JP2017129263A - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン - Google Patents

Abstract

【課題】最小限の構成要素を用いて少なくとも１０個の前進変速段と１個の後進変速段を実現し、かつ、変速比幅を増大させることで、エンジンの動力伝達性能および燃費を向上させ、段間比の線形性を確保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を提供する。
【解決手段】遊星ギヤトレインは、エンジンの動力が伝達される入力軸と、変速された動力を出力する出力軸と、第１、第２、第３回転要素を有する第１遊星ギヤセットと、第４、第５、第６回転要素を有する第２遊星ギヤセットと、第７、第８、第９回転要素を有する第３遊星ギヤセットと、第１０、第１１、第１２回転要素を有する第４遊星ギヤセットと、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用自動変速機に係り、より詳しくは、最小限の構成要素を用いて少なくとも１０個の前進変速段を実現し、かつ、変速比（またはギヤ比）幅を増大化させることで、動力伝達性能と燃費を向上させ、段間比の線形性を確保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、自動変速機分野において、多段化は、車両の燃費向上と運転性を極大化するための技術として研究が行われている。
このような自動変速機の多段化は、エンジンのダウンサイジング（ｄｏｗｎｓｉｚｉｎｇ）に伴う動力性能および運転効率の極大化のためにも必要である。特に、自動変速機分野の競争力確保のためにも、変速前後の加速度、およびエンジン速度のリズム感など、運転性に非常に密接な指標として用いられる段間比の線形性に優れる高効率多段変速機構造の開発が切実に要求される。
ところが、自動変速機は、変速段が増加するほど構成部品数が増加し、搭載性および原価、重量、伝達効率などがむしろ悪化する。
したがって、多段化による燃費改善効果を増大させるためには、少ない部品数で最大限の動力効率を引き出せる遊星ギヤトレインの開発が重要である。

このことから、最近は、８速変速段を実現する自動変速機の開発が活発に行われており、更にそれ以上の変速段をめざす遊星ギヤトレインの研究開発も進められている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、従来の８速変速段を実現する自動変速機の場合、段間比の線形性確保のために重要な因子である変速比幅（Ｓｐａｎ）が６．５〜７．５と低い水準に維持されていることから、動力性能および燃費向上の効果が大きくないという問題がある。
また、８速変速段を実現する自動変速機の変速比幅を９．０以上とする場合にも、変速段の段間比の線形性を確保しにくいという問題もあった。これにより、エンジンの運転効率および車両の運転性が低下するため、少なくとも９速以上の変速段を実現する高効率自動変速機の開発が求められていた。

特開２０１５−１１７８２４号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、最小限の構成要素を用いて少なくとも１０個の前進変速段と１個の後進変速段を実現し、かつ、変速比幅を増大させることで、エンジンの動力伝達性能および燃費を向上させ、段間比の線形性を確保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を提供することにある。
また、他の目的とするところは、高段の前進変速段で走行の際、停止した状態で負荷を受ける遊星キャリアがないようにすることで、ピニオンシャフトの耐久性能を維持できるようにす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ある。

上記目的を達成するためになされた本発明の車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの動力が伝達される入力軸と、変速された動力を出力する出力軸と、第１、第２、第３回転要素を有する第１遊星ギヤセットと、第４、第５、第６回転要素を有する第２遊星ギヤセットと、第７、第８、第９回転要素を有する第３遊星ギヤセットと、第１０、第１１、第１２回転要素を有する第４遊星ギヤセットと、第１回転要素と第４回転要素とを連結する第１軸と、第２回転要素に連結され、入力軸に直接連結される第２軸と、第３回転要素と第１０回転要素とを連結する第３軸と、第５回転要素に連結され、第２軸と選択的に連結される第４軸と、第６回転要素と第９回転要素とを連結し、第２軸と選択的に連結される第５軸と、第７回転要素と第１２回転要素とを連結する第６軸と、を含むことを特徴とする。

