JP5904762B2 - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン - Google Patents
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Description
本発明は、車両用自動変速機の遊星ギヤトレインに係り、より詳しくは、動力伝達性能を向上させ、燃費を低減させ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。このような遊星ギヤトレインは、トルクコンバーターから伝達される回転動力を多段に自動変速して出力軸に伝達する機能を行う。自動変速は、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であるばかりか、動力性能および燃費の面で優れた車両の実現が可能である。そのため、より多くの変速段を実現することができる自動変速機用遊星ギヤトレインに対する不断な研究が行われている。
遊星ギヤトレインは、同一の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）の連結構成により異なる作動メカニズムを有している。また、遊星ギヤトレインは、その連結構成により耐久性、動力伝達効率、大きさなどが異なる特性がある。そのため、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。
現在使用されている通常の自動変速機は、４速あるいは５速の自動変速機が主流となっているが、最近では６速自動変速機が商用化される傾向にあり、さらにそれ以上の変速段（８速乃至１０速）を実現することが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。
例えば、耐久性と信頼性とコストの面で有利とした３遊星・６摩擦要素の前進８速自動変速機〔特許文献１〕、構成を簡単にし、動力伝達性能を向上させ、燃費低減を図った前進８速後進１速自動変速機〔特許文献２〕、機械伝達効率が高く、各変速段のレシオ設定自由度を高めた前進７速・後進１速自動変速機〔特許文献３〕、コンパクト化を図った前進７速自動変速機〔特許文献４〕の提案がなされている。
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を組み合わせて前進８速および後進２速の変速段を実現し、各変速段で作動しない摩擦部材の個数を少くすることで摩擦ドラッグ損失を減らす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。
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、
変速された回転動力を出力する出力ギヤと、
第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤをその回転要素として有する第１遊星ギヤセットと、
第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤをその回転要素として有する第２遊星ギヤセットと、
第３サンギヤ、第３遊星キャリア、および第３リングギヤをその回転要素として有する第３遊星ギヤセットと、
前記第１サンギヤと連結されて選択的に変速機ハウジングに連結される第１回転軸と、
前記第１遊星キャリアと連結される第２回転軸と、
前記第１リングギヤと連結されて前記入力軸に直接連結される第３回転軸と、
前記第２サンギヤと連結されて選択的に前記第２回転軸に連結される第４回転軸と、
前記第３リングギヤと連結されて前記出力ギヤに直接連結される第５回転軸と、
前記第２遊星キャリアと前記第３遊星キャリアとを直接連結し、選択的に前記入力軸に連結される第６回転軸と、
前記第２リングギヤと前記第３サンギヤとを直接連結し、選択的に前記第１回転軸または前記第２回転軸に連結される第７回転軸と、
前記第１回転軸乃至第７回転軸のいずれかの回転軸同士、いずれかの回転軸と前記入力軸、およびいずれかの回転軸と前記変速機ハウジングを選択的に連結する６つの摩擦部材と、
を含み、
前記摩擦部材は、
前記第２回転軸と前記第４回転軸とを選択的に連結する第１クラッチと、
前記第２回転軸と前記第７回転軸とを選択的に連結する第２クラッチと、
前記第６回転軸と前記入力軸とを選択的に連結する第３クラッチと、
前記第１回転軸と前記第７回転軸とを選択的に連結する第４クラッチと、
前記第６回転軸と前記変速機ハウジングとを選択的に連結する第１ブレーキと、
前記第１回転軸と前記変速機ハウジングとを選択的に連結する第２ブレーキと、
を含んで構成されることを特徴とする。
エンジンの動力が伝達される入力軸と、
変速された回転動力を出力する出力ギヤと、
第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤをその回転要素として有する第１遊星ギヤセットと、
第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤをその回転要素として有する第２遊星ギヤセットと、
第３サンギヤ、第３遊星キャリア、および第３リングギヤをその回転要素として有する第３遊星ギヤセットと、
前記第１サンギヤと連結されて選択的に変速機ハウジングに連結される第１回転軸と、
前記第１遊星キャリアと連結される第２回転軸と、
前記第１リングギヤと連結されて前記入力軸に直接連結される第３回転軸と、
前記第２サンギヤと連結されて選択的に前記第２回転軸に連結される第４回転軸と、
前記第３リングギヤと連結されて前記出力ギヤに直接連結される第５回転軸と、
前記第２遊星キャリアと前記第３遊星キャリアとを直接連結し、選択的に前記入力軸に連結される第６回転軸と、
前記第２リングギヤと前記第３サンギヤとを直接連結し、選択的に前記第１回転軸または前記第２回転軸に連結される第７回転軸と、
前記第１回転軸乃至第７回転軸のいずれかの回転軸同士、いずれかの回転軸と前記入力軸、およびいずれかの回転軸と前記変速機ハウジングを選択的に連結する６つの摩擦部材と、
を含み、
前記摩擦部材は、
前記第２回転軸と前記第４回転軸とを選択的に連結する第１クラッチと、
前記第２回転軸と前記第７回転軸とを選択的に連結する第２クラッチと、
前記第６回転軸と前記入力軸とを選択的に連結する第３クラッチと、
前記第１回転軸と前記第７回転軸とを選択的に連結する第４クラッチと、
前記第６回転軸と前記変速機ハウジングとを選択的に連結する第１ブレーキと、
前記第１回転軸と前記変速機ハウジングとを選択的に連結する第２ブレーキと、
を含んで構成されることを特徴とする。
さらに好ましい形態を以下に述べる。
第１、２、３遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットから構成される。
