JP4806830B2 - 7-speed powertrain for vehicle automatic transmission - Google Patents
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Description
本発明は車両用自動変速機の７速パワートレインに関する。 The present invention relates to a seven-speed powertrain for a vehicle automatic transmission.
車両用自動変速機のパワートレインは、各自動車メーカーによって異なる形式で開発されて適用されているが、現在一般的に使用されている自動変速機は、４速及び５速変速機が主流をなしている。そして、最近は、６速自動変速機が開発されて一部の車両に適用される一方で、７速自動変速機の開発が活発に行われているのが実情である。 Powertrains for automatic transmissions for vehicles have been developed and applied in different formats by various automobile manufacturers, but currently the most commonly used automatic transmissions are mainly 4-speed and 5-speed transmissions. ing. Recently, a 6-speed automatic transmission has been developed and applied to some vehicles, while a 7-speed automatic transmission is being actively developed.
その一例として、図５のように、一つのシングルピニオン遊星ギヤセットとラヴィニュータイプの複合遊星ギヤセットとを３個のクラッチ及び３個のブレーキを通じて組み合わせて７速変速を可能に構成したものがある。
より具体的には、入力側から複合遊星ギヤセット２０２、シングルピニオン遊星ギヤセット２００の順に配置し、シングルピニオン遊星ギヤセット２００の第１遊星キャリア（ＰＣ１）を常に入力要素として作動するように入力軸２０４と直接的に連結した。そして、シングルピニオン遊星ギヤセット２００の第１リングギヤ（Ｒ１）を第１クラッチ（Ｃ１）を介在して複合遊星ギヤセット２０２の第３サンギヤ（Ｓ３）と連結すると同時に、第２クラッチ（Ｃ２）を介在して複合遊星ギヤセット２０２の第２サンギヤ（Ｓ２）に可変的に連結した。
As an example, as shown in FIG. 5, a single pinion planetary gear set and a lavigne type compound planetary gear set are combined through three clutches and three brakes to enable a seven-speed shift.
More specifically, the composite planetary gear set 202 and the single pinion
また、複合遊星ギヤセット２０２の第３遊星キャリア（ＰＣ３）を選択的に入力要素として作動するように第３クラッチ（Ｃ３）を介在して入力軸２０４と連結すると同時に、反対側の第２遊星キャリア（ＰＣ２）を選択的に反力要素として作動するように第１ブレーキ（Ｂ１）を介在して変速機ケース２０６に可変的に連結した。そして、複合遊星ギヤセット２０２の第３リングギヤ（Ｒ３）を出力要素として作動するように出力ギヤ２０８と連結した。
Further, the second planet carrier on the opposite side is simultaneously connected to the
また、複合遊星ギヤセット２０２の第２遊星キャリア（ＰＣ２）は、変速機ケース２０６との間に、ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）を介在して連結し、逆回転を防止することができるようにし、第２クラッチ（Ｃ２）と複合遊星ギヤセット２０２の第２サンギヤ（Ｓ２）との間は、第２ブレーキ（Ｂ２）を介在して変速機ケース２０６と連結し、複合遊星ギヤセット２０２の第２サンギヤ（Ｓ２）が選択的に反力要素として作動するようにした。そして、シングルピニオン遊星ギヤセット２００の第１サンギヤ（Ｓ１）は、第３ブレーキ（Ｂ３）を介在して変速機ケース２０６と連結し、シングルピニオン遊星ギヤセット２００の第１サンギヤ（Ｓ１）が選択的に反力要素として作動するように構成した。
In addition, the second planet carrier (PC2) of the compound
前記構成のパワートレインは、図６のように、第１速では第１クラッチ（Ｃ１）及び第１、３ブレーキ（Ｂ１、Ｂ３）が作動して変速が行われ、第２速では第１速の状態で第１ブレーキ（Ｂ１）の作動が解除されながら第２ブレーキ（Ｂ２）が作動して変速が行われる。
第３速では第２速の状態で第２ブレーキ（Ｂ２）の作動が解除されながら第２クラッチ（Ｃ２）が作動して変速が行われ、第４速では第３速の状態で第２クラッチ（Ｃ２）の作動が解除されながら第３クラッチ（Ｃ３）が作動して変速が行われる。
As shown in FIG. 6, the power train having the above-described configuration is operated at the first speed by operating the first clutch (C1) and the first and third brakes (B1, B3), and at the second speed, the first speed. In this state, the second brake (B2) is operated while the operation of the first brake (B1) is released, and a shift is performed.
At the third speed, the second clutch (C2) is operated while releasing the operation of the second brake (B2) in the second speed state, and the second clutch is operated at the fourth speed. While the operation of (C2) is released, the third clutch (C3) is operated to perform a shift.
