JP3610361B2 - 5速自動変速機用パワートレーン - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機に係わり、より詳しくは、4つの単純遊星ギヤセットと4つの摩擦要素で前進5速と後進1速の変速段を実現する5速自動変速機用パワートレーンに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両用自動変速機は車速とスロットル開度及びレンジ選択のような車両の運行状況に応じてパワートレーンの変速比を自動に制御するトランスミッション制御ユニットTCUを備えている。
このトランスミッション制御ユニットTCUはパワートレーンに設置された多数個の摩擦要素を作動又は非作動状態に制御して遊星ギヤセットの3要素(太陽ギヤ、リングギヤ、遊星キャリア)の中のいずれか一つの要素を入力要素にし、他の要素を反力要素にし、また、その他の要素を出力要素にして、この出力要素で変速された回転数を出力することができるようにする。
【0003】
前記のようなトランスミッション制御ユニットTCUによって制御されるパワートレーンは大抵前進4速と後進1速を実現することができるものであるが、最近は高出力エンジンの性能を充分に活用するために変速比をより多段化して前進5速後進1速を実現するものが提案されている。
このように前進5速と後進1速の変速段を実現するパワートレーンは3つの単純遊星ギヤセットを組合せ、6、7つの摩擦要素で制御することができるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のような5速自動変速機用パワートレーンはオーバドライブ領域である前進4、5速において最終出力要素より高速で回転する要素が存在するため動力損失が大きく、多数個の摩擦要素を使用するため摩擦要素による動力損失が大きいのはもちろんパワートレーンのサイズ及び重量が大きくなる短所がある。
【0005】
従って、本発明は前記のような短所を解決するためのものであって、本発明の目的は、オーバドライブ時に最終出力要素より高速で回転する要素を除去して動力損失を最少化し、摩擦要素の個数を減少させて摩擦要素による動力損失はもちろんパワートレーンのサイズ及び重量を低下させる5速自動変速機用パワートレーンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を実現するため本発明に係る5速自動変速機用パワートレーンは、シングルピニオン遊星ギヤセットである単純遊星ギヤセット(PG1)であって、太陽ギヤ(S1)が第1作動要素(A)、遊星キャリア(Ca1)が第2作動要素(D)、リングギヤ(R1)が第3作動要素(E)として各々設定され、前記第1作動要素(A)である太陽ギヤ(S1)が入力軸(10)に固定連結された第1遊星ギヤセット(1)と;ダブルピニオン遊星ギヤセットである第2単純遊星ギヤセット(PG2)と、シングルピニオン遊星ギヤセットである第3単純遊星ギヤセット(PG3)とダブルピニオン遊星ギヤセットである第4単純遊星ギヤセット(PG4)の組合せからなって第4、第5、第6、第7、第8作動要素(F、G、H、I、J)を形成し、前記第4作動要素(F)が第4単純遊星ギヤセット(PG4)の太陽ギヤ(S4)、第5作動要素(G)が第2単純遊星ギヤセット(PG2)の遊星キャリア(Ca2)、第6作動要素(H)が第2、第3単純遊星ギヤセット(PG2、PG3)のリングギヤ(R2、R3)、第7作動要素(I)が第2単純遊星ギヤセット(PG2)の太陽ギヤ(S2)と第3単純遊星ギヤセット(PG3)の遊星キャリア(Ca3)と第4単純遊星ギヤセット(PG4)のリングギヤ(R4)、第8作動要素(J)が第3単純遊星ギヤセット(PG3)の太陽ギヤ(S3)と第4単純遊星ギヤセット(PG4)の遊星キャリア(Ca4)として各々設定され、第2単純遊星ギヤセット(PG2)の太陽ギヤ(S2)とリングギヤ(R2)とが第3単純遊星ギヤセット(PG3)の遊星キャリア(Ca3)とリングギヤ(R3)とに各々固定連結され、第3単純遊星ギヤセット(PG3)の太陽ギヤ(S3)と遊星キャリア(Ca3)とが第4単純遊星ギヤセット(PG4)の遊星キャリア(Ca4)とリングギヤ(R4)とに各々固定連結され、第4単純遊星ギヤセット(PG4)の太陽ギヤ(S4)がトランスファドライブギヤ(TD)に固定連結された第2遊星ギヤセット(2)と;第1遊星ギヤセット(1)の第1、第2作動要素(A、D)から第2遊星ギヤセット(2)の第5、第6作動要素(G、H)に伝達される動力を断続することが可能であるようにこれらの間に各々可変連結された第2、第1クラッチ(C2、C1)と;第1遊星ギヤセット(1)の第2作動要素(D)と第2遊星ギヤセット(2)の第8作動要素(J)とが選択的な反力要素として作用することが可能であるように、それらと変速機ハウジング(20)との間に各々可変連結された第1、第2ブレーキ(B1、B2)と;を備えることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の態様を添付図面に基づいてより詳しく説明する。
図1は本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンの構成図であり、エンジン100の回転動力がトルクコンバータTからトルク変換されて入力軸10を通じて第1、第2遊星ギヤセット1、3に伝達されてトランスファドライブギヤTDに前進5速と後進1速の変速段を出力することができるようになっている。
【0010】
前記第1遊星ギヤセット1は第1単純遊星ギヤセットPG1からなり、該第1単純遊星ギヤセットPG1はシングルピニオン遊星ギヤセットからなっている。
このような第1単純遊星ギヤセットPG1は3つの作動要素を有するようになり、これら3つの作動要素は、リングギヤR1、入力要素として作用することができるように入力軸10に固定連結される第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1、反力要素として作用することができるように変速機ハウジング20に可変連結されるピニオンギヤP1が設置される第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1を意味する。
【0011】
さらに、第2遊星ギヤセット3は第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の組合せからなり、該第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4はそれぞれダブルピニオン遊星ギヤセット、シングルピニオン遊星ギヤセット、ダブルピニオン遊星ギヤセットからなっている。
【0012】
このような第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4は、第2単純遊星ギヤセットPG2の太陽ギヤS2を第3単純遊星ギヤセットPG3のピニオンギヤP3が設置される遊星キャリアCa3と第4単純遊星ギヤセットPG4のリングギヤR4に固定連結し、第2単純遊星ギヤセットPG2のリングギヤR2を第3単純遊星ギヤセットPG3のリングギヤR3に固定連結し、反力要素として作用することができるように変速機ハウジング20に可変連結される第3単純遊星ギヤセットPG3の太陽ギヤS3を第4単純遊星ギヤセットPG4のピニオンギヤP4が設置される遊星キャリアCa4に固定連結して5つの作動要素を有するようになる。
即ち、該5つの作動要素は、前記のように固定連結された3つの作動要素と、出力要素として作用することができるようにトランスファドライブギヤTDに固定連結される第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4と、入力要素として作用することができるように入力軸10に可変連結される第2単純遊星ギヤセットPG2のピニオンギヤP2が設置される遊星キャリアCa2を意味する。
