JP6184785B2 - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン - Google Patents

車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン Download PDF

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Description

本発明は、車両用自動変速機に関し、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って実現され、実現可能な変速段が多いほど、さらに適切な変速比の設計が可能であるだけでなく、動力性能及び燃費面に優れた車両を実現できるので、より多い変速段を実現できる自動変速機用遊星ギヤトレインの粘り強い研究が行われている。
このような遊星ギヤトレインは、同一変速段を実現しても、回転要素（サンギヤ、遊星キャリア、リングギヤ）の連結構成によって耐久性、動力伝達効率、大きさなどが変化するので、さらに堅固で、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持続している。
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、原価、重量、及び動力伝達効率が悪化しうる。
特に、部品数が多い遊星ギヤトレインは、前輪駆動用車両への搭載に困難がある場合もあるため、部品数を最小化するのが自動変速機の競争力において必須要件の一つである。
本発明の実施例は、互いに平行に配置される第１軸と第２軸上にそれぞれ一つずつの遊星ギヤセットを配置し、遊星ギヤセットの回転要素を多数の外接ギヤによって連結して、前進８速と後進２速の変速段を実現することによって、部品数と全長を最小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、多数の外接ギヤを適用して自由なギヤ歯数の変更による最適のギヤ比を設定することができ、これによる動力伝達性能及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他の目的がある。
本発明の一つの様相による車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの動力が伝達される第１軸；前記第１軸と一定の間隔を置いて平行に配置される第２軸；前記第１軸上に配置されており、前記第１軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記第１軸と選択的に連結され、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、出力要素として作動する第３回転要素とを保有する第１遊星ギヤセット；前記第２軸上に配置されており、前記第１軸と選択的に外接ギヤによって連結され、前記第１回転要素と外接ギヤによって連結され、変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と外接ギヤによって連結され、出力ギヤと直接連結される第５回転要素と、前記第１軸と選択的に外接ギヤによって連結される第６回転要素とを保有する第２遊星ギヤセット；前記外接ギヤとして形成され、前記第４、第５、第６回転要素を前記第１軸と第１、第３回転要素に連結する４個のトランスファギヤ；及び前記第１、第２、第４、第６回転要素を第１軸と選択的に連結するクラッチと、前記第２、第４回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結するブレーキとから構成される摩擦要素；を含むことができる。
一つの実施例において、前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤと、第２回転要素である第１遊星キャリアと、第３回転要素である第１リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成し、前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤと、第５回転要素である第２遊星キャリアと、第６回転要素である第２リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成することができる。
前記４個のトランスファギヤは、第１回転要素と第４回転要素を連結する第１トランスファギヤ；第３回転要素と第５回転要素を連結する第２トランスファギヤ；第１軸と第４回転要素を連結する第３トランスファギヤ；及び第１軸と第６回転要素を連結する第４トランスファギヤ；を含むことができる。
前記摩擦要素は、第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
前進１速変速段は、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、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、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、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、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、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、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、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１速変速段は、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、後進２速変速段は、第３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ができる。
他の実施例において、前記摩擦要素は、第１軸と第４トランスファギヤの間に配置される第１クラッチ；第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
他の実施例において、前記摩擦要素は、第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；第１軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
他の実施例において、前記摩擦要素は、第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第１回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
他の実施例において、前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤと、第２回転要素である第１リングギヤと、第３回転要素である第１遊星キャリアとを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットから構成し、前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤと、第５回転要素である第２遊星キャリアと、第６回転要素である第２リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成することができる。
