JP6029454B2

JP6029454B2 - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン

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Publication number: JP6029454B2
Application number: JP2012278972A
Authority: JP
Inventors: 昌郁李; カン壽徐; 明勳盧; 再昌鞠; 赫浚李; 鍾述朴
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2032-12-21
Also published as: CN103775577B; US8758188B2; JP2014085012A; DE102013111742A1; CN103775577A; US20140113764A1; KR101326855B1

Description

本発明は、車両用自動変速機の遊星ギヤトレインに係り、より詳しくは、搭載性と動力伝達性能を向上させ、燃費を低減することができる車両用自動変速機の遊星ギヤトレインに関する。

一般に自動変速機の多段変速メカニズムは、複数の遊星ギヤセットと摩擦要素の組み合わせにより実現され、実現可能な変速段が多いほど、より適切な変速比の設計が可能であるばかりか、動力性能および燃費の面で優れた車両を実現することができるため、より多い変速段を実現することができる自動変速機用遊星ギヤトレインに対する不断な研究が行われている。
このような遊星ギヤトレインは、同一の変速段を実現してもサンギヤ、遊星キャリア、リングギヤなどの回転要素の連結構成により耐久性、動力伝達効率、大きさなどが変わるため、より堅固で、動力損失がなく、コンパクトに製作するための研究開発がなされている。
しかし、変速段が増えるほど、自動変速機内の部品数も増加して搭載性、コスト、重量および動力伝達効率が悪化することがある。
特に、部品数が多い遊星ギヤトレインは、前輪駆動用車両に搭載することが難しくなるため、部品数を低減するための研究が行われている。

特開２０１０−２３６５６２号公報

本発明は、互いに平行に配置される入力軸と出力軸上にそれぞれ一つずつの遊星ギヤセットを配置し、前記入力軸、出力軸および二つの遊星ギヤセットを複数の外接ギヤで連結して前進８速と後進１速の変速段を実現することによって、部品数と全長を最少化して搭載性を向上させることができる車両用自動変速機の遊星ギヤトレインを提供することに目的がある。
また、複数の外接ギヤを適用して自由なギヤ歯数の変更で最適のギヤ比を設定し、これによる動力伝達性能および燃費を向上させることができる車両用自動変速機の遊星ギヤトレインを提供することに目的がある。．

本発明の車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの動力を伝達する入力軸と、回転動力を出力する出力軸と、前記入力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転要素と、前記出力軸と連結される第３回転要素とを有する第１遊星ギヤセットと、前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結されると同時に前記第１回転要素と連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結されると同時に前記出力軸と直接連結される第５回転要素と、前記入力軸と選択的に連結される第６回転要素とを有する第２遊星ギヤセットと、前記第２遊星ギヤセットの第４、第５、第６回転要素を前記入力軸と第１、第３回転要素と外接で噛合する３個のトランスファギヤと、前記第１、第２、第４、第６回転要素を入力軸と選択的に連結する４個のクラッチと、前記第１、第２回転要素を変速機ハウジングに選択的に的に連結する２個のブレーキとからなる６個の摩擦要素と、を含むことを特徴とする。

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

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

前記６個の摩擦要素は、第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、第１回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、を含むことを特徴とする。

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

前記６個の摩擦要素は、第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、第４回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、を含むことを特徴とする。

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

また、本発明は、エンジンの動力を伝達する入力軸と、回転動力を出力する出力軸と、前記入力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転要素と、前記出力軸と連結される第３回転要素とを保有する第１遊星ギヤセットと、前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結されると同時に前記第１回転要素と連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結されると同時に前記出力軸と直接連結される第５回転要素と、前記入力軸と選択的に連結される第６回転要素とを保有する第２遊星ギヤセットと、前記入力軸に連結される第１トランスファドライブギヤと、第４、第６回転要素に連結される第１トランスファドリブンギヤとからなる第１トランスファギヤと、前記第１回転要素に連結される第２トランスファドライブギヤと、第４回転要素に連結される第２トランスファドリブンギヤとからなる第２トランスファギヤとと、前記第３回転要素に連結される第３トランスファドライブギヤと、第５回転要素に連結される第３トランスファドリブンギヤとからなる第３トランスファギヤと、前記第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、前記第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、前記入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、前記入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、前記第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、前記第１回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、を含むことを特徴とする。

