JPS6347542A

JPS6347542A - 自動変速機

Info

Publication number: JPS6347542A
Application number: JP61188229A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Aoki; 英之青木; Masakatsu Miura; 政勝三浦
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1988-02-29
Also published as: US4916977A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）　産業上の利用分野本発明は、自動変速機、特に）・ルクコンバータと共に
用いられる自動車用自動変速機に係り、詳しくば３速又
は４速等の主変速機構とアンダードライブ機構等の副変
速機構からなる自動変速機に関する。

（ロ）従来の技術従来、２個のプラネタリギヤからなる前進３速の主変速
機構に、１個のプラネタリギャユニッ！・からなるアン
ダードライブ機構又はオーバドライブ機構の高低２速の
副変速機構を接続し、全体で前進４速からなる自動変速
機は、オーバドライブ付自動変速機としてよく知られて
いる。

そして、該自動変速機は、副変速機構の低速段（アンダ
ードライブ８＆構のアンダードライブ又はオーバドライ
ブ機構の直結）状態にて、主変速機構を１速から３速に
変速し、全体で１速、２速、３速を得、更に主変速機の
３速状態にて、副変速機構を高速段（アンダードライブ
機構の直結、オーバドライブ機構のオーバドライブ）に
変速して、オーバドライブからなる４速を得ている。

また、特開昭５７−３７１４０号公報に示されるように
、前進３速の主変速機構と２速の副変速機構（オーバド
ライブ機構）を組合わせて、全体で前進６速の変速段数
を得る自動変速機が本出願人により案出されている。

し→　発明が解決しようとする問題点ところで、プラネタリギヤからなる副変速機構（アンダ
ードライブ機構、オーバドライブ機構）は、その構造上
変速比を所定値（０，７５）以上に設定することができ
ず、更に搭載上の制限をも勘案すればその値は更に制限
（０，７１程度）される。

従って、従来の４速自動変速機は、副変速機構が変速す
る変速段、即ち３速と４速（オーバドライブ）との間の
ギヤ比幅が制限され、４速全体がマツチして、走行性能
と燃費性能を共に満足する最適のギヤ比幅に設定するた
めの設計に支障を生ずることがある。

また、前記前進６速からなる自動変速機は、主及び副変
速機構の一方がダウンシフトで他方がアップシフト作動
になる場合、例えば、副変速機構がオーバドライブから
直結状態にダウンシフトし、同時に主変速機構が１速か
ら２速にアップシフトして、全体で２速から３速に変速
する場合、どちらか一方のシフト操作が先行しその後に
他方のシフト操作が行われる乙とがあり、例えばダウン
シフトが先に行われると、一旦大きく減速され（１速）
その後大幅に増速（３速）される乙とになり、またアッ
プシフトが先に行われると、一旦大幅に増速（４速）さ
れその後減速されることになり、エンジン回転数の吹き
上げ及び落ち込みを生じると共に、大きなシフトショッ
クを生じろ。

そこで、本発明は、主変速機構及び副変速機構を有機的
に結合して、変速機全体で最適のギヤ比を得ることによ
り、上述問題点を解消することを目的とするものである
。

（ロ）問題を解決するための手段本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、２個
のプラネタリギヤユニットからなる主変速機構及び１個
のプラネタリギヤユニットからなる副変速機構を備えて
なる自動変速機において、例えば第１図又は第２ｒＩ！
：ｉに示すように、主変速機構の所定速（例えば２速〕
以下の低速段では副変速機構を低速にした状態で生変Ｍ
機構をシフトして低速域の変速段を得、かつ１変Ｍ１Ｂ
ａ＃Ｒの所定速以上の高速段は副変速機構を高速（こし
た状態で主変速８Ｎ構をシフトして高速域の変速段を得
、そして主変速８１構を前記所定速にした状態で副変速
機構を低速から高速にシフトして中速段を得ること特徴
とする。

