JP6450161B2 - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン - Google Patents
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Description
そのため、エンジンでは、ダウンサイジング(Down Sizing)を通じて重量低減及び燃費改善の研究が行われ、自動変速機では多段化を通じて運転性向上及び燃費向上を同時に確保する研究が行われている。
しかし、自動変速機は、変速段が増加すればするほど内部部品数が増加して搭載性及び原価、重量、伝達効率などがむしろ悪化するおそれがある。
従って、多段化を通じた燃費改善の効果を増大させるためには、少ない数の部品数で最大限の効率を引き出すことができる遊星ギヤトレインの開発が重要であると言える。
このような側面から、最近は8速及び9速自動変速機が実現される傾向があり、それ以上の変速段を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。
前記第2回転軸と第5回転軸を選択的に連結する第2クラッチと、
前記入力軸と第6回転軸を選択的に連結する第3クラッチと、
前記入力軸と第8回転軸を選択的に連結する第4クラッチと、
前記第4回転軸と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3回転軸と変速機ハウジングを選択的に連結する第2ブレーキと、
をさらに含むことを特徴とする。
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付して説明する。
下記の説明で構成要素の名称を第1、第2等と区分したのは、その構成要素の名称が同一で、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のではない。
図1は、本発明の実施例に係る遊星ギヤトレインの構成図である。
図1に示す通り、本発明の実施例に係る遊星ギヤトレインは、入力軸ISと、入力軸IS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と、出力軸OSと、第1、第2、第3、第4遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3、PG4の各回転要素を互いに直接連結する8個の回転軸TM1〜TM8と、6個の摩擦要素C1〜C4、B1〜B2と、変速機ハウジングHと、を備える。
そして、各単純遊星ギヤセットは、エンジン側から第1、第2、第3、第4遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3、PG4の順で配置される。
入力軸ISは、入力部材であって、エンジン(図示せず)のクランクシャフト(図示せず)からの回転動力が、トルクコンバータ(図示せず)を通じてトルク変換が行われて入力される。
出力軸OSは、出力部材であって、駆動力を差動装置を通じて駆動輪に伝達する。
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と、第1サンギヤS1と外接で噛み合う第1ピニオンP1を回転支持する第1遊星キャリアPC1と、第1ピニオンP1と内接で噛み合う第1リングギヤR1と、を回転要素として含む。
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と、第3サンギヤS3と外接で噛み合う第3ピニオンP3を回転支持する第3遊星キャリアPC3と、第3ピニオンP3と内接で噛み合う第3リングギヤR3と、を含む。
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と、第4サンギヤS4と外接で噛み合う第4ピニオンP4を回転支持する第4遊星キャリアPC4と、第4ピニオンP4と内接で噛み合う第4リングギヤR4と、を含む。
そして第1、第2、第3、第4遊星ギヤセットPG1、PG2、PG3、PG4は、少なくとも1つ以上の回転要素が互いに直接連結して総8個の回転軸TM1〜TM8を保有しながら作動する。
第1回転軸TM1は、第2サンギヤS2を含んで構成され、入力軸ISと直接連結して常時入力要素として作動する。
第2回転軸TM2は、第2遊星キャリアPC2を含んで構成される。
第3回転軸TM3は、第1遊星キャリアPC1と第2リングギヤR2を含んで構成され、変速機ハウジング(H)と選択的に連結して選択的な固定要素として作動する。
第4回転軸TM4は、第1サンギヤS1を含んで構成され、第2回転軸TM2と選択的に連結したり、変速機ハウジングHと選択的に連結して選択的な固定要素として作動する。
第5回転軸TM5は、第1リングギヤR1と第3リングギヤR3を含んで構成され、第2回転軸TM2と選択的に連結される。
第6回転軸TM6は、第3遊星キャリアPC3と第4リングギヤR4を含んで構成され、入力軸ISと選択的に連結して選択的な入力要素として作動する。
第7回転軸TM7は、第4遊星キャリアPC4を含んで構成され、出力軸OSと直接連結して最終出力要素として作動する。
そして回転軸TM1〜TM8のうち、入力軸ISまたは回転軸同士に選択的に連結される部位には、摩擦要素である4個のクラッチC1、C2、C3、C4が配置される。
また、回転軸TM1〜TM8のうち、変速機ハウジングHと選択的に連結される部位には、摩擦要素である2個のブレーキB1、B2が配置される。
第1クラッチC1は、第2回転軸TM2と第4回転軸TM4との間に介在し、第2回転軸TM2と第4回転軸TM4を選択的に連結する。