第５速では第４速の状態で第３ブレーキ（Ｂ３）の作動が解除されながら第２クラッチ（Ｃ２）が作動して変速が行われ、第６速では第５速の状態で第１クラッチ（Ｃ１）の作動が解除されながら第３ブレーキ（Ｂ３）が作動して変速が行われる。
第７速では第６速の状態で第２クラッチ（Ｃ２）の作動が解除されながら第２ブレーキ（Ｂ２）が作動して変速が行われ、後進変速段では第２クラッチ（Ｃ２）及び第１、３ブレーキ（Ｂ１、Ｂ３）が作動して変速が行われる。
At the seventh speed, the second brake (B2) is operated while the operation of the second clutch (C2) is released in the sixth speed state, and a shift is performed. At the reverse speed, the second clutch (C2) and the first clutch The three brakes (B1, B3) are actuated to change the speed.
このようなパワートレインは、前進７速及び後進１速を実現することはできるが、第３ブレーキの配置位置が実際のレイアウト設計時に第１、２クラッチに作動圧を供給する流路を妨害するため、実用化には問題点がある。
また、半径方向にサイズが大きいラヴィニュータイプの複合遊星ギヤセットを適用するため、ドラッグトルクに不利であり、作動要素が多くて制御が難しく、遊星ギヤの耐久力が劣るため、生産性及び設計自由度の確保に不利であるという問題点がある。
Such a power train can achieve 7 forward speeds and 1 reverse speed, but the arrangement position of the third brake obstructs the flow path for supplying the operating pressure to the first and second clutches in the actual layout design. Therefore, there is a problem in practical use.
Also, since a lavigne type compound planetary gear set with a large size in the radial direction is applied, it is disadvantageous for drag torque, difficult to control due to many operating elements, and the durability of the planetary gear is inferior, so productivity and design freedom There is a problem that it is disadvantageous for securing the degree.
従って、本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、従来の６速パワートレインの３個のシングルピニオン遊星ギヤセットの組み合わせに１個のクラッチを追加するだけで７速自動変速機のパワートレインを実現し、これによってギヤ比及び段間比の構造に有利であって、変速時の作動要素を減少させて変速感が向上した前進７段化を簡単に実現することができる７速自動変速機を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to provide one clutch for a combination of three single pinion planetary gear sets of a conventional six-speed power train. A 7-speed automatic transmission powertrain is achieved by simply adding a gear, which is advantageous to the gear ratio and inter-step ratio structure, and reduces the number of operating elements at the time of shifting to improve shifting feeling. An object of the present invention is to provide a seven-speed automatic transmission that can be easily realized.
本発明の他の目的は、シングルピニオン遊星ギヤセットだけを組み合わせて遊星ギヤの耐久力を向上させることによって、生産性及び設計自由度を確保し、前進４、５、６、７変速段で３段以内のスキップシフト（ｓｋｉｐ ｓｈｉｆｔ）を可能にし、応答性を向上させることによって、自動変速機の性能を向上させることができるようにした車両用７速自動変速機を提供することにある。 Another object of the present invention is to improve productivity and design freedom by combining only a single pinion planetary gear set to improve the durability of the planetary gear, and to achieve three speeds in forward 4, 5, 6, and 7 shift speeds. It is an object of the present invention to provide a vehicular 7-speed automatic transmission capable of improving the performance of an automatic transmission by enabling a skip shift within the range and improving the responsiveness.
前記目的を実現するために、本発明による車両用自動変速機の７速パワートレインは、第１サンギヤ、第１リングギヤ、第１遊星キャリアをその作動部材として含む第１シングルピニオン遊星ギヤセットと、第２サンギヤ、第２リングギヤ、第２遊星キャリアをその作動部材として含む第２シングルピニオン遊星ギヤセットと、第３サンギヤ、第３リングギヤ、第３遊星キャリアをその作動部材として含む第３シングルピニオン遊星ギヤセットとを含み、前記第１、２、３シングルピニオン遊星ギヤセットが入力軸上に配置され、第１、２、３ブレーキ及び第１、２、３クラッチを含む複数の摩擦要素が組み合わされて構成される車両用自動変速機の７速パワートレインにおいて、前記第１リングギヤは前記第２遊星キャリアの１側に固定的に連結され、前記第２リングギヤは前記第３遊星キャリアの１側に固定的に連結され、前記第３リングギヤの１側は前記第１遊星キャリアに固定的に連結され、前記第２遊星キャリアは、他側で入力軸との間に、第４速、第６速、及び第７速で作動する前記第１クラッチを介在して選択的に連結されるようにし、前記第１サンギヤは、入力軸と変速機ケースとの間に、各々第５、６速で作動する前記第２クラッチと第１速乃至第４速で作動する前記第１ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、前記第２サンギヤは、常に入力要素として作動するように入力軸に固定的に連結し、前記第３遊星キャリアは、他側で後進時に作動する前記第２ブレーキと第１速で作動するワンウェイクラッチとを介在して変速機ケースに選択的に固定及び連結されるようにし、前記第３サンギヤは、入力軸と前記変速機ケースとの間に、各々第３速及び後進時に作動する前記第３クラッチと第２速、第５速、及び第７速で作動する前記第３ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、第３リングギヤは、他側で出力ギヤと連結されて構成され、前記第３クラッチ及び第２、３ブレーキは変速機ケース内の前側に配置され、第１、第２クラッチ及び第１ブレーキは変速機ケース内の後側に配置され、前記ワンウェイクラッチは、前記第２ブレーキと共に変速機ケース内に並列に配置されて第３遊星キャリアに連結され、前記各摩擦要素は、第１速では前記第１ブレーキ及び前記ワンウェイクラッチが作動し、第２速では前記第１ブレーキ及び前記第３ブレーキが作動し、第３速では前記第１ブレーキ及び前記第３クラッチが作動し、第４速では前記第１ブレーキ及び前記第１クラッチが作動し、第５速では前記第２クラッチ及び前記第３ブレーキが作動し、第６速では前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが作動し、第７速では前記第１クラッチ及び前記第３ブレーキが作動し、後進変速段では前記第３クラッチ及び第２ブレーキが作動し、前記パワートレインは、前記各摩擦要素の作動制御によって、前進４、５、６、７変速段では任意の変速段間のスキップシフトが可能であることを特徴とする。
