JP4215185B2

JP4215185B2 - 自動変速機用パワートレイン

Info

Publication number: JP4215185B2
Application number: JP2000193524A
Authority: JP
Inventors: 鍾述朴
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 1999-11-09
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: KR100337350B1; JP2001140999A; DE10033476A1; US6394928B1; KR20010045891A; CN1136108C; DE10033476B4; AU4380200A; AU763634B2; DE10033476B9; CN1294991A

Description

【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インに係わり、より詳しくは、２つのシングルピニオン遊星ギヤセットを、主変速段と、これに隣り合う副変速段とで簡単に組み合わせて全長を短くすることによってコンパクトな形態に構成し、１⇔２、２⇔３、４⇔２変速時にワンウエイクラッチを使用して変速感を大きく向上させるようにする自動変速機用パワートレインに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用自動変速機は、車両の走行速度と負荷の変動とによって変速比を自動的に制御するトランスミッション制御ユニットを備え、このトランスミッション制御ユニットには、多段変速メカニズムとしてシングル、又はダブルピニオン遊星ギヤセットが適用されている。
【０００３】
このような遊星ギヤセットは、エンジンの回転動力が伝達される入力要素、変速された回転動力を従減速装置に伝達する出力要素、さらに、前記入力要素に伝達されたエンジンの回転動力が変速され出力要素に伝達されるように反力を供給する反力要素を備えるようになる。
【０００４】
通常、出力要素は従減速装置と固定連結されるが、入力要素は可変的であるため、エンジンの動力を伝達する部分と摩擦要素とを介して連結され、反力要素もまた可変的であるので、変速機ハウジングとの間に他の摩擦要素を介して連結される。
【０００５】
前記摩擦要素は、大きくはクラッチとブレーキとに大別され、入力要素としてはクラッチを使用し、反力要素としてはブレーキを使用している。さらに、摩擦要素としてはクラッチとブレーキとのナンシンクロナスシフティング、すなわち、非同期変速で変速制御を容易にするために、一方向クラッチを使用したりする。
【０００６】
このような自動変速機用パワートレインは相当数公知とされており、車両の変速手段として用いられるために、遊星キャリアが相互連結される構造を有したり、サンギヤを共用として遊星キャリアとリングギヤとが直結される構造を有したり、又は遊星キャリアとリングギヤとが相互に直結されるなどの構造を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなパワートレインにおいて、本発明の目的は、２つのシングルピニオン遊星ギヤセットを、主変速段と、これに隣り合う副変速段とで簡単に組み合わせて全長を短くすることによってコンパクトな形態に構成し、１⇔２、２⇔３、４⇔２変速時にワンウエイクラッチを使用して変速感を大きく向上させ、４速の変速段を有する自動変速機用パワートレインを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を実現するために、本発明による自動変速機用パワートレインは、エンジンから出力される回転動力のトルクを変換して入力軸に出力するトルクコンバータと；入力軸と同一軸線に配置される第１軸上に設けられ、入力軸と選択的に連結されて回転動力の伝達を受ける主変速部と；第１軸と一定の間隔をおいて平行に配置される第２軸上に、前記主変速部と２つの動力伝達経路で連結され出力軸に動力を伝達する副変速部と；主変速部と副変速部との間に設けられ、主変速部の回転動力を副変速部に伝達する動力伝達手段と；第１軸及び第２軸と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、主変速部及び副変速部のそれぞれ一つの作動要素を反力要素として作動させるブレーキ手段と；主変速部の２つの作動要素と入力軸との間、及び前記副変速部の作動要素と出力軸との間にそれぞれ設けられ、選択的に動力を伝達するクラッチ手段と；主変速部及び副変速部と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、１⇔２速、２⇔３速、４⇔２速の変速時に作動する非同期変速手段とを含んでなる自動変速機用パワートレインであって；ブレーキ手段は、第２軸と変速機ハウジングとの間に設けられる第１のブレーキと；第１軸と変速機ハウジングとの間にて、第１軸との間に非同期変速手段を介して設けられる第２のブレーキと；第１軸と変速機ハウジングとの間に設けられる第３のブレーキとを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