第１、２、３遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットから構成される。
６つの摩擦部材は、第２回転軸と第４回転軸とを選択的に連結する第１クラッチと、第２回転軸と第７回転軸とを選択的に連結する第２クラッチと、第６回転軸と入力軸とを選択的に連結する第３クラッチと、第１回転軸と第７回転軸とを選択的に連結する第４クラッチと、第６回転軸と変速機ハウジングとを選択的に連結する第１ブレーキと、第１回転軸と変速機ハウジングとを選択的に連結する第２ブレーキと、を含んで構成される。
前進変速段は、６つある摩擦部材のうちの３つの摩擦部材を同時に作動させて実現され、前進１速変速段が、第１クラッチと、第４クラッチと、第１ブレーキの同時作動により、前進２速変速段が、第１クラッチと、第１ブレーキと、第２ブレーキの同時作動により、前進３速変速段が、第１クラッチと、第４クラッチと、第２ブレーキの同時作動により、前進４速変速段が、第１クラッチと、第２クラッチと、第２ブレーキの同時作動により、前進５速変速段が、第１クラッチと、第３クラッチと、第２ブレーキの同時作動により、前進６速変速段が、第１クラッチと、第２クラッチと、第３クラッチの同時作動により、前進７速変速段が、第２クラッチと、第３クラッチと、第２ブレーキの同時作動により、前進８速変速段が、第３クラッチと、第４クラッチと、第２ブレーキの同時作動により、それぞれ実現される。
また、後進変速段は、６つある摩擦部材のうちの３つの摩擦部材を同時に作動させて実現され、後進１速変速段が、第２クラッチと、第１ブレーキと、第２ブレーキの同時作動により、後進２速変速段が、第２クラッチと、第４クラッチと、第１ブレーキの同時作動により、それぞれ実現される。
遊星ギヤトレインは、第１ブレーキと並列に配置されるワンウェイクラッチをさらに含むことができる。
本発明によれば、３つの遊星ギヤセットを４つのクラッチと２つのブレーキで組み合わせて前進８速および後進２速の変速段を実現することができる。これによって、動力伝達効率および燃費を向上させることができ、後進性能を向上させることができる。
そして、各変速段で少なくとも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少くすることができる。したがって、摩擦ドラッグ損失を減らして動力伝達効率および燃費をより向上させることができる。
そして、各変速段で少なくとも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少くすることができる。したがって、摩擦ドラッグ損失を減らして動力伝達効率および燃費をより向上させることができる。
以下、本発明の実施形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
但し、本発明の実施形態を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体を通して同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付している。又、以下の説明で、構成要素の名称を第１または第２などに区分したのは、同じ名称の構成要素を明確に区別するためのものであり、その順序を限定したものではない。
但し、本発明の実施形態を明確に説明するために、説明上不要な部分は省略し、明細書全体を通して同一または類似する構成要素については同一の参照符号を付している。又、以下の説明で、構成要素の名称を第１または第２などに区分したのは、同じ名称の構成要素を明確に区別するためのものであり、その順序を限定したものではない。
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を参照すると、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た第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３と、入力軸ＩＳと、出力ギヤＯＧと、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の回転要素を互いに直接連結したり選択的に連結する７つの回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７と、６つの摩擦部材（第１、２、３、４クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、及び第１、２ブレーキＢ１、Ｂ２）と、変速機ハウジングＨとを備えている。
これによって、入力軸ＩＳから入力された回転動力が、第１、２、３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３の相互補完作動により変速されて出力ギヤＯＧから出力される。
そして、これらの各遊星ギヤセットは、エンジン側からその後方に第３、２、１遊星ギヤセットＰＧ３、ＰＧ２、ＰＧ１の順に配置される。
そして、これらの各遊星ギヤセットは、エンジン側からその後方に第３、２、１遊星ギヤセットＰＧ３、ＰＧ２、ＰＧ１の順に配置される。
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ーを通じてトルク変換が行われて入力される。
出力ギヤＯＧ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ように駆動力を伝達する。
出力ギヤＯＧ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ように駆動力を伝達する。
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に外接噛合された第１ピニオンＰ１を支持する第１遊星キャリアＰＣ１と、第１ピニオンＰ１に内接噛合された第１リングギヤＲ１、をその回転要素として含んでいる。
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って、第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２に外接噛合された第２ピニオンＰ２を支持する第２遊星キャリアＰＣ２と、第２ピニオンＰ２に内接噛合された第２リングギヤＲ２、をその回転要素として含んでいる。
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に外接噛合された第３ピニオンＰ３を支持する第３遊星キャリアＰＣ３と、第３ピニオンＰ３に内接噛合された第３リングギヤＲ３、をその回転要素として含んでいる。
そして、第１遊星ギヤセットＰＧ１の３つの回転要素はそれぞれ独立した回転要素として作動し、第１遊星ギヤセットＰＧ１は、第１、２、３回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３を有している。
