JP6367543B2 - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン - Google Patents

Description

本発明は車両用自動変速機に係り、より詳しくは、動力伝達性能を向上させ、燃費を高め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。

通常、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を組み合わせて実現される。

前記複数の遊星ギヤセットはトルクコンバータから伝達される回転動力を自動的に変速して出力軸に伝達する機能を果たす。

このような自動変速機は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なだけでなく動力性能及び燃費面で優れた車両を実現することができる。

これにより、より多い変速段が実現できる自動変速機用遊星ギヤトレインの絶え間ない研究が行われている。

前記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相違した作動メカニズムを有する。

また、遊星ギヤトレインはその連結構成によって耐久性、動力伝達効率、大きさなどが変わる特性がある。よって、自動変速機分野ではより堅固で、動力損失がなく、コンパクト（Ｃｏｍｐａｃｔ）な遊星ギヤトレインの製作のために研究開発が続けられている。
（例えば特許文献１参照）

このような側面から、現在通常使用されている自動変速機は４速及び５速自動変速機が主流をなしているが、最近は６速自動変速機が商用化されている傾向であり、それ以上の変速段が実現できる遊星ギヤトレインの研究開発も活発に行われている。

特開２００６−３４９１５３号公報

本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、複数の遊星ギヤセットと複数の摩擦部材の組み合わせで前進１１速及び後進１速の変速段を実現し、各変速段で３つの摩擦部材が作動して最小限の遊星ギヤセットが作動しながら変速が行われるようにすることによって、動力伝達性能及び燃費が向上できるようにした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ある。

このような目的を達成するための、本発明による車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、変速された回転動力を出力する出力軸と、第１、第２遊星ギヤセットの組み合わせによって５つの回転軸を保有し、１つの入力経路及び２つの可変入力経路を通じて入力される回転動力を６つの速度に１次変速する第１複合遊星ギヤセットと、第３、第４遊星ギヤセットの組み合わせによって前記第１複合遊星ギヤセットのいずれか一つの回転軸と直接連結される回転軸を含む４つの回転軸を保有し、前記第１複合遊星ギヤセットから入力される６つの速度及び１つの可変入力経路を通じて入力される前記入力軸の回転速度を前進１１速及び後進１速の変速段に２次変速し、変速された回転速度を最終出力する第２複合遊星ギヤセットと、いずれか二つの回転軸の間またはいずれか一つの回転軸と前記入力軸の間に介される複数のクラッチ、及び前記いずれか一つの回転軸と変速機ハウジングの間に介される複数のブレーキからなる複数の摩擦部材と、前記第１複合遊星ギヤセットは、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、及び第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る第１遊星ギヤセットと、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、及び第２リングギヤを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなる第２遊星ギヤセットとの組み合わせによって形成され、前記第１サンギヤを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか前記変速機ハウジングと選択的に連結される第１回転軸と、前記第１遊星キャリア及び第２遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか前記変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転軸と、前記第１リングギヤを含み、中間出力経路を形成する第３回転軸と、前記第２リングギヤを含み、前記第３回転軸と選択的に連結される第４回転軸と、前記第２サンギヤを含み、前記入力軸と直接連結されて常時入力要素として作動する第５回転軸と、を含むことを特徴とする。

前記第２複合遊星ギヤセットは、第３サンギヤ、第３遊星キャリア、及び第３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第３遊星ギヤセットと、第４サンギヤ、第４遊星キャリア、及び第４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第４遊星ギヤセットとの組み合わせによって形成され、前記第３リングギヤを含み、前記変速機ハウジングと選択的に連結される第６回転軸と、前記第３遊星キャリア及び第４リングギヤを含み、最終出力要素として作動する第７回転軸と、前記第４遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結される第８回転軸とを含み、前記第３回転軸は前記第３、第４サンギヤをさらに含むことを特徴とする。