による自動変速機用パワートレインは、エンジンから出力される回転動力のトルクを変換して入力軸に出力するトルクコンバータと；入力軸と同一軸線に配置される第１軸にサンギヤを介して連結される第１のシングルピニオン遊星ギヤセットと；第１軸と一定の間隔をおいて平行に配置される第２軸の軸上に設けられ、前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットに２つの動力伝達経路と、遊星キャリアとを介して連結され、出力軸に動力を伝達する第２のシングルピニオン遊星ギヤセットと；第１のシングルピニオン遊星ギヤセットと、第２のシングルピニオン遊星ギヤセットとの間に設けられ、前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットからの回転動力を、２つの動力伝達経路を介して第２のシングルピニオン遊星ギヤセットに伝達する動力伝達手段と；第１軸及び第２軸と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、第１及び第２のシングルピニオン遊星ギヤセットの作動要素のうちそれぞれ一つの作動要素を反力要素として作動させるブレーキ手段と；第１のシングルピニオン遊星ギヤセットの２つの作動要素と入力軸との間、及び前記副変速部の作動要素と出力軸との間にそれぞれ設けられ、選択的に動力を伝達するクラッチ手段と；第１軸及び第２軸と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、１⇔２速、２⇔３速、４⇔２速の変速時に作動する非同期変速手段とを含んでなる自動変速機用パワートレインであって；ブレーキ手段は、第２のシングルピニオン遊星ギヤセットの遊星キャリアに第２軸を介して連結され、変速機ハウジングと第２軸との間に設けられる第１のブレーキと；第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと第１軸を介して連結される非同期変速手段と変速機ハウジングとの間に設けられる第２のブレーキと；第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤに第１軸を介して連結され、変速機ハウジングと第１軸との間に設けられる第３のブレーキとを含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、前記の目的を具体的に実現することのできる本発明の好適な実施の形態について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明によるパワートレインを示す構成図であり、エンジンＥにおいて発生した動力は、発進機構のトルクコンバータＴを介してトルク変換が行われ、２つのシングルピニオン遊星ギヤセット１及び３からなるそれぞれ主変速部及び副変速部に伝達入力されて前進４速の変速段を得るようになる。
【００１２】
上記エンジンＥが発生するトルクを変換させるトルクコンバータＴは、エンジンＥのクランク軸に直結され回転するポンプインペラＰＩと、このポンプインペラＰＩと対向して配置され、ポンプインペラＰＩから噴出されるオイルによってポンプインペラＰＩと共に回転するタービンランナーＴＲと、ポンプインペラＰＩとタービンランナーＴＲとの間に配置され、オイルの流れを切り替えてポンプインペラＰＩの回転力を増加させるステータＳＴとを含んでなる。
【００１３】
これにより、エンジンＥが始動すると、前記トルクコンバータＴ内に充填されていたオイルがポンプインペラＰＩから噴出し、噴出したオイルは、タービンランナーＴＲに回転力を供給してタービンランナーＴＲを回転駆動させた後、ステータＳＴへ流入する。
【００１４】
なお、ステータＳＴに流入したオイルは、その方向を切り替えて再びポンプインペラＰＩへ流入する作用を繰り返すようになるが、このとき、ステータＳＴの回転により、ステータＳＴが分担するタービンランナーＴＲの回転力とポンプインペラＰＩの回転力とに差が生じるためにトルク変換が行われることとなるのである。
【００１５】
そして、トルクコンバータＴから動力の伝達を受ける主変速部は、入力軸５と同一軸線上に配置される第１軸２３上に設けられ、この第１軸２３と一定の間隔をおいて平行に配置される第２軸２５上には副変速部が設けられる。
【００１６】
このような主変速部と副変速部とは、それぞれ第１及び第２のシングルピニオン遊星ギヤセット１及び３からなり、相互に組合わされてなるが、この第１及び第２のシングルピニオン遊星ギヤセット１及び３の連結形態は次のとおりである。
【００１７】
第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１は、サンギヤ１１を介して第１軸２３に配置され、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３は、遊星キャリア１９を介して第２軸２５上に第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１と一定の間隔をおいて互いに平行に配置され、第１及び第２シングルピニオン遊星ギヤセット１及び３は、別途の動力伝達手段である第１の動力伝達ギヤ２７と第２の動力伝達ギヤ２９によって相互に連結される。