第１軸、第４軸、および第６軸はそれぞれ、変速機ハウジングに選択的に連結され、遊星ギヤトレインは、第８回転要素に連結され、第３軸と選択的に連結される第７軸と、第１１回転要素に連結され、第７軸と選択的に連結され、出力軸と直接連結される第８軸と、をさらに含むことが好ましい。
第１遊星ギヤセットの第１、第２、第３回転要素はそれぞれ、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、第１リングギヤであり、第２遊星ギヤセットの第４、第５、第６回転要素はそれぞれ、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、第２リングギヤであり、第３遊星ギヤセットの第７、第８、第９回転要素はそれぞれ、第３サンギヤ、第３遊星キャリア、第３リングギヤであり、第４遊星ギヤセットの第１０、第１１、第１２回転要素はそれぞれ、第４サンギヤ、第４遊星キャリア、第４リングギヤであることが好ましい。

いくつかの態様において、第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットは、エンジン側から、第２遊星ギヤセット、第１遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置されることがよい。
いくつかの態様において、第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットは、エンジン側から、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置されることがよい。
いくつかの態様において、第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットは、エンジン側から、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセットの順に配置されることがよい。

遊星ギヤトレインは、第７軸と第８軸とを選択的に連結する第１クラッチと、第２軸と第５軸とを選択的に連結する第２クラッチと、第２軸と第４軸とを選択的に連結する第３クラッチと、第３軸と第７軸とを選択的に連結する第４クラッチと、第１軸を変速機ハウジングに選択的に連結する第１ブレーキと、第６軸を変速機ハウジングに選択的に連結する第２ブレーキと、第４軸を変速機ハウジングに選択的に連結する第３ブレーキと、をさらに含むことが好ましい。
本発明の実施形態に係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入力軸と、変速された動力を出力する出力軸と、第１、第２、第３回転要素を有する第１遊星ギヤセットと、第４、第５、第６回転要素を有する第２遊星ギヤセットと、第７、第８、第９回転要素を有する第３遊星ギヤセットと、第１０、第１１、第１２回転要素を有する第４遊星ギヤセットと、を含み、入力軸は、第２回転要素と直接連結され、出力軸は、第１１回転要素と直接連結され、第１回転要素は、第４回転要素と直接連結され、変速機ハウジングに選択的に連結され、第３回転要素は、第１０回転要素と直接連結され、第６回転要素は、第９回転要素と直接連結され、第７回転要素は、第１２回転要素と直接連結され、変速機ハウジングに選択的に連結され、第５回転要素は、変速機ハウジングに選択的に連結されることを特徴とする。

第１１回転要素は、第８回転要素と選択的に連結され、第２回転要素は、第６回転要素と選択的に連結され、第２回転要素は、第５回転要素と選択的に連結され、第３回転要素は、第８回転要素と選択的に連結されることがよい。
第１遊星ギヤセットの第１、第２、第３回転要素はそれぞれ、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、第１リングギヤであり、第２遊星ギヤセットの第４、第５、第６回転要素はそれぞれ、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、第２リングギヤであり、第３遊星ギヤセットの第７、第８、第９回転要素はそれぞれ、第３サンギヤ、第３遊星キャリア、第３リングギヤであり、第４遊星ギヤセットの第１０、第１１、第１２回転要素はそれぞれ、第４サンギヤ、第４遊星キャリア、第４リングギヤであることが好ましい。

いくつかの態様において、第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットは、エンジン側から、第２遊星ギヤセット、第１遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置されることができる。
いくつかの態様において、第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットは、エンジン側から、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置されることができる。
いくつかの態様において、第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットは、エンジン側から、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセットの順に配置されるこよができる。

遊星ギヤトレインは、第１１回転要素と第８回転要素とを選択的に連結する第１クラッチと、第２回転要素と第６回転要素とを選択的に連結する第２クラッチと、第２回転要素と第５回転要素とを選択的に連結する第３クラッチと、第３回転要素と第８回転要素とを選択的に連結する第４クラッチと、第１回転要素および第４回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する第１ブレーキと、第７回転要素および第１２回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する第２ブレーキと、第５回転要素を変速機ハウジングに選択的に連結する第３ブレーキと、をさらに含むことを特徴とする。

