮ４に入力される入力速度線Ｌ１と第３ノードＮ３を
連結する直線Ｌ９を第２ノードＮ２と連結する直線Ｌ１
０が後進減速比になる。かかる減速比はトランスファ駆
動スプロケット３８及びトランスファ被駆動（従動）ス
プロケット４０を通じて第２変速部４に伝達されながら
第３単純遊星ギヤ装置により変速が行なわれ、さらに第
２変速部の第４リングギヤ６６の反力要素により減速が
行なわれながら差動装置Ｄに伝達される。
【００５９】そして、２速ホールドが必要な場合、すな
わち滑らかな路面などで運転する場合駆動輪のスリップ
が発生するとき急発進を避けるためトランンスミッショ
ン制御ユニットは第２摩擦要素Ｂ１及び第５摩擦要素Ｃ
３を作動させて第１変速部２は１速状態に変速を行い、
第２変速部４を直結状態に維持して図４に示した如く、
第２変速部４において１速と２速との間に点線で図示さ
れた新たな変速比が形成される。このときは、惰性走行
時エンジンブレーキがかかるようになるが、このモード
は運転者が変速レバーを“II”レンジに選択する場合に
も使用できる。
【００６０】以上説明した各変速段別摩擦要素の作動は
図６に示したような制御により実現できるが、図面で
“○”は作動要素である。
【００６１】今まで説明したように、この発明による自
動変速装置の長所を要約すると、次のようである。 （１）運転時間が短くて変速衝撃が激しい低速領域では
変速が自動連続的に行なわれるので変速衝撃がほとんど
発生しなくて変速感を向上させることができる。 （２）変速衝撃が大きくはないが運転時間が長くて燃費
向上のため変速機構の高い動力伝達効率が求められる高
速領域では変速装置が直結となる変速比を出力できるよ
うにしているため、燃費向上を極大化させることができ
る。 （３）すべての変速区間では一方向クラッチが適用され
た従来の自動変速機に比べて摩擦要素及び一方向クラッ
チの個数を減少させたうえで、変速感を向上させること
ができて重量や生産価格の面で非常に経済的である。
【００６２】第２実施例 図７は本発明による第２実施例のパワートレーンを示す
ものであって、第１変速部２は第１実施例と同一であ
り、第２変速部４が第１実施例と異なる構成になってい
る。
【００６３】すなわち、前記第２変速部４は第１変速部
２のトランスファ駆動スプロケット３８から動力を伝達
される第３単純遊星ギヤ装置４４と、この第３単純遊星
ギヤ装置４４から動力を伝達される第４単純遊星ギヤ装
置４６とを含んでなるが、第１実施例と異なることは第
３遊星キャリア５８の一側端が第４リングギヤ６６と連
結され、第４太陽ギヤ６０が変速機ケース５６に固定さ
れるようになっている点である。
【００６４】本実施例のパワートレーンは、第１実施例
と同一な変速作用が行なわれるが、１速、連続変速、２
速では第２の一方向クラッチＦ２が第３太陽ギヤ５２の
回転を拘束するようになり、３速では第５摩擦要素Ｃ３
が作動して第１単純遊星ギヤ装置４４を一体に回転させ
るようになる。そして、後進では第６摩擦要素Ｂ３が作
動して第１太陽ギヤ５２がエンジンの駆動方向と同様方
向に回転することを拘束するようになるので第１太陽ギ
ヤ５２が反力要素になって減速を行なう。
【００６５】第３実施例 図８は、本発明による第３実施例のパワートレーンを示
すものであって、第１変速部２は第１実施例と同一であ
り、第２変速部４は第１、２実施例と同様に第３、４単
純遊星ギヤ装置４４、４６からなり、第３単純遊星ギヤ
装置４４は第３太陽ギヤ５２を第６動力伝達部材により
トランスファ被駆動（従動）スプロケット４０と連結
し、この第３太陽ギヤ５２の外側に歯車結合される第３
ピニオンギヤ５０を連結する第３遊星キャリア５８の一
側端に第５摩擦要素Ｃ３を介させて第６動力伝達部材７
０と連結した。
【００６６】そして、前記第３ピニオンギヤ５０が内接
される第３リングギヤ４８は変速機ケース５６に設けら
れた第６摩擦要素Ｂ３により選択的に反力要素になるこ
とができるようにし、また変速機ケース５６に設けられ
た第２の一方向クラッチＦ２によってエンジンの駆動方
向の反対方向に回転不可能にすることにより、エンジン
側からみるとき時計方向の駆動に対しては反力要素とし