【００１８】
すなわち、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１の遊星キャリア１３に固定的に連結されて第１軸２３上で回転可能に設けられる第１の動力伝達ギヤ２７と、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１と固定的に連結されるとともに出力軸３１と固定的に連結され、第２軸２５上で回転可能に設けられる第２の動力伝達ギヤ２９とが相互に噛み合って連結される。
【００１９】
また、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１と第１軸２３に貫通されて固定的に連結される第３の動力伝達ギヤ３３と、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７と固定的に連結されて第２軸２５の軸線上で回転可能に設けられる第４の動力伝達ギヤ３５とが相互に噛み合って連結される。
【００２０】
このように相互に組合わせられる第１及び第２のシングルピニオン遊星ギヤセット１及び３は、入力軸５と出力軸３１及び第１軸２３、第２軸２５上に、互いに回転干渉が発生しないように配置されてそれぞれブレーキ手段、クラッチ手段、及び非同期変速手段と連結関係を有する。非同期変速手段としては、第１のワンウエイクラッチＦ１、第２のワンウエイクラッチＦ２が使用される。
【００２１】
すなわち、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１は、そのリングギヤ１５が入力軸５との間に第１のクラッチＣ１を介して連結され、そのサンギヤ１１は、その一方側にて入力軸５との間に第２のクラッチＣ２を介して連結されることにより、選択的に入力要素となるように設けられる。また、同時にサンギヤ１１は、その他方側にて、第１軸２３を介して第２のワンウエイクラッチＦ２に連結されると共に、変速機ハウジング３７に一方側が固定された第３のブレーキＢ３を介して連結されている。
【００２２】
このとき、第２のワンウエイクラッチＦ２は、変速機ハウジング３７に一方側が固定された第２のブレーキＢ２と第１軸２３との間に設けられ、第２のブレーキＢ２に連結されている。
【００２３】
そして、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９は、変速機ハウジング３７に一方側が固定された第１のブレーキＢ１と第２軸２５を介して連結されると共に、第２軸２５の逆回転駆動の際に作動するように、変速機ハウジング３７に一方側が固定された第１のワンウエイクラッチＦ１と第２軸２５を介して連結されている。
【００２４】
また、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９は、サンギヤ１７と第４の動力伝達ギヤ３５とを連結する遊星キャリア２０に一方側が固定された第３のクラッチＣ３と第２軸２５を介して可変的に連結されている。これによって、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３が一体に作動することとなる。
【００２５】
上述したクラッチ手段としての第１、第２及び第３のクラッチＣ１、Ｃ２及びＣ３には、通常の多板クラッチが用いられ、ブレーキ手段としての第１、第２及び第３のブレーキＢ１、Ｂ２及びＢ３には、通常のディスクブレーキを用いることができる。
【００２６】
そして、第１及び第２シングルピニオン遊星ギヤセット１及び３が各作動要素の選択的作動によって変速が行われると、出力要素として第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１が出力軸３１と連結され、ドライブギヤ（図示せず）を介して出力が行われるようになる。
【００２７】
上記のように構成される本発明のパワートレインは、図２の摩擦要素の作動要素表のように、摩擦要素が作動しながら変速が行われることとなるが、作動要素表と図３に示すレバー解析表とを参照して変速過程を説明する。
【００２８】
先ず、第１及び第２のシングルピニオン遊星ギヤセット１及び３の作動をレバー方式で解析するために、第１レバーＬｅｖｅｒ１上の第１ノードＮ１は第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１、第２ノードＮ２は第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１の遊星キャリア１３、第３ノードＮ３は第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のリングギヤ１５、そして第２レバーＬｅｖｅｒ２上の第４ノードＮ４は第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７、第５ノードＮ５は第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９、第６ノードＮ６は第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１に設定されることを前提とする。