本発明によると、本発明の車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、単純遊星ギヤセットである４個の遊星ギヤセットを、７個の制御要素で組み合わせることで、少なくとも１０個の前進変速段および１個の後進変速段を実現することができる。
また、１０．０以上の変速比幅を確保することで、エンジンの運転効率を極大化することができる。
さらに、多段化により段間比の線形性を確保することができるため、変速前／後の加速度、およびエンジン速度のリズム感などの運転性を向上させることができる。
なお、高段の前進変速段で走行時、及び停止時に負荷を受ける遊星キャリアがないようにすることで、円滑な潤滑作動ができるようにしたことによりピニオンギヤに連結されるピニオンシャフトの耐久性能を維持することができる。

本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインに適用される制御要素の変速段別の作動表である。 本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインに適用される制御要素の変速段別の他の作動表である。 本発明の第２実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第３実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第４実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。 本発明の第５実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。

以下、本発明の実施形態を添付した図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。
図１に示したとおり、本発明の第１実施形態に係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と、入力軸ＩＳ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の回転要素のうちの少なくとも１つ以上に連結される８個の軸ＴＭ１〜ＴＭ８と、制御要素である４個のクラッチＣ１〜Ｃ４および３個のブレーキＢ１〜Ｂ３と、変速機ハウジングＨとを備える。
そして、入力軸ＩＳから入力される回転動力が第１、第２、第３、第４遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の相互補完作動により変速されて、出力軸ＯＳを介して出力される。
ここで、遊星ギヤセットは、エンジン側から、第２、第１、第３、第４遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ１、ＰＧ３、ＰＧ４の順に配置される。

入力軸ＩＳは、入力部材であり、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介してトルク変換が行われて、入力される。
出力軸ＯＳは、出力部材であり、入力軸ＩＳと平行に配置され、変速された駆動力を差動装置を介して駆動軸に伝達する。

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り、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ピニオンギヤＰ１を回転可能に支持する第１遊星キャリアＰＣ１と、第１ピニオンギヤＰ１と内接で噛み合う第１リングギヤＲ１とをそれぞれ、第１、第２、第３回転要素Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３として含む。
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り、第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と外接で噛み合う、第２ピニオンギヤＰ２を回転可能に支持する第２遊星キャリアＰＣ２と、第２ピニオンギヤＰ２と内接で噛み合う第２リングギヤＲ２とをそれぞれ、第４、第５、第６回転要素Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６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り、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ピニオンギヤＰ３を回転可能に支持する第３遊星キャリアＰＣ３と、第３ピニオンギヤＰ３と内接で噛み合う第３リングギヤＲ３とをそれぞれ、第７、第８、第９回転要素Ｎ７、Ｎ８、Ｎ９として含む。
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り、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ピニオンギヤＰ４を回転可能に支持する第４遊星キャリアＰＣ４と、第４ピニオンギヤＰ４と内接で噛み合う第４リングギヤＲ４とをそれぞれ、第１０、第１１、第１２回転要素Ｎ１０、Ｎ１１、Ｎ１２として含む。
８個の軸ＴＭ１〜ＴＭ８のうち４個の軸によって第１回転要素Ｎ１と第４回転要素Ｎ４とが直接連結され、第３回転要素Ｎ３と第１０回転要素Ｎ１０とが直接連結され、第６回転要素Ｎ６と第９回転要素Ｎ９とが直接連結され、第７回転要素Ｎ７と第１２回転要素Ｎ１２とが直接連結される。

８個の軸ＴＭ１〜ＴＭ８の構成を説明すると、次の通りである。
ただし、８個の軸ＴＭ１〜ＴＭ８は、遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の回転要素のうち複数の回転要素を相互直接連結したり、遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の回転要素のうちの１つの回転要素に直接連結されて、１つの回転要素と共に回転しながら動力を伝達する回転部材であるか、遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４の回転要素のうちの１つの回転要素を変速機ハウジングＨに直接連結して、１つの回転要素を固定する固定部材であってもよい。

第１軸ＴＭ１は、第１回転要素Ｎ１（第１サンギヤＳ１）と第４回転要素Ｎ４（第２サンギヤＳ２）とを直接連結し、変速機ハウジングＨに選択的に連結される。
第２軸ＴＭ２は、第２回転要素Ｎ２（第１遊星キャリアＰＣ１）に連結され、入力軸ＩＳと直接連結される。
第３軸ＴＭ３は、第３回転要素Ｎ３（第１リングギヤＲ１）と第１０回転要素Ｎ１０（第４サンギヤＳ４）とを直接連結する。
第４軸ＴＭ４は、第５回転要素Ｎ５（第２遊星キャリアＰＣ２）に連結され、第２軸ＴＭ２と選択的に連結されたり、変速機ハウジングＨに選択的に連結される。