To achieve the above object, a seven-speed power train of an automatic transmission for a vehicle according to the present invention includes a first single pinion planetary gear set including a first sun gear, a first ring gear, and a first planet carrier as operating members; A second single pinion planetary gear set including two sun gears, a second ring gear, and a second planet carrier as operating members; and a third single pinion planetary gear set including a third sun gear, a third ring gear, and a third planet carrier as operating members; The first, second and third single pinion planetary gear sets are arranged on the input shaft, and a plurality of friction elements including first, second and third brakes and first, second and third clutches are combined. In a seven-speed powertrain of a vehicle automatic transmission, the first ring gear is fixed to one side of the second planet carrier. Connected, the second ring gear is fixedly connected to one side of the third planet carrier, one side of the third ring gear is fixedly connected to the first planet carrier, and the second planet carrier is The first sun gear is connected to the input shaft on the other side through the first clutch that operates at the fourth speed, the sixth speed, and the seventh speed. And the transmission case are selectively connected and fixed via the second clutch operating at the fifth and sixth speeds and the first brake operating at the first to fourth speeds, respectively. The second sun gear is fixedly connected to the input shaft so as to always operate as an input element, and the third planet carrier operates at the first speed with the second brake operated at the reverse side on the other side. Select a transmission case with a one-way clutch The third sun gear is disposed between the input shaft and the transmission case, and the third clutch and the second speed, the fifth speed, The third ring gear is configured to be selectively connected and fixed via the third brake operating at the seventh speed, and the third ring gear is connected to the output gear on the other side, and the third clutch and the
本発明の実施形態によるパワートレインは、体積及び重量の面で有利な従来の６速パワートレインの３個のシングルピニオン遊星ギヤセットの組み合わせに１個のクラッチを追加するだけで、ギヤ比及び段間比の構造に有利で、運転性が向上し、変速時の作動要素を減少させて、簡単に前進７段化を実現することができる。
また、シングルピニオン遊星ギヤセットだけを組み合わせて遊星ギヤの耐久力を向上させ、生産性及び設計自由度を確保し、また、前進４、５、６、７変速段で３段以内のスキップシフトを可能にし、応答性を向上させることによって、自動変速機の性能を向上させることができる。
さらに、第３ブレーキの位置を前側に配置して、実際のレイアウト設計時に第１、２クラッチに作動圧を供給する流路を妨害する従来の問題点を解消することができる等の効果がある。
The power train according to the embodiment of the present invention can be achieved by simply adding one clutch to the combination of three single pinion planetary gear sets of the conventional 6-speed power train, which is advantageous in terms of volume and weight. The ratio structure is advantageous, the drivability is improved, the operating elements at the time of shifting are reduced, and the forward seven-stage can be realized easily.
Also, combining only a single pinion planetary gear set improves the durability of the planetary gears, ensuring productivity and design freedom, and allows skip shifts of up to 3 steps at forward 4, 5, 6, and 7 shift stages. In addition, by improving the responsiveness, the performance of the automatic transmission can be improved.
Furthermore, there is an effect that the position of the third brake is arranged on the front side, and the conventional problems that obstruct the flow path for supplying the operating pressure to the first and second clutches at the time of actual layout design can be solved. .
以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態によるパワートレインの構成図であって、本発明の実施形態によるパワートレインは、トルクコンバーターを通してエンジンの出力側に連結される入力軸２上に第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３が後側から前側に組合わせて配置される。
ここで、前側は入力側に近い方を、後側は入力側から遠い方を示す。
第１遊星ギヤセットＰＧ１は第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、及びこれら第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１との間に噛合う第１遊星ギヤＰ１を回転可能に支持する第１遊星キャリアＰＣ１をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットからなる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a power train according to an embodiment of the present invention. The power train according to an embodiment of the present invention includes first, second, third, and third components on an
Here, the front side indicates a direction closer to the input side, and the rear side indicates a direction far from the input side.