【００２９】
前記ノードに対する要素は遊星ギヤセットの組み合わせによって設定されるものであり、これに係わる技術はすでに公知であり、その詳細な説明については省略する。
【００３０】
はじめに前進１速の作動過程を説明すると、第１速においては第１のクラッチＣ１が作動制御される。
【００３１】
これにより、エンジンＥによって回転する入力軸５の動力は、第１のクラッチＣ１の作動によって第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のリングギヤ１５が入力要素として作用することになるが、このとき、前記のような第１速作動は初期駆動作動であり、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１の遊星キャリア１３が第１及び第２の動力伝達ギヤ２７及び２９と第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１とを介して路面と連結され、発進前では反力要素として作動するが、発進直後からは第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１と共にある時点でその回転数が決定され、遊星キャリア１３は正方向に、サンギヤ１１は逆方向に回転することになる。
【００３２】
これと共に、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７は、前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１と、第１軸２３を介して連結された第３の動力伝達ギヤ３３とから、第４の動力伝達ギヤ３５を介して回転動力を減速して伝達され、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１は、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１の遊星キャリア１３から伝達される回転動力を、第１及び第２の動力伝達ギヤ２７及び２９を介して伝達されるようになる。
【００３３】
このとき、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９はそのサンギヤ１７とリングギヤ２１との回転数比によって逆方向に回転しようとするが、第２軸２５を介して連結された第１のワンウエイクラッチＦ１の作動によって回転が抑制され、結局は反力要素として作用するようになる。
【００３４】
これによって、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のリングギヤ１５が入力要素となり、第２軸２５によって第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９が反力要素として作用しながら第１変速が行われ、出力要素である第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１を介して出力が行われることとなる。
【００３５】
このような変速過程は、図３において、前進１速第１レバーＬｅｖｅｒ１の第３ノードＮ３に入力される第１入力速度線Ｄ１Ｒ１と、これによる第１レバーＬｅｖｅｒ１の第１及び第２ノードＮ１及びＮ２の間のある地点で決まる反力点Ｐとを延長して結ばれる直線Ｌ１によって、第１及び第２ノードＮ１及びＮ２に出力される第１及び第２出力速度線Ｄ１Ｓ１、Ｄ１Ｃａｌが決定される。
【００３６】
上記の第１及び第２出力速度線Ｄ１Ｓ１、Ｄ１Ｃａｌについては、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のみの作動で形成されるものではなく、第１、第２、第３及び第４の動力伝達ギヤ２７、２９、３３及び３５を介して前記第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の作動要素と連係して決定される。
【００３７】
このような作動を見てみると、上記の第１出力速度線Ｄ１Ｓ１は、第２レバーＬｅｖｅｒ２上の第４ノードＮ４に、第３及び第４の動力伝達ギヤ３３及び３５を介して減速して第２速度線Ｄ１Ｓ２とともに伝達され、これとともに、第１のワンウエイクラッチＦ１が作動する時点で第５ノードＮ５を反力要素として結ばれる直線Ｌ１′のように、第６ノードＮ６においては、上記第１レバーＬｅｖｅｒ１の第２ノードＮ２での第２出力速度線Ｄ１Ｃａ１と連係して第３出力速度線Ｄ１Ｒ２が決定される。
【００３８】
すなわち、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のリングギヤ１５を介して入力が行われ、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９を反力要素として、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１に出力される上記第２レバーＬｅｖｅｒ２の第３出力速度線Ｄ１Ｒ２のような第１速の出力速度線（Ｄ１）を形成するようになる。