（ホ）　作用以上構成に基づき、Ｄレンジにおいて、自！＠車を発進
すると、副変速８Ｎ構（例丸ばアンダードライブ機構部
構）が低速（アンダードライブ）の状態で主変速機構が
１速、２速とシフトして、自動変速機全体で１速、２速
を得る。そして、主変速機構が２速状態のままで、副変
速ｍ構が高速（直結）にシフトして、変速機全体で３速
を塀る。更に、副変速機構を高速状態に保持したままで
、主変速機を３速、又は４速主変速機構の場合４速にシ
フトして、全体で４速及び５速を得ろ。

（へ）実施例以下、本発明による実施例について説明する。

５速自動変速機２１は、第３図１ζ示すように、トルク
コンバータ部２２．４速自動変速機構部２３及びアンダ
ードライブ機構部２５からなる。

トルクコンバータ部２２は、トルクコンバータ２６及び
ロックアツプクラッチ２７を有しており、エンジンクラ
ンク軸２８の回転を、トルクコンバータ２６による油流
を介して又はロックアツプクラッチ２７による８１械的
結合によロ入力軸２９に連結する。

４速自動変速機構部２３はシングルプラネタリギヤユニ
ット３０及びデュアルプラネタリギヤユニット３１を備
丈、かつこれら両プラネタリギヤユニット３０，３１の
キャリヤＣＲ同士及びサンギヤＳ同士が一体に連結され
ている。なお、本実施例では、シングル及びデュアルの
両プラネタリギヤユニット３０，３１ば、サンギヤＳが
共通のギヤからなり、またデュアルユニット３１のサン
ギヤＳと噛合する第１のピニオンＰ１がシングルユニッ
ト３０のビニオンと共通に用いられるロングピニオンか
らなり、かつリングギヤＲ２と噛合する第２のピニオン
Ｐ２がシングルユニットのリングギヤＲ，と干渉しない
シアートビニオンからなる。更に、入力軸２９が、第１
の（フォワード）クラッチＣを介してシングルプラネタ
リギヤユニット３０のリングギヤＲ工に連結すると共に
第２の（ダイレクト）クラッチＣ２を介してサンギヤＳ
に連結している。また、サンギヤＳが第１の（２ｎｄコ
ースト）ブレーキＢ、にて直接制動されろと共に第１の
ワンウェイクラッチＦ　を介して第２の（２ｎｄｌブレ
ーキＢ２により一方向の回転を規制され、またデュアル
プラネタリギヤユニット３１のリングギヤＲ２が、第３
の（１ｓｔ＆Ｒｅｖ）ブレーキＢ。

により直接制動されると共に第２のワンウェイクラッチ
Ｆ２により一方向の回転を規制されている。

更に、入力軸２９が第３の（オーバドライブ）クラッチ
Ｃ６を介してデュアルプラネタリギヤ３１のリングギヤ
Ｒ２に連結しており、また入力軸２９とサンギヤＳとの
間に、サンギヤＳの回転が入力軸２９の回転を超えない
ように規制する第３のワンウェイクラッチＦ０を介在し
ている。更に、キャリヤＣＲが該４速自動変速機構部２
３の出力部材となるカウンタドライブギヤ３２に連結し
ている。

一方、アンダードライブ機構部２５はシンクルプラネタ
リユニット３３からなり、そのリーングギャＲ３が前記
カウンタドライブギヤ３２に常時噛合しているカウンタ
ドリブンギヤ３５に連結し、かつビニオンＰ３を支持す
るキャリヤＣＲ３が出力ピニオン３Ｇに連結している。

更に、サンギヤＳ　が第４のワンウェイクラッチＦ３に
て一方向の回転を規制されろと共に第４の（アンダード
ライブ）ブレーキＢ４にて制動され、かつ第４の（アン
ダードライブダイレクト）クラッチＣ３を介してキャリ
ヤＣＲ，と連結している。