The first planetary gear set PG1 includes a first planetary carrier PC1 that rotatably supports a first sun gear S1, a first ring gear R1, and a first planetary gear P1 engaged between the first sun gear S1 and the first ring gear R1. It consists of a single pinion planetary gear set included as an operating member.
第２遊星ギヤセットＰＧ２は第２サンギヤＳ２、第２リングギヤＲ２、及びこれら第２サンギヤＳ２と第２リングギヤＲ２との間に噛合う第２遊星ギヤＰ２を回転可能に支持する第２遊星キャリアＰＣ２をその作動部材として含む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は第３サンギヤＳ３、第３リングギヤＲ３、及びこれら第３サンギヤＳ３と第３リングギヤＲ３との間に噛合う第３遊星ギヤＰ３を回転可能に支持する第３遊星キャリアＰＣ３をその作動部材として含むシングルピニオン遊星ギヤセットからなる。
The second planetary gear set PG2 includes a second planetary carrier PC2 that rotatably supports the second sun gear S2, the second ring gear R2, and the second planetary gear P2 engaged between the second sun gear S2 and the second ring gear R2. It consists of a single pinion planetary gear set included as an operating member.
The third planetary gear set PG3 includes a third sun gear S3, a third ring gear R3, and a third planet carrier PC3 that rotatably supports the third planetary gear P3 engaged between the third sun gear S3 and the third ring gear R3. It consists of a single pinion planetary gear set included as an operating member.
第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の配列は、変速機の後側から前側に第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の順に配置される。
第１リングギヤＲ１及び第２遊星キャリアＰＣ２、第２リングギヤＲ２及び第３遊星キャリアＰＣ３、第１遊星キャリアＰＣ１及び第３リングギヤＲ３は各々固定的に連結される。
そして、入力軸２には第２サンギヤＳ２が固定的に連結されて常時入力要素として作動する。
第１サンギヤＳ１、第３サンギヤＳ３、及び第１リングギヤＲ１は入力軸２に各々第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１クラッチＣ１を介在して連結されることによって、選択的に入力要素として作動する。
The first, second and third planetary gear sets PG1, PG2 and PG3 are arranged in the order of the first, second and third planetary gear sets PG1, PG2 and PG3 from the rear side to the front side of the transmission.
The first ring gear R1 and the second planet carrier PC2, the second ring gear R2 and the third planet carrier PC3, the first planet carrier PC1 and the third ring gear R3 are fixedly connected.
The second sun gear S2 is fixedly connected to the
The first sun gear S1, the third sun gear S3, and the first ring gear R1 are selectively connected to the
ここで、第１サンギヤＳ１及び第３サンギヤＳ３は、変速機ケース４に各々第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を介在して連結されることによって、選択的に固定要素として作動する。
また、第３遊星キャリアＰＣ３は、変速機ケース４に並列配置される第２ブレーキＢ２及びワンウェイクラッチＯＷＣを介在して連結されることによって、可変的に固定要素として作動する。
第３リングギヤＲ３には出力ギヤ６が装着されて、常に出力要素として作動する。
前記構成によって、第１、２クラッチＣ１、Ｃ２及び第１ブレーキＢ１は変速機ケース内の後側に配置され、第３クラッチＣ３及び第２、３ブレーキＢ２、Ｂ３は変速機ケース内の前側に配置される。
Here, the first sun gear S1 and the third sun gear S3 are selectively operated as fixed elements by being connected to the transmission case 4 via the first brake B1 and the third brake B3, respectively.
Further, the third planet carrier PC3 is variably operated as a fixed element by being connected to the transmission case 4 via the second brake B2 and the one-way clutch OWC.
An output gear 6 is mounted on the third ring gear R3 and always operates as an output element.
With the above configuration, the first and second clutches C1 and C2 and the first brake B1 are disposed on the rear side in the transmission case, and the third clutch C3 and the second and third brakes B2 and B3 are disposed on the front side in the transmission case. Be placed.
前記のように構成されるパワートレインは、図２の作動表のように作動することによって、前進７速及び後進１速の変速段を実現する。
すなわち、前進１速では第１ブレーキＢ１及びワンウェイクラッチＯＷＣ、前進２速では第１、３ブレーキＢ１、Ｂ３、前進３速では第３クラッチＣ３及び第１ブレーキＢ１が作動する。
前進４速では第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１、前進５速では第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３、前進６速では第１、２クラッチＣ１、Ｃ２、前進７速では第１クラッチＣ１及び第３ブレーキＢ３が作動する。
後進変速段では第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２が作動する。
The power train configured as described above operates as shown in the operation table of FIG. 2, thereby realizing the seventh forward speed and the first reverse speed.