また、本発明は、エンジンの動力を伝達する入力軸と、回転動力を出力する出力軸と、前記入力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転要素と、出力軸に連結される第３回転要素とを保有する第１遊星ギヤセットと、前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結されると同時に前記第１回転要素と連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結されると同時に前記出力軸と直接連結される第５回転要素と、前記入力軸と選択的に連結される第６回転要素とを保有する第２遊星ギヤセットと、
前記入力軸に連結される第１トランスファドライブギヤと、第４、第６回転要素に連結される第１トランスファドリブンギヤとからなる第１トランスファギヤと、前記第１回転要素に連結される第２トランスファドライブギヤと、第４回転要素に連結される第２トランスファドリブンギヤとからなる第２トランスファギヤと、前記第３回転要素に連結される第３トランスファドライブギヤと、第５回転要素に連結される第３トランスファドリブンギヤとからなる第３トランスファギヤと、前記第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、前記第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、前記入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、前記入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、前記第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、前記第４回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、を含むことを特徴とする。

本発明の車両用自動変速機の遊星ギヤトレインによれば、互いに平行に配置される入力軸と出力軸上にそれぞれ一つずつの遊星ギヤセットを配置し、前記入力軸、出力軸および二つの遊星ギヤセットを複数の外接ギヤで連結して前進８速と後進１速の変速段を実現することによって、部品数と全長を最少化して搭載性を向上させることができる。
また、複数の外接ギヤを適用して自由なギヤ歯数の変更で最適のギヤ比を設定し、これによる動力伝達性能および燃費を向上させることができる。．

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

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
ただし、本発明の実施形態を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似する構成要素については同一の図面符号を付与して説明した。
以下の説明で構成の名称を第１、第２などに区分したのは、その構成の名称が同一で、これを区分するためであり、必ずしもその順序に限定されるわけではない。
図１は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。
図１に示す通り、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインは、入力軸ＩＳ上に配置される第１遊星ギヤセットＰＧ１と、入力軸ＩＳと平行に配置される出力軸ＯＳ上に配置される第２遊星ギヤセットＰＧ２と、４個のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と２個のブレーキＢ１、Ｂ２からなる摩擦要素とを含んで構成される。
これによって、入力軸ＩＳに入力される回転動力は、第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の相互補完作動により前進８速および後進１速に変速されて出力軸ＯＳを通じて出力される。

入力軸ＩＳは、入力部材であって、エンジンのクランクシャフトの回転動力がトルクコンバーターを通してトルク変換が行われて入力軸ＩＳに入力される。
出力軸ＯＳは、出力部材であって、差動装置を通じて駆動輪を駆動させるように駆動力を駆動輪に伝達する。
第１遊星ギヤセットＰＧ１は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第１サンギヤＳ１からなる第１回転要素Ｎ１と、第１サンギヤＳ１と外接で噛合する第１ピニオンＰ１を回転可能に支持する第１遊星キャリアＰＣ１からなる第２回転要素Ｎ２と、第１ピニオンＰ１と内接で噛合する第１リングギヤＲ１からなる第３回転要素Ｎ３とを含んで構成される。

第２遊星ギヤセットＰＧ２は、シングルピニオン遊星ギヤセットであって、第２サンギヤＳ２からなる第４回転要素Ｎ４と、第２サンギヤＳ２と外接で噛合する第２ピニオンＰ２を回転可能に支持する第２遊星キャリアＰＣ２からなる第５回転要素Ｎ５と、第２ピニオンＰ２と内接で噛合する第２リングギヤＲ２からなる第６回転要素Ｎ６とを含んで構成される。
第１遊星ギヤセットＰＧ１の２個の回転要素が入力軸ＩＳと選択的に連結され、第２遊星ギヤセットＰＧ２の３個の回転要素が入力軸ＩＳと第１遊星ギヤセットＰＧ１の２個の回転要素に第１、第２、第３トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３を通じて連結されると同時に、第２遊星ギヤセットＰＧ２のいずれか一つの回転要素が出力軸ＯＳと直接連結される。

第１、第２、第３トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３は、それぞれ互いに外接する第１、第２、第３トランスファドライブギヤＴＦ１ａ、ＴＦ２ａ、ＴＦ３ａと、第１、第２、第３トランスファドリブンギヤＴＦ１ｂ、ＴＦ２ｂ、ＴＦ３ｂとを含んで構成される。
第１トランスファギヤＴＦ１は、入力軸ＩＳと第４、第６回転要素Ｎ４、Ｎ６を連結する。
第２トランスファギヤＴＦ２は、第１回転要素Ｎ１と第４回転要素Ｎ５を連結する。
第３トランスファギヤＴＦ３は、第３回転要素Ｎ３と第５回転要素Ｎ５を連結する。
第１、第２、第３トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３により連結される入力軸ＩＳまたは第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は、それぞれのギヤ比により相互反対方向に回転するようになる。