そして、出力ピニオン３６はディファレンシャル装Ｎ３
７を介して左右フロントアクスル３９ｒ。

３９ｍ＋に連結している。

ついで、本実施例の作動について説明する。

Ｄレンジにおける１速状態は、第１の（フォワード）ク
ラッチＣ□が接続すると共に第４のブレーキＢ４が作動
する。すると、入力軸２９の回転は、クラッチＣＩを介
してシングルユニット３ｏのリングギヤＲ，に伝達され
、かっこの状態では、ヂュアルユニット３１のリングギ
ヤＲ２は第２のワンウェイクラッチＦ２により回転が阻
止されているので、サンギヤＳを逆方向に空転させなが
ら共通キャリヤＣＲが正方向に大幅減速回転され、該回
転がカウンタドライブギヤ３２からアンダードライブ（
Ｕ／Ｄ）ｉ構部２５のカウンタドリブンギヤ３５に伝達
される。そして、該Ｕ／Ｄ機構部２５は第４のブレーキ
Ｂ４及び第４のワンウェイクラッチＦ３が作動してアン
ダードライブ状態にあり、従って自動変速機２１全体で
、４速自動変速機構部２３の１速及びＵ／Ｄ機構部２５
のアンダードライブが相俟って１速が得られる。

また、Ｄレンジにおける２速状態（２ＮＤ）は、第１の
クラッチＣＩの接続に加えて第２　（セカンド）ブレー
キＢ２が作動する。すると、サンギヤＳがブレーキＢ　
に基づく第１ワンウエイクラツチＦ　の作動により回転
が停止され、従って入力軸２９からのリングＲ１の回転
は、デュアルユニット３１のリングギヤＲ２を正方向に
空転させながらキャリヤＣＲを正方向に減速回転し、該
回転がカウンタドライブギヤ３２からＵ／Ｄ機構部２５
のカウンタドリブンギヤ３５に伝達される。そして、Ｕ
／Ｄ機構部２５はアンダードライブ状態にあり、従って
４速自動変速機構部２３の２速とＵ／Ｄ機構部２５のア
ンダードライブが相俟って、変速機２１は２速が得られ
る。

また、Ｄレンジにおける３速状態（３ＲＤ）は、第４の
（アンダードライブダイレクト）クラッチＣ３が接続す
ると共（９第４の（アンダードライブ）ブレーキＢ４が
解放され、これにより、４速自動変速機構部２３は２速
状態のままで、Ｕ／Ｄ機構部２５が直結になる。従って
、自動変速機構２３の２速とＬＪ／Ｄ機構部２５の直結
とが組合わさって変速機２１全体で３速が得られる。

また、Ｄレンジにおける４速状態（４ＴＨ）は、第１　
（フォワード）クラッチＣＩ及び第４のクラッチＣ５の
接続並びに第２のブレーキＢ２の作動に加えて第３クラ
ツチＣ６が接続する。すると、入力軸２９の回転はクラ
ッチＣ４を介してシングルユニット３０のリングギヤＲ
４に伝達されると同時にクラッチＣ０を介してデュアル
ユニット３１のリングギヤＲ２に伝達され、従って両プ
ラネタリギャユニッ１−３０，３１の各要素は一体とな
って回転し、キャリヤＣＲからカウンタドライブギヤ３
２に入力軸２９と同速回転が伝達される。そして、該ド
ライブギヤ３２の回転はＵ／Ｄ機構部２５の直結状態と
組合わさって、変速８！２１全体で入力軸２９と同速度
からなる４速が出力ピニオン３６から出力される。

更に、Ｄレンジにおける５速状態（５ＴＨ）は、４速状
態から第１のクラッチＣ１が解離すると共に第１ブレー
キＢ１が作動する。すると、入力軸２９の回転はクラッ
チＣ０を介してデュアルユニット３１のリングギヤＲ２
に伝達され、かつこの状態ではサンギヤＳが停止されて
いるので、シングルユニットリングギヤＲ８を増速空転
しながらキャリヤＣＲは高速回転し、該高速回転がオー
バドライブ（０／Ｄ）としてカウンタドライブギヤ３２
に伝達される。そして、該０／Ｄ回転は直結状態にある
Ｕ／Ｄ機構部２５と相俟って、変速機２１全体で５速が
得られる。