本発明の他の様相による車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの動力が伝達される第１軸；前記第１軸と一定の間隔を置いて平行に配置される第２軸；前記第１軸上に配置されており、前記第１軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記第１軸と選択的に連結され、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、第３回転要素とを保有する第１遊星ギヤセット；前記第２軸上に配置されており、前記第１軸と選択的に連結され、前記第１回転要素と連結され、変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結され、出力ギヤと直接連結される第５回転要素と、前記第１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；前記第１回転要素と第４回転要素を連結する第１トランスファギヤ；前記第３回転要素と第５回転要素を連結する第２トランスファギヤ；前記第１軸と第４回転要素を連結する第３トランスファギヤ；前記第１軸と第６回転要素を連結する第４トランスファギヤ；及び前記第１、第２、第４、第６回転要素を第１軸と選択的に連結するクラッチと、前記第２、第４回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結するブレーキとから構成される摩擦要素；を含むことができる。
一つの実施例において、前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤと、第２回転要素である第１遊星キャリアと、第３回転要素である第１リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成し、前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤと、第５回転要素である第２遊星キャリアと、第６回転要素である第２リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成することができる。
前記摩擦要素は、第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
他の実施例において、前記摩擦要素は、第１軸と第４トランスファギヤの間に配置される第１クラッチ；第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
他の実施例において、前記摩擦要素は、第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；第１軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
他の実施例において、前記摩擦要素は、第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び第１回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；を含むことができる。
他の実施例において、前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤと、第２回転要素である第１リングギヤと、第３回転要素である第１遊星キャリアとを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットから構成し、前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤと、第５回転要素である第２遊星キャリアと、第６回転要素である第２リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成することができる。
本発明の実施例は、単純遊星ギヤセットから構成される２個の遊星ギヤセット、４個のトランスファギヤ、及び６個の摩擦要素の組み合わせによって、前進８速及び後進２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第１軸と第２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、４個の外接ギヤを適用することによって、自由なギヤ歯数の変更による車両別最適のギヤ比を設定することができ、要求性能の条件に合うようにギヤ歯数の変更が可能なので、発進性能、動力伝達性能、及び燃費を向上させることができる。したがって、既存のトルクコンバータを削除して、発進クラッチを適用することができる。
そして、後進２速変速段を実現することによって、後進性能を向上させることができる。
また、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、互いに隣接する変速段への順次変速時に、一つの摩擦要素の作動が解除されて、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充足させることができる。
本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第１実施例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実施例による遊星ギヤトレインの変速線図である。 本発明の第２実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第３実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第４実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第５実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
以下、本発明の実施例について、添付した図面を参照して詳細に説明する。
但し、本発明の実施例を明確に説明するために、説明上不必要な部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては、同一の図面符号を適用して説明する。
下記の説明において、構成の名称を第１、第２などに区分したことは、その構成の名称が同一で、これを区分するためであり、必ずその順序に限定されるものではない。
図１は、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
図１を参照すれば、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインは、第１軸ＩＳ１上に配置される第１遊星ギヤセットＰＧ１と、前記第１軸ＩＳ１と平行に配置される第２軸ＩＳ２上に配置される第２遊星ギヤセットＰＧ２と、４個のトランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４と、４個のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と２つブレーキＢ１、Ｂ２から形成される摩擦要素とを含む。
これによって、第１軸ＩＳ１から入力される回転動力は、前記第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の相互補完作動によって前進８速及び後進２速に変速されて、出力ギヤＯＧを通じて出力される。