前記複数の摩擦部材は、前記第３回転軸及び第４回転軸を選択的に連結する第１クラッチと、前記入力軸及び第２回転軸を選択的に連結する第２クラッチと、前記入力軸及び第８回転軸を選択的に連結する第３クラッチと、前記入力軸及び第１回転軸を選択的に連結する第４クラッチと、前記第２回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第１ブレーキと、前記第１回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第２ブレーキと、前記第６回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第３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、第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進２速変速段は前記第１クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進３速変速段は前記第１、第２クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進４速変速段は前記第２クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進５速変速段は前記第２、第３クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進６速変速段は前記第２、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、前進７速変速段は前記第１、第２、第３クラッチの同時作動によって実現され、前進８速変速段は前記第１、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、前進９速変速段は前記第１、第３クラッチと第１ブレーキの同時作動によって実現され、前進１０速変速段は前記第３クラッチと第１、第２ブレーキの同時作動により実現され、前進１１速変速段は前記第３、第４クラッチと第１ブレーキの同時作動により実現され、後進変速段は前記第４クラッチと第１、第３ブレーキの同時作動により実現されることを特徴とする。

本発明による他の実施形態による車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、変速された回転動力を出力する出力軸と、シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第１遊星ギヤセット、及びダブルピニオン遊星ギヤセットからなる第２遊星ギヤセットの組み合わせからなる第１複合遊星ギヤセットと、シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第３、第４遊星ギヤセットの組み合わせからなる第２複合遊星ギヤセットと、第１サンギヤを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか変速機ハウジングと選択的に連結される第１回転軸と、第１遊星キャリア及び第２遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか前記変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転軸と、第１リングギヤ、第３サンギヤ及び第４サンギヤを含む第３回転軸と、第２リングギヤを含み、前記第３回転軸と選択的に連結される第４回転軸と、第２サンギヤを含み、前記入力軸と直接連結されて常時入力要素として作動する第５回転軸と、第３リングギヤを含み、前記変速機ハウジングと選択的に連結される第６回転軸と、第３遊星キャリア及び第４リングギヤを含み、最終出力要素として作動する第７回転軸と、第４遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結される第８回転軸と、いずれか二つの回転軸の間またはいずれか一つの回転軸と前記入力軸の間に介される複数のクラッチ、及び前記いずれか一つの回転軸と変速機ハウジングの間に介される複数のブレーキからなる複数の摩擦部材と、を含むことを特徴とする。

前記複数の摩擦部材は、前記第３回転軸及び第４回転軸を選択的に連結する第１クラッチと、前記入力軸及び第２回転軸を選択的に連結する第２クラッチと、前記入力軸及び第８回転軸を選択的に連結する第３クラッチと、前記入力軸及び第１回転軸を選択的に連結する第４クラッチと、前記第２回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第１ブレーキと、前記第１回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第２ブレーキと、前記第６回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第３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、第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進２速変速段は前記第１クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進３速変速段は前記第１、第２クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進４速変速段は前記第２クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進５速変速段は前記第２、第３クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、前進６速変速段は前記第２、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、前進７速変速段は前記第１、第２、第３クラッチの同時作動によって実現され、前進８速変速段は前記第１、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、前進９速変速段は前記第１、第３クラッチと第１ブレーキの同時作動によって実現され、前進１０速変速段は前記第３クラッチと第１、第２ブレーキの同時作動により実現され、前進１１速変速段は前記第３、第４クラッチと、第１ブレーキの同時作動により実現され、後進変速段は前記第４クラッチと、第１、第３ブレーキの同時作動により実現されることを特徴とする。

本発明によれば、４つの遊星ギヤセットを２つの複合遊星ギヤセットとして組み合わせ、４つのクラッチと３つのブレーキの制御を通じて前進１１速及び後進１速の変速段を実現できる。

つまり、前記第１複合遊星ギヤセットは入力軸の回転速度を２つの減速、１つの同速、１つの増速、１つの固定速度、１つの逆回転速度に１次変速し、前記第２複合遊星ギヤセットは前記第１複合遊星ギヤセットの出力と入力軸の回転速度を前進１１速及び後進１速に２次変速する。

これにより、本発明による遊星ギヤトレインは自動変速機の多段化によって動力伝達効率及び燃費を向上できる。

そして各変速段で３つの摩擦部材が作動するようにすることによって、作動しない摩擦部材の個数を最少化して摩擦ドラッグ損失を減らすことによって、動力伝達効率及び燃費をさらに向上できる。

また、本発明による遊星ギヤトレインによれば、各変速段で４つの遊星ギヤセットが全て変速に関与せず、一つ乃至４つの遊星ギヤセットが変速に関与する。

つまり、前進１速変速段は第２、第３遊星ギヤセットが関与し、前進２速変速段は第１、第２、第３遊星ギヤセットが関与し、前進３速変速段は第３遊星ギヤセットＰＧ３が関与し、前進４速変速段は第１、第３遊星ギヤセットが関与する。