【0013】
このような第1、第2遊星ギヤセット1、3は相互組合せから構成される。特に、第1単純遊星ギヤセットPG1のリングギヤR1は、第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の太陽ギヤS2、遊星キャリアCa3、リングギヤR4に固定連結され;第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1は、第2、第3単純遊星ギヤセットPG2、PG3のリングギヤR2、R3に可変連結され;第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1は、入力軸10に固定連結され第2単純遊星ギヤセットPG2の遊星キャリアCa2に可変連結され;第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4は、変速された回転動力を終減速装置に伝達するトランスファドライブギヤTDに固定連結されている。
図1には前記トランスファドライブギヤTDが終減速装置を通じて差動装置に動力を伝達する構造を省略しているが、そのような構造は公知のものが使用されることができ、また、いずれのものが使用されても本発明が図る目的を実現することができるので、それに対する説明は省略する。
【0014】
また、前記第1、第2遊星ギヤセット1、3の作動要素の中の特定作動要素を相互可変連結させて動力を断続させるクラッチ手段は第1、第2クラッチC1、C2から構成される。
第1クラッチC1は第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1と第2単純遊星ギヤセットPG2のリングギヤR2との間に設置されてDレンジ1、2、3速で作動してこれらを相互連結させ、第2クラッチC2は第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1と第2単純遊星ギヤセットPG2の遊星キャリアCa2との間に設置されてDレンジ3、4、5速で作動してこれらを相互連結させることができるように構成されている。
【0015】
さらに、前記第1、第2遊星ギヤセット1、3の作動要素の中の特定作動要素を変速機ハウジング20に選択的に固定させて反力要素として作用することができるようにするブレーキ手段は、第1、第2ブレーキB1、B2から構成される。 第1ブレーキB1は第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1と変速機ハウジング20との間に設置されてDレンジ1、5速とRレンジ1速で作動して前記遊星キャリアCa1を固定させ、第2ブレーキB2は第4単純遊星ギヤセットPG4の遊星キャリアCa4に固定連結された第3単純遊星ギヤセットPG3の太陽ギヤS3と変速機ハウジング20との間に設置されてDレンジ2、4速とRレンジ1速で作動して前記太陽ギヤS3を固定させることができるように構成されている。
【0016】
前記のように構成されるパワートレーンの変速比を説明することができるように第1、第2遊星ギヤセット1、3は、図2に示されている第1、第2レバーL1、L2で示すことができる。
即ち、第1遊星ギヤセット1は第1単純遊星ギヤセットPG1から構成されて第1レバーL1の第1、第2、第3作動要素A、D、Eで示され、第2遊星ギヤセット3は第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4から構成されて第2レバーL2の第4、第5、第6、第7、第8作動要素F、G、H、I、Jで示される。
【0017】
前記第1遊星ギヤセット1によって設定される第1、第2、第3作動要素A、D、Eと第2遊星ギヤセット3によって設定される第4、第5、第6、第7、第8作動要素F、G、H、I、Jは、これら作動要素を構成する第1単純遊星ギヤセットPG1と第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の組合せによって設定され、これは公知のものであるので詳しい説明は省略する。
【0018】
まず、第1遊星ギヤセット1を示す第1レバーL1における第1作動要素Aは第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1、第2作動要素Dは第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1、第3作動要素Eは第1単純遊星ギヤセットPG1のリングギヤR1とそれぞれ設定される。
【0019】
さらに、第2遊星ギヤセット3を示す第2レバーL2における第4作動要素Fは第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4、第5作動要素Gは第2単純遊星ギヤセットPG2の遊星キャリアCa2、第6作動要素Hは第2、第3単純遊星ギヤセットPG2、PG3のリングギヤR2、R3、第7作動要素Iは第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の太陽ギヤS2、遊星キャリアCa3、リングギヤR4、第8作動要素Jは第3、第4単純遊星ギヤセットPG3、PG4の太陽ギヤS3、遊星キャリアCa4とそれぞれ設定される。
【0020】
また、第1レバーL1における第1作動要素Aは常に入力要素として作用することができるように入力軸10に固定連結され、第2作動要素Dは反力要素として作用することができるように第1ブレーキB1によって変速機ハウジング20に可変固定される。
【0021】
第2レバーL2における第4作動要素Fは常に出力要素として作用することができるようにトランスファドライブギヤTDに固定連結され、第8作動要素Jは反力要素として作用することができるように第2ブレーキB2によって変速機ハウジング20に可変固定される。
【0022】
さらに、第1、第2遊星ギヤセット1、3を示す第1、第2レバーL1、L2は固定及び可変的に連結され、特に、第1レバーL1の第1、第2作動要素A、Dは第2レバーL2の第5、第6作動要素G、Hに第2、第1クラッチC2、C1を介してそれぞれ可変連結され、第1レバーL1の第3作動要素Eは第2レバーL2の第7作動要素Iに固定連結される。
【0023】
一方、上述のように構成される5速自動変速機用パワートレーンが装着された車両の変速レバーでDレンジを選択しスロットル開度を増加させると、トランスミッション制御ユニットTCUは車速及びスロットル開度のような車両の運行状況に適切に第1、第2クラッチC1、C2と第1、第2ブレーキB1、B2を、図6に示されているように、それぞれ選択的に作動及び解放させて自動変速を実現させる。
【0024】
以下で第1、第2クラッチC1、C2と第1、第2ブレーキB1、B2が作動するとのことは液圧回路において液圧を供給することを意味し、解放されるとのことは液圧回路において供給された液圧を排出させることを意味する。
【0025】
さらに、Dレンジ1、2、3速では前記第1クラッチC1が作動するので第1、第2レバーL1、L2は、図3に示されているように、第1、第2、第3、第4、第5、第6ノードN1、N2、N3、N4、N5、N6を有する第3レバーL3を形成する。
即ち、第3レバーL3における第1ノードN1は第1遊星ギヤセット1の第1作動要素A、第2ノードN2は第2遊星ギヤセット3の第4作動要素F、第3ノードN3は第2遊星ギヤセット3の第5作動要素G、第4ノードN4は第1遊星ギヤセット1の第2作動要素Dと第2遊星ギヤセット3の第6作動要素H、第5ノードN5は第1遊星ギヤセット1の第3作動要素Eと第2遊星ギヤセット3の第7作動要素I、第6ノードN6は第2遊星ギヤセット3の第8作動要素Jにそれぞれ対応され、この状態でDレンジ1、2、3速の変速比を可視化することができる。