第５軸ＴＭ５は、第６回転要素Ｎ６（第２リングギヤＲ２）と第９回転要素Ｎ９（第３リングギヤＲ３）とを直接連結し、第２軸ＴＭ２と選択的に連結される。
第６軸ＴＭ６は、第７回転要素Ｎ７（第３サンギヤＳ３）と第１２回転要素Ｎ１２（第４リングギヤＲ４）とを直接連結し、変速機ハウジングＨに選択的に連結される。
第７軸ＴＭ７は、第８回転要素Ｎ８（第３遊星キャリアＰＣ３）に連結され、第３軸ＴＭ３と選択的に連結される。
第８軸ＴＭ８は、第１１回転要素Ｎ１１（第４遊星キャリアＰＣ４）に連結され、第７軸ＴＭ７と選択的に連結され、出力軸ＯＳと直接連結される。

そして、８個の軸ＴＭ１〜ＴＭ８のうち、軸同士で相互選択的に連結される部分には、４個のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４が配置される。
また、８個の軸ＴＭ１〜ＴＭ８のうち、軸と変速機ハウジングＨとが選択的に連結される部分には、３個のブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３が配置される。

つまり、４個のクラッチＣ１〜Ｃ４と３個のブレーキＢ１〜Ｂ３の配置位置を説明すると、次の通りである。
第１クラッチＣ１は、第７軸ＴＭ７と第８軸ＴＭ８との間に配置されており、第７軸ＴＭ７と第８軸ＴＭ８とを選択的に連結する。
第２クラッチＣ２は、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５との間に配置されており、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とを選択的に連結する。
第３クラッチＣ３は、第２軸ＴＭ２と第４軸ＴＭ４との間に配置されており、第２軸ＴＭ２と第４軸ＴＭ４とを選択的に連結する。
第４クラッチＣ４は、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７との間に配置されており、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７とを選択的に連結する。

第１ブレーキＢ１は、第１軸ＴＭ１と変速機ハウジングＨとの間に配置されており、第１軸ＴＭ１を変速機ハウジングＨに選択的に連結する。
第２ブレーキＢ２は、第６軸ＴＭ６と変速機ハウジングＨとの間に配置されており、第６軸ＴＭ６を変速機ハウジングＨに選択的に連結する。
第３ブレーキＢ３は、第４軸ＴＭ４と変速機ハウジングＨとの間に配置されており、第４軸ＴＭ４を変速機ハウジングＨに選択的に連結する。
上記で第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とからなる各制御要素は、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は、本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインに適用される制御要素の変速段別の作動表である。
図２に示したとおり、本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインは、各変速段において、制御要素である第１、第２、第３、第４クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４および第１、第２、第３ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３のうち、３個の制御要素が作動する。本発明の第１実施形態は、１つの後進変速段と１０個の前進変速段を実現することができ、変速過程を説明すると、次の通りである。

前進１速変速段Ｄ１では、第２、第４クラッチＣ２、Ｃ４と第２ブレーキＢ２が同時に作動する。これにより、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とが第２クラッチＣ２の作動により相互連結され、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７とが第４クラッチＣ４の作動により相互連結された状態で、第２軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転動力が入力され、第６軸ＴＭ６が第２ブレーキＢ２の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進１速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。
前進２速変速段Ｄ２では、第２、第３クラッチＣ２、Ｃ３と第２ブレーキＢ２が同時に作動する。これにより、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とが第２クラッチＣ２の作動により相互連結され、第２軸ＴＭ２と第４軸ＴＭ４とが第３クラッチＣ３の作動により相互連結された状態で、第２軸ＴＭ２に入力軸ＩＳの回転動力が入力され、第６軸ＴＭ６が第２ブレーキＢ２の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進２速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。