なお、４速から５速へのアップシフトに際して、第１の
ブレーキＢ、の作動に先がけて第１のクラッチＣを解放
するが、第３のワンウェイクラッチＦによりサンギヤＳ
が増速方向に暴走することを阻止され、これによ・り第
１のクラッチＣＩ及び第１のブレーキＢ　の作動タイミ
ングが容易になると共に、つかみ換えによるシフトショ
ックが防止され、シフトスムーズを図れる。また同様に
、５速から４速へダウンシフトする際に、第１のブレー
キＢ、の解故によりサンギヤＳが入力部材２９より高速
になることを防止して、シフトスムーズを図れる。

また、Ｄレンジにおける車輌停止（ｉ　ｄ　ｌ　ｅ）に
は、第１の（フォワード）クラッチＣＩ用油圧サーボへ
の油圧をクラッチが係合する直前の圧力に減圧制御する
と共に、第１のブレーキＢ１を作動する。すると、入力
軸２９はフリーとなって負荷がなくなると共に車輌のク
リープ現象が防止され、かっ１速（ＩＳＴ）への切換え
時、直ちにクラッチＣ１を係合し得る。また、第１のブ
レーキＢ、が係合することにより、坂道で車輌が後退す
ることを防止する。

また、マニュアルバルブをニュートラル（Ｎ）レンジか
らリバース（Ｒ）レンジに操作する際、車輌が停止して
いるか又は光速（７ｋｍ　／　Ｈ以下）状態にある場合
、自動変速機２１は第２のクラッチＣ２が接続しかつ第
３のブレーキＢ３が作動する。

すると、入力軸２９の回転はクラッチＣ２を介してサン
ギヤＳに伝達され、かつこの状態ではデュアルユニッｌ
−３’ｌのリングギヤＲが第３ブレーキＢ、の作１１Ｊ
により固定されているので、シングルユニット３０のリ
ングギヤＲ１を逆転させながらキャリヤＣＲも逆転し、
該キャリヤの逆転がカウンタドライブギヤ３２からＵ／
Ｄ状態にあるＵ／Ｄ機構部２５に伝達される。

また、ＮレンジからＲレンジに切換丸る際、車輌が所定
速度（７ｋｍ／　Ｈ）以上で前進走行している場合、第
３のブレーキ８つが解放され、走行時にＲレンジに入る
ことが防止される。

また、マニュアルバルブをシフトレバ−の操作文（よス
イッチの操作により３レンジに切換えると、１速（ＩＳ
Ｔ）及び２速（２ＮＤ）はＤレンジと同様であるが、３
速（３ＲＤ）及び４速（４ＴＨ）ではＤレンジとギヤ比
が異なる。

即ち、３レンジにおける３速状態は、第１のクラッチＣ
１及び第３のクラッチＣ８が接続しかつ第２のブレーキ
Ｂ２及び第４のブレーキＢ４が作動する。すると、４速
自動変速機構部２３が直結状態となり、かっＵ／Ｄ機構
部２５がアンダードライブ状態となって、これが組合わ
されて３レンジの３速が得られる。なお乙の状態は、一
般に、Ｄレンジにおける３速よりもギヤ比が大きく設定
され、エンジンブレーキのききがよくなると共に加速性
もよい。

また、３レンジにおける４速状態は、３速状態から第１
のクラッチＣ１ガ開放され、従って自動変速機２１は第
３のクラッチＣ０が接続すると共に第１、第２及び第４
のブレーキＢ、、　Ｂ２．　Ｂ４が作動する。すると、
４速自動変速機構部２３がオーバドライブ（０／Ｄ）状
態となりかつＵ／Ｄ槻構部２５がアンダードラ、イブ状
態となって、これらが組合わされて３レンジの４速が得
られる。なおこの状態は、一般に、Ｄレンジにおける４
速よりもギヤ比が大きい。

また、マニュアルバルブを２レンジに切換丸で、該２レ
ンジにおける１速状ｆｉ（ＩＳＴ）でハ、Ｄレンジにお
ける１速状態に加丸で第３ブレーキＢ３が作動する。こ
れにより、ギヤ比はＤレンジの１速と同じであるが、エ
ンジンブレーキ（入出力逆転）時、Ｄレンジにおいては
ワンウェイクラッチＦ２により伝動が断たれて空転状態
になるのに対し、２レンジにおいてはブレーキＢ３によ
りリングギヤＲ２が固定状態にあり、１速状態に保たれ
る。