て作用できるようになっている。
【００６７】また、前記第３遊星キャリア５８は第３単
純遊星ギヤ装置４４の出力要素として、第４単純遊星ギ
ヤ装置４６の第４太陽ギヤ６０と連結し、この第４太陽
ギヤ６０の外側に歯車結合される第４ピニオンギヤ６２
を連結する第４遊星キャリア６４は差動装置Ｄと連結し
て最終変速比を出力できるようにし、前記第４ピニオン
ギヤ６２が内接した状態で歯車結合される第４リングギ
ヤ６６は変速機ケース５６に固定して反力要素として構
成した。
【００６８】第４実施例 図９は本発明による第４実施例のパワートレーンを示す
ものであって、第２変速部に第３実施例と同様に２つの
単純遊星ギヤ装置を使用しているが、第３実施例と異な
ることは第３遊星キャリア５８を第４リングギヤ６６と
連結して第４単純遊星ギヤ装置４６の入力要素とし、第
４太陽ギヤ６０を変速機ケース５６と連結して反力要素
となるようにしたことである。かかるパワートレーンも
上記実施例のパワートレーンと同一な変速作用をするよ
うになる。
【００６９】
【発明の効果】以上のように、本発明のパワートレーン
によると、変速衝撃が激しい低速領域で自動連続的に変
速が行なわれるようにして変速感を向上させると共に高
速領域では動力伝達効率を増大させて燃費を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動変速機の第１実施例に係る動
力伝達系統を表すパワートレーンを示す図である。
【図２】本発明による自動変速機の自動連続モードにお
いて出力速度とタービン及びステータのトルク関係を示
すグラフである。
【図３】本発明による自動変速機の自動連続モードにお
いて出力速度とトランスミッション出力トルクとの関係
を示すグラフである。
【図４】本発明による自動変速機の速度比をレバー解析
法を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の自動変速機と従来の５速自動変速機の
変速比分布を比較するグラフである。
【図６】本発明による自動変速機の各変速段別作動要素
表である。
【図７】本発明の第２実施例による動力伝達系統を表す
パワートレーンを示す図である。
【図８】本発明の第３実施例による動力伝達系統を表す
パワートレーンを示す図である。
【図９】本発明の第４実施例による動力伝達系統を表す
パワートレーンを示す図である。
【符号の説明】
２ 第１変速部 ４ 第２変速部 ８ 第１軸 １２、２６、４８、６６ リングギヤ １６、２２、５０、６２ ピニオンギヤ １８、２４、５２、６０ 太陽ギヤ ２０ 第１動力伝達部材 ２８ 第２動力伝達部材 ３０ 第３動力伝達部材 ３２ 第４動力伝達部材 ３４ 第５動力伝達部材 ５８、６４ 遊星キャリア ６８ 車軸 Ｄ 差動装置

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】タービンおよびステータを有し、エンジン
    から動力を伝達されるトルクを変化させて出力するトル
    クコンバータと、 ２つの単純遊星ギヤ装置からなる複合遊星ギヤ装置の第
    １リングギヤが反力要素および入力要素として作用でき
    るように変速機ケースに設けられた第３摩擦要素により
    制御可能に設けられ、第２リングギヤは第１太陽ギヤと
    連結されて前記入力要素および前記反力要素として作用
    できるように第２摩擦要素により制御可能に設けられ、
    前記複合遊星ギヤ装置の第１および２ピニオンギヤは第
    １動力伝達部材により相互に連結されてこの第１動力伝
    達部材と一体に形成される第４動力伝達部材を通じて変
    速比を出力する第１変速部と、 前記第１変速部の変速比を減速するため第４動力伝達部
    材から動力を伝達される第３リングギヤを含む第３単純
    遊星ギヤ装置と、前記第３単純遊星ギヤ装置から出力さ
    れる動力を第４太陽ギヤに伝達して第４遊星キャリアに
    出力しながら減速する第４単純遊星ギヤ装置とを有して
    おり、前記第３単純遊星ギヤ装置の第３太陽ギヤをエン