【0026】
(Dレンジ1速)
トランスミッション制御ユニットTCUが第1クラッチC1と第1ブレーキB1を作動させる。それによって、第1ノードN1である第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1が入力要素になり、第4ノードN4である第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1と第2、第3単純遊星ギヤセットPG2、PG3のリングギヤR2、R3が反力要素になる。従って、第2ノードN2である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて1速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定する時、出力要素である第2ノードN2と反力要素である第4ノードN4を連結する線が1速速度線l1になる。この際、第1ノードN1に入力される回転数D1は1速入力であって、これは出力回転数より極めて大きいため減速が行われることがわかる。
また、1速状態では、第3ノードN3は出力方向に空回転し、第5、第6ノードN5、N6は出力の逆方向に回転するようになる。
【0027】
(Dレンジ2速)
前記のようなDレンジ1速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第1ブレーキB1を解放させ第2ブレーキB2を作動させる。それによって、反力要素が第4ノードN4から第6ノードN6である第3単純遊星ギヤセットPG3の太陽ギヤS3と第4単純遊星ギヤセットPG4の遊星キャリアCa4に転換される。従って、第2ノードN2である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて2速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第2ノードN2と反力要素である第6ノードN6とを連結する線が2速速度線l2になる。この際、第1ノードN1に入力される回転数D2は2速入力であって、これを1速速度線l1と比較してみると、第1ノードN1に入力される回転数が1速より小さいため、入力が同一である場合には出力回転数が1速より高速になることがわかる。
また、2速状態では第3、第4、第5ノードN3、N4、N5が出力方向と同一方向に回転し出力回転数より小さい回転数で駆動される。
【0028】
(Dレンジ3速)
前記のようなDレンジ2速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第2ブレーキB2を解放させ第2クラッチC2を作動させる。それによって、第1ノードN1に入力が行われる状態で第1、第2遊星ギヤセット1、3がロッキングされるので第2ノードN2である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて3速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットの太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第2ノードN2と入力要素である第1ノードN1とを連結する線が3速速度線l3になる。この際、第1ノードN1に入力される回転数D3は3速入力であって、これを2速速度線l2と比較してみると、第1ノードN1に入力される回転数が2速より小さいため、入力が同一である場合には出力回転数が2速より高速になることがわかり、入力回転数と出力回転数が同一であるので3速では増速及び減速が行われないことがわかる。
また、3速状態では第1、第2ノードN1、N2はもちろん第3、第4、第5、第6ノードN3、N4、N5、N6が出力方向と同一方向に同一回転数で駆動される。
【0029】
一方、Dレンジ4、5速では前記第2クラッチC2が作動するので第1、第2レバーL1、L2は、図4に示されているように、第1、第2、第3、第4、第5、第6ノードN1、N2、N3、N4、N5、N6を有する第4レバーL4を形成する。
即ち、第4レバーL4における第1ノードN1は第2遊星ギヤセット3の第4作動要素F、第2ノードN2は第1遊星ギヤセット1の第1作動要素Aと第2遊星ギヤセット3の第5作動要素G、第3ノードN3は第2遊星ギヤセット3の第6作動要素H、第4ノードN4は第1遊星ギヤセット1の第2作動要素D、第5ノードN5は第1遊星ギヤセット1の第3作動要素Eと第2遊星ギヤセット3の第7作動要素I、第6ノードN6は第2遊星ギヤセット3の第8作動要素Jにそれぞれ対応され、この状態でDレンジ4、5速の変速比を可視化することができる。
【0030】
(Dレンジ4速)
前記のようなDレンジ3速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第1クラッチC1を解放させ第2ブレーキB2を作動させる。それによって、入力要素が第2ノードN2である第1、第2単純遊星ギヤセットPG1、PG2の太陽ギヤS1と遊星キャリアCa2になって入力が行われる状態で反力要素が第6ノードN6である第3、第4単純遊星ギヤセットPG3、PG4の太陽ギヤS3と遊星キャリアCa4になる。
従って、第1ノードN1である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて4速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第1ノードN1と反力要素である第6ノードN6とを連結する線が4速速度線l4になる。この際、第2ノードN2に入力される回転数D4は4速入力であって、これを出力回転数1と比較してみると、第2ノードN2に入力される回転数D4が出力回転数である1より小さいため増速が行われるオーバドライブであり、入力が同一である場合には出力回転数が1である3速より高速になることがわかる。
また、4速状態では第3、第4、第5ノードN3、N4、N5が出力方向と同一方向に回転するが、出力回転数より小さい回転数で駆動されるので、出力回転数より高い回転数で空回転する作動要素による動力損失が防止される。
【0031】
(Dレンジ5速)
前記のようなDレンジ4速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第2ブレーキB2を解放させ第1ブレーキB1を作動させる。それによって、入力要素が第2ノードN2である第1、第2単純遊星ギヤセットPG1、PG2の太陽ギヤS1と遊星キャリアCa2になって入力が行われる状態で反力要素が第6ノードN6から第4ノードN4である第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1に転換される。
従って、第1ノードN1である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて5速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第1ノードN1と反力要素である第4ノードN4とを連結する線が5速速度線l5になる。この際、第2ノードN2に入力される回転数D5は5速入力であって、これを4速速度線l4と比較してみると、第2ノードN2に入力される回転数D5が4速より小さいのでオーバドライブであることはもちろん、入力が同一である場合には出力回転数が4速より高速になることがわかる。
また、5速状態では第3ノードN3が出力方向と同一方向に回転するが、出力回転数より小さい回転数で駆動されるので、出力回転数より高い回転数で空回転する作動要素による動力損失が防止される。この際、第5、第6ノードN5、N6は出力回転の逆方向に駆動される。