前記第１軸ＩＳ１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を通じてトルク変換が行われて、前記第１軸ＩＳ１に入力される。
前記第２軸ＩＳ２は、前記第２遊星ギヤセットＰＧ２を回転干渉なしで支持する。
前記第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、前記第１サンギヤＳ１と外接で噛み合わさる第１ピニオンＰ１を支持する第１遊星キャリアＰＣ１からなる第２回転要素Ｎ２と、前記第１ピニオンＰ１と内接で噛み合わさる第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。
前記第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、前記第２サンギヤＳ２と外接で噛み合わさる第２ピニオンＰ２を支持する第２遊星キャリアＰＣ２からなる第５回転要素Ｎ５と、前記第２ピニオンＰ２と内接で噛み合わさる第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。
前記第１遊星ギヤセットＰＧ１の２個の回転要素が第１軸ＩＳ１と選択的に連結され、前記第２遊星ギヤセットＰＧ２の３個の回転要素は、第１軸ＩＳ１と前記第１遊星ギヤセットＰＧ１の２個の回転要素に、第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４によって連結されると同時に、第２遊星ギヤセットＰＧ１のいずれか一つの回転要素が出力ギヤＯＧと直接連結される。
前記出力ギヤＯＧは、終減速ギヤ（図示せず）と差動装置（図示せず）を通じて、駆動輪を含む駆動軸を駆動させる。
前記で、第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４は、それぞれ互いに外接する第１、第２、第３、第４トランスファドライブギヤＴＦ１ａ、ＴＦ２ａ、ＴＦ３ａ、ＴＦ４ａと第１、第２、第３、第４トランスファドリブンギヤＴＦ１ｂ、ＴＦ２ｂ、ＴＦ３ｂ、ＴＦ４ｂを含んで構成される。
前記第１トランスファギヤＴＦ１は、第１回転要素Ｎ１と第４回転要素Ｎ４を連結する。
前記第２トランスファギヤＴＦ２は、第３回転要素Ｎ３と第５回転要素Ｎ５を連結する。
前記第３トランスファギヤＴＦ３は、第１軸ＩＳ１と第４回転要素Ｎ４を連結する。
前記第４トランスファギヤＴＦ４は、第１軸ＩＳ１と第６回転要素Ｎ６を連結する。
これによって、前記第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４によって連結される回転要素（第１軸ＩＳ１含む）は、それらのギヤ比によって相互反対方向に回転するようになる。
そして、選択された回転要素（第１軸ＩＳ１含む）を相互選択的に連結する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と選択的に連結する２個のブレーキＢ１、Ｂ２は、次の通り配置される。
前記第１クラッチＣ１は、第４トランスファギヤＴＦ４と第６回転要素Ｎ６の間に配置される。
前記第２クラッチＣ２は、第３トランスファギヤＴＦ３と第４回転要素Ｎ４の間に配置される。
前記第３クラッチＣ３は、第１軸ＩＳ１と第１回転要素Ｎ１の間に配置される。
前記第４クラッチＣ４は、第１軸ＩＳ１と第２回転要素Ｎ２の間に配置される。
前記第１ブレーキＢ１は、第２回転要素Ｎ２と変速機ハウジングＨの間に配置される。
前記第２ブレーキＢ２は、第４回転要素Ｎ４と変速機ハウジングＨの間に配置される。
前記で、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、油圧によって摩擦結合される多板式油圧摩擦結合ユニットから構成することができる。
図２は、本発明の第１実施例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に示したように、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインは、各変速段において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の同時作動によって達成される。
前進２速変速段２ＮＤは、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２の同時作動によって達成される。
前進３速変速段３ＲＤは、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の同時作動によって達成される。
前進４速変速段４ＴＨは、第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３の同時作動によって達成される。
前進５速変速段５ＴＨは、第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４の同時作動によって達成される。
前進６速変速段６ＴＨは、第３クラッチＣ３と第４クラッチＣ４の同時作動によって達成される。
前進７速変速段７ＴＨは、第２クラッチＣ２と第４クラッチＣ４の同時作動によって達成される。
前進８速変速段８ＴＨは、第４クラッチＣ４と第２ブレーキＢ２の同時作動によって達成される。
後進１速変速段Ｒｅｖ１は、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１の同時作動によって達成される。
後進２速変速段Ｒｅｖ２は、第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１の同時作動によって達成される。
図３は、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの各変速段別変速線図であり、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの変速過程をレバー解釈法で示している。
図３を参照すれば、第１遊星ギヤセットＰＧ１の３個の縦線は、左側から第１、第２、第３回転要素Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３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４、第５、第６回転要素Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６に設定される。
中央の横線は、回転速度「０」を示し、上側の横線は正回転を示し、下側の横線は逆回転を示す。
そして、逆回転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。前記第１軸ＩＳ１と第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２が、アイドリングギヤ（Ｉｄｌｉｎｇ Ｇｅａｒ）なしで第１、第２、第３、第４トランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４によって外接で連結されるためである。
また、縦線の間の間隔は、第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数の比）によって設定される。
以下、図２と図３を参照して、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの各変速段別変速過程を説明する。