また、前進５速変速段は第３、第４遊星ギヤセットが関与し、前進６速変速段は第１、第４遊星ギヤセットが関与し、前進７速変速段は第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットが関与する。

また、前進８速変速段は第１、第２、第４遊星ギヤセットが関与し、前進９速変速段は第２、第４遊星ギヤセットが関与し、前進１０速変速段は第４遊星ギヤセットが関与し、前進１１速変速段は第１、第４遊星ギヤセットが関与する。

そして後進変速は第１、第３遊星ギヤセットが関与する。

つまり、各変速段に関与する遊星ギヤセットの個数を最少化して動力損失を最少にした。

本発明の実施形態による遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の実施形態による遊星ギヤトレインに適用される複数の摩擦部材の各変速段別作動表である。 本発明の実施形態による遊星ギヤトレインの変速線図である。

以下、本発明の実施形態を添付した図面により詳細に説明する。

但し、本発明の実施形態を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の図面符号を適用して説明する。

下記の説明で構成の名称を第１、第２などに区分した理由はその構成の名称が同一なの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ものではない。

図１は本発明の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、本発明の実施形態による遊星ギヤトレインは、同一軸線上に配置される第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４、入力軸ＩＳ、出力軸ＯＳ、前記第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の複数の回転要素を相互直接連結する８つの回転軸ＴＭ１〜ＴＭ８、７つの摩擦部材Ｃ１〜Ｃ４、Ｂ１〜Ｂ３、及び変速機ハウジングＨを含む。

これにより、前記入力軸ＩＳから入力される回転動力が前記第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４で変換され、変換された回転動力が出力軸ＯＳを通じて出力される。

そして、前記遊星ギヤセットはエンジンに近い前側から後側に第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の順に配置される。

前記入力軸ＩＳは入力部材であって、エンジンのクランクシャフトからの回転動力がトルクコンバータを通じてトルク変換され入力される。

前記出力軸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。

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、前記第１サンギヤＳ１と外接でかみ合う第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、前記第１ピニオンＰ１と内接でかみ合う第１リングギヤＲ１をその回転要素として含む。

前記第２遊星ギヤセットＰＧ２はダブルピニオン遊星ギヤセットであって、第２サンギヤＳ２、前記第２サンギヤＳ２と外接でかみ合う第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、前記第２ピニオンＰ２と内接でかみ合う第２リングギヤＲ２をその回転要素として含む。

前記第３遊星ギヤセットＰＧ３はシングルピニオン遊星ギヤセットであって、第３サンギヤＳ３、前記第３サンギヤＳ３と外接でかみ合う第３ピニオンＰ３を回転可能に支持する第３遊星キャリアＰＣ３、前記第３ピニオンＰ３と内接でかみ合う第３リングギヤＲ３をその回転要素として含む。

前記第４遊星ギヤセットＰＧ４はシングルピニオン遊星ギヤセットであって、第４サンギヤＳ４、前記第４サンギヤＳ４と外接でかみ合う第４ピニオンＰ４を回転可能に支持する第４遊星キャリアＰＣ４、前記第４ピニオンＰ４と内接でかみ合う第４リングギヤＲ４をその回転要素として含む。

前記第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４は２つの複合遊星ギヤセット（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ Ｇｅａｒ Ｓｅｔ）ＣＰＧ１、ＣＰＧ２として組み合わせられ、入力軸ＩＳの回転速度を前進１１速に変換して出力する。

前記第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２が組み合わせられ、前記第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２は第３、第４遊星ギヤセットＰＧ３ＰＧ４が組み合わせられる。

前記第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は第１遊星キャリアＰＣ１と第２遊星キャリアＰＣ２が直接連結され５つの回転要素として作動する。

また、前記第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２は第３サンギヤＳ３と第４サンギヤＳ４が直接連結され、第３遊星キャリアＰＣ３と第４リングギヤＲ４が直接連結され４つの回転要素として作動する。

そして前記第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の一つの回転要素と第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の一つの回転要素が直接連結されることによって、前記遊星ギヤトレインは総計８つの回転軸ＴＭ１〜ＴＭ８を保有する。