第2クラッチC2は、第2回転軸TM2と第5回転軸TM5との間に介在し、第2回転軸TM2と第5回転軸TM5を選択的に連結する。
第3クラッチC3は、入力軸ISと第6回転軸TM6との間に介在し、入力軸ISと第6回転軸TM6を選択的に連結する。
第1ブレーキB1は、第4回転軸TM4と変速機ハウジングHとの間に介在し、第4回転軸TM4が選択的な固定要素として作動することができるようにする。
前記第2ブレーキB2は、第3回転軸TM3と変速機ハウジングHとの間に介在し、前記第3回転軸TM3が選択的な固定要素として作動することができるようにする。
上記で第1、第2、第3、第4クラッチC1、C2、C3、C4及び第1、第2ブレーキB1、B2からなる各摩擦要素は、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ってもよい。
図2に示す通り、本発明の実施例に係る遊星ギヤトレインは、各変速段で3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2ブレーキB2と第1、第4クラッチC1、C4の作動によって実現される。
前進2速変速段2ndは、第1、第2ブレーキB1、B2と第4クラッチC4の作動によって実現される。
前進3速変速段3rdは、第2ブレーキB2と第2、第4クラッチC2、C4の作動によって実現される。
前進4速変速段4thは、第1ブレーキB1と第2、第4クラッチC2、C4の作動によって実現される。
前進5速変速段5thは、第2、第3、第4クラッチC2、C3、C4の作動によって実現される。
前進7速変速段7thは、第2ブレーキB2と第2、第3クラッチC2、C3の作動によって実現される。
前進8速変速段8thは、第1、第2ブレーキB1、B2と第3クラッチC3の作動によって実現される。
前進9速変速段9thは、第2ブレーキB2と第1、第3クラッチC1、C3の作動によって実現される。
前進10速変速段10thは、第1ブレーキB1と第1、第3クラッチC1、C3の作動によって実現される。
後進変速段Revは、第1ブレーキB1と第1、第4クラッチC1、C4の作動によって実現される。
図3に示す通り、第2遊星ギヤセットPG2の3個の縦線は、左側から第1回転軸TM1、第2回転軸TM2、第3回転軸TM3と設定され、第1遊星ギヤセットPG1の3個の縦線は、左側から第4回転軸TM4、第3回転軸TM3、第5回転軸TM5と設定される。
第3、第4遊星ギヤセットPG3、PG4の組み合わせによる複合遊星ギヤセットCPGの4個の縦線は、左側から第5回転軸TM5、第6回転軸TM6、第7回転軸TM7、第8回転軸TM8と設定される。
また、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」、つまり、入力軸ISと同一な回転速度を示す。
そして、縦線間の間隔は、前記第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2と複合遊星ギヤセットCPGの各ギヤ比(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)により設定される。
また、前記縦線の回転軸の設定は、遊星ギヤトレインの当業者であれば、当然分かる公知の内容であるため、詳細な説明は省略する。
先ず、第1遊星ギヤセットPG1と第2遊星ギヤセットPG2では、第1回転軸TM1に入力される回転速度を、第1、第2クラッチC1、C2と第1、2ブレーキB1、B2の作動により6個の速度に変化させ、前記6個の速度を第5回転軸TM5を通じて出力する。
そして、第3、第4遊星ギヤセットPG3、PG3からなる複合遊星ギヤセットCPGは、第5回転軸TM5を通じて入力される6個の速度と、第6回転軸TM6または第8回転軸TM8を通じて入力される回転動力を利用して、10個の前進速度と1個の後進速度を最終出力部材である第7回転軸TM7を通じて出力する。
第1速度線T1−1、T1−2は、第1クラッチC1と第2ブレーキB2が作動する時に形成され、前進1速変速段と前進9速変速段に関係する。
第2速度線T2−1、T2−2は、第1ブレーキB1と第2ブレーキB2が作動する時に形成され、前進2速変速段と前進8速変速段に関係する。
第3速度線T3−1、T3−2は、第2クラッチC2と第2ブレーキB2が作動する時に形成され、前進3速変速段と前進7速変速段に関係する。
第4速度線T4−1、T4−2は、第2クラッチC2と第1ブレーキB1が作動する時に形成され、前進4速変速段と前進6速変速段に関係する。
第5速度線T5−1、T5−2は、第2クラッチが作動する時に形成され、前進5速変速段に関係する。
第6速度線T6−1、T6−2は、第1クラッチC1と第1ブレーキB1が作動する時に形成され、前進10速変速段と後進変速段に関係する。
[前進1速変速段]
図2に示す通り、前進1速変速段1stでは、第2ブレーキB2と第1、第4クラッチC1、C4が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第1クラッチC1と第2ブレーキB2の作動によって第1速度線T1−1、T1−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力(逆回転速力)が入力されている状態で、第4クラッチC4の作動によって入力軸ISの回転速力が第8回転軸TM8に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第1変速線SP1を形成し、第7回転軸TM7を通じてD1が出力される。