［前進１速］
図２を参照すれば、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に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第１クラッチＣ１の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて、第６回転要素Ｎ６に入力され、第１ブレーキＢ１の作動で第２回転要素Ｎ２が固定要素として作動する。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素である前記第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においては、前記前進１速変速段１ＳＴの状態で作動した第１ブレーキＢ１の作動が解除されて、第２ブレーキＢ２が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第１クラッチＣ１の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて、第６回転要素Ｎ６に入力され、第２ブレーキＢ２の作動で第４回転要素Ｎ４が固定要素として作動する。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素である前記第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においては、前記前進２速変速段２ＮＤの状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除されて、第２クラッチＣ２が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第１クラッチＣ１の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて、第６回転要素Ｎ６に入力される。また、第１軸ＩＳ１の回転速度が、第２クラッチＣ２の作動で第３トランスファギヤＴＦ３のギヤ比によって変換されて、第４回転要素Ｎ４に入力される。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素の前記第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においては、前記前進３速変速段３ＲＤの状態で作動した第２クラッチＣ２の作動が解除されて、第３クラッチＣ３が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１を通じて第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２を通じて第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第１クラッチＣ１の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて、第６回転要素Ｎ６に入力されると同時に、第３クラッチＣ３の作動で直接第１回転要素Ｎ１に入力される。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素である前記第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においては、前記前進４速変速段４ＴＨの状態で作動した第３クラッチＣ３の作動が解除されて、第４クラッチＣ４が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第１クラッチＣ１の作動で第４トランスファギヤＴＦ４のギヤ比によって変換されて、第６回転要素Ｎ６に入力されると同時に、第４クラッチＣ４の作動で直接第２回転要素Ｎ２に入力される。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素である前記第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においては、前記前進５速変速段５ＴＨの状態で作動した第１クラッチＣ１の作動が解除されて、第３クラッチＣ３が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結し、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第３クラッチＣ３の作動で直接第１回転要素Ｎ１に入力されると同時に、第４クラッチＣ４の作動で直接第２回転要素Ｎ２に入力される。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素である前記第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においては、前記前進６速変速段６ＴＨの状態で作動した第３クラッチＣ３の作動が解除されて、第２クラッチＣ２が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が前記第２クラッチＣ２の作動で第３トランスファギヤＴＦ３のギヤ比によって変換されて、第４回転要素Ｎ４に入力されると同時に、第４クラッチＣ４の作動で直接第２回転要素Ｎ２に入力される。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素である前記第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においては、前記前進７速変速段７ＴＨの状態で作動した第２クラッチＣ２の作動が解除されて、第２ブレーキＢ２が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第４クラッチＣ４の作動で直接第２回転要素Ｎ２に入力され、第２ブレーキＢ２の作動で第４回転要素Ｎ４が固定要素として作動する。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、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、出力要素である前記第５回転要素Ｎ５を通じてＤ８が出力される。
［後進１速］
後進１速変速段Ｒｅｖ１においては、図２に示したように、第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第２クラッチＣ２の作動で第３トランスファギヤＴＦ３のギヤ比によって変換されて、第４回転要素Ｎ４に入力され、第１ブレーキＢ１の作動で第２回転要素Ｎ２が固定要素として作動する。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第１後進速度線Ｔｒ１を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第１後進変速線ＲＳ１を形成する。したがって、出力要素である前記第５回転要素Ｎ５を通じてＲＥＶ１が出力される。
［後進２速」
後進２速変速段Ｒｅｖ２においては、図２に示したように、第３クラッチＣ３と第１ブレーキＢ１が作動する。
図３に示したように、第１回転要素Ｎ１が第１トランスファギヤＴＦ１によって第４回転要素Ｎ４と連結され、第３回転要素Ｎ３が第２トランスファギヤＴＦ２によって第５回転要素Ｎ５と連結される。