【００３９】
これで、入力回転数に比べて出力回転数が非常に少なくなる第１速の変速比として減速が行われることが分かる。
【００４０】
上記のような第１速の状態で車速とスロットル開度とが増加すると、トランス制御ユニットＴＣＵでは、第１速の状態で第２のブレーキＢ２を作動させるようになる。
【００４１】
第１速の入力の状態で、第２のブレーキＢ２が作動することによって、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１の正方向作動に対して第２のワンウエイクラッチＦ２が作動し、反力要素として作用することとなり、これによって第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７も反力要素として作用する。したがって、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１の遊星キャリア１３から発生する回転動力が第１及び第２の動力伝達ギヤ２７及び２９によってそのまま出力軸３１に伝達されて第２速の変速が行われるようになる。
【００４２】
このような第２速の変速過程は、図４において、前進２速の第１レバーＬｅｖｅｒ１の第３ノードＮ３における第１入力速度線Ｄ２Ｒ１と、反力要素として作用する第１ノードＮ１とを結ぶ直線Ｌ２において、第２ノードＮ２上で垂直に交わる点とを結ぶ線が第１出力速度線Ｄ２Ｃａ１となり、この第１出力速度線Ｄ２Ｃａ１はそのまま前進２速第２レバーＬｅｖｅｒ２の第６ノードＮ６の出力回転数で伝達されて第２出力速度線Ｄ２Ｒ２を決定することとなる。
【００４３】
すなわち、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のリングギヤ１５を介して入力が行われ、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１を反力要素として第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１に出力される上記第２レバーＬｅｖｅｒ２の第２出力速度線Ｄ２Ｒ２のような、第２速の出力速度線（Ｄ２）を形成するようになる。
【００４４】
したがって、第２速の出力（Ｄ２）は、第１速の出力速度線（Ｄ１）に比較すると速い速度で出力が行われるようになる。
【００４５】
上記のような第２速の状態で、車速とスロットル開度とが増加されると、トランスミッション制御ユニットＴＣＵでは、上記第２速の状態で第２のクラッチＣ２を作動させるようになる。
【００４６】
そうなると、第２速の入力の状態で、第２のクラッチＣ２によって第２の入力が行われるようになり２つの入力要素を有することとなるので、遊星ギヤセットの特性上、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１が直結の状態となるとともに、第１、第２、第３及び第４の動力伝達ギヤ２７、２９、３３及び３５を介して第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３に回転動力を伝達するようになる。
【００４７】
このとき、第１及び第２の動力伝達ギヤ２７及び２９を介して、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１に前記回転動力がそのまま伝達されて出力軸３１に伝達することとなり、第３及び第４の動力伝達ギヤ３３及び３５を介して、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７に回転動力が減速して伝達され、これによる回転差は第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９が逆方向に公転しながら吸収して、第３速の変速が行われるようになる。
【００４８】
このような第３速の変速過程は、図５において、前進３速第１レバーＬｅｖｅｒ１の第１ノードＮ１に入力される第１入力速度線Ｄ３Ｓ１と、他の入力要素として作用する第３ノードＮ３の第２入力速度線Ｄ３Ｒ１とを結ぶ直線Ｌ３において、出力要素の第２ノードＮ２上に補間される点と連結する線が第１出力速度線Ｄ３Ｃａ１となり、この第１出力速度線Ｄ３Ｃａ１は、第１及び第２の動力伝達ギヤ２７及び２９を介して、前進３速第２レバーＬｅｖｅｒ２の第６ノードに伝達されて第２出力速度線Ｄ３Ｒ２を決定することとなる。
【００４９】
このとき、第３及び第４の動力伝達ギヤ３３及び３５を介して第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７に減速して伝達される回転動力との回転差は、直線Ｌ３′によって、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９が逆回転しながら吸収するようになり、前進３速第２レバーＬｅｖｅｒ２の第４、第５ノードＮ４、Ｎ５上において表される、公転する第３、第４出力速度線Ｄ３Ｓ１，Ｄ３Ｃａ１を示すようになる。
【００５０】