    ジンの駆動方向と同一方向のみに回転可能にする第２の
    一方向クラッチ及びこの第３太陽ギヤを反力要素として
    作用できるようにする第６摩擦要素と、前記第３単純遊
    星ギヤ装置が選択的にロッキング作動され第１変速部と
    等速の変速比を出力できるようにする第５摩擦要素とを
    含む第２変速部とを含んでなる車両用自動変速機のパワ
    ートレーン。
  2. 【請求項２】前記第２変速部の出力端は連続変速が行な
    われるように前記第３単純遊星ギヤ装置の前記第３太陽
    ギヤと前記トルクコンバータのステータとの間に選択的
    に作動する第４摩擦要素を設けて前記ステータの動力が
    トランスファ駆動スプロケットに伝達されることができ
    るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車両用
    自動変速機のパワートレーン。
  3. 【請求項３】前記第２摩擦要素は前記トルクコンバータ
    のタービンから動力を伝達される第２太陽ギヤの動力が
    前進１速変速比になることができるように第２リングギ
    ヤを反力要素としてロッキングできるように変速機ケー
    スと第２リングギヤとの間に配置されることを特徴とす
    る請求項１または２に記載の車両用自動変速機のパワー
    トレーン。
  4. 【請求項４】前記第５摩擦要素は第２変速部の２速固定
    モードの出力をそのまま出力できるようにして３速モー
    ドを実現可能に第３太陽ギヤと連結される動力伝達部材
    と遊星キャリアとの間に配置されることを特徴とする請
    求項１〜３いずれか記載の車両用自動変速機のパワート
    レーン。
  5. 【請求項５】前記第６摩擦要素は１速モード、連続変速
    モード、及び、２速固定モードでそれぞれ減速された動
    力を出すため第３リングギヤが反力要素として作用でき
    るように第３リングギヤと変速機ケースとの間に配置さ
    れることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の車両
    用自動変速機のパワートレーン。
  6. 【請求項６】タービンおよびステータを有し、エンジン
    から動力を伝達されるトルクを変化させて出力するトル
    クコンバータと、 前記トルクコンバータから動力を伝達されて２つの変速
    比を出力するためエンジンと選択的に直結される第１摩
    擦要素により入力要素となる第１リングギヤ及びこの第
    １リングギヤの内側に歯車結合される第１ピニオンギヤ
    と、前記第１ピニオンギヤが外周に歯車結合される第１
    太陽ギヤと、この第１ピニオンギヤと第１動力伝達部材
    により動力伝達可能に連結される第２ピニオンキヤと、
    前記第１太陽ギヤと第２動力伝達部材により連結され第
    ２摩擦要素により選択的に反力要素として作用できる第
    ２リングギヤと、前記第２ピニオンギヤと歯車結合され
    前記トルクコンバータのタービンと第３動力伝達部材に
    より動力が伝達される第２太陽ギヤとから形成される複
    合遊星ギヤ装置からなる第１変速部と、 前記第１変速部から伝達される動力を減速または同速に
    する第３単純遊星ギヤ装置と、この第３単純遊星ギヤ装
    置から出力される第３遊星キャリアの回転方向を変えて
    エンジンの駆動方向と同一方向にし終減速作用をする第
    ４単純遊星ギヤ装置とを含む第２変速部とを含む車両用
    自動変速機のパワートレーン。
  7. 【請求項７】前記第１変速部と前記第２変速部は異なる
    軸に設けられることを特徴とする請求項６に記載の車両
    用自動変速機のパワートレーン。
  8. 【請求項８】タービンおよびステータを有し、エンジン
    から動力を伝達されるトルクを変化させて出力するトル
    クコンバータと、 前記トルクコンバータから動力を伝達されて２つの変速
    比を出力するためエンジンと選択的に直結される第１摩