【0032】
(Rレンジ1速)
一方、変速レバーでRレンジを選択しスロットル開度を増加させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第1、第2クラッチC1、C2を解放させ、第1、第2ブレーキB1、B2を作動させる。
従って、Rレンジ1速で第1、第2レバーL1、L2は、図5に示されているように、第1、第2、第3、第4、第5、第6ノードN1、N2、N3、N4、N5、N6を有する第5レバーL5を形成する。
即ち、第5レバーL5における第1ノードN1は第2遊星ギヤセット3の第4作動要素F、第2ノードN2は第2遊星ギヤセット3の第5作動要素G、第3ノードN3は第2遊星ギヤセット3の第6作動要素H、第4ノードN4は第1遊星ギヤセット1の第3作動要素Eと第2遊星ギヤセット3の第7作動要素I、第5ノードN5は第1遊星ギヤセット1の第2作動要素Dと第2遊星ギヤセット3の第8作動要素J、第6ノードN6は第1遊星ギヤセット1の第1作動要素Aにそれぞれ対応され、この状態でRレンジ1速の変速比を可視化することができる。
【0033】
Rレンジで第1、第2クラッチC1、C2が解放され第1、第2ブレーキB1、B2が作動するので、入力要素が第6ノードN6である第1遊星ギヤセット1の第1作動要素Aになって入力が行われる状態で第5ノードN5である第1遊星ギヤセット1の第2作動要素Dと第2遊星ギヤセット3の第8作動要素Jが反力要素として作用して第1ノードN1である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じてRレンジ1速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第1ノードN1と反力要素である第5ノードN5とを連結する線が後進1速速度線l6になる。この際、第6ノードN6に入力される回転数REVは後進1速入力であって、第6ノードN6に入力される回転数は出力方向に対して逆方向であることがわかる。
前記第6ノードN6に入力される回転数REVは実質的に逆回転することではなく出力回転数を“1”と仮定したため出力の逆方向を可視化させるだけである。
また、Rレンジ1速状態では第2、第3、第4ノードN2、N3、N4が出力方向と同一方向に回転するが、出力回転数より小さい回転数で駆動される。
【0034】
【発明の効果】
上述のように、本発明による5速自動変速機用パワートレーンは4つの単純遊星ギヤセットと4つの摩擦要素の組合せから構成されて前進5速と後進1速の変速比を実現するのでオーバドライブ時最終出力要素より高速で回転する要素を除去して動力損失を最少化させ、摩擦要素による動力損失はもちろんパワートレーンのサイズ及び重量を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンの構成図である。
【図2】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンの概念図である。
【図3】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンのDレンジ1、2、3速における速度線図である。
【図4】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンのDレンジ4、5速における速度線図である。
【図5】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンのRレンジ1速における速度線図である。
【図6】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンを制御するための各変速段別摩擦要素作動表である。
【符号の説明】
1 第1遊星ギヤセット
3 第2遊星ギヤセット
10 入力軸
20 変速機ハウジング
100 エンジン
T トルクコンバータ
A 第1作動要素
D 第2作動要素
E 第3作動要素
F 第4作動要素
G 第5作動要素
H 第6作動要素
I 第7作動要素
J 第8作動要素
TD トランスファドライブギヤ
B1 第1ブレーキ
B2 第2ブレーキ
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
L1 第1レバー
L2 第2レバー
L3 第3レバー
L4 第4レバー
L5 第5レバー
l1 Dレンジ1速速度線
l2 Dレンジ2速速度線
l3 Dレンジ3速速度線
l4 Dレンジ4速速度線
l5 Dレンジ5速速度線
l6 後進1速速度線
N1 第1ノード
N2 第2ノード
N3 第3ノード
N4 第4ノード
N5 第5ノード
N6 第6ノード
P1 第1単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
P2 第2単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
P3 第3単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
P4 第4単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
R1 第1単純遊星ギヤセットのリングギヤ
R2 第2単純遊星ギヤセットのリングギヤ
R3 第3単純遊星ギヤセットのリングギヤ
R4 第4単純遊星ギヤセットのリングギヤ
S1 第1単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
S2 第2単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
S3 第3単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
S4 第4単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
Ca1 第1単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
Ca2 第2単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
Ca3 第3単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
Ca4 第4単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
PG1 第1単純遊星ギヤセット
PG2 第2単純遊星ギヤセット
PG3 第3単純遊星ギヤセット
PG4 第4単純遊星ギヤセット
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機に係わり、より詳しくは、4つの単純遊星ギヤセットと4つの摩擦要素で前進5速と後進1速の変速段を実現する5速自動変速機用パワートレーンに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、車両用自動変速機は車速とスロットル開度及びレンジ選択のような車両の運行状況に応じてパワートレーンの変速比を自動に制御するトランスミッション制御ユニットTCUを備えている。
このトランスミッション制御ユニットTCUはパワートレーンに設置された多数個の摩擦要素を作動又は非作動状態に制御して遊星ギヤセットの3要素(太陽ギヤ、リングギヤ、遊星キャリア)の中のいずれか一つの要素を入力要素にし、他の要素を反力要素にし、また、その他の要素を出力要素にして、この出力要素で変速された回転数を出力することができるようにする。
【0003】