このような状態で、第１軸ＩＳ１の回転速度が、前記第３クラッチＣ３の作動で直接第１回転要素Ｎ１に入力され、第１ブレーキＢ１の作動で第２回転要素Ｎ２が固定要素として作動する。
そのために、前記第１遊星ギヤセットＰＧ１と第２遊星ギヤセットＰＧ２の相互補完作動によって、第１遊星ギヤセットＰＧ１の回転要素は第２後進速度線Ｔｒ２を形成し、第２遊星ギヤセットＰＧ２の回転要素は第２後進変速線ＲＳ２を形成する。したがって、出力要素である前記第５回転要素Ｎ５を通じてＲＥＶ２が出力される。
上述のように、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインは、単純遊星ギヤセットから構成される２個の遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、外接ギヤである４個のトランスファギヤＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４、及び６個の摩擦要素Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｂ１、Ｂ２の組み合わせによって、前進８速及び後進２速の変速段を実現する。
また、遊星ギヤセット以外に、外接ギヤである４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による車両別最適のギヤ比を設定することができ、要求性能の条件に合うようにギヤ歯数の変更が可能なので、発進性能、動力伝達性能、及び燃費を向上させることができる。したがって、既存のトルクコンバータを削除して、発進クラッチを適用することができる。
そして、後進２速変速段を実現することによって、後進性能を向上させることができる。
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、互いに隣接する変速段への順次変速時に、一つの摩擦要素の作動が解除されて、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充足させることができる。
図４は、本発明の第２実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
図４を参照すれば、第１実施例では第１クラッチＣ１を第４トランスファギヤＴＦ４と第６回転要素Ｎ６の間に配置しているが、第２実施例では第１クラッチＣ１を第１軸ＩＳ１と第４トランスファギヤＴＦ４の間に配置した。
このような第２実施例の場合、前記第１実施例と比較して、第１クラッチＣ１の配置位置だけが異なり、その作動は同一なので、詳細な説明は省略する。
図５は、本発明の第３実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
図５を参照すれば、第１実施例では第２クラッチＣ２を第３トランスファギヤＴＦ３と第４回転要素Ｎ４の間に配置しているが、第３実施例では第２クラッチＣ２を第１軸ＩＳ１と第３トランスファギヤＴＦ３の間に配置した。
このような第３実施例の場合、前記第１実施例と比較して、第２クラッチＣ２の配置位置だけが異なり、その作動は同一なので、詳細な説明は省略する。
図６は、本発明の第４実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
図６を参照すれば、第１実施例では第２ブレーキＢ２を第４回転要素Ｎ４と変速機ハウジングＨの間に配置しているが、第４実施例では第２ブレーキＢ２を第１回転要素Ｎ１と変速機ハウジングＨの間に配置した。
このような第４実施例の場合、前記第１実施例と比較して、第２ブレーキＢ２の配置位置だけが異なり、その作動は同一なので、詳細な説明は省略する。
図７は、本発明の第５実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。
図７を参照すれば、第１実施例では第１遊星ギヤセットＰＧ１をシングルピニオン遊星ギヤセットで適用しているが、第５実施例では第１遊星ギヤセットＰＧ１をダブルピニオン遊星ギヤセットで適用した。
そのために、第２回転要素Ｎ２が第１遊星キャリアＰＣ１から第１リングギヤＲ１に変更され、第３回転要素Ｎ３が第１リングギヤＲ１から第１遊星キャリアＰＣ１に変更される。
このような第５実施例は、第１実施例と比較して、第２、第３回転要素Ｎ２、Ｎ３を構成する回転要素が変わるだけで、その作動は同一なので、詳細な説明は省略する。
一方、図面において、第２軸ＩＳ２は、単純に第２遊星ギヤセットＰＧ２を回転干渉なしで支持していることと示しているが、これに限られない。つまり、出力要素である第５回転要素Ｎ５と出力ギヤＯＧを第２軸ＩＳ２に直接連結して、第２軸ＩＳ２を出力軸として使用することができる。
本発明の実施例は、単純遊星ギヤセットから構成される２個の遊星ギヤセット、４個のトランスファギヤ、及び６個の摩擦要素の組み合わせによって、前進８速及び後進２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第１軸と第２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、４個の外接ギヤを適用することによって、自由なギヤ歯数の変更による車両別最適のギヤ比を設定することができ、要求性能の条件に合うようにギヤ歯数の変更が可能なので、発進性能、動力伝達性能、及び燃費を向上させることができる。したがって、既存のトルクコンバータを削除して、発進クラッチを適用することができる。
そして、後進２速変速段を実現することによって、後進性能を向上させることができる。
また、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、互いに隣接する変速段への順次変速時に、一つの摩擦要素の作動が解除されて、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充足させることができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の実施例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って容易に変更されて均等であると認められる範囲の全ての変更を含む。
ＰＧ１、ＰＧ２ 第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット
Ｓ１、Ｓ２ 第１サンギヤ、第２サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２ 第１遊星キャリア、第２遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２ 第１リングギヤ、第２リングギヤ
ＩＳ１、ＩＳ２ 第１軸、第２軸
ＯＧ 出力ギヤ
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ブレーキ、第２ブレーキ
ＴＦ１、ＴＦ２、ＴＦ３、ＴＦ４ 第１、第２、第３、第４トランスファギヤ

Claims (8)

  1. エンジンの動力が伝達される第１軸；
    前記第１軸と一定の間隔を置いて平行に配置される第２軸；
    前記第１軸上に配置されており、前記第１軸と選択的に連結される第１回転要素と、前記第１軸と選択的に連結され、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、第３回転要素とを保有する第１遊星ギヤセット；