第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３は、第２、３遊星キャリアＰＣ２、ＰＣ３が直接連結され、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３が直接連結されて４つの回転要素により作動し、第４、５、６、７回転軸ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７を有している。
第１回転軸ＴＭ１は、第１サンギヤＳ１を含んで構成される。
第２回転軸ＴＭ２は、第１遊星キャリアＰＣ１を含んで構成される。
第３回転軸ＴＭ３は、第１リングギヤＲ１を含んで構成され、入力軸ＩＳと直接連結されて常時入力要素として作動する。
第４回転軸ＴＭ４は、第２サンギヤＳ２を含んで構成される。
第５回転軸ＴＭ５は、第３リングギヤＲ３を含んで構成され、出力ギヤＯＧと直接連結されて常時最終出力要素として作動する。
第６回転軸ＴＭ６は、第２遊星キャリアＰＣ２と第３遊星キャリアＰＣ３を摩擦部材なしに直接連結して構成される。
第７回転軸ＴＭ７は、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３を摩擦部材なしに直接連結して構成される。
第２回転軸ＴＭ２は、第１遊星キャリアＰＣ１を含んで構成される。
第３回転軸ＴＭ３は、第１リングギヤＲ１を含んで構成され、入力軸ＩＳと直接連結されて常時入力要素として作動する。
第４回転軸ＴＭ４は、第２サンギヤＳ２を含んで構成される。
第５回転軸ＴＭ５は、第３リングギヤＲ３を含んで構成され、出力ギヤＯＧと直接連結されて常時最終出力要素として作動する。
第６回転軸ＴＭ６は、第２遊星キャリアＰＣ２と第３遊星キャリアＰＣ３を摩擦部材なしに直接連結して構成される。
第７回転軸ＴＭ７は、第２リングギヤＲ２と第３サンギヤＳ３を摩擦部材なしに直接連結して構成される。
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７回転軸ＴＭ７との間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との間を選択的に連結する。
第４クラッチＣ４は、第１回転軸ＴＭ１と第７回転軸ＴＭ７との間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７回転軸ＴＭ７との間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との間を選択的に連結する。
第４クラッチＣ４は、第１回転軸ＴＭ１と第７回転軸ＴＭ７との間を選択的に連結する。
第１ブレーキＢ１は、第６回転軸ＴＭ６と変速機ハウジングＨとの間を選択的に連結する。
第２ブレーキＢ２は、第１回転軸ＴＭ１と変速機ハウジングＨとの間を選択的に連結する。
第１ブレーキＢ１は、並列配置されたワンウェイクラッチＦ１をさらに含み、ワンウェイクラッチＦ１は、一般的な運行状態で第１ブレーキＢ１に代わることができる。
第２ブレーキＢ２は、第１回転軸ＴＭ１と変速機ハウジングＨとの間を選択的に連結する。
第１ブレーキＢ１は、並列配置されたワンウェイクラッチＦ１をさらに含み、ワンウェイクラッチＦ１は、一般的な運行状態で第１ブレーキＢ１に代わることができる。
よく知られているように、摩擦部材を形成するクラッチは、回転体と回転体を選択的に連結する摩擦部材であり、ブレーキは、回転体と非回転体（固定体）を選択的に連結する摩擦部材である。すなわち、クラッチが作動していることは、互いに連結される回転軸が回転体として作動していることであり、ブレーキが作動していることは、変速機ハウジングＨに連結される回転軸が固定体として作動していることである。
また、第１、第２、第３、第４クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２からなる各摩擦部材は、油圧により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、本発明の実施形態による遊星ギヤトレインに適用される各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れば、各変速段で６つの摩擦部材のうちの３つの摩擦部材が作動して前進８速および後進２速を実現している。
図２を参照して各変速段別の摩擦部材の作動状態を説明する。
前進１速変速段Ｄ１は、第１クラッチＣ１と、第４クラッチＣ４と、第１ブレーキＢ１との同時作動により実現される。
前進２速変速段Ｄ２は、第１クラッチＣ１と、第１ブレーキＢ１と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進３速変速段Ｄ３は、第１クラッチＣ１と、第４クラッチＣ４と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進４速変速段Ｄ４は、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進５速変速段Ｄ５は、第１クラッチＣ１と、第３クラッチＣ３と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進６速変速段Ｄ６は、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３との同時作動により実現される。
前進７速変速段Ｄ７は、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進８速変速段Ｄ８は、第３クラッチＣ３と、第４クラッチＣ４と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
後進１速変速段ＲＥＶ１は、第２クラッチＣ２と、第１ブレーキＢ１と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
後進２速変速段ＲＥＶ２は、第２クラッチＣ２と、第４クラッチＣ４と、第１ブレーキＢ１との同時作動により実現される。
前進１速変速段Ｄ１は、第１クラッチＣ１と、第４クラッチＣ４と、第１ブレーキＢ１との同時作動により実現される。
前進２速変速段Ｄ２は、第１クラッチＣ１と、第１ブレーキＢ１と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進３速変速段Ｄ３は、第１クラッチＣ１と、第４クラッチＣ４と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進４速変速段Ｄ４は、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進５速変速段Ｄ５は、第１クラッチＣ１と、第３クラッチＣ３と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進６速変速段Ｄ６は、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３との同時作動により実現される。