前記のようなトランスミッション制御ユニットTCUによって制御されるパワートレーンは大抵前進4速と後進1速を実現することができるものであるが、最近は高出力エンジンの性能を充分に活用するために変速比をより多段化して前進5速後進1速を実現するものが提案されている。
このように前進5速と後進1速の変速段を実現するパワートレーンは3つの単純遊星ギヤセットを組合せ、6、7つの摩擦要素で制御することができるように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のような5速自動変速機用パワートレーンはオーバドライブ領域である前進4、5速において最終出力要素より高速で回転する要素が存在するため動力損失が大きく、多数個の摩擦要素を使用するため摩擦要素による動力損失が大きいのはもちろんパワートレーンのサイズ及び重量が大きくなる短所がある。
【0005】
従って、本発明は前記のような短所を解決するためのものであって、本発明の目的は、オーバドライブ時に最終出力要素より高速で回転する要素を除去して動力損失を最少化し、摩擦要素の個数を減少させて摩擦要素による動力損失はもちろんパワートレーンのサイズ及び重量を低下させる5速自動変速機用パワートレーンを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を実現するため本発明に係る5速自動変速機用パワートレーンは、シングルピニオン遊星ギヤセットである単純遊星ギヤセット(PG1)であって、太陽ギヤ(S1)が第1作動要素(A)、遊星キャリア(Ca1)が第2作動要素(D)、リングギヤ(R1)が第3作動要素(E)として各々設定され、前記第1作動要素(A)である太陽ギヤ(S1)が入力軸(10)に固定連結された第1遊星ギヤセット(1)と;ダブルピニオン遊星ギヤセットである第2単純遊星ギヤセット(PG2)と、シングルピニオン遊星ギヤセットである第3単純遊星ギヤセット(PG3)とダブルピニオン遊星ギヤセットである第4単純遊星ギヤセット(PG4)の組合せからなって第4、第5、第6、第7、第8作動要素(F、G、H、I、J)を形成し、前記第4作動要素(F)が第4単純遊星ギヤセット(PG4)の太陽ギヤ(S4)、第5作動要素(G)が第2単純遊星ギヤセット(PG2)の遊星キャリア(Ca2)、第6作動要素(H)が第2、第3単純遊星ギヤセット(PG2、PG3)のリングギヤ(R2、R3)、第7作動要素(I)が第2単純遊星ギヤセット(PG2)の太陽ギヤ(S2)と第3単純遊星ギヤセット(PG3)の遊星キャリア(Ca3)と第4単純遊星ギヤセット(PG4)のリングギヤ(R4)、第8作動要素(J)が第3単純遊星ギヤセット(PG3)の太陽ギヤ(S3)と第4単純遊星ギヤセット(PG4)の遊星キャリア(Ca4)として各々設定され、第2単純遊星ギヤセット(PG2)の太陽ギヤ(S2)とリングギヤ(R2)とが第3単純遊星ギヤセット(PG3)の遊星キャリア(Ca3)とリングギヤ(R3)とに各々固定連結され、第3単純遊星ギヤセット(PG3)の太陽ギヤ(S3)と遊星キャリア(Ca3)とが第4単純遊星ギヤセット(PG4)の遊星キャリア(Ca4)とリングギヤ(R4)とに各々固定連結され、第4単純遊星ギヤセット(PG4)の太陽ギヤ(S4)がトランスファドライブギヤ(TD)に固定連結された第2遊星ギヤセット(2)と;第1遊星ギヤセット(1)の第1、第2作動要素(A、D)から第2遊星ギヤセット(2)の第5、第6作動要素(G、H)に伝達される動力を断続することが可能であるようにこれらの間に各々可変連結された第2、第1クラッチ(C2、C1)と;第1遊星ギヤセット(1)の第2作動要素(D)と第2遊星ギヤセット(2)の第8作動要素(J)とが選択的な反力要素として作用することが可能であるように、それらと変速機ハウジング(20)との間に各々可変連結された第1、第2ブレーキ(B1、B2)と;を備えることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の態様を添付図面に基づいてより詳しく説明する。
図1は本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンの構成図であり、エンジン100の回転動力がトルクコンバータTからトルク変換されて入力軸10を通じて第1、第2遊星ギヤセット1、3に伝達されてトランスファドライブギヤTDに前進5速と後進1速の変速段を出力することができるようになっている。
【0010】
前記第1遊星ギヤセット1は第1単純遊星ギヤセットPG1からなり、該第1単純遊星ギヤセットPG1はシングルピニオン遊星ギヤセットからなっている。
このような第1単純遊星ギヤセットPG1は3つの作動要素を有するようになり、これら3つの作動要素は、リングギヤR1、入力要素として作用することができるように入力軸10に固定連結される第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1、反力要素として作用することができるように変速機ハウジング20に可変連結されるピニオンギヤP1が設置される第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1を意味する。
【0011】
さらに、第2遊星ギヤセット3は第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の組合せからなり、該第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4はそれぞれダブルピニオン遊星ギヤセット、シングルピニオン遊星ギヤセット、ダブルピニオン遊星ギヤセットからなっている。
【0012】
このような第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4は、第2単純遊星ギヤセットPG2の太陽ギヤS2を第3単純遊星ギヤセットPG3のピニオンギヤP3が設置される遊星キャリアCa3と第4単純遊星ギヤセットPG4のリングギヤR4に固定連結し、第2単純遊星ギヤセットPG2のリングギヤR2を第3単純遊星ギヤセットPG3のリングギヤR3に固定連結し、反力要素として作用することができるように変速機ハウジング20に可変連結される第3単純遊星ギヤセットPG3の太陽ギヤS3を第4単純遊星ギヤセットPG4のピニオンギヤP4が設置される遊星キャリアCa4に固定連結して5つの作動要素を有するようになる。
即ち、該5つの作動要素は、前記のように固定連結された3つの作動要素と、出力要素として作用することができるようにトランスファドライブギヤTDに固定連結される第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4と、入力要素として作用することができるように入力軸10に可変連結される第2単純遊星ギヤセットPG2のピニオンギヤP2が設置される遊星キャリアCa2を意味する。
【0013】
このような第1、第2遊星ギヤセット1、3は相互組合せから構成される。特に、第1単純遊星ギヤセットPG1のリングギヤR1は、第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の太陽ギヤS2、遊星キャリアCa3、リングギヤR4に固定連結され;第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1は、第2、第3単純遊星ギヤセットPG2、PG3のリングギヤR2、R3に可変連結され;第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1は、入力軸10に固定連結され第2単純遊星ギヤセットPG2の遊星キャリアCa2に可変連結され;第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4は、変速された回転動力を終減速装置に伝達するトランスファドライブギヤTDに固定連結されている。