That is, the first brake B1 and the one-way clutch OWC are operated at the first forward speed, the first and third brakes B1 and B3 are operated at the second forward speed, and the third clutch C3 and the first brake B1 are operated at the third forward speed.
The first clutch C1 and the first brake B1 for the fourth forward speed, the second clutch C2 and the third brake B3 for the fifth forward speed, the first and second clutches C1 and C2 for the sixth forward speed, and the first clutch C1 and the seventh clutch for the seventh forward speed. The third brake B3 is activated.
At the reverse speed, the third clutch C3 and the second brake B2 operate.
このような本発明の実施形態によるパワートレインは、３個のシングルピニオン遊星ギヤセットを組み合わせるが、第１リングギヤＲ１と第２遊星キャリアＰＣ２、第２リングギヤＲ２と第３遊星キャリアＰＣ３、第３リングギヤＲ３と第１遊星キャリアＰＣ１が各々固定的に連結され、図３のように６個のノードで示される。
そのため、第１ノードＮ１は第２サンギヤＳ２、第２ノードＮ２は第３サンギヤＳ３、第３ノードＮ３は第１リングギヤＲ１及び第２遊星キャリアＰＣ２、第４ノードＮ４は第２リングギヤＲ２及び第３遊星キャリアＰＣ３、第５ノードＮ５は第１遊星キャリアＰＣ１及び第３リングギヤＲ３、第６ノードＮ６は第１サンギヤＳ１で設定される。
The power train according to the embodiment of the present invention combines three single pinion planetary gear sets, but the first ring gear R1, the second planet carrier PC2, the second ring gear R2, the third planet carrier PC3, and the third ring gear R3. And the first planet carrier PC1 are fixedly connected to each other and are represented by six nodes as shown in FIG.
Therefore, the first node N1 is the second sun gear S2, the second node N2 is the third sun gear S3, the third node N3 is the first ring gear R1 and the second planet carrier PC2, and the fourth node N4 is the second ring gear R2 and the third. The planet carrier PC3 and the fifth node N5 are set by the first planet carrier PC1 and the third ring gear R3, and the sixth node N6 is set by the first sun gear S1.
以下、本発明の実施形態によるパワートレインの動作を図３及び図４を参照して詳細に説明する。
図３及び図４は本発明の実施形態によるパワートレインの変速過程をレバー解釈法によって可視的に示したものである。
前進１速では、第１ブレーキＢ１及びワンウェイクラッチＯＷＣが作動する。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１を通して入力が行われる状態で、第４ノードＮ４及び第６ノードＮ６が固定要素として作動する。従って、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作用によって、図３の第１速のような速度線を形成し、出力要素である第５ノードＮ５を通してＤ１だけ出力が行われながら、前進１速の変速が行われる。
Hereinafter, the operation of the power train according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIGS. 3 and 4 visually show the shift process of the powertrain according to the embodiment of the present invention by lever interpretation.
In the first forward speed, the first brake B1 and the one-way clutch OWC are operated.
Then, the fourth node N4 and the sixth node N6 operate as fixed elements in a state where input is performed through the first node N1, which is the second sun gear S2. Therefore, the mutual complementary action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 forms a speed line like the first speed in FIG. 3, and outputs only D1 through the fifth node N5 that is the output element. The forward first speed is changed.
前進２速では、第１速の状態で第３ブレーキＢ３が作動制御される。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１を通して入力が行われる状態で、第２ノードＮ２及び第６ノードＮ６が固定要素として作動する。従って、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作用によって、図３の第２速のような速度線を形成し、出力要素である第５ノードＮ５を通してＤ２だけ出力が行われながら、前進２速の変速が行われる。
In the second forward speed, the third brake B3 is controlled to operate in the first speed state.
If it does so, the 2nd node N2 and the 6th node N6 operate | move as a fixed element in the state in which the input is performed through the 1st node N1 which is the 2nd sun gear S2. Therefore, the mutual complementary action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 forms a speed line like the second speed in FIG. 3, and outputs only D2 through the fifth node N5 that is the output element. In spite of this, the second forward speed is changed.
前進３速では、第２速の状態で第３ブレーキＢ３の作動が解除されて、第３クラッチＣ３が作動制御される。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１及び第３サンギヤＳ３である第２ノードＮ２を通して同時に入力が行われる状態で、第６ノードＮ６が固定要素として作動しながら、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作用によって、図３の第３速のような速度線を形成し、出力要素である第５ノードＮ５を通してＤ３だけ出力が行われながら、前進３の変速が行われる。
In the third forward speed, the operation of the third brake B3 is released in the state of the second speed, and the operation of the third clutch C3 is controlled.
Then, the first node N1, which is the second sun gear S2, and the second node N2, which is the third sun gear S3, are simultaneously input, and the sixth node N6 operates as a fixed element while the first, second, third, The planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 form a speed line similar to the third speed in FIG. 3 by the mutually complementary action, and only the output D3 is output through the fifth node N5 that is the output element. Done.