前進７速変速段Ｄ７は、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
前進８速変速段Ｄ８は、第３クラッチＣ３と、第４クラッチＣ４と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
後進１速変速段ＲＥＶ１は、第２クラッチＣ２と、第１ブレーキＢ１と、第２ブレーキＢ２との同時作動により実現される。
後進２速変速段ＲＥＶ２は、第２クラッチＣ２と、第４クラッチＣ４と、第１ブレーキＢ１との同時作動により実現される。
上記の説明では、前進１速変速段Ｄ１で第１クラッチＣ１と、第４クラッチＣ４と、第１ブレーキＢ１と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が作動してもよい。
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る。
図３を参照すると、図の下側の横線は、回転速度「０」を示し、上側の横線は回転速度「１．０」、つまり、入力軸ＩＳと同一の回転速度を示している。第１遊星ギヤセットＰＧ１の３つの縦線は、左側から順次に第１、２、３回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３と設定される。ここで、第１、２、３回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３の間の間隔は、第１遊星ギヤセットＰＧ１のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）により決定される。
図３を参照すると、図の下側の横線は、回転速度「０」を示し、上側の横線は回転速度「１．０」、つまり、入力軸ＩＳと同一の回転速度を示している。第１遊星ギヤセットＰＧ１の３つの縦線は、左側から順次に第１、２、３回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３と設定される。ここで、第１、２、３回転軸ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３の間の間隔は、第１遊星ギヤセットＰＧ１のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）により決定される。
第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３の４つの縦線は、左側から順次に第４、第５、第６、第７回転軸ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７と設定される。ここで、第４、第５、第６、第７回転軸ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７の間の間隔は、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３の各ギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）により決定される。
次に、図２と図３を参照して本発明の実施形態の遊星ギヤトレインの各変速段別の変速過程を説明する。
［前進１速］
図２を参照すれば、前進１速Ｄ１では、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４と第１ブレーキＢ１が同時に作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動するようになる。
そして、第４クラッチＣ４の作動により第１回転軸ＴＭ１と第７回転軸ＴＭ７が連結されて第１遊星ギヤセットＰＧ１で第１速度線Ｔ１を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第１減速が出力される。
［前進１速］
図２を参照すれば、前進１速Ｄ１では、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４と第１ブレーキＢ１が同時に作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動するようになる。
そして、第４クラッチＣ４の作動により第１回転軸ＴＭ１と第７回転軸ＴＭ７が連結されて第１遊星ギヤセットＰＧ１で第１速度線Ｔ１を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第１減速が出力される。
そうすると、第２、第３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第４回転軸ＴＭ４を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速力が入力されている状態で、第１ブレーキＢ１の作動により第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動して第１変速線ＳＰ１を形成する。
これによって、第１変速線ＳＰ１と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進１速Ｄ１が出力される。
これによって、第１変速線ＳＰ１と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進１速Ｄ１が出力される。
［前進２速］
前進２速Ｄ２では、前進１速Ｄ１の状態で作動していた第４クラッチＣ４の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
前進２速Ｄ２では、前進１速Ｄ１の状態で作動していた第４クラッチＣ４の作動が解除され、第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第２速度線Ｔ２を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第２減速が出力される。
そして、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第１クラッチＣ１の作動により第４回転軸ＴＭ４を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速度が入力されている状態で、第１ブレーキＢ１の作動により第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動して第２変速線ＳＰ２を形成する。したがって、第２変速線ＳＰ２と出力要素の第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進２速Ｄ２が出力される。