前進３速変速段Ｄ３では、第２クラッチＣ２と第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２が同時に作動する。これにより、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とが第２クラッチＣ２の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２軸ＴＭ２に入力され、第１軸ＴＭ１、第６軸ＴＭ６がそれぞれ第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進３速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。
前進４速変速段Ｄ４では、第１、第２クラッチＣ１、Ｃ２と第２ブレーキＢ２が同時に作動する。これにより、第７軸ＴＭ７と第８軸ＴＭ８とが第１クラッチＣ１の作動により相互連結され、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とが第２クラッチＣ２の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２軸ＴＭ２に入力され、第６軸ＴＭ６が第２ブレーキＢ２の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進４速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。

前進５速変速段Ｄ５では、第１、第２クラッチＣ１、Ｃ２と第１ブレーキＢ１が同時に作動する。これにより、第７軸ＴＭ７と第８軸ＴＭ８とが第１クラッチＣ１の作動により相互連結され、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とが第２クラッチＣ２の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２入力軸ＴＭ２を介して入力され、第１軸ＴＭ１が第１ブレーキＢ１の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進５速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。
前進６速変速段Ｄ６では、第１、第２、第３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３が同時に作動する。これにより、第７軸ＴＭ７と第８軸ＴＭ８とが第１クラッチＣ１の作動により相互連結され、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とが第２クラッチＣ２の作動により相互連結され、第２軸ＴＭ２と第４軸ＴＭ４とが第３クラッチＣ３の作動により相互連結されて、すべての遊星ギヤセットが１つの部材として回転する状態となる。したがって、第２入力軸ＴＭ２を介して入力された入力軸ＩＳの回転動力が速度の変化なく出力される前進６速変速段が第８軸ＴＭ８を介して出力される。

前進７速変速段Ｄ７では、第１、第３クラッチＣ１、Ｃ３と第１ブレーキＢ１が同時に作動する。これにより、第７軸ＴＭ７と第８軸ＴＭ８とが第１クラッチＣ１の作動により相互連結され、第２軸ＴＭ２と第４軸ＴＭ４とが第３クラッチＣ３の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２入力軸ＴＭ２を介して入力され、第１軸ＴＭ１が第１ブレーキＢ１の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進７速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。
前進８速変速段Ｄ８では、第１、第４クラッチＣ１、Ｃ４と第１ブレーキＢ１が同時に作動する。これにより、第７軸ＴＭ７と第８軸ＴＭ８とが第１クラッチＣ１の作動により相互連結され、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７とが第４クラッチＣ４の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２入力軸ＴＭ２を介して入力され、第１軸ＴＭ１が第１ブレーキＢ１の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進８速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。

前進９速変速段Ｄ９では、第３、第４クラッチＣ３、Ｃ４と第１ブレーキＢ１が同時に作動する。これにより、第２軸ＴＭ２と第４軸ＴＭ４とが第３クラッチＣ３の作動により相互連結され、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７とが第４クラッチＣ４の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２入力軸ＴＭ２を介して入力され、第１軸ＴＭ１が第１ブレーキＢ１の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進９速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。
前進１０速変速段Ｄ１０では、第２、第４クラッチＣ２、Ｃ４と第１ブレーキＢ１が同時に作動する。これにより、第２軸ＴＭ２と第５軸ＴＭ５とが第２クラッチＣ２の作動により相互連結され、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７とが第４クラッチＣ４の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２入力軸ＴＭ２を介して入力され、第１軸ＴＭ１が第１ブレーキＢ１の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進１０速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。

後進変速段ＲＥＶでは、第４クラッチＣ４と第２、第３ブレーキＢ２、Ｂ３が同時に作動する。これにより、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７とが第４クラッチＣ４の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２入力軸ＴＭ２を介して入力され、第６軸ＴＭ６、第４軸ＴＭ４がそれぞれ第２、第３ブレーキＢ２、Ｂ３の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が後進変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。