図1には前記トランスファドライブギヤTDが終減速装置を通じて差動装置に動力を伝達する構造を省略しているが、そのような構造は公知のものが使用されることができ、また、いずれのものが使用されても本発明が図る目的を実現することができるので、それに対する説明は省略する。
【0014】
また、前記第1、第2遊星ギヤセット1、3の作動要素の中の特定作動要素を相互可変連結させて動力を断続させるクラッチ手段は第1、第2クラッチC1、C2から構成される。
第1クラッチC1は第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1と第2単純遊星ギヤセットPG2のリングギヤR2との間に設置されてDレンジ1、2、3速で作動してこれらを相互連結させ、第2クラッチC2は第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1と第2単純遊星ギヤセットPG2の遊星キャリアCa2との間に設置されてDレンジ3、4、5速で作動してこれらを相互連結させることができるように構成されている。
【0015】
さらに、前記第1、第2遊星ギヤセット1、3の作動要素の中の特定作動要素を変速機ハウジング20に選択的に固定させて反力要素として作用することができるようにするブレーキ手段は、第1、第2ブレーキB1、B2から構成される。 第1ブレーキB1は第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1と変速機ハウジング20との間に設置されてDレンジ1、5速とRレンジ1速で作動して前記遊星キャリアCa1を固定させ、第2ブレーキB2は第4単純遊星ギヤセットPG4の遊星キャリアCa4に固定連結された第3単純遊星ギヤセットPG3の太陽ギヤS3と変速機ハウジング20との間に設置されてDレンジ2、4速とRレンジ1速で作動して前記太陽ギヤS3を固定させることができるように構成されている。
【0016】
前記のように構成されるパワートレーンの変速比を説明することができるように第1、第2遊星ギヤセット1、3は、図2に示されている第1、第2レバーL1、L2で示すことができる。
即ち、第1遊星ギヤセット1は第1単純遊星ギヤセットPG1から構成されて第1レバーL1の第1、第2、第3作動要素A、D、Eで示され、第2遊星ギヤセット3は第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4から構成されて第2レバーL2の第4、第5、第6、第7、第8作動要素F、G、H、I、Jで示される。
【0017】
前記第1遊星ギヤセット1によって設定される第1、第2、第3作動要素A、D、Eと第2遊星ギヤセット3によって設定される第4、第5、第6、第7、第8作動要素F、G、H、I、Jは、これら作動要素を構成する第1単純遊星ギヤセットPG1と第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の組合せによって設定され、これは公知のものであるので詳しい説明は省略する。
【0018】
まず、第1遊星ギヤセット1を示す第1レバーL1における第1作動要素Aは第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1、第2作動要素Dは第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1、第3作動要素Eは第1単純遊星ギヤセットPG1のリングギヤR1とそれぞれ設定される。
【0019】
さらに、第2遊星ギヤセット3を示す第2レバーL2における第4作動要素Fは第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4、第5作動要素Gは第2単純遊星ギヤセットPG2の遊星キャリアCa2、第6作動要素Hは第2、第3単純遊星ギヤセットPG2、PG3のリングギヤR2、R3、第7作動要素Iは第2、第3、第4単純遊星ギヤセットPG2、PG3、PG4の太陽ギヤS2、遊星キャリアCa3、リングギヤR4、第8作動要素Jは第3、第4単純遊星ギヤセットPG3、PG4の太陽ギヤS3、遊星キャリアCa4とそれぞれ設定される。
【0020】
また、第1レバーL1における第1作動要素Aは常に入力要素として作用することができるように入力軸10に固定連結され、第2作動要素Dは反力要素として作用することができるように第1ブレーキB1によって変速機ハウジング20に可変固定される。
【0021】
第2レバーL2における第4作動要素Fは常に出力要素として作用することができるようにトランスファドライブギヤTDに固定連結され、第8作動要素Jは反力要素として作用することができるように第2ブレーキB2によって変速機ハウジング20に可変固定される。
【0022】
さらに、第1、第2遊星ギヤセット1、3を示す第1、第2レバーL1、L2は固定及び可変的に連結され、特に、第1レバーL1の第1、第2作動要素A、Dは第2レバーL2の第5、第6作動要素G、Hに第2、第1クラッチC2、C1を介してそれぞれ可変連結され、第1レバーL1の第3作動要素Eは第2レバーL2の第7作動要素Iに固定連結される。
【0023】
一方、上述のように構成される5速自動変速機用パワートレーンが装着された車両の変速レバーでDレンジを選択しスロットル開度を増加させると、トランスミッション制御ユニットTCUは車速及びスロットル開度のような車両の運行状況に適切に第1、第2クラッチC1、C2と第1、第2ブレーキB1、B2を、図6に示されているように、それぞれ選択的に作動及び解放させて自動変速を実現させる。
【0024】
以下で第1、第2クラッチC1、C2と第1、第2ブレーキB1、B2が作動するとのことは液圧回路において液圧を供給することを意味し、解放されるとのことは液圧回路において供給された液圧を排出させることを意味する。
【0025】
さらに、Dレンジ1、2、3速では前記第1クラッチC1が作動するので第1、第2レバーL1、L2は、図3に示されているように、第1、第2、第3、第4、第5、第6ノードN1、N2、N3、N4、N5、N6を有する第3レバーL3を形成する。
即ち、第3レバーL3における第1ノードN1は第1遊星ギヤセット1の第1作動要素A、第2ノードN2は第2遊星ギヤセット3の第4作動要素F、第3ノードN3は第2遊星ギヤセット3の第5作動要素G、第4ノードN4は第1遊星ギヤセット1の第2作動要素Dと第2遊星ギヤセット3の第6作動要素H、第5ノードN5は第1遊星ギヤセット1の第3作動要素Eと第2遊星ギヤセット3の第7作動要素I、第6ノードN6は第2遊星ギヤセット3の第8作動要素Jにそれぞれ対応され、この状態でDレンジ1、2、3速の変速比を可視化することができる。
【0026】
(Dレンジ1速)
トランスミッション制御ユニットTCUが第1クラッチC1と第1ブレーキB1を作動させる。それによって、第1ノードN1である第1単純遊星ギヤセットPG1の太陽ギヤS1が入力要素になり、第4ノードN4である第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1と第2、第3単純遊星ギヤセットPG2、PG3のリングギヤR2、R3が反力要素になる。従って、第2ノードN2である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて1速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定する時、出力要素である第2ノードN2と反力要素である第4ノードN4を連結する線が1速速度線l1になる。この際、第1ノードN1に入力される回転数D1は1速入力であって、これは出力回転数より極めて大きいため減速が行われることがわかる。