すなわち、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１とリングギヤ１５とを介して入力が行われ、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１が一体に回転して、その回転動力を第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１に出力させることにより、上記第２レバーＬｅｖｅｒ２の第２出力速度線Ｄ３Ｒ２のような第３速の出力速度線（Ｄ３）を形成する。
【００５１】
したがって、第３速の出力速度線（Ｄ３）は、第２速の出力速度線（Ｄ２）に比較して速い速度で入力と同一の出力が行われるようになる。
【００５２】
上記のような第３速の状態で車速とスロットル開度とがさらに増大すると、トランスミッション制御ユニットＴＣＵでは、第３速において作動していた第２のクラッチＣ２の作動を解除して第３のクラッチＣ３を作動制御するようになる。
【００５３】
そうなると、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１を介した入力は解除され、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７と遊星キャリア１９とが一体に固定されて、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３は一つに直結して作動し、この第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３は、第１、第２、第３及び第４の動力伝達ギヤ２７、２９、３３及び３５を介して第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１とリングギヤ１５とに、回転抵抗による外部入力要素として作用するようになり、ある時点で前記リングギヤ１５を介して入力される回転動力の回転数に応じた遊星キャリア１３の回転数が決定されて、第２のシングルピニオン遊星ギヤセットのリングギヤ２１を介して第４速の変速が行われる。
【００５４】
このような第４速の変速過程は、図６において、前進４速第１レバーＬｅｖｅｒ１の第３ノードＮ３に入力される第１入力速度線Ｄ４Ｒ１に対応して外部入力要素として作用する第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３により、第１ノードＮ１ではある一つの時点で第１出力速度線Ｄ４Ｓ１が決定され、これを結ぶ直線Ｌ４と、出力要素である第２ノードＮ２上で垂直に交わる点とを結ぶ線が第２出力速度線Ｄ４Ｃａ１となる。
【００５５】
このとき、上記第１レバーＬｅｖｅｒ１の第２出力速度線Ｄ４Ｃａ１によって一体に直結された第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１と連係して決定される前進４速第２レバーＬｅｖｅｒ２の第３出力速度線Ｄ４Ｒ２が第６ノードＮ６で決定される。
【００５６】
すなわち、上記第４速は、入力速度より速い出力が行われるオーバードライブ状態となる。
【００５７】
なお、運転者が後進のためにセレクターレバーを後進レンジＲに変換させると、第２のクラッチＣ２と第１のブレーキＢ１とが作動制御する。
【００５８】
そうなると、第２のクラッチＣ２の作動で、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット１のサンギヤ１１に入力が行われ、これとともに第１のブレーキＢ１の作動によって第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３の遊星キャリア１９が反力要素として作用するようになり、後進変速が行われ、出力要素である第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のリングギヤ２１を介して出力が行われるようになる。
【００５９】
このとき、第１のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１１を通じた入力は、第３及び第４の動力伝達ギア３３及び３５を介して第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３のサンギヤ１７に減速して入力され、伝達するようになり、第２のシングルピニオン遊星ギヤセット３は、遊星キャリア１９を反力要素としてリングギヤ２１への出力が行われるようになるのである。
【００６０】
すなわち、図７に示すように、後進第１レバーＬｅｖｅｒ１の第１ノードＮ１において、入力される第１入力速度線ＲＳ１は、後進第２レバーＬｅｖｅｒ２の第４ノードＮ４にて減速されて第２入力速度線ＲＳ２に伝達され、後進第２レバーＬｅｖｅｒ２の第５ノードＮ５を反力要素として延長して結ばれる直線Ｌ５により、第６ノードＮ６において、第１出力速度線ＲＲ２が決定され、これが後進出力速度線（Ｒ）となるのである。
【００６１】
【発明の効果】