前進2速変速段2ndでは、前進1速変速段の状態で作動していた第1クラッチC1が解除され、第1ブレーキB1が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第1、第2ブレーキB1、B2が作動しながら第2速度線T2−1、T2−2を形成し、第2遊星ギヤセットPG2の全ての回転要素は固定される。
そして、第5回転軸TM5が固定している状態で、第4クラッチC4の作動によって入力軸ISの回転速度が第8回転軸TM8に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第2変速線SP2を形成し、出力要素である第7回転軸TM7を通じてD2が出力される。
前進3速変速段3rdでは、前進2速変速段の状態で作動していた第1ブレーキB1が解除され、第2クラッチC2が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第2クラッチC2と第2ブレーキB2の作動によって第3速度線T3−1、T3−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力が入力されている状態で、第4クラッチC4の作動によって入力軸ISの回転速力が第8回転軸TM8に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第3変速線SP3を形成し、第7回転軸TM7を通じてD3が出力される。
前進4速変速段4thでは、前進3速変速段の状態で作動していた第2ブレーキB2が解除され、第1ブレーキB1が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第2クラッチC2と第1ブレーキB1の作動によって第4速度線T4−1、T4−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力が入力されている状態で、第4クラッチC4の作動によって入力軸ISの回転速力が第8回転軸TM8に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第4変速線SP4を形成し、第7回転軸TM7を通じてD4が出力される。
前進5速変速段5thでは、前進4速変速段の状態で作動していた第1ブレーキB1が解除され、第3クラッチC3が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2及び複合遊星ギヤセットCPGが全て直結の状態となり、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は第5速度線T5−1、T5−2を形成し、複合遊星ギヤセットCPGは第5変速線SP5を形成する。従って、第7回転軸TM7を通じてD5が出力される。
前進6速変速段6thでは、前進5速変速段の状態で作動していた第4クラッチC4が解除され、第1ブレーキB1が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第2クラッチC2と第1ブレーキB1の作動によって第4速度線T4−1、T4−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力が入力されている状態で、第3クラッチC3の作動によって入力軸ISの回転速力が第6回転軸TM6に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第6変速線SP6を形成し、第7回転軸TM7を通じてD6が出力される。
前進7速変速段7thでは、前進6速変速段の状態で作動していた第1ブレーキB1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、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第2クラッチC2と第2ブレーキB2の作動によって第3速度線T3−1、T3−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力が入力されている状態で、第3クラッチC3の作動によって入力軸ISの回転速力が第6回転軸TM6に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第7変速線SP7を形成し、第7回転軸TM7を通じてD7が出力される。
前進8速変速段8thでは、前進7速変速段の状態で作動していた第2クラッチC2が解除され、第1ブレーキB1が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第1、第2ブレーキB1、B2の作動によって第2速度線T2−1、T2−2を形成し、第2遊星ギヤセットPG2の全ての回転要素が固定される。
そして、第5回転軸TM5が固定されている状態で、第3クラッチC3の作動によって入力軸ISの回転速力が第6回転軸TM6に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第8変速線SP8を形成し、第7回転軸TM7を通じてD8が出力される。