そして、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第１クラッチＣ１の作動により第４回転軸ＴＭ４を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速度が入力されている状態で、第１ブレーキＢ１の作動により第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動して第２変速線ＳＰ２を形成する。したがって、第２変速線ＳＰ２と出力要素の第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進２速Ｄ２が出力される。
［前進３速］
前進３速Ｄ３では、前進２速Ｄ２の状態で作動していた第１ブレーキＢ１の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
前進３速Ｄ３では、前進２速Ｄ２の状態で作動していた第１ブレーキＢ１の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第２速度線Ｔ２を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第２減速が出力される。そうすると、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第１クラッチＣ１の作動により第４回転軸ＴＭ４を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速度が入力される。
このような状態で、第４クラッチＣ４の作動により第７回転軸ＴＭ７が第１回転軸ＴＭ１と連結されて第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動し、第３変速線ＳＰ３を形成する。したがって、第３変速線ＳＰ３と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進３速Ｄ３が出力される。
このような状態で、第４クラッチＣ４の作動により第７回転軸ＴＭ７が第１回転軸ＴＭ１と連結されて第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動し、第３変速線ＳＰ３を形成する。したがって、第３変速線ＳＰ３と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進３速Ｄ３が出力される。
［前進４速］
前進４速Ｄ４では、前進３速Ｄ３の状態で作動していた第４クラッチＣ４の作動が解除され、第２クラッチＣ２が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
前進４速Ｄ４では、前進３速Ｄ３の状態で作動していた第４クラッチＣ４の作動が解除され、第２クラッチＣ２が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第２速度線Ｔ２を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第２減速が出力される。そうすると、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２の作動により第４回転軸ＴＭ４と第７回転軸ＴＭ７を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速度が同時に入力される。
そこで、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３は直結の状態になり、第４変速線ＳＰ４を形成する。したがって、第４変速線ＳＰ４と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進４速Ｄ４が出力される。
そこで、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３は直結の状態になり、第４変速線ＳＰ４を形成する。したがって、第４変速線ＳＰ４と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進４速Ｄ４が出力される。
［前進５速］
前進５速Ｄ５では、前進４速Ｄ４の状態で作動していた第２クラッチＣ２の作動が解除され、第３クラッチＣ３が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
前進５速Ｄ５では、前進４速Ｄ４の状態で作動していた第２クラッチＣ２の作動が解除され、第３クラッチＣ３が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第２速度線Ｔ２を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第２減速が出力される。そうすると、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第１クラッチＣ１の作動により第４回転軸ＴＭ４を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速度が入力される。
このような状態で、第３クラッチＣ３の作動により入力軸ＩＳの回転速度が第６回転軸ＴＭ６を通じて入力されて第５変速線ＳＰ５を形成する。したがって、第５変速線ＳＰ５と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進５速Ｄ５が出力される。
このような状態で、第３クラッチＣ３の作動により入力軸ＩＳの回転速度が第６回転軸ＴＭ６を通じて入力されて第５変速線ＳＰ５を形成する。したがって、第５変速線ＳＰ５と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進５速Ｄ５が出力される。
［前進６速］
前進６速Ｄ６では、前進５速Ｄ５の状態で作動していた第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。そうすると、第１、２、３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３が全て作動するようになり、第１、第２、第３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３が全て直結の状態になる。
前進６速Ｄ６では、前進５速Ｄ５の状態で作動していた第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。そうすると、第１、２、３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３が全て作動するようになり、第１、第２、第３遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３が全て直結の状態になる。