以上のように、本発明による自動変速機のパワートレーンは、２つのシングルピニオン遊星ギヤセットを、主変速段と、これに平行に隣り合う副変速段として組み合わせたことにより、シンプルで且つ全長を短くコンパクトな形態に構成可能となった。また、１⇔２、２⇔３、４⇔２変速時にワンウエイクラッチを使用したため、変速感が向上された４速の自動変速機を提供可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワートレインの構成図である。
【図２】本発明によるパワートレインの各変速段別摩擦要素の作動要素表である。
【図３】本発明によるパワートレインの作動を、レバー解析法で説明するための前進１速時の図である。
【図４】本発明によるパワートレインの作動を、レバー解析法で説明するための前進２速時の図である。
【図５】本発明によるパワートレインの作動を、レバー解析法で説明するための前進３速時の図である。
【図６】本発明によるパワートレインの作動を、レバー解析法で説明するための前進４速時の図である。
【図７】本発明によるパワートレインの作動を、レバー解析法で説明するための後進時の図である。
【符号の説明】
１第１のシングルピニオン遊星ギヤセット
３第２のシングルピニオン遊星ギヤセット
５入力軸
１１、１７サンギヤ
１３、１９遊星キャリア
１５、２１リングギヤ
２３第１軸
２５第２軸
２７第１の動力伝達ギヤ
２９第２の動力伝達ギヤ
３１出力軸
３３第３の動力伝達ギヤ
３５第４の動力伝達ギヤ
３７変速機ハウジング
Ｂ１第１のブレーキ
Ｂ２第２のブレーキ
Ｂ３第３のブレーキ
Ｃ１第１のクラッチ
Ｃ２第２のクラッチ
Ｃ３第３のクラッチ
Ｅエンジン
Ｆ１第１のワンウエイクラッチ
Ｆ２第２のワンウエイクラッチ
ＰＩポンプインペラ
ＳＴステータ
Ｔトルクコンバータ
ＴＲタービンランナー

Claims

エンジンから出力される回転動力のトルクを変換して入力軸に出力するトルクコンバータと、
前記入力軸と同一軸線に配置される第１軸上に設けられ、入力軸と選択的に連結されて回転動力の伝達を受ける主変速部と、
前記第１軸と一定の間隔をおいて平行に配置される第２軸上に、前記主変速部と２つの動力伝達経路で連結され出力軸に動力を伝達する副変速部と、
前記主変速部と副変速部との間に設けられ、前記主変速部の回転動力を副変速部に伝達する動力伝達手段と、
前記第１軸及び第２軸と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、前記主変速部及び副変速部のそれぞれ一つの作動要素を反力要素として作動させるブレーキ手段と、
前記主変速部の２つの作動要素と入力軸との間、及び前記副変速部の作動要素と出力軸との間にそれぞれ設けられ、選択的に動力を伝達するクラッチ手段と、
前記主変速部及び副変速部と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、１⇔２速、２⇔３速、４⇔２速の変速時に作動する非同期変速手段とを含んでなる自動変速機用パワートレインであって、
前記ブレーキ手段は、前記第２軸と変速機ハウジングとの間に設けられる第１のブレーキと、
前記第１軸と変速機ハウジングとの間にて、前記第１軸との間に非同期変速手段を介して設けられる第２のブレーキと、
前記第１軸と変速機ハウジングとの間に設けられる第３のブレーキとを含むことを特徴とする自動変速機用パワートレイン。
前記主変速部は、前記第１軸上に設けられ、前記入力軸にクラッチ手段を介してリングギヤ、またはサンギヤが選択的に連結される第１のシングルピニオン遊星ギヤセットを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用パワートレイン。
前記副変速部は、前記第２軸上に設けられ、前記出力軸にリングギヤが固定的に連結される第２のシングルピニオン遊星ギヤセットを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機用パワートレイン。
前記動力伝達手段は、第１のシングルピニオン遊星ギヤセットの遊星キャリアと連結される第１の動力伝達ギヤと、
前記第１の動力伝達ギヤと噛み合って第２のシングルピニオン遊星ギヤセットのリングギヤと連結されるとともに、出力軸と連結される第２の動力伝達ギヤと、
前記第１軸上の一方側に設けられ、第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと固定的に連結される第３の動力伝達ギヤと、
前記第３の動力伝達ギヤと噛み合って第２のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと固定的に連結されて前記第２軸上に配置される第４の動力伝達ギヤとを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の自動変速機用パワートレイン。
前記クラッチ手段は、第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのリングギヤと入力軸とを選択的に連結する第１のクラッチと、
前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと入力軸とを選択的に連結する第２のクラッチと、