前進４速では、第３速の状態で第３クラッチＣ３の作動が解除されて、第１クラッチＣ１が作動制御される。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１及び第２遊星キャリアＰＣ２である第３ノードＮ３を通して同時に入力が行われて第２遊星ギヤセットＰＧ２が一体に回転し、第６ノードＮ６は固定要素として作動するが、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作用によって、図３の第４速のような速度線を形成し、出力要素である第５ノードＮ５を通してＤ４だけ出力が行われながら、前進４速の変速が行われる。
In the fourth forward speed, the operation of the third clutch C3 is released in the state of the third speed, and the operation of the first clutch C1 is controlled.
Then, the input is simultaneously performed through the first node N1 that is the second sun gear S2 and the third node N3 that is the second planet carrier PC2, and the second planetary gear set PG2 rotates integrally, and the sixth node N6 serves as a fixed element. Although it operates, a speed line like the fourth speed in FIG. 3 is formed by the mutual complement action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3, and only D4 is output through the fifth node N5 that is the output element. Is performed, the forward fourth speed is changed.
前進５速では、第４速の状態で第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１の作動が同時に解除されて、第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３が作動制御される。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１及び第１サンギヤＳ１である第６ノードＮ６）を通して同時に入力が行われ、第２ノードＮ６は固定要素として作動する。従って、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作用によって、図４の第５速のように出力要素である第５ノード（Ｎ５）を通してＤ５だけ出力が行われながら、前進５速の変速が行われる。
In the fifth forward speed, the operation of the first clutch C1 and the first brake B1 is simultaneously released in the state of the fourth speed, and the operation of the second clutch C2 and the third brake B3 is controlled.
Then, input is simultaneously performed through the first node N1 as the second sun gear S2 and the sixth node N6 as the first sun gear S1, and the second node N6 operates as a fixed element. Accordingly, by the complementary operation of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3, only D5 is output through the fifth node (N5) that is the output element as in the fifth speed in FIG. A 5-speed shift is performed.
前進６速では、第５速の状態で第３ブレーキＢ３の作動が解除されて、第１クラッチＣ１が作動制御される。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１、第２遊星キャリアＰＣ２である第３ノードＮ３、及び第１サンギヤＳ１である第６ノードＮ６を通して入力が行われ、固定要素は存在しないが、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の全てが直結状態になり、図４の第６速のように、出力要素である第５ノードＮ５を通して入力と同一なＤ６だけ出力が行われながら、前進６速の変速が行われる。
In the sixth forward speed, the operation of the third brake B3 is released in the state of the fifth speed, and the operation of the first clutch C1 is controlled.
Then, input is performed through the first node N1, which is the second sun gear S2, the third node N3, which is the second planet carrier PC2, and the sixth node N6, which is the first sun gear S1, and there is no fixed element. 1, 2 and 3 planetary gear sets PG1, PG2, and PG3 are all in a direct connection state, and the same D6 output as the input is performed through the fifth node N5 as the output element as in the sixth speed in FIG. A forward 6-speed shift is performed.
前進７速では、第６速の状態で第２クラッチＣ２の作動が解除されて、第３ブレーキＢ３が作動制御される。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１及び第２遊星キャリアＰＣ２である第３ノードＮ３を通して同時に入力が行われて第２遊星ギヤセットＰＧ２が一体に回転し、第３サンギヤＳ３である第２ノードＮ２が固定要素として作動して、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作用により、図４の第７速のような速度線を形成し、出力要素である第５ノードＮ５を通してＤ７だけ出力が行われながら、前進７速の変速が行われる。
At the seventh forward speed, the operation of the second clutch C2 is released in the sixth speed state, and the operation of the third brake B3 is controlled.
Then, the input is simultaneously performed through the first node N1 that is the second sun gear S2 and the third node N3 that is the second planet carrier PC2, and the second planetary gear set PG2 rotates together, and the second sun gear S3 is the second sun gear S3. The node N2 operates as a fixed element to form a speed line like the seventh speed in FIG. 4 by the mutually complementary action of the first, second, and third planetary gear sets PG1, PG2, and PG3. While outputting only D7 through the node N5, a forward seventh speed shift is performed.
そして、後進変速段では、第３クラッチＣ３及び第２ブレーキＢ２を作動制御する。
そうすると、第２サンギヤＳ２である第１ノードＮ１及び第３サンギヤＳ３である第２ノードＮ２を通して入力が行われる状態で、第４ノードＮ４が固定要素として作動し、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作用によって、図４の後進変速のような速度線を形成するようになり、出力要素である第５ノードＮ５を通してＲだけ出力が行われながら、後進変速が行われる。
In the reverse speed, the third clutch C3 and the second brake B2 are controlled.