更に、２レンジにおけろ２Ｊ（２ＮＤ）状態は、第１及
び第４のクラッチＣ，，Ｃ０が接続しかつ第３のブレー
キＢ、が作動する。すると、４速自動変速Ｂ１構部２３
が１速状態となり、かつＵ　／　Ｄ　４８構部２５が直
結状態となって、これらが組合わさって２レンジの２速
が得られる。なおこの状態では、一般に、Ｄレンジ及び
３レンジの２速よりもギヤ比が大きく設定されている。

またこの際、１速と同様に第３のブレーキＢ３が作動し
て、エンジンブレーキ時も２速状態に保たれる。また、
２レンジにおいて、カッコで示すように、Ｄレンジと同
様な２速（２ＮＤ）及び３速（３ＲＤ）を得ることも可
能である。

また、ルンジにおいては、１速状態（ＩＳＴ）が２レン
ジの１速と同様である。また、カッコで示すように、２
レンジと同様な２速（２ＮＤ）及びＤレンジと同様な３
速（３ＲＤ）を得ることも可能である。

ついで、自動変速機構部を一部変更して３速自動変速機
構部とした４速自動変速機に適用した実施例について説
明する。

本３速自動変速機構部２３′は、第５図に示すように、
先の４速自動変速機構部２３から第３のクラッチＣ８及
び第３のワンウェイクラッチＦ。を省いて構成され、か
つ先の実施例と同様なアンダードライブ４３＊１Ｒ２５
と組合わされて、前進４速からなる自動変速機２１′と
なっている。即ち、第６図に示す作動表に示すように、
前述した第４図において、クラッチＣ０、ワンウェイク
ラッチＦ。、並びにＤレンジにおける５速（５ＴＨ）及
び３レンジにおける４速（４ＴＨ）が省略された形とな
っている。

即ち、Ｄレンジにおける１速は、アンダードライブ機構
部２５がアンダードライブ状態で、かつ３速自動変速機
構部２３′が１速にて得られ、また該自動変速機構部２
３′が２速にアップシフトすると、変速機２１′全体で
２速となる。更に、３速自動変速ｍ構部２３′を２速状
態に保持して、アンダードライブ機構２５を直結にする
と、変速機２１′全体で３速が得られ、更にアンダード
ライブ機構２５を直結にした状態で、３速自動変速機構
部２３′を３速にシフトして、変速９２１’全体で４速
が得られる。

なお、該４速自動変速機２１′は、前述５速自動変速機
２１に用いたシングルプラネタリギヤユニット３０、デ
ュアルプラネタリギヤユニット３１及びシングルプラネ
タリギヤユニット３３をそのまま用いることも可能であ
り、この場合、カウンタドライブギヤ３２及びドリブン
ギヤ３５のギヤ比を変更するか、又は出力ピニオン３６
のギヤ比を変更する等して、４速が適宜オーバドライブ
となるように設定する。

０・）発明の詳細な説明したように、本発明によると、主変速機構２３，
２３’の２速等の所定速以下の低速段では副変速機構２
５を低速にした状態で主変速機構をシフトして低速域の
変速段を得、かつ主変速機構の所定速度以上の高速段で
は副変速機構を高速にした状態で主変速機構をシフトし
て高速域の変速段を得、そして主変速機を所定速にした
状態で副変速機構を低速から高速にシフトして中速段を
得るので、主変速機構と副変速機構のギヤ比が相互に補
完する形で有機的にマツチし、変速８１２１゜２１′全
体で最適なギヤ比幅を設定することができ、優れた走行
性能を発揮し得ると共に燃費性能をも良好に保持し得、
更にシフトシ運ツクを減少することができる。