第２のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと遊星キャリアとを選択的に連結する第３のクラッチとを含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動変速機用パワートレイン。
前記非同期変速手段は、前記第２軸と変速機ハウジングとの間に配置され、１速時に反力要素として作動可能に設けられる第１のワンウエイクラッチと、
前記第１軸と前記第２のブレーキとの間に配置され、２速時に前記第２のブレーキの作動によって反力要素として作動可能に設けられる第２のワンウエイクラッチとを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動変速機用パワートレイン。
エンジンから出力される回転動力のトルクを変換して入力軸に出力するトルクコンバータと、
前記入力軸と同一軸線に配置される第１軸にサンギヤを介して連結される第１のシングルピニオン遊星ギヤセットと、
前記第１軸と一定の間隔をおいて平行に配置される第２軸の軸上に設けられ、前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットに２つの動力伝達経路と、遊星キャリアとを介して連結され、出力軸に動力を伝達する第２のシングルピニオン遊星ギヤセットと、
前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットと、第２のシングルピニオン遊星ギヤセットとの間に設けられ、前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットからの回転動力を、２つの動力伝達経路を介して第２のシングルピニオン遊星ギヤセットに伝達する動力伝達手段と、
前記第１軸及び第２軸と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、前記第１及び第２のシングルピニオン遊星ギヤセットの作動要素のうちそれぞれ一つの作動要素を反力要素として作動させるブレーキ手段と、
前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットの２つの作動要素と入力軸との間、及び前記副変速部の作動要素と出力軸との間にそれぞれ設けられ、選択的に動力を伝達するクラッチ手段と、
前記第１軸及び第２軸と変速機ハウジングとの間にそれぞれ設けられ、１⇔２速、２⇔３速、４⇔２速の変速時に作動する非同期変速手段とを含んでなる自動変速機用パワートレインであって、
前記ブレーキ手段は、前記第２のシングルピニオン遊星ギヤセットの遊星キャリアに第２軸を介して連結され、変速機ハウジングと第２軸との間に設けられる第１のブレーキと、
前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと第１軸を介して連結される非同期変速手段と変速機ハウジングとの間に設けられる第２のブレーキと、
前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤに第１軸を介して連結され、変速機ハウジングと第１軸との間に設けられる第３のブレーキとを含むことを特徴とする自動変速機用パワートレイン。
前記動力伝達手段は、前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットの遊星キャリアと固定的に連結される第１の動力伝達ギヤと、
前記第１の動力伝達ギヤと噛み合い、前記第２のシングルピニオン遊星ギヤセットのリングギヤと連結されるとともに出力軸と連結される第２の動力伝達ギヤと、
前記第１軸上の一方側に設けられ、第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと連結される第３の動力伝達ギヤと、
前記第３の動力伝達ギヤと噛み合い、第２のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと連結されて前記第２軸上に設けられる第４の動力伝達ギヤとを含むことを特徴とする請求項７に記載の自動変速機用パワートレイン。
前記クラッチ手段は、前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのリングギヤと入力軸とを選択的に連結する第１のクラッチと、
前記第１のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと入力軸とを選択的に連結する第２のクラッチと、
前記第２のシングルピニオン遊星ギヤセットのサンギヤと遊星キャリアとを選択的に連結する第３のクラッチとを含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の自動変速機用パワートレイン。
前記非同期手段は、前記第２軸と変速機ハウジングとの間に配置され、１速時に反力要素として作動可能に設けられる第１のワンウエイクラッチと、
前記第１軸と前記第２のブレーキとの間に配置され、２速時に前記第２のブレーキの作動によって反力要素として作動可能に設けられる第２のワンウエイクラッチとを含むことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の自動変速機用パワートレイン。