そして、入力軸ＩＳと選択された回転要素とを選択的に的に連結する４個のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と、選択された回転要素を変速機ハウジングＨと選択的に的に連結する２個のブレーキＢ１、Ｂ２は、次の通り配置される。
第１クラッチＣ１は、第１トランスファギヤＴＦ１と第６回転要素Ｎ６との間に配置される。
第２クラッチＣ２は、第１トランスファギヤＴＦ１と第４回転要素Ｎ４との間に配置される。
第３クラッチＣ３は、入力軸ＩＳと第１回転要素Ｎ１との間に配置される。
第４クラッチＣ４は、入力軸ＩＳと第２回転要素Ｎ２との間に配置される。
第１ブレーキＢ１は、第２回転要素Ｎ２と変速機ハウジングＨとの間に配置される。
第２ブレーキＢ２は、第１回転要素Ｎ１と変速機ハウジングＨとの間に配置される。
前述で第１、第２、第３、第４クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２とからなる摩擦要素のそれぞれは、油圧により摩擦結合される多板式油圧摩擦結合ユニットからなる。

図２は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインに適用される摩擦要素の各変速段別作動表である。
図２に示すように、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインは、各変速段で２個の摩擦要素が作動しながら変速が行われる。
前進１速変速段（１ＳＴ）は、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１との同時作動により達成される。
前進２速変速段（２ＮＤ）は、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２との同時作動により達成される。
前進３速変速段（３ＲＤ）は、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２との同時作動により達成される。
前進４速変速段（４ＴＨ）は、第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３との同時作動により達成される。
前進５速変速段（５ＴＨ）は、第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４との同時作動により達成される。
前進６速変速段（６ＴＨ）は、第３クラッチＣ３と第４クラッチＣ４との同時作動により達成される。
前進７速変速段（７ＴＨ）は、第２クラッチＣ２と第４クラッチＣ４との同時作動により達成される。
前進８速変速段（８ＴＨ）は、第４クラッチＣ４と第２ブレーキＢ２との同時作動により達成される。
後進変速段（ＲＥＶ）は、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１との同時作動により達成される。

図３乃至図１０は、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの各変速段別の変速線図であり、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの変速過程をレバー解析法で示している。
図３乃至図１０に示す通り、第１遊星ギヤセットＰＧ１の３個の縦線は、左側から第３、第２、第１回転要素Ｎ３、Ｎ２、Ｎ１に設定され、第２遊星ギヤセットＰＧ２の３個の縦線は、左側から第６、第５、第４回転要素Ｎ６、Ｎ５、Ｎ４に設定される。
また、中間の横線は回転速度「０」を示し、上側の横線は回転速度「１．０」を示し、下側の横線は回転速度「−１．０」を示す。
前記で「−」とは、エンジンの回転方向と反対方向に回転することを意味する。入力軸ＩＳと第１遊星ギヤセットＰＧ１が第２遊星ギヤセットＰＧ２とアイドリングギヤ（ＩｄｌｉｎｇＧｅａｒ）なしに第１、第２、第３トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３を通じて外接で連結されるためである。
また、回転速度「１．０」は、入力軸ＩＳの回転速度と同一回転速度を示す。第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の縦線の間隔は、各ギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）により設定される。

以下、図２と図３乃至図１０を参照して本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインの各変速段別の変速過程を説明する。
［前進１速］
図２に示す通り、前進１速変速段（１ＳＴ）では、第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１が作動する。
図３に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１の作動により第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により変化して第６回転要素Ｎ６に入力され、第１ブレーキＢ１の作動により第２回転要素Ｎ２が固定要素として作動する。
第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素の相互補完作動により第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第１速度線Ｔ１を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第１変速線ＳＰ１を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ１が出力される。

［前進２速］
前進２速変速段（２ＮＤ）では、前進１速変速段（１ＳＴ）の状態で作動していた第１ブレーキＢ１の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。
図３に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１の作動により第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により変化して第６回転要素Ｎ６に入力され、第２ブレーキＢ２の作動により第１回転要素Ｎ１が固定要素として作動する。
第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素の相互補完作動により第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第２速度線Ｔ２を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第２変速線ＳＰ２を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ２が出力される。