    擦要素により入力要素となる第１リングギヤ及びこの第
    １リングギヤの内側に歯車結合される第１ピニオンギヤ
    と、前記第１ピニオンギヤが外周に歯車結合される第１
    太陽ギヤと、前記第１ピニオンギヤと第１動力伝達部材
    により動力伝達可能に連結される第２ピニオンギヤと、
    前記第１太陽ギヤと第２動力伝達部材により連結され第
    ２摩擦要素により選択的に反力要素として作用できる第
    ２リングギヤと、前記第２ピニオンギヤと歯車結合され
    前記トルクコンバータのタービンと第３動力伝達部材に
    より動力が伝達される第２太陽ギヤとから形成される複
    合遊星ギヤ装置からなる第１変速部と、 前記第１変速部の第４動力伝達部材と連結されたトラン
    スファ駆動スプロケットとチェーンを通じて動力を伝達
    されるトランスファ被駆動スプロケットから動力を伝達
    される第３リングギヤと、前記第３リングギヤの内側に
    歯合されてこれらを連結する第３遊星キャリアが出力要
    素となる第３ピニオンギヤと、前記第３ピニオンギヤの
    中心に歯車結合され第５摩擦要素により第１ピニオンギ
    ヤと一体に回転可能になっており、変速機ケースに設け
    られた第６摩擦要素により選択的に反力要素となること
    ができ、さらに第２の一方向クラッチによりエンジンの
    駆動方向に回転できないように制御される第３太陽ギヤ
    とから形成される第３単純遊星ギヤ装置と、 前記第３遊星キャリアから動力を伝達される第４太陽ギ
    ヤと、前記第４太陽ギヤの外周に歯車結合されこれらを
    相互に連結する第４遊星キャリアが出力要素となる第４
    ピニオンギヤと、前記第４ピニオンギヤが内歯車結合さ
    れ、変速機ケースに固定される第４リングギヤとから形
    成される第４単純遊星ギヤ装置からなる第２変速部とを
    含んでなる車両用自動変速機のパワートレーン。
  9. 【請求項９】タービンおよびステータを有し、エンジン
    から動力を伝達されるトルクを変化させて出力するトル
    クコンバータと、 前記トルクコンバータから動力を伝達されて２つの変速
    比を出力するためエンジンと選択的に直結される第１摩
    擦要素により入力要素となる第１リングギヤ及びこの第
    １リングギヤの内側に歯車結合される第１ピニオンギヤ
    と、前記第１ピニオンギヤが外周に歯車結合される第１
    太陽ギヤと、前記第１ピニオンギヤと第１動力伝達部材
    により動力伝達可能に連結される第２ピニオンギヤと、
    前記第１太陽ギヤと第２動力伝達部材により連結され第
    ２摩擦要素により選択的に反力要素として作用できる第
    ２リングギヤと、前記第２ピニオンギヤと歯車結合され
    前記トルクコンバータのタービンと第３動力伝達部材に
    より動力が伝達される第２太陽ギヤとから形成される複
    合遊星ギヤ装置からなる第１変速部と、 前記第１変速部の第４動力伝達部材と連結されたトラン
    スファ駆動スプロケットとチェーンを通じて動力を伝達
    されるトランスファ被駆動スプロケットから動力を伝達
    される第３リングギヤと、前記第３リングギヤの内側に
    歯合されて前記第３リングギヤを連結する第３遊星キャ
    リアが出力要素となる第３ピニオンギヤと、前記第３ピ
    ニオンギヤの中心に歯車結合されて選択的に反力要素と
    なる第３太陽ギヤとから形成される第３単純遊星ギヤ装
    置と、 前記第３遊星キャリアと連結されて動力を伝達される入
    力要素の第４リングギヤと、前記第４リングギヤの内側
    に歯車結合されて前記第４リングギヤを連結する第４遊
    星キャリアが出力要素となる第４ピニオンギヤと、前記
    第４ピニオンギヤの中心に歯車結合され変速機ケースに
    固定されて反力要素となる第４太陽ギヤとから形成され
    る第４単純遊星ギヤ装置とで形成される第２変速部とを
    含んでなる車両用自動変速機のパワートレーン。