前進9速変速段9thでは、前進8速変速段の状態で作動していた第1ブレーキB1が解除され、第1クラッチC1が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第1クラッチC1と第2ブレーキB2の作動によって第1速度線T1−1、T1−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力が入力されている状態で、第3クラッチC3の作動によって入力軸ISの回転速力が第6回転軸TM6に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第9変速線SP9を形成し、第7回転軸TM7を通じてD9が出力される。
前進10速変速段10thでは、前進9速変速段の状態で作動していた第2ブレーキB2が解除され、第1ブレーキB1が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第1クラッチC1と第1ブレーキB1の作動によって第6速度線T6−1、T6−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力が入力されている状態で、第3クラッチC3の作動によって入力軸ISの回転速力が第6回転軸TM6に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、第10変速線SP10を形成し、第7回転軸TM7を通じてD10が出力される。
後進変速段Revでは、第1ブレーキB1と第1、第4クラッチC4が作動する。
図3に示すように、第1、第2遊星ギヤセットPG1、PG2は、第1クラッチC1と第1ブレーキB1の作動によって第6速度線T6−1、T6−2を形成し、相当する回転速力が第5回転軸TM5を通じて複合遊星ギヤセットCPGに入力される。
そして、第5回転軸TM5に相当する回転速力が入力されている状態で、第4クラッチC4の作動によって入力軸ISの回転速力が第8回転軸TM8に入力される。従って、複合遊星ギヤセットCPG1は、後進変速線RSを形成し、第7回転軸TM7を通じてREVが出力される。
C1、C2、C3、C4:第1、第2、第3、第4クラッチ
CPG: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
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
Claims (4)
- エンジンの動力が伝達される入力軸と、
第1サンギヤ、第1遊星キャリア、第1リングギヤを保有する第1遊星ギヤセットと、
第2サンギヤ、第2遊星キャリア、第2リングギヤを保有する第2遊星ギヤセットと、
第3サンギヤ、第3遊星キャリア、第3リングギヤを保有する第3遊星ギヤセットと、
第4サンギヤ、第4遊星キャリア、第4リングギヤを保有する第4遊星ギヤセットと、
前記第2サンギヤを含んで構成され、前記入力軸と直接連結される第1回転軸と、
前記第2遊星キャリアを含む第2回転軸と、
前記第1遊星キャリアと第2リングギヤを含み、変速機ハウジングに選択的に連結される第3回転軸と、
前記第1サンギヤを含み、変速機ハウジングまたは前記第2回転軸に選択的に連結される第4回転軸と、
前記第1リングギヤと第3リングギヤを含み、前記第2回転軸と選択的に連結される第5回転軸と、
前記第3遊星キャリアと第4リングギヤを含み、前記入力軸と選択的に連結される第6回転軸と、
前記第4遊星キャリアを含み、出力軸と直接連結される第7回転軸と、
前記第3サンギヤと第4サンギヤを含み、前記入力軸と選択的に連結される第8回転軸と、
前記第2回転軸と第4回転軸を選択的に連結する第1クラッチと、
前記第2回転軸と第5回転軸を選択的に連結する第2クラッチと、
前記入力軸と第6回転軸を選択的に連結する第3クラッチと、
前記入力軸と第8回転軸を選択的に連結する第4クラッチと、
前記第4回転軸と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3回転軸と変速機ハウジングを選択的に連結する第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、第2、第3、第4遊星ギヤセットそれぞれは、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。
- 前記第1、第2、第3、第4遊星ギヤセットは、エンジン側から順に配置される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。
- 前記第2ブレーキと第1、第4クラッチの作動によって前進1速変速段が実現され、
前記第1、第2ブレーキと第4クラッチの作動によって前進2速変速段が実現され、
前記第2ブレーキと第2、第4クラッチの作動によって前進3速変速段が実現され、
前記第1ブレーキと第2、第4クラッチの作動によって前進4速変速段が実現され、
前記第2、第3、第4クラッチの作動によって前進5速変速段が実現され、
前記第1ブレーキと第2、第3クラッチの作動によって前進6速変速段が実現され、
前記第2ブレーキと第2、第3クラッチの作動によって前進7速変速段が実現され、
前記第1、第2ブレーキと第3クラッチの作動によって前進8速変速段が実現され、
前記第2ブレーキと第1、第3クラッチの作動によって前進9速変速段が実現され、
前記第1ブレーキと第1、第3クラッチの作動によって前進10速変速段が実現され、
前記第1ブレーキと第1、第4クラッチの作動によって後進変速段が実現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。
Applications Claiming Priority (2)
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