第１回転軸ＴＭ１は第１サンギヤＳ１を含み、入力軸ＩＳと変速機ハウジングＨにそれぞれ選択的に連結される。

第２回転軸ＴＭ２は第１遊星キャリアＰＣ１と第２遊星キャリアＰＣ２を含み、入力軸ＩＳと変速機ハウジングＨにそれぞれ選択的に連結される。

第３回転軸ＴＭ３は第１リングギヤＲ１と第３、第４サンギヤＳ３、Ｓ４を含む。
第４回転軸ＴＭ４は第２リングギヤＲ２を含み、前記第３回転軸ＴＭ３と選択的に連結される。
第５回転軸ＴＭ５は第２サンギヤＳ２を含み、入力軸ＩＳと直接連結される。
第６回転軸ＴＭ６は第３リングギヤＲ３を含み、変速機ハウジングＨと選択的に連結される。
第７回転軸ＴＭ７は第３遊星キャリアＰＣ３と第４リングギヤＲ４を含み、出力軸ＯＳと直接連結される。
第８回転軸ＴＭ８は第４遊星キャリアＰＣ４を含み、入力軸ＩＳと選択的に連結される。

４つのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は回転軸と回転軸の間または回転軸と入力軸ＩＳの間に配置される。

また、３つのブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３は回転軸と変速機ハウジングＨの間に配置される。

前記第１クラッチＣ１は第３回転軸ＴＭ３と第４回転軸ＴＭ４の間に介され、選択的に第３、第４回転軸ＴＭ３、ＴＭ４が一体に回転するようにする。
前記第２クラッチＣ２は入力軸ＩＳと第２回転軸ＴＭ２の間に介され、選択的に第２回転軸ＴＭ２が入力要素として作動するようにする。
前記第３クラッチＣ３は入力軸ＩＳと第８回転軸ＴＭ８の間に介され、選択的に第８回転軸ＴＭ８が入力要素として作動するようにする。
前記第４クラッチＣ４は入力軸ＩＳと第１回転軸ＴＭ１の間に介され、選択的に第１回転軸ＴＭ１が入力要素として作動するようにする。

前記第１ブレーキＢ１は第２回転軸ＴＭ２と変速機ハウジングＨの間に介され、選択的に第２回転軸ＴＭ２が固定要素として作動するようにする。
前記第２ブレーキＢ２は前記第１回転軸ＴＭ１と変速機ハウジングＨの間に介され、選択的に前記第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようにする。
前記第３ブレーキＢ３は前記第６回転軸ＴＭ６と変速機ハウジングＨの間に介され、選択的に前記第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動するようにする。

また、前記第２回転軸ＴＭ２と変速機ハウジングＨの間には前記第１ブレーキＢ１と並列に配置されるワンウェイクラッチＦ１をさらに含む。

第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１には第１、第２、第３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２が適用される。

これにより、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は１つの常時入力経路ＩＰと、第１、第２可変入力経路ＶＩＰ１、ＶＩＰ２を通じて入力される回転動力を第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２と第１クラッチＣ１の作動によって１つの中間出力経路ＭＯＰを通じて第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２に６つの速度を伝達する。

この時、前記６つの速度は２つの減速、１つの固定、１つの同速、１つの増速、１つの逆回転速度からなる。

そして前記第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２には第３クラッチＣ３と第３ブレーキＢ３が適用される。

これにより、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２は中間入力経路ＭＩＰと第３可変入力経路ＶＩＰ３を通じて入力される回転動力を第３ブレーキＢ３の作動によって前進１１速及び後進１速に変速して最終出力経路ＯＰを通じて出力する。

前記第１、第２、第３、第４クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と第１、第２、第３ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３からなる各摩擦部材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なる。