図３は、本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインに適用される制御要素の変速段別の他の作動表である。
つまり、図３に示したとおり、本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインは、１つの後進変速段と１１個の前進変速段を実現することができる。
つまり、第３、第４クラッチＣ３、Ｃ４と第２ブレーキＢ２が同時に作動して実現される変速段を新たな前進１速変速段Ｄ１とし、図２の前進１速変速段から前進１０速変速段Ｄ１〜Ｄ１０を新たな前進２速変速段から前進１１速変速段Ｄ２〜Ｄ１１に設定することができる。前進２速変速段から前進１１速変速段Ｄ２〜Ｄ１１における変速過程は上述したので、ここでは、前進１速変速段Ｄ１への変速過程のみ説明する。
図３において、前進１速変速段Ｄ１では、第３、第４クラッチＣ３、Ｃ４と第２ブレーキＢ２が同時に作動する。第２軸ＴＭ２と第４軸ＴＭ４とが第３クラッチＣ３の作動により相互連結され、第３軸ＴＭ３と第７軸ＴＭ７とが第４クラッチＣ４の作動により相互連結された状態で、入力軸ＩＳの回転動力が第２軸ＴＭ２に入力され、第６軸ＴＭ６が第２ブレーキＢ２の作動により固定要素として作動する。したがって、入力軸ＩＳの回転動力が前進１速変速段に変速が行われて、第８軸ＴＭ８を介して出力される。

図４は、本発明の第２実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。
本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインでは、遊星ギヤセットが、エンジン側から、第２遊星ギヤセットＰＧ２、第１遊星ギヤセットＰＧ１、第３遊星ギヤセットＰＧ３、第４遊星ギヤセットＰＧ４の順に配置されているが、第２実施形態に係る遊星ギヤトレインでは、図４に示したとおり、遊星ギヤセットが、エンジン側から、第１遊星ギヤセットＰＧ１、第２遊星ギヤセットＰＧ２、第３遊星ギヤセットＰＧ３、第４遊星ギヤセットＰＧ４の順に配置されたという相違がある。
しかし、遊星ギヤセットの回転要素間の連結関係および制御要素の作動は同一であるので、第２実施形態の遊星ギヤトレインは、第１実施形態の遊星ギヤトレインと同様の変速段および変速過程を実現する。

図５は、本発明の第３実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。
図５に示したとおり、本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインでは、遊星ギヤセットが、エンジン側から、第２遊星ギヤセットＰＧ２、第１遊星ギヤセットＰＧ１、第３遊星ギヤセットＰＧ３、第４遊星ギヤセットＰＧ４の順に配置されているが、第３実施形態に係る遊星ギヤトレインでは、遊星ギヤセットが、エンジン側から、第１遊星ギヤセットＰＧ１、第２遊星ギヤセットＰＧ２、第４遊星ギヤセットＰＧ４、第３遊星ギヤセットＰＧ３の順に配置されたという相違がある。
しかし、遊星ギヤセットの回転要素間の連結関係および制御要素の作動は同一であるので、第３実施形態の遊星ギヤトレインは、第１実施形態の遊星ギヤトレインと同様の変速段および変速過程を実現する。

図６は、本発明の第４実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図であり、図７は、本発明の第５実施形態に係る遊星ギヤトレインの構成図である。
図６と図７に示したとおり、本発明の第１実施形態に係る遊星ギヤトレインでは、遊星ギヤセットが、エンジン側から、第２遊星ギヤセットＰＧ２、第１遊星ギヤセットＰＧ１、第３遊星ギヤセットＰＧ３、第４遊星ギヤセットＰＧ４の順に配置されているが、第４、第５実施形態に係る遊星ギヤトレインでは、遊星ギヤセットが、エンジン側から、第１遊星ギヤセットＰＧ１、第２遊星ギヤセットＰＧ２、第３遊星ギヤセットＰＧ３、第４遊星ギヤセットＰＧ４の順に配置されたという相違がある。
しかし、遊星ギヤセットの回転要素間の連結関係および制御要素の作動は同一であるので、第４、第５実施形態の遊星ギヤトレインは、第１実施形態の遊星ギヤトレインと同様の変速段および変速過程を実現する。

本発明の第１から第５実施形態に係る遊星ギヤトレインは、４個の遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４を、４個のクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と３個のブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３の作動制御により、少なくとも１０個の前進変速段と１個の後進変速段を実現することができる。
また、１０．０以上の変速比幅が確保されるので、エンジンの運転効率を極大化することができる。
さらに、高効率多段化により段間比の線形性を確保することで、変速前／後の加速度、およびエンジン速度のリズム感などの運転性を向上させることができる。
なお、高段（前進７速または８速変速段以上）の前進変速段で走行の際、停止した状態で負荷を受ける遊星キャリアがないようにすることで、円滑な潤滑によりピニオンギヤに連結されるピニオンシャフトの耐久性能を維持することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の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通常の知識を有する者によって容易に変更されて均等と認められる範囲のすべての変更を含む。