  10. 【請求項１０】タービンおよびステータを有し、エンジ
    ンから動力を伝達されるトルクを変化させて出力するト
    ルクコンバータと、 前記トルクコンバータから動力を伝達されて２つの変速
    比を出力するためエンジンと選択的に直結される第１摩
    擦要素により入力要素となる第１リングギヤ及びこの第
    １リングギヤの内側に歯車結合される第１ピニオンギヤ
    と、前記第１ピニオンギヤが外周に歯車結合される第１
    太陽ギヤと、前記第１ピニオンギヤと第１動力伝達部材
    により動力伝達可能に連結される第２ピニオンギヤと、
    前記第１太陽ギヤと第２動力伝達部材により連結され第
    ２摩擦要素により選択的に反力要素として作用できる第
    ２リングギヤと、前記第２ピニオンギヤと歯車結合され
    前記トルクコンバータのタービンと第３動力伝達部材に
    より動力が伝達される第２太陽ギヤとから形成される複
    合遊星ギヤ装置からなる第１変速部と、 トランスファ被駆動スプロケットと第６動力伝達部材に
    より連結されて入力要素となる第３太陽ギヤと、この第
    ３太陽ギヤの外側に歯車結合されてこれらを連結する第
    ３遊星キャリアが出力要素となる第３ピニオンギヤと、
    前記第３ピニオンギヤが内接して設けられ変速機ケース
    とも連結されて選択的な反力要素として作用する第３リ
    ングギヤとから形成される第３単純遊星ギヤ装置と、前
    記第３遊星キャリアと連結されて入力要素となる第４太
    陽ギヤと、前記第４太陽ギヤに外接して歯車結合されて
    これらを連結する第４遊星キャリアが出力要素となる第
    ４ピニオンギヤと、前記第４ピニオンギヤが内接され変
    速機ケースと連結されて常に反力要素となる第４リング
    ギヤとから形成される第４単純遊星ギヤ装置とで形成さ
    れる第２変速部とを含んでなる車両用自動変速機のパワ
    ートレーン。
  11. 【請求項１１】タービンおよびステータを有し、エンジ
    ンから動力を伝達されるトルクを変化させて出力するト
    ルクコンバータと、 前記トルクコンバータから動力を伝達されて２つの変速
    比を出力するためエンジンと選択的に直結される第１摩
    擦要素により入力要素となる第１リングギヤ及びこの第
    １リングギヤの内側に歯車結合される第１ピニオンギヤ
    と、前記第１ピニオンギヤが外周に歯車結合される第１
    太陽ギヤと、前記第１ピニオンギヤと第１動力伝達部材
    により動力伝達可能に連結される第２ピニオンギヤと、
    前記第１太陽ギヤと第２動力伝達部材により連結され第
    ２摩擦要素により選択的に反力要素として作用できる第
    ２リングギヤと、前記第２ピニオンギヤと歯車結合され
    前記トルクコンバータのタービンと第３動力伝達部材に
    より動力が伝達される第２太陽ギヤとから形成される複
    合遊星ギヤ装置からなる第１変速部と、 トランスファ被駆動スプロケットと第６動力伝達部材に
    より連結されて入力要素となる第３太陽ギヤと、前記第
    ３太陽ギヤの外側に歯車結合されてこれらを連結する第
    ３遊星キャリアが出力要素となる第３ピニオンギヤと、
    前記第３ピニオンギヤが内接され変速機ケースとも連結
    されて選択的な反力要素として作用する第３リングギヤ
    とから形成される第３単純遊星ギヤ装置と、 前記第３遊星キャリアと連結されて入力要素となる第４
    リングギヤと、前記第４リングギヤに内歯車結合されて
    これらを連結する第４遊星キャリアが出力要素となる第
    ４ピニオンギヤと、前記第４ピニオンギヤが外側で歯車
    結合され変速機ケースと連結されて常に反力要素となる
    第４太陽ギヤとから形成される第４単純遊星ギヤ装置で
    形成される第２変速部とを含んでなる車両用自動変速機
    のパワートレーン。
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