また、1速状態では、第3ノードN3は出力方向に空回転し、第5、第6ノードN5、N6は出力の逆方向に回転するようになる。
【0027】
(Dレンジ2速)
前記のようなDレンジ1速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第1ブレーキB1を解放させ第2ブレーキB2を作動させる。それによって、反力要素が第4ノードN4から第6ノードN6である第3単純遊星ギヤセットPG3の太陽ギヤS3と第4単純遊星ギヤセットPG4の遊星キャリアCa4に転換される。従って、第2ノードN2である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて2速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第2ノードN2と反力要素である第6ノードN6とを連結する線が2速速度線l2になる。この際、第1ノードN1に入力される回転数D2は2速入力であって、これを1速速度線l1と比較してみると、第1ノードN1に入力される回転数が1速より小さいため、入力が同一である場合には出力回転数が1速より高速になることがわかる。
また、2速状態では第3、第4、第5ノードN3、N4、N5が出力方向と同一方向に回転し出力回転数より小さい回転数で駆動される。
【0028】
(Dレンジ3速)
前記のようなDレンジ2速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第2ブレーキB2を解放させ第2クラッチC2を作動させる。それによって、第1ノードN1に入力が行われる状態で第1、第2遊星ギヤセット1、3がロッキングされるので第2ノードN2である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて3速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットの太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第2ノードN2と入力要素である第1ノードN1とを連結する線が3速速度線l3になる。この際、第1ノードN1に入力される回転数D3は3速入力であって、これを2速速度線l2と比較してみると、第1ノードN1に入力される回転数が2速より小さいため、入力が同一である場合には出力回転数が2速より高速になることがわかり、入力回転数と出力回転数が同一であるので3速では増速及び減速が行われないことがわかる。
また、3速状態では第1、第2ノードN1、N2はもちろん第3、第4、第5、第6ノードN3、N4、N5、N6が出力方向と同一方向に同一回転数で駆動される。
【0029】
一方、Dレンジ4、5速では前記第2クラッチC2が作動するので第1、第2レバーL1、L2は、図4に示されているように、第1、第2、第3、第4、第5、第6ノードN1、N2、N3、N4、N5、N6を有する第4レバーL4を形成する。
即ち、第4レバーL4における第1ノードN1は第2遊星ギヤセット3の第4作動要素F、第2ノードN2は第1遊星ギヤセット1の第1作動要素Aと第2遊星ギヤセット3の第5作動要素G、第3ノードN3は第2遊星ギヤセット3の第6作動要素H、第4ノードN4は第1遊星ギヤセット1の第2作動要素D、第5ノードN5は第1遊星ギヤセット1の第3作動要素Eと第2遊星ギヤセット3の第7作動要素I、第6ノードN6は第2遊星ギヤセット3の第8作動要素Jにそれぞれ対応され、この状態でDレンジ4、5速の変速比を可視化することができる。
【0030】
(Dレンジ4速)
前記のようなDレンジ3速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第1クラッチC1を解放させ第2ブレーキB2を作動させる。それによって、入力要素が第2ノードN2である第1、第2単純遊星ギヤセットPG1、PG2の太陽ギヤS1と遊星キャリアCa2になって入力が行われる状態で反力要素が第6ノードN6である第3、第4単純遊星ギヤセットPG3、PG4の太陽ギヤS3と遊星キャリアCa4になる。
従って、第1ノードN1である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて4速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第1ノードN1と反力要素である第6ノードN6とを連結する線が4速速度線l4になる。この際、第2ノードN2に入力される回転数D4は4速入力であって、これを出力回転数1と比較してみると、第2ノードN2に入力される回転数D4が出力回転数である1より小さいため増速が行われるオーバドライブであり、入力が同一である場合には出力回転数が1である3速より高速になることがわかる。
また、4速状態では第3、第4、第5ノードN3、N4、N5が出力方向と同一方向に回転するが、出力回転数より小さい回転数で駆動されるので、出力回転数より高い回転数で空回転する作動要素による動力損失が防止される。
【0031】
(Dレンジ5速)
前記のようなDレンジ4速状態でスロットル開度を増大させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第2ブレーキB2を解放させ第1ブレーキB1を作動させる。それによって、入力要素が第2ノードN2である第1、第2単純遊星ギヤセットPG1、PG2の太陽ギヤS1と遊星キャリアCa2になって入力が行われる状態で反力要素が第6ノードN6から第4ノードN4である第1単純遊星ギヤセットPG1の遊星キャリアCa1に転換される。
従って、第1ノードN1である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じて5速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第1ノードN1と反力要素である第4ノードN4とを連結する線が5速速度線l5になる。この際、第2ノードN2に入力される回転数D5は5速入力であって、これを4速速度線l4と比較してみると、第2ノードN2に入力される回転数D5が4速より小さいのでオーバドライブであることはもちろん、入力が同一である場合には出力回転数が4速より高速になることがわかる。
また、5速状態では第3ノードN3が出力方向と同一方向に回転するが、出力回転数より小さい回転数で駆動されるので、出力回転数より高い回転数で空回転する作動要素による動力損失が防止される。この際、第5、第6ノードN5、N6は出力回転の逆方向に駆動される。
【0032】
(Rレンジ1速)
一方、変速レバーでRレンジを選択しスロットル開度を増加させると、トランスミッション制御ユニットTCUは第1、第2クラッチC1、C2を解放させ、第1、第2ブレーキB1、B2を作動させる。
従って、Rレンジ1速で第1、第2レバーL1、L2は、図5に示されているように、第1、第2、第3、第4、第5、第6ノードN1、N2、N3、N4、N5、N6を有する第5レバーL5を形成する。
即ち、第5レバーL5における第1ノードN1は第2遊星ギヤセット3の第4作動要素F、第2ノードN2は第2遊星ギヤセット3の第5作動要素G、第3ノードN3は第2遊星ギヤセット3の第6作動要素H、第4ノードN4は第1遊星ギヤセット1の第3作動要素Eと第2遊星ギヤセット3の第7作動要素I、第5ノードN5は第1遊星ギヤセット1の第2作動要素Dと第2遊星ギヤセット3の第8作動要素J、第6ノードN6は第1遊星ギヤセット1の第1作動要素Aにそれぞれ対応され、この状態でRレンジ1速の変速比を可視化することができる。
【0033】