［前進３速］
前進３速変速段（３ＲＤ）では、前進２速変速段（２ＮＤ）の状態で作動していた第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第２クラッチＣ２が作動する。
図４に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の作動により第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により第６回転要素Ｎ６と第４回転要素Ｎ４に入力される。
第２遊星ギヤセットＰＧ２は、直結の状態になり、第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第３速度線Ｔ３を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第３変速線ＳＰ３を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ３が出力される。

［前進４速］
前進４速変速段（４ＴＨ）では、前進３速変速段（３ＲＤ）の状態で作動していた第２クラッチＣ２の作動が解除され、第３クラッチＣ３が作動する。
図５に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が第１クラッチＣ１の作動により第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により変化して第６回転要素Ｎ６に入力され、第３クラッチＣ３の作動により入力軸ＩＳの回転速度が第１回転要素Ｎ１に入力される。
第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素の相互補完作動により第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第４速度線Ｔ４を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第４変速線ＳＰ４を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ４が出力される。

［前進５速］
前進５速変速段（５ＴＨ）では、前進４速変速段（４ＴＨ）の状態で作動していた第３クラッチＣ３の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。
図６に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が前記第１クラッチＣ１の作動により第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により変化して第６回転要素Ｎ６に入力され、第４クラッチＣ４の作動により入力軸ＩＳの回転速度が第２回転要素Ｎ２に入力される。
第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素の相互補完作動により第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第５速度線Ｔ５を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第５変速線ＳＰ５を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ５が出力される。

［前進６速］
前進６速変速段（６ＴＨ）では、前進５速変速段（５ＴＨ）の状態で作動していた第１クラッチＣ１の作動が解除され、第３クラッチＣ３が作動する。
図７に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が第３クラッチＣ３と第４クラッチＣ４の作動により第１回転要素Ｎ１と第２回転要素Ｎ２に同時に入力される。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２が全て直結の状態になり、第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第６速度線Ｔ６を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第６変速線ＳＰ６を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ６が出力される。

［前進７速］
前進７速変速段（７ＴＨ）では、前進６速変速段（６ＴＨ）の状態で作動していた第３クラッチＣ３の作動が解除され、第２クラッチＣ２が作動する。
図８に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が前記第２クラッチＣ２の作動により第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により変化して第４回転要素Ｎ４に入力され、第４クラッチＣ４の作動により入力軸ＩＳの回転速度が第２回転要素Ｎ２に入力される。
第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素の相互補完作動により第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第７速度線Ｔ７を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第７変速線ＳＰ７を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ７が出力される。

［前進８速］
前進８速変速段（８ＴＨ）では、前進７速変速段（７ＴＨ）の状態で作動していた第２クラッチＣ２の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。
図９に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が第４クラッチＣ４の作動により第２回転要素Ｎ２に入力され、第２ブレーキＢ２の作動により第１回転要素Ｎ１が固定要素として作動する。
第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素の相互補完作動により第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第８速度線Ｔ８を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第８変速線ＳＰ８を形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＤ８が出力される。

［後進］
後進変速段（ＲＥＶ）では、図２に示すように、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１が作動する。
図１０に示すように、第１回転要素Ｎ１が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第４回転要素Ｎ４と直接連結され、第３回転要素Ｎ３が第３トランスファギヤＴＦ３を通じて第５回転要素Ｎ５と直接連結される。
そして、入力軸ＩＳの回転速度が第２クラッチＣ２の作動により第１トランスファギヤＴＦ１のギヤ比により変化して第４回転要素Ｎ４に入力され、第１ブレーキＢ１の作動により第２回転要素Ｎ２が固定要素として作動する。
第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素の相互補完作動により第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は後進速度線Ｔｒを形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は後進変速ではＲＳを形成する。したがって、第５回転要素Ｎ５を通じてＲＥＶが出力される。

前述の通り、本発明の第１実施形態による遊星ギヤトレインは、単純遊星ギヤセットからなる２個の遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、３個のトランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、そして６個の摩擦要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２を組み合わせて前進８速および後進１速の変速段を実現する。
また、遊星ギヤセット以外に３個のトランスファギヤを適用することによって、自由なギヤ歯数の変更で車両別最適のギヤ比を設定することができ、要求性能条件に合うようにギヤ歯数の変更が可能であるため、発進性能、動力伝達性能および燃費を向上させることができる。なお、トルクコンバーターを削除し、発進クラッチの適用が可能になる。
そして、各変速段で２個の摩擦要素が作動しながら変速が行われ、互いに隣接した変速段への順次変速時、一つの摩擦要素の作動が解除され、他の一つの摩擦要素が作動する。したがって、変速作動制御条件を十分に満たすことができる。