図２は本発明の実施形態による遊星ギヤトレインに適用される複数の摩擦部材の各変速段別作動表である。

図２に示す通り、本発明の実施形態による遊星ギヤトレインは各変速段で３つの摩擦部材が作動しながら変速が行われる。

前進１速変速段Ｄ１は、第１クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１、第３ブレーキＢ３の同時作動によって行われる。
前進２速変速段Ｄ２は、第１クラッチＣ１、第２ブレーキＢ２、第３ブレーキＢ３の同時作動によって行われる。
前進３速変速段Ｄ３は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３ブレーキＢ３の同時作動によって行われる。
前進４速変速段Ｄ４は、第２クラッチＣ２、第２ブレーキＢ２、第３ブレーキＢ３の同時作動によって行われる。
前進５速変速段Ｄ５は、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第３ブレーキＢ３の同時作動によって行われる。
前進６速変速段Ｄ６は、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第２ブレーキＢ２の同時作動によって行われる。
前進７速変速段Ｄ７は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３の同時作動によって行われる。
前進８速変速段Ｄ８は、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、第２ブレーキＢ２の同時作動によって行われる。
前進９速変速段Ｄ９は、第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１の同時作動によって行われる。
前進１０速変速段Ｄ１０は、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２の同時作動によって行われる。
前進１１速変速段Ｄ１１は、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１の同時作動によって行われる。
変速段ＲＥＶは、第４クラッチＣ４と、第１ブレーキＢ１、第３ブレーキＢ３の同時作動によって行われる。

前記前進１速変速段Ｄ１で第１クラッチＣ１と第２、第３ブレーキＢ２、Ｂ３が作動すると説明しているが、一般的な走行時には第１ブレーキＢ１の代わりにワンウェイクラッチＦ１が作動する。

図３は本発明の実施形態による遊星ギヤトレインの変速線図であって、本発明の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釈法で示している。

図３に示す通り、下側の横線は回転速度“０”を示し、上側の横線は回転速度“１．０”、即ち、入力軸ＩＳと同一な回転速度を示す。

つまり、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１に対応する４つの縦線は左側から順次に第１回転軸ＴＭ１、第２回転軸ＴＭ２、第３回転軸ＴＭ３または第４回転軸ＴＭ４、第５回転軸ＴＭ５に設定される。

ここで、前記第１回転軸ＴＭ１、第２回転軸ＴＭ２、第３回転軸ＴＭ３または第４回転軸ＴＭ４、第５回転軸ＴＭ５の間の間隔は第１、第２遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２の各ギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）によって設定される。

前記で第３回転軸ＴＭ３と第４回転軸ＴＭ４は第１クラッチＣ１の作動時、一体に回転するので一つの縦線に配置される。

そして第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２に対応する４つの縦線は左側から順次に第６回転軸ＴＭ６、第７回転軸ＴＭ７、第８回転軸ＴＭ８、第３回転軸ＴＭ３に設定される。

ここで、前記第６回転軸ＴＭ６、第７回転軸ＴＭ７、第８回転軸ＴＭ８、第３回転軸ＴＭ３の間の間隔は第３、第４遊星ギヤセットＰＧ３、ＰＧ４の各ギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）によって設定される。

以下、図２及び図３を参照して本発明の実施形態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速変速段］
まず、前進１速変速段Ｄ１では第１クラッチＣ１及び第１、第３ブレーキＢ１、Ｂ３が作動する。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第１ブレーキＢ１の作動で第２回転軸ＴＭ２が固定要素として作動する。

これにより、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第１速度線Ｔ１を形成しながら第３回転軸ＴＭ３を通じて第１速度を出力する。

前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第１速度が入力される状態で、第３ブレーキＢ３の作動で第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動し第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第１変速線ＳＰ１を形成する。

前記第１変速線ＳＰ１と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ１が出力される。

［前進２速変速段］
前進２速変速段Ｄ２では前進１速変速段Ｄ１の状態で作動した第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のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２ブレーキＢ２の作動で第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。

これにより、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第２速度線Ｔ２を形成しながら第３回転軸ＴＭ３を通じて第２速度を出力する。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第２速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動で第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動し第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第２変速線ＳＰ２を形成する。

そうすれば、前記第２変速線ＳＰ２と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ２が出力される。

［前進３速変速段］
前進３速変速段Ｄ３では前進２速変速段Ｄ２の状態で作動した第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３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２クラッチＣ２の作動によって第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。したがって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は直結の状態になり、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第３速度線Ｔ３を形成する。したがって、入力軸ＩＳの回転速度と同一な第３速度が第３回転軸ＴＭ３を通じて出力される。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第３速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動で第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動し第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第３変速線ＳＰ３を形成する。

そうすれば、前記第３変速線ＳＰ３と出力要素の第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ３が出力される。

［前進４速変速段］
前進４速変速段Ｄ４では前進３速変速段Ｄ３の状態で作動した第１クラッチＣ１の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２クラッチＣ２の作動で第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。