Rレンジで第1、第2クラッチC1、C2が解放され第1、第2ブレーキB1、B2が作動するので、入力要素が第6ノードN6である第1遊星ギヤセット1の第1作動要素Aになって入力が行われる状態で第5ノードN5である第1遊星ギヤセット1の第2作動要素Dと第2遊星ギヤセット3の第8作動要素Jが反力要素として作用して第1ノードN1である第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4に固定連結されたトランスファドライブギヤTDを通じてRレンジ1速の変速比が出力される。
即ち、前記第4単純遊星ギヤセットPG4の太陽ギヤS4を通じて出力される回転数を“1”と仮定するとき、出力要素である第1ノードN1と反力要素である第5ノードN5とを連結する線が後進1速速度線l6になる。この際、第6ノードN6に入力される回転数REVは後進1速入力であって、第6ノードN6に入力される回転数は出力方向に対して逆方向であることがわかる。
前記第6ノードN6に入力される回転数REVは実質的に逆回転することではなく出力回転数を“1”と仮定したため出力の逆方向を可視化させるだけである。
また、Rレンジ1速状態では第2、第3、第4ノードN2、N3、N4が出力方向と同一方向に回転するが、出力回転数より小さい回転数で駆動される。
【0034】
【発明の効果】
上述のように、本発明による5速自動変速機用パワートレーンは4つの単純遊星ギヤセットと4つの摩擦要素の組合せから構成されて前進5速と後進1速の変速比を実現するのでオーバドライブ時最終出力要素より高速で回転する要素を除去して動力損失を最少化させ、摩擦要素による動力損失はもちろんパワートレーンのサイズ及び重量を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンの構成図である。
【図2】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンの概念図である。
【図3】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンのDレンジ1、2、3速における速度線図である。
【図4】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンのDレンジ4、5速における速度線図である。
【図5】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンのRレンジ1速における速度線図である。
【図6】本発明に係わる5速自動変速機用パワートレーンを制御するための各変速段別摩擦要素作動表である。
【符号の説明】
1 第1遊星ギヤセット
3 第2遊星ギヤセット
10 入力軸
20 変速機ハウジング
100 エンジン
T トルクコンバータ
A 第1作動要素
D 第2作動要素
E 第3作動要素
F 第4作動要素
G 第5作動要素
H 第6作動要素
I 第7作動要素
J 第8作動要素
TD トランスファドライブギヤ
B1 第1ブレーキ
B2 第2ブレーキ
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
L1 第1レバー
L2 第2レバー
L3 第3レバー
L4 第4レバー
L5 第5レバー
l1 Dレンジ1速速度線
l2 Dレンジ2速速度線
l3 Dレンジ3速速度線
l4 Dレンジ4速速度線
l5 Dレンジ5速速度線
l6 後進1速速度線
N1 第1ノード
N2 第2ノード
N3 第3ノード
N4 第4ノード
N5 第5ノード
N6 第6ノード
P1 第1単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
P2 第2単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
P3 第3単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
P4 第4単純遊星ギヤセットのピニオンギヤ
R1 第1単純遊星ギヤセットのリングギヤ
R2 第2単純遊星ギヤセットのリングギヤ
R3 第3単純遊星ギヤセットのリングギヤ
R4 第4単純遊星ギヤセットのリングギヤ
S1 第1単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
S2 第2単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
S3 第3単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
S4 第4単純遊星ギヤセットの太陽ギヤ
Ca1 第1単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
Ca2 第2単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
Ca3 第3単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
Ca4 第4単純遊星ギヤセットの遊星キャリア
PG1 第1単純遊星ギヤセット
PG2 第2単純遊星ギヤセット
PG3 第3単純遊星ギヤセット
PG4 第4単純遊星ギヤセット
Claims (1)
- シングルピニオン遊星ギヤセットである単純遊星ギヤセット(PG1)であって、太陽ギヤ(S1)が第1作動要素(A)、遊星キャリア(Ca1)が第2作動要素(D)、リングギヤ(R1)が第3作動要素(E)として各々設定され、前記第1作動要素(A)である太陽ギヤ(S1)が入力軸(10)に固定連結された第1遊星ギヤセット(1)と;
ダブルピニオン遊星ギヤセットである第2単純遊星ギヤセット(PG2)と、シングルピニオン遊星ギヤセットである第3単純遊星ギヤセット(PG3)とダブルピニオン遊星ギヤセットである第4単純遊星ギヤセット(PG4)の組合せからなって第4、第5、第6、第7、第8作動要素(F、G、H、I、J)を形成し、前記第4作動要素(F)が第4単純遊星ギヤセット(PG4)の太陽ギヤ(S4)、第5作動要素(G)が第2単純遊星ギヤセット(PG2)の遊星キャリア(Ca2)、第6作動要素(H)が第2、第3単純遊星ギヤセット(PG2、PG3)のリングギヤ(R2、R3)、第7作動要素(I)が第2単純遊星ギヤセット(PG2)の太陽ギヤ(S2)と第3単純遊星ギヤセット(PG3)の遊星キャリア(Ca3)と第4単純遊星ギヤセット(PG4)のリングギヤ(R4)、第8作動要素(J)が第3単純遊星ギヤセット(PG3)の太陽ギヤ(S3)と第4単純遊星ギヤセット(PG4)の遊星キャリア(Ca4)として各々設定され、第2単純遊星ギヤセット(PG2)の太陽ギヤ(S2)とリングギヤ(R2)とが第3単純遊星ギヤセット(PG3)の遊星キャリア(Ca3)とリングギヤ(R3)とに各々固定連結され、第3単純遊星ギヤセット(PG3)の太陽ギヤ(S3)と遊星キャリア(Ca3)とが第4単純遊星ギヤセット(PG4)の遊星キャリア(Ca4)とリングギヤ(R4)とに各々固定連結され、第4単純遊星ギヤセット(PG4)の太陽ギヤ(S4)がトランスファドライブギヤ(TD)に固定連結された第2遊星ギヤセット(2)と;
第1遊星ギヤセット(1)の第1、第2作動要素(A、D)から第2遊星ギヤセット(2)の第5、第6作動要素(G、H)に伝達される動力を断続することが可能であるようにこれらの間に各々可変連結された第2、第1クラッチ(C2、C1)と;
第1遊星ギヤセット(1)の第2作動要素(D)と第2遊星ギヤセット(2)の第8作動要素(J)とが選択的な反力要素として作用することが可能であるように、それらと変速機ハウジング(20)との間に各々可変連結された第1、第2ブレーキ(B1、B2)と;を備えることを特徴とする5速自動変速機用パワートレーン。
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