これによって、第３速度線Ｔ３と第６変速線ＳＰ６を形成して入力軸ＩＳの回転速度と同一の前進６速Ｄ６が出力される。
［前進７速］
前進７速Ｄ７では、前進６速Ｄ６の状態で作動していた第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。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
前進７速Ｄ７では、前進６速Ｄ６の状態で作動していた第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。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第２速度線Ｔ２を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第２減速が出力される。そうすると、第２、第３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第２クラッチＣ２の作動により第７回転軸ＴＭ７を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速度が入力される。
このような状態で、第３クラッチＣ３の作動により入力軸ＩＳの回転速度が第６回転軸ＴＭ６に入力されて第７変速線ＳＰ７を形成する。したがって、第７変速線ＳＰ７と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進７速Ｄ７が出力される。
このような状態で、第３クラッチＣ３の作動により入力軸ＩＳの回転速度が第６回転軸ＴＭ６に入力されて第７変速線ＳＰ７を形成する。したがって、第７変速線ＳＰ７と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進７速Ｄ７が出力される。
［前進８速］
前進８速Ｄ８では、前進７速Ｄ７の状態で作動していた第２クラッチＣ２の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
前進８速Ｄ８では、前進７速Ｄ７の状態で作動していた第２クラッチＣ２の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第２速度線Ｔ２を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第２減速を出力する。
しかし、第１、２クラッチＣ１Ｃ２が作動しないため、第２回転軸ＴＭ２の回転速度は第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３には伝達されない。そして、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第４クラッチＣ４と第２ブレーキＢ２の作動により第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動する状態で、第３クラッチＣ３の作動により第６回転軸ＴＭ６に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。したがって、第８変速線ＳＰ８を形成し、第８変速線ＳＰ８と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進８速Ｄ８が出力される。
しかし、第１、２クラッチＣ１Ｃ２が作動しないため、第２回転軸ＴＭ２の回転速度は第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３には伝達されない。そして、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第４クラッチＣ４と第２ブレーキＢ２の作動により第７回転軸ＴＭ７が固定要素として作動する状態で、第３クラッチＣ３の作動により第６回転軸ＴＭ６に入力軸ＩＳの回転速度が入力される。したがって、第８変速線ＳＰ８を形成し、第８変速線ＳＰ８と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して前進８速Ｄ８が出力される。
［後進１速］
後進１速ＲＥＶ１では、第２クラッチＣ２と、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
後進１速ＲＥＶ１では、第２クラッチＣ２と、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２が作動する。そうすると、図３のように、第３回転軸ＴＭ３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の作動により第１回転軸ＴＭ１が固定要素として作動するようになる。
これによって、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第２速度線Ｔ２を形成し、第２回転軸ＴＭ２を通じて第２減速が出力される。そうすると、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第２クラッチＣ２の作動により第７回転軸ＴＭ７を通じて第２回転軸ＴＭ２の回転速度が入力される。
このような状態で、第１ブレーキＢ１の第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動して第１後進変速線ＳＲ１を形成する。したがって、第１後進変速線ＳＲ１と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して後進１速ＲＥＶ１が出力される。
このような状態で、第１ブレーキＢ１の第６回転軸ＴＭ６が固定要素として作動して第１後進変速線ＳＲ１を形成する。したがって、第１後進変速線ＳＲ１と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して後進１速ＲＥＶ１が出力される。
［後進２速］
後進２速ＲＥＶ２では、後進１速ＲＥＶ１の状態で作動していた第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。そうすると、図３のように、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第３回転軸ＴＭ３に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２、４クラッチＣ２、Ｃ４が作動して第１遊星ギヤセットＰＧ１は直結の状態になる。したがって、入力軸ＩＳの回転速度を第７回転軸ＴＭ７を通じて第