Ｂ１：第１ブレーキ
Ｂ２：第２ブレーキ
Ｂ３：第３ブレーキ
Ｃ１：第１クラッチ
Ｃ２：第２クラッチ
Ｃ３：第３クラッチ
Ｃ４：第４クラッチ
Ｄ１：前進１速変速段
Ｄ２：前進２速変速段
Ｄ３：前進３速変速段
Ｄ４：前進４速変速段
Ｄ５：前進５速変速段
Ｄ６：前進６速変速段
Ｄ７：前進７速変速段
Ｄ８：前進８速変速段
Ｄ９：前進９速変速段
Ｄ１０：前進１０速変速段
Ｄ１１：前進１１速変速段
Ｈ：変速機ハウジング
ＩＳ：入力軸
Ｎ：ニュートラル
ＯＳ：出力軸
Ｐ１：第１ピニオンギヤ
Ｐ２：第２ピニオンギヤ
Ｐ３：第３ピニオンギヤ
Ｐ４：第４ピニオンギヤ
ＰＣ１：第１遊星キャリア（Ｎ２：第２回転要素）
ＰＣ２：第２遊星キャリア（Ｎ５：第５回転要素）
ＰＣ３：第３遊星キャリア（Ｎ８：第８回転要素）
ＰＣ４：第４遊星キャリア（Ｎ１１：第１１回転要素）
ＰＧ１：第１遊星ギヤセット
ＰＧ２：第２遊星ギヤセット
ＰＧ３：第３遊星ギヤセット
ＰＧ４：第４遊星ギヤセット
Ｒ１：第１リングギヤ（Ｎ３：第３回転要素）
Ｒ２：第２リングギヤ（Ｎ６：第６回転要素）
Ｒ３：第３リングギヤ（Ｎ９：第９回転要素）
Ｒ４：第４リングギヤ（Ｎ１２：第１２回転要素）
ＲＥＶ：後進変速段
Ｓ１：第１サンギヤ（Ｎ１：第１回転要素）
Ｓ２：第２サンギヤ（Ｎ４：第４回転要素）
Ｓ３：第３サンギヤ（Ｎ７：第７回転要素）
Ｓ４：第４サンギヤ（Ｎ１０：第１０回転要素）
ＴＭ１：第１軸
ＴＭ２：第２軸
ＴＭ３：第３軸
ＴＭ４：第４軸
ＴＭ５：第５軸
ＴＭ６：第６軸
ＴＭ７：第７軸
ＴＭ８：第８軸

Claims (14)