Then, the fourth node N4 operates as a fixed element in a state where input is performed through the first node N1 that is the second sun gear S2 and the second node N2 that is the third sun gear S3, and the first, second, and third planetary gear sets. Due to the mutually complementary action of PG1, PG2, and PG3, a speed line like the reverse shift in FIG. 4 is formed, and the reverse shift is performed while outputting only R through the fifth node N5 that is the output element. .
前記で、各遊星ギヤセットに対する速度線については、当業者なら十分に求めることができる公知の部分であるので、詳細な説明は省略する。
前記のように変速が行われる本発明の実施形態によるパワートレインは、前進１速では４．９４７、前進２速では２．９２４、前進３速では１．９０８、前進４速では１．３９１、前進５速では１．２２３、前進６速では１．０００、前進７速では０．７９２に設定でき、各変速段の段間比を最適化することができる。
そして、図３のように、３段以内でのスキップ変速が、一つの作動要素を作動解除して一つの作動要素を作動制御するか、または２つの作動要素を作動解除して２つの作動要素を作動制御する方法で行えるので、自動変速機の変速性能を向上させることができる。
The speed line for each planetary gear set is a well-known part that can be sufficiently obtained by those skilled in the art and will not be described in detail.
The power train according to the embodiment of the present invention in which shifting is performed as described above is 4.947 for the first forward speed, 2.924 for the second forward speed, 1.908 for the third forward speed, 1.391 for the fourth forward speed, It can be set to 1.223 for the 5th forward speed, 1.000 for the 6th forward speed, and 0.792 for the 7th forward speed, so that the gear ratio of each gear can be optimized.
And, as shown in FIG. 3, the skip shift within 3 speeds releases one operating element and controls one operating element, or releases two operating elements and operates two operating elements. Therefore, the speed change performance of the automatic transmission can be improved.
より具体的に、４→２スキップ変速は、４速の状態で第１クラッチＣ１の作動を解除して第３ブレーキＢ３を作動させればよく、５→２スキップ変速は、５速の状態で第２クラッチＣ２の作動を解除して第１ブレーキＢ１を作動させればよく、６→４スキップ変速は、６速の状態で第２クラッチＣ２の作動を解除して第１ブレーキＢ１を作動させればよい。
そして、７→５スキップ変速は、７速の状態で第１クラッチＣ１の作動を解除して第２クラッチＣ２を作動させればよく、７→４スキップ変速は、７速の状態で第３ブレーキＢ３の作動を解除して第１ブレーキＢ１を作動させればよい。このように、一つの作動要素を解除して一つの作動要素を作動制御すれば、スキップ変速が可能になる。
More specifically, the 4 → 2 skip shift may be performed by releasing the operation of the first clutch C1 in the state of the fourth speed and operating the third brake B3. The 5 → 2 skip shift is performed in the state of the fifth speed. It is only necessary to release the operation of the second clutch C2 and operate the first brake B1, and in the 6 → 4 skip shift, the operation of the second clutch C2 is released and the first brake B1 is operated in the sixth speed state. Just do it.
In the 7 → 5 skip shift, the operation of the first clutch C1 is canceled and the second clutch C2 is operated in the 7th speed state, and the 7 → 4 skip shift is performed in the 7th speed in the third brake. The first brake B1 may be operated by releasing the operation of B3. In this way, if one operating element is released and one operating element is controlled, a skip shift can be performed.
また、５→３スキップ変速は、５速の状態で第２クラッチＣ２及び第３ブレーキＢ３の作動を解除して第３クラッチＣ３及び第１ブレーキＢ１を作動させればよい。６→３スキップ変速は、６速の状態で第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の作動を解除して第３クラッチＣ３及び第１ブレーキＢ１を作動させればよい。このように、２つの作動要素を解除して２つの作動要素を作動制御すれば、スキップ変速が可能になる。 In the 5 → 3 skip shift, the operation of the second clutch C2 and the third brake B3 may be canceled and the third clutch C3 and the first brake B1 may be operated in the fifth speed state. In the 6 → 3 skip shift, the first clutch C1 and the second clutch C2 may be released in the sixth speed state to operate the third clutch C3 and the first brake B1. As described above, if the two operating elements are released and the two operating elements are controlled, the skip shift can be performed.