この時、第１クラッチＣ１の作動が解除された状態で第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力され第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。したがって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第４速度線Ｔ４を形成し、第３回転軸ＴＭ３を通じて第４速度を出力する。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第４速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動で第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動し第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第４変速線ＳＰ４を形成する。

そうすれば、前記第４変速線ＳＰ４と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ４が出力される。

［前進５速変速段］
前進５速変速段Ｄ５では前進４速変速段Ｄ４の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第３クラッチＣ３が作動する。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で第２クラッチＣ２の作動で第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。

この時、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２が作動しないので変速に影響を与えない。

しかし、第３クラッチＣ３の作動によって第８回転軸ＴＭ８に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動で第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動して第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第５変速線ＳＰ５を形成する。

そうすれば、前記第５変速線ＳＰ５と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ５が出力される。

［前進６速変速段］
前進６速変速段Ｄ６では前進５速変速段Ｄ５の状態で作動した第３ブレーキＢ３の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で第２クラッチＣ２の作動で第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。

この時、第１クラッチＣ１の作動が解除された状態で第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力され第２ブレーキＢ２の作動によって第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するので、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第４速度線Ｔ４を形成し第３回転軸ＴＭ３を通じて第４速度が出力される。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第４速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動で第８回転軸ＴＭ８に入力軸ＩＳの回転速度が入力されるので、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第６変速線ＳＰ６を形成する。

そうすれば、前記第６変速線ＳＰ６と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ６が出力される。

［前進７速変速段］
前進７速変速段Ｄ７では前進６速変速段Ｄ６の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第１クラッチＣ１が作動する。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２クラッチＣ２の作動によって第２回転軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。したがって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１は直結の状態になり第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第３速度線Ｔ３を形成する。したがって、第３回転軸ＴＭ３を通じて第３速度が出力される。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第３速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動によって第８回転軸ＴＭ８に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。したがって、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２も直結の状態になり第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第７変速線ＳＰ７を形成する。したがって、Ｄ７が出力される。

［前進８速変速段］
前進８速変速段Ｄ８では前進７速変速段Ｄ７の状態で作動した第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３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２ブレーキＢ２の作動で第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動する。

これにより、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第２速度線Ｔ２を形成しながら第３回転軸ＴＭ３を通じて第２速度が出力される。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて前記第２速度が入力されている状態で第３クラッチＣ３の作動によって第８回転軸ＴＭ８に入力軸ＩＳの回転速度が入力され第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第８変速線ＳＰ８を形成する。

そうすれば、前記第８変速線ＳＰ８と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ８が出力される。

［前進９速変速段］
前進９速変速段Ｄ９では前進８速変速段Ｄ８の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第１ブレーキＢ１が作動制御される。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で第１ブレーキＢ１の作動で第２回転軸ＴＭ２が固定要素として作動する。

これにより、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第１速度線Ｔ１を形成しながら第３回転軸ＴＭ３を通じて第１速度が出力される。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第１速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動によって第８回転軸ＴＭ８に入力軸ＩＳの回転速度が入力されるので、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第９変速線ＳＰ９を形成する。

そうすれば、前記第９変速線ＳＰ９と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ９が出力される。

［前進１０速変速段］
前進１０速変速段Ｄ１０では前進９速変速段Ｄ９の状態で作動した第１クラッチＣ１の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動制御される。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２が同時に作動するので、第３回転軸ＴＭ３は停止する。

そして前記第８回転軸ＴＭ８を通じて入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第３回転軸ＴＭ３が停止するので、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第１０変速線ＳＰ１０を形成する。

そうすれば、前記第１０変速線ＳＰ１０と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ１０が出力される。

［前進１１速変速段］
前進１１速変速段Ｄ１１では前進１０速変速段Ｄ１０の状態で作動した第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動制御される。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第４クラッチＣ４の作動によって第１回転軸ＴＭ１に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。

しかし、第５回転軸ＴＭ５を通じた入力は変速に何らの影響を与えず、第１回転軸ＴＭ１を通じた入力のみが変速に影響を与える。また、第１ブレーキＢ１の作動で第２回転軸ＴＭ２が停止する。したがって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第５速度線Ｔ５を形成しながら第３回転軸ＴＭ３を通じて第５速度を出力する。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第５速度が入力されている状態で、第３クラッチＣ３の作動によって第８回転軸ＴＭ８に入力軸ＩＳの回転速度が入力されていて、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は第１１変速線ＳＰ１１を形成する。