図１１は、本発明の第２実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。
図１１に示す通り、第１実施形態では、第２ブレーキＢ２を第１回転要素Ｎ１と変速機ハウジングＨとの間に配置しているが、第２実施形態では、第２ブレーキＢ２を第４回転要素Ｎ４と変速機ハウジングＨとの間に配置した。
第２実施形態は、第１実施形態と比較して、第２ブレーキＢ２の配置位置のみが異なり、構成および作動が同一であるため、詳細な説明は省略する。
図１２、本発明の第３実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。
図１２に示す通り、第１実施形態では、第２遊星ギヤセットＰＧ２がシングルピニオン遊星ギヤセットであるが、第３実施形態では、第２遊星ギヤセットＰＧ２がダブルピニオン遊星ギヤセットである。
これによって、第５回転要素Ｎ５が第２遊星キャリアＰＣ２から第２リングギヤＲ２に変更され、第６回転要素Ｎ６が第２リングギヤＲ２から第２遊星キャリアＰＣ２に変更される。
第３実施形態は、第１実施形態と比較すると、第５、第６回転要素Ｎ５、Ｎ６を構成する回転要素が変わるだけであり、その作動は同一であるため、詳細な説明は省略する。

本発明の実施形態は２個の遊星ギヤセット、３個のトランスファギヤ、および６個の摩擦要素を組み合わせて前進８速および後進１速の変速段を実現する。
そして、２個の遊星ギヤセットを相互一定の間隔を置いて平行に配置される入力軸と出力軸に分けて配置することによって、全長が縮小されて搭載性を向上させる。
また、遊星ギヤセット以外に３個のトランスファギヤを適用することによって、自由なギヤ歯数の変更で車両別最適のギヤ比を設定することができ、要求性能条件に合うようにギヤ歯数の変更が可能であるため、発進性能、動力伝達性能および燃費を向上させることができる。なお、トルクコンバーターを削除し、発進クラッチの適用が可能になる。
そして、各変速段で２個の摩擦要素が作動しながら変速が行われ、互いに隣接した変速段への順次変速時、一つの摩擦要素の作動が解除され、他の一つの摩擦要素が作動する。したがって、変速作動制御条件を十分に満たすことができる。