また、主変速機構２３，２３’と副変速機ＨＩｔ２５と
が同時にシフトすることはなく、エンジン回転数の吹き
上げ及び落ち込み、大きなンフトシ冒ツク等の不具合の
発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明に係る変速機構と副変速機構
の組合せを示す図である。第３図は本発明の実施例を示
す概略図、第４図はその作動を示す図である。また、第
５図は異なる実施例を示す（概略図、第６図はその作動
を示す図である。２１・・・自動変速機（５速自動変速機）　、２１′・
・・自動変速機（４速自動変速８Ｎ）　　、２３・・主
変速機構（４速自動変速機構部）　、２３′・・・主変
速機構（３速自動変速機構部）　、２５・・・副変速機
構（アンダードライブ機構部）、２９・・入力部材　、３０・・・（シングル）プラネタリギヤユニット　、３
１・　（デュアル）プラネタリギヤユニシト　・３３・
・（シングル）プラネタリギヤユニット　、３２．３３
・・カウンタギヤ　、Ｃ１・・・第１のクラッチ　、Ｃ
２・・・第２のクラッチ　、Ｃ０・・・第３のクラッチ
　、Ｃ３・・・第４のクラッチ　、Ｂ・・・第１のブレ
ーキ　、Ｂ２・・・第２のブレーキ　、Ｂ、・・・第３
のブレーキ　、Ｂ４・・・第４のブレーキ　　　Ｆｌ・
・・第１のワンウェイクラッチ　、Ｆ２・・・第２のワ
ンウェイクラッチ　、Ｆ　・・・第３のワンウェイクラ
ッチ　、　Ｆ−・・第４のワンウェイクラッチ　、　　
Ｓ・・・サンギヤ　、Ｒ・・・リングギヤ　、　ＣＲ・
・・キャリヤ　、　Ｐ・・・ピニオン　。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２個のプラネタリギヤユニットからなる主変速機
構及び１個のプラネタリギヤユニットからなる副変速機
構を備えてなる自動変速機において、主変速機構の所定速以下の低速段では副変速機構を低速
にした状態で主変速機構をシフトして低速域の変速段を
得、かつ主変速機構の前記所定速以上の高速段は副変速
機構を高速にした状態で主変速機構をシフトして高速域
の変速段を得、そして主変速機構を前記所定速にした状
態で副変速機構を低速から高速にシフトして中速段を得
ること特徴とする自動変速機。
（２）前記主変速機構が前進３速からなる変速機構であ
り、かつ前記所定速が２速であり、また前記副変速機構
がアンダードライブと直結からなるアンダードライブ機
構である特許請求の範囲第１項記載の自動変速機。
（３）前記主変速機構が前進４速からなる変速機構であ
り、かつ前記所定速が２速であり、また前記副変速機構
がアンダードライブと直結からなるアンダードライブ機
構である特許請求の範囲第１項記載の自動変速機。
（４）前記主変速機溝が、シングルプラネタリギヤユニ
ット及びデュアルプラネタリギヤユニットを有し、かつ
これら両プラネタリギヤユニットのキャリヤ同士を一体
に連結すると共にサンギヤ同士を一体に連結し、また入
力部材を、第１のクラッチを介してシングルプラネタリ
ギヤユニットのリングギヤに連結すると共に第２のクラ
ッチを介してサンギヤに連結し、更にサンギヤ及びデュ
アルプラネタリギヤユニットのリングギヤを係止し得る
ように構成し、そしてキャリヤを前記アンダードライブ
機構の入力部に連結してなる特許請求の範囲第２項記載
の自動変速機。
（５）前記主変速機構が、シングルプラネタリギヤユニ
ット及びデュアルプラネタリギヤユニットを有し、かつ
これら両プラネタリギヤユニットのキャリヤ同士を一体
に連結すると共にサンギヤ同士を一体に連結し、また入
力部材を、第１のクラッチを介してシングルプラネタリ
ギヤユニットのリングギヤに連結すると共に第２のクラ
ッチを介してサンギヤに連結し、そして第３のクラッチ
を介してデュアルプラネタリギヤユニットのリングギヤ
に連結し、更にサンギヤ及びデュアルプラネタリギヤユ
ニットのリングギヤを係止し得るように構成し、そして
キャリヤを前記アンダードライブ機構の入力部に連結し
てなる特許請求の範囲第３項記載の自動変速機。