そうすれば、前記第１１変速線ＳＰ１１と出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＤ１１が出力される。

［後進変速段］
後進変速段ＲＥＶでは第４クラッチＣ４と第１、第３ブレーキＢ１、Ｂ３が作動する。

図３のように、第５回転軸ＴＭ５に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第４クラッチＣ４の作動によって第１回転軸ＴＭ１に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。

しかし、第５回転軸ＴＭ５を通じた入力は変速に何らの影響を与えず、第１回転軸ＴＭ１を通じた入力のみが変速に影響を与える。また、第１ブレーキＢ１の作動で第２回転軸ＴＭ２が停止する。したがって、第１複合遊星ギヤセットＣＰＧ１の複数の回転要素は第５速度線Ｔ５を形成しながら第３回転軸ＴＭ３を通じて第５速度を出力する。

そして前記第３回転軸ＴＭ３を通じて第５速度が入力されている状態で、第３ブレーキＢ３の作動によって第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動するので、第２複合遊星ギヤセットＣＰＧ２の複数の回転要素は後進変速線ＳＲを形成する。

そうすれば、前記後進変速線ＳＲと出力要素である第７回転軸ＴＭ７の縦線が交差してＲＥＶが出力される。

以上、本発明の一つの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の属する技術分野における当業者によって技術的範囲内で容易に変更される。

本発明は、動力伝達性能を向上させ、燃費を高め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分野に適用できる。

ＣＰＧ１、ＣＰＧ２： 第１、第２複合遊星ギヤセット
ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４： 第１、第２、第３、第４遊星ギヤセット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４： 第１、第２、第３、第４サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４： 第１、第２、第３、第４遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４： 第１、第２、第３、第４リングギヤ
ＩＳ： 入力軸
ＯＳ： 出力軸
ＭＩＰ： 中間入力経路
ＭＯＰ： 中間出力経路
ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７、ＴＭ８：第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８回転軸
ＶＩＰ１、ＶＩＰ２、ＶＩＰ３： 第１、第２、第３可変入力経路

Claims (7)

1. エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、
   変速された回転動力を出力する出力軸と、
   第１、第２遊星ギヤセットの組み合わせによって５つの回転軸を保有し、１つの入力経路及び２つの可変入力経路を通じて入力される回転動力を６つの速度に１次変速する第１複合遊星ギヤセットと、
   第３、第４遊星ギヤセットの組み合わせによって前記第１複合遊星ギヤセットのいずれか一つの回転軸と直接連結される回転軸を含む４つの回転軸を保有し、前記第１複合遊星ギヤセットから入力される６つの速度及び１つの可変入力経路を通じて入力される前記入力軸の回転速度を前進１１速及び後進１速の変速段に２次変速し、変速された回転速度を最終出力する第２複合遊星ギヤセットと、
   いずれか二つの回転軸の間またはいずれか一つの回転軸と前記入力軸の間に介される複数のクラッチ、及び前記いずれか一つの回転軸と変速機ハウジングの間に介される複数のブレーキからなる複数の摩擦部材と、
   前記第１複合遊星ギヤセットは、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、及び第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る第１遊星ギヤセットと、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、及び第２リングギヤを保有するダブルピニオン遊星ギヤセットからなる第２遊星ギヤセットとの組み合わせによって形成され、
   前記第１サンギヤを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか前記変速機ハウジングと選択的に連結される第１回転軸と、
   前記第１遊星キャリア及び第２遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか前記変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転軸と、
   前記第１リングギヤを含み、中間出力経路を形成する第３回転軸と、
   前記第２リングギヤを含み、前記第３回転軸と選択的に連結される第４回転軸と、
   前記第２サンギヤを含み、前記入力軸と直接連結されて常時入力要素として作動する第５回転軸と、
   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。
2. 前記第２複合遊星ギヤセットは、第３サンギヤ、第３遊星キャリア、及び第３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第３遊星ギヤセットと、第４サンギヤ、第４遊星キャリア、及び第４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第４遊星ギヤセットとの組み合わせによって形成され、
   前記第３リングギヤを含み、前記変速機ハウジングと選択的に連結される第６回転軸と、
   前記第３遊星キャリア及び第４リングギヤを含み、最終出力要素として作動する第７回転軸と、
   前記第４遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結される第８回転軸と、
   を含み、
   前記第３回転軸は前記第３、第４サンギヤをさらに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。
3. 前記複数の摩擦部材は、
   前記第３回転軸及び第４回転軸を選択的に連結する第１クラッチと、
   前記入力軸及び第２回転軸を選択的に連結する第２クラッチと、
   前記入力軸及び第８回転軸を選択的に連結する第３クラッチと、
   前記入力軸及び第１回転軸を選択的に連結する第４クラッチと、
   前記第２回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第１ブレーキと、
   前記第１回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第２ブレーキと、
   前記第６回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第３ブレーキと、
   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。
4. 前進１速変速段は前記第１クラッチと第１、第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進２速変速段は前記第１クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進３速変速段は前記第１、第２クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進４速変速段は前記第２クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進５速変速段は前記第２、第３クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進６速変速段は前記第２、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進７速変速段は前記第１、第２、第３クラッチの同時作動によって実現され、
   前進８速変速段は前記第１、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進９速変速段は前記第１、第３クラッチと第１ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進１０速変速段は前記第３クラッチと第１、第２ブレーキの同時作動により実現され、
   前進１１速変速段は前記第３、第４クラッチと第１ブレーキの同時作動により実現され、
   後進変速段は前記第４クラッチと、第１、第３ブレーキの同時作動により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. エンジンの動力の伝達を受ける入力軸と、
   変速された回転動力を出力する出力軸と、
   シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第１遊星ギヤセット、及びダブルピニオン遊星ギヤセットからなる第２遊星ギヤセットの組み合わせからなる第１複合遊星ギヤセットと、
   シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第３、第４遊星ギヤセットの組み合わせからなる第２複合遊星ギヤセットと、
   第１サンギヤを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか変速機ハウジングと選択的に連結される第１回転軸と、
   第１遊星キャリア及び第２遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結されるか前記変速機ハウジングと選択的に連結される第２回転軸と、
   第１リングギヤ、第３サンギヤ及び第４サンギヤを含む第３回転軸と、
   第２リングギヤを含み、前記第３回転軸と選択的に連結される第４回転軸と、
   第２サンギヤを含み、前記入力軸と直接連結されて常時入力要素として作動する第５回転軸と、
   第３リングギヤを含み、前記変速機ハウジングと選択的に連結される第６回転軸と、
   第３遊星キャリア及び第４リングギヤを含み、最終出力要素として作動する第７回転軸と、
   第４遊星キャリアを含み、前記入力軸と選択的に連結される第８回転軸と、
   いずれか二つの回転軸の間またはいずれか一つの回転軸と前記入力軸の間に介される複数のクラッチ、及び前記いずれか一つの回転軸と変速機ハウジングの間に介される複数のブレーキからなる複数の摩擦部材と、
   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。
   
6. 前記複数の摩擦部材は
   前記第３回転軸及び第４回転軸を選択的に連結する第１クラッチと、
   前記入力軸及び第２回転軸を選択的に連結する第２クラッチと、
   前記入力軸及び第８回転軸を選択的に連結する第３クラッチと、
   前記入力軸及び第１回転軸を選択的に連結する第４クラッチと、
   前記第２回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第１ブレーキと、
   前記第１回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第２ブレーキと、
   前記第６回転軸及び変速機ハウジングを選択的に連結する第３ブレーキと、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
7. 前進１速変速段は前記第１クラッチと第１、第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進２速変速段は前記第１クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進３速変速段は前記第１、第２クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進４速変速段は前記第２クラッチと第２、第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進５速変速段は前記第２、第３クラッチと第３ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進６速変速段は前記第２、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進７速変速段は前記第１、第２、第３クラッチの同時作動によって実現され、
   前進８速変速段は前記第１、第３クラッチと第２ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進９速変速段は前記第１、第３クラッチと第１ブレーキの同時作動によって実現され、
   前進１０速変速段は前記第３クラッチと第１、第２ブレーキの同時作動により実現され、
   前進１１速変速段は前記第３、第４クラッチと第１ブレーキの同時作動により実現され、
   後進変速段は前記第４クラッチと第１、第３ブレーキの同時作動により実現さ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遊星ギヤトレイン。
   

Images