    前記第２軸上に配置されており、前記第１軸と選択的に連結され、前記第１回転要素と連結され、変速機ハウジングと選択的に連結される第４回転要素と、前記第３回転要素と連結され、出力ギヤと直接連結される第５回転要素と、前記第１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；
    前記第１回転要素と第４回転要素を連結する第１トランスファギヤ；
    前記第３回転要素と第５回転要素を連結する第２トランスファギヤ；
    前記第１軸と第４回転要素を連結する第３トランスファギヤ；
    前記第１軸と第６回転要素を連結する第４トランスファギヤ；及び
    前記第１、第２、第４、第６回転要素を第１軸と選択的に連結するクラッチと、前記第２、第４回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結するブレーキとから構成される摩擦要素；
    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。
  2. 前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤと、第２回転要素である第１遊星キャリアと、第３回転要素である第１リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成され、
    前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤと、第５回転要素である第２遊星キャリアと、第６回転要素である第２リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成され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。
  3. 前記摩擦要素は、
    第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；
    第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；
    第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；
    第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；
    第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び
    第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；
    を含むことを特徴とする、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。
  4. 前進１速変速段は、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、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、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、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、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、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、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、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１速変速段は、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、
    後進２速変速段は、第３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３に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
  5. 前記摩擦要素は、
    第１軸と第４トランスファギヤの間に配置される第１クラッチ；
    第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；
    第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；
    第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；
    第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び
    第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；
    を含むことを特徴とする、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。
  6. 前記摩擦要素は、
    第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；
    第１軸と第３トランスファギヤの間に配置される第２クラッチ；
    第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；
    第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；
    第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び
    第４回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；
    を含むことを特徴とする、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。
  7. 前記摩擦要素は、
    第４トランスファギヤと第６回転要素の間に配置される第１クラッチ；
    第３トランスファギヤと第４回転要素の間に配置される第２クラッチ；
    第１軸と第１回転要素の間に配置される第３クラッチ；
    第１軸と第２回転要素の間に配置される第４クラッチ；
    第２回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第１ブレーキ；及び
    第１回転要素と変速機ハウジングの間に配置される第２ブレーキ；
    を含むことを特徴とする、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。
  8. 前記第１遊星ギヤセットは、第１回転要素である第１サンギヤと、第２回転要素である第１リングギヤと、第３回転要素である第１遊星キャリアとを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットから構成され、
    前記第２遊星ギヤセットは、第４回転要素である第２サンギヤと、第５回転要素である第２遊星キャリアと、第６回転要素である第２リングギヤとを保有するシングルピニオン遊星ギヤセットから構成される、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。
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