２ 入力軸
６ 出力ギヤ
２００ シングルピニオン遊星ギヤセット
２０２ 複合遊星ギヤセット
２０４ 入力軸
２０６ 変速機ケース
２０８ 出力ギヤ
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ 第１、２、３ブレーキ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 第１、２、３クラッチ
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ 第１、２、３遊星ギヤ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 第１、２、３リングギヤ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 第１、２、３サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３ 第１、２、３遊星キャリア
ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３ 第１、２、３遊星ギヤセット
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６ 第１、２、３、４、５、６ノード
2 Input shaft 6
Claims (1)
前記第１、２、３シングルピニオン遊星ギヤセットが入力軸上に配置され、第１、２、３ブレーキ及び第１、２、３クラッチを含む複数の摩擦要素が組み合わされて構成される車両用自動変速機の７速パワートレインにおいて、
前記第１リングギヤは前記第２遊星キャリアの１側に固定的に連結され、前記第２リングギヤは前記第３遊星キャリアの１側に固定的に連結され、前記第３リングギヤの１側は前記第１遊星キャリアに固定的に連結され、
前記第２遊星キャリアは、他側で入力軸との間に、第４速、第６速、及び第７速で作動する前記第１クラッチを介在して選択的に連結されるようにし、
前記第１サンギヤは、入力軸と変速機ケースとの間に、各々第５、６速で作動する前記第２クラッチと第１速乃至第４速で作動する前記第１ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、
前記第２サンギヤは、常に入力要素として作動するように入力軸に固定的に連結し、
前記第３遊星キャリアは、他側で後進時に作動する前記第２ブレーキと第１速で作動するワンウェイクラッチとを介在して変速機ケースに選択的に固定及び連結されるようにし、
前記第３サンギヤは、入力軸と前記変速機ケースとの間に、各々第３速及び後進時に作動する前記第３クラッチと第２速、第５速、及び第７速で作動する前記第３ブレーキとを介在して選択的に連結及び固定されるようにし、
第３リングギヤは、他側で出力ギヤと連結されて構成され、
前記第３クラッチ及び第２、３ブレーキは変速機ケース内の前側に配置され、
第１、第２クラッチ及び第１ブレーキは変速機ケース内の後側に配置され、
前記ワンウェイクラッチは、前記第２ブレーキと共に変速機ケース内に並列に配置されて第３遊星キャリアに連結され、
前記各摩擦要素は、
第１速では前記第１ブレーキ及び前記ワンウェイクラッチが作動し、
第２速では前記第１ブレーキ及び前記第３ブレーキが作動し、
第３速では前記第１ブレーキ及び前記第３クラッチが作動し、
第４速では前記第１ブレーキ及び前記第１クラッチが作動し、
第５速では前記第２クラッチ及び前記第３ブレーキが作動し、
第６速では前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが作動し、
第７速では前記第１クラッチ及び前記第３ブレーキが作動し、
後進変速段では前記第３クラッチ及び第２ブレーキが作動し、
前記パワートレインは、前記各摩擦要素の作動制御によって、前進４、５、６、７変速段では任意の変速段間のスキップシフトが可能であることを特徴とする車両用自動変速機の７速パワートレイン。
A first single pinion planetary gear set including a first sun gear, a first ring gear, and a first planet carrier as operating members, and a second single pinion planetary gear set including a second sun gear, a second ring gear, and a second planet carrier as operating members. And a third sun gear, a third ring gear, and a third single pinion planetary gear set including a third planet carrier as an operating member thereof,
The first, second and third single pinion planetary gear sets are arranged on the input shaft, and are configured by combining a plurality of friction elements including first, second and third brakes and first, second and third clutches. In the 7-speed powertrain of the transmission,
The first ring gear is fixedly connected to one side of the second planet carrier, the second ring gear is fixedly connected to one side of the third planet carrier, and one side of the third ring gear is connected to the first side. Fixedly connected to one planet carrier,
The second planet carrier is selectively connected to the input shaft on the other side via the first clutch operating at the fourth speed, the sixth speed, and the seventh speed;
The first sun gear is interposed between the input shaft and the transmission case with the second clutch operating at fifth and sixth speeds and the first brake operating at first to fourth speeds, respectively. To be selectively connected and fixed,
The second sun gear is fixedly connected to the input shaft so as to always operate as an input element,
The third planetary carrier is selectively fixed and coupled to a transmission case via the second brake that operates at the reverse side on the other side and a one-way clutch that operates at the first speed;
The third sun gear operates between the input shaft and the transmission case at the third speed, the second speed, the fifth speed, and the seventh speed, which are operated at the third speed and the reverse speed, respectively. To be selectively connected and fixed via a brake,
The third ring gear is configured to be connected to the output gear on the other side,
The third clutch and the second and third brakes are arranged on the front side in the transmission case,
The first and second clutches and the first brake are arranged on the rear side in the transmission case,
The one-way clutch is arranged in parallel with the second brake in the transmission case and connected to the third planet carrier,
Each friction element is
In the first speed, the first brake and the one-way clutch are operated,
In the second speed, the first brake and the third brake are operated,
In the third speed, the first brake and the third clutch are operated,
In the fourth speed, the first brake and the first clutch are operated,
In the fifth speed, the second clutch and the third brake are operated,
In the sixth speed, the first clutch and the second clutch are operated,
In the seventh speed, the first clutch and the third brake are operated,
At the reverse speed, the third clutch and the second brake are operated,
The power train is capable of skip shifting between arbitrary speeds at forward 4, 5, 6, and 7 speeds by controlling the operation of the friction elements. Power train.
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