以上で本発明の好適な一実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。

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

Claims

エンジンの動力を伝達する入力軸と、
回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転要素と、前記出力軸と連結される第３回転要素とを有する第１遊星ギヤセットと、
前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結されると同時に前記第１回転要素と連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結されると同時に前記出力軸と直接連結される第５回転要素と、前記入力軸と選択的に連結される第６回転要素とを有する第２遊星ギヤセットと、
前記第２遊星ギヤセットの第４、第５、第６回転要素を前記入力軸と第１、第３回転要素と外接で噛合する３個のトランスファギヤと、
前記第１、第２、第４、第６回転要素を入力軸と選択的に連結する４個のクラッチと、前記第１、第２回転要素を変速機ハウジングに選択的に的に連結する２個のブレーキとからなる６個の摩擦要素と、
を含むことを特徴とする車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第１リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、第６回転要素である第２リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記トランスファギヤは、
入力軸に連結される第１トランスファドライブギヤと、第４、第６回転要素に連結される第１トランスファドリブンギヤとからなる第１トランスファギヤと、
第１回転要素に連結される第２トランスファドライブギヤと、第４回転要素に連結される第２トランスファドリブンギヤとからなる第２トランスファギヤと、
第３回転要素に連結される第３トランスファドライブギヤと、第５回転要素に連結される第３トランスファドリブンギヤとからなる第３トランスファギヤと、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記６個の摩擦要素は、
第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、
第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、
入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、
第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、
第１回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前進１速変速段は、前記第１クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現され、
前進２速変速段は、前記第１クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、
前進３速変速段は、前記第１クラッチと第２クラッチが同時に作動して実現され、
前進４速変速段は、前記第１クラッチと第３クラッチが同時に作動して実現され、
前進５速変速段は、前記第１クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進６速変速段は、前記第３クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進７速変速段は、前記第２クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進８速変速段は、前記第４クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、
後進変速段は、前記第２クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現されることを特徴とする請求項４に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記６個の摩擦要素は、
第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、
第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、
入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、
入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、
第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、
第４回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第１リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２リングギヤ、第６回転要素である第２遊星キャリアを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなることを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
エンジンの動力を伝達する入力軸と、
回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転要素と、前記出力軸と連結される第３回転要素とを保有する第１遊星ギヤセットと、
前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結されると同時に前記第１回転要素と連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結されると同時に前記出力軸と直接連結される第５回転要素と、前記入力軸と選択的に連結される第６回転要素とを保有する第２遊星ギヤセットと、
前記入力軸に連結される第１トランスファドライブギヤと、第４、第６回転要素に連結される第１トランスファドリブンギヤとからなる第１トランスファギヤと、
前記第１回転要素に連結される第２トランスファドライブギヤと、第４回転要素に連結される第２トランスファドリブンギヤとからなる第２トランスファギヤとと、
前記第３回転要素に連結される第３トランスファドライブギヤと、第５回転要素に連結される第３トランスファドリブンギヤとからなる第３トランスファギヤと、
前記第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、
前記第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、
前記入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、
前記入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、
前記第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、前記第１回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第１リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、第６回転要素である第２リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなることを特徴とする請求項８に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第１リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２リングギヤ、第６回転要素である第２遊星キャリアを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなることを特徴とする請求項８に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前進１速変速段は、前記第１クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現され、
前進２速変速段は、前記第１クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、
前進３速変速段は、前記第１クラッチと第２クラッチが同時に作動して実現され、
前進４速変速段は、前記第１クラッチと第３クラッチが同時に作動して実現され、
前進５速変速段は、前記第１クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進６速変速段は、前記第３クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進７速変速段は、前記第２クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進８速変速段は、前記第４クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、
後進変速段は、前記第２クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現されることを特徴とする請求項８に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
エンジンの動力を伝達する入力軸と、
回転動力を出力する出力軸と、
前記入力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記入力軸と選択的に連結されると同時に変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転要素と、出力軸に連結される第３回転要素とを保有する第１遊星ギヤセットと、
前記出力軸上に配置されており、前記入力軸と選択的に連結されると同時に前記第１回転要素と連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結されると同時に前記出力軸と直接連結される第５回転要素と、前記入力軸と選択的に連結される第６回転要素とを保有する第２遊星ギヤセットと、
前記入力軸に連結される第１トランスファドライブギヤと、第４、第６回転要素に連結される第１トランスファドリブンギヤとからなる第１トランスファギヤと、
前記第１回転要素に連結される第２トランスファドライブギヤと、第４回転要素に連結される第２トランスファドリブンギヤとからなる第２トランスファギヤと、
前記第３回転要素に連結される第３トランスファドライブギヤと、第５回転要素に連結される第３トランスファドリブンギヤとからなる第３トランスファギヤと、
前記第６回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第１クラッチと、
前記第４回転要素と第１トランスファギヤとの間に配置される第２クラッチと、
前記入力軸と第１回転要素との間に配置される第３クラッチと、
前記入力軸と第２回転要素との間に配置される第４クラッチと、
前記第２回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第１ブレーキと、
前記第４回転要素と変速機ハウジングとの間に配置される第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第１リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２遊星キャリア、第６回転要素である第２リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなることを特徴とする請求項１２に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤ、第２回転要素である第１遊星キャリア、第３回転要素である第１リングギヤを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットからなり、
前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤ、第５回転要素である第２リングギヤ、第６回転要素である第２遊星キャリアを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなることを特徴とする請求項１２に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前進１速変速段は、前記第１クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現され、
前進２速変速段は、前記第１クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、
前進３速変速段は、前記第１クラッチと第２クラッチが同時に作動して実現され、
前進４速変速段は、前記第１クラッチと第３クラッチが同時に作動して実現され、
前進５速変速段は、前記第１クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進６速変速段は、前記第３クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進７速変速段は、前記第２クラッチと第４クラッチが同時に作動して実現され、
前進８速変速段は、前記第４クラッチと第２ブレーキが同時に作動して実現され、
後進変速段は、前記第２クラッチと第１ブレーキが同時に作動して実現されることを特徴とする請求項１２に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。