1. エンジンの動力が伝達される入力軸と、
   変速された動力を出力する出力軸と、
   第１、第２、第３回転要素を有する第１遊星ギヤセットと、
   第４、第５、第６回転要素を有する第２遊星ギヤセットと、
   第７、第８、第９回転要素を有する第３遊星ギヤセットと、
   第１０、第１１、第１２回転要素を有する第４遊星ギヤセットと、
   前記第１回転要素と前記第４回転要素とを連結する第１軸と、
   前記第２回転要素に連結され、前記入力軸に直接連結される第２軸と、
   前記第３回転要素と前記第１０回転要素とを連結する第３軸と、
   前記第５回転要素に連結され、前記第２軸と選択的に連結される第４軸と、
   前記第６回転要素と前記第９回転要素とを連結し、前記第２軸と選択的に連結される第５軸と、
   前記第７回転要素と前記第１２回転要素とを連結する第６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１軸、第４軸、および第６軸はそれぞれ、変速機ハウジングに選択的に連結され、
   前記遊星ギヤトレインは、
   前記第８回転要素に連結され、前記第３軸と選択的に連結される第７軸と、
   前記第１１回転要素に連結され、第７軸と選択的に連結され、前記出力軸と直接連結される第８軸と、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. 前記第１遊星ギヤセットの前記第１、第２、第３回転要素はそれぞれ、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、第１リングギヤであり、
   前記第２遊星ギヤセットの前記第４、第５、第６回転要素はそれぞれ、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、第２リングギヤであり、
   前記第３遊星ギヤセットの前記第７、第８、第９回転要素はそれぞれ、第３サンギヤ、第３遊星キャリア、第３リングギヤであり、
   前記第４遊星ギヤセットの前記第１０、第１１、第１２回転要素はそれぞれ、第４サンギヤ、第４遊星キャリア、第４リングギヤであ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。
4. 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、第２遊星ギヤセット、第１遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置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。
5. 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、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置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。
6. 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、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセットの順に配置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。
7. 前記第７軸と前記第８軸とを選択的に連結する第１クラッチと、
   前記第２軸と前記第５軸とを選択的に連結する第２クラッチと、
   前記第２軸と前記第４軸とを選択的に連結する第３クラッチと、
   前記第３軸と前記第７軸とを選択的に連結する第４クラッチと、
   前記第１軸を前記変速機ハウジングに選択的に連結する第１ブレーキと、
   前記第６軸を前記変速機ハウジングに選択的に連結する第２ブレーキと、
   前記第４軸を前記変速機ハウジングに選択的に連結する第３ブレーキと、をさらに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。
8. エンジンの動力が伝達される入力軸と、
   変速された動力を出力する出力軸と、
   第１、第２、第３回転要素を有する第１遊星ギヤセットと、
   第４、第５、第６回転要素を有する第２遊星ギヤセットと、
   第７、第８、第９回転要素を有する第３遊星ギヤセットと、
   第１０、第１１、第１２回転要素を有する第４遊星ギヤセットと、を含み、
   前記入力軸は、前記第２回転要素と直接連結され、
   前記出力軸は、前記第１１回転要素と直接連結され、
   前記第１回転要素は、前記第４回転要素と直接連結され、変速機ハウジングに選択的に連結され、
   前記第３回転要素は、前記第１０回転要素と直接連結され、
   前記第６回転要素は、前記第９回転要素と直接連結され、
   前記第７回転要素は、前記第１２回転要素と直接連結され、変速機ハウジングに選択的に連結され、
   前記第５回転要素は、前記変速機ハウジングに選択的に連結される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。
9. 前記第１１回転要素は、前記第８回転要素と選択的に連結され、
   前記第２回転要素は、前記第６回転要素と選択的に連結され、
   前記第２回転要素は、前記第５回転要素と選択的に連結され、
   前記第３回転要素は、前記第８回転要素と選択的に連結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。
10. 前記第１遊星ギヤセットの前記第１、第２、第３回転要素はそれぞれ、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、第１リングギヤであり、
    前記第２遊星ギヤセットの前記第４、第５、第６回転要素はそれぞれ、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、第２リングギヤであり、
    前記第３遊星ギヤセットの前記第７、第８、第９回転要素はそれぞれ、第３サンギヤ、第３遊星キャリア、第３リングギヤであり、
    前記第４遊星ギヤセットの前記第１０、第１１、第１２回転要素はそれぞれ、第４サンギヤ、第４遊星キャリア、第４リングギヤであ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。
11. 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、第２遊星ギヤセット、第１遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置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。
12. 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、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセットの順に配置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。
13. 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、第１遊星ギヤセット、第２遊星ギヤセット、第４遊星ギヤセット、第３遊星ギヤセットの順に配置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。
14. 前記第１１回転要素と前記第８回転要素とを選択的に連結する第１クラッチと、
    前記第２回転要素と前記第６回転要素とを選択的に連結する第２クラッチと、
    前記第２回転要素と前記第５回転要素とを選択的に連結する第３クラッチと、
    前記第３回転要素と前記第８回転要素とを選択的に連結する第４クラッチと、
    前記第１回転要素および前記第４回転要素を前記変速機ハウジングに選択的に連結する第１ブレーキと、
    前記第７回転要素および前記第１２回転要素を前記変速機ハウジングに選択的に連結する第２ブレーキと、
    前記第５回転要素を前記変速機ハウジングに選択的に連結する第３ブレーキと、をさらに含むことを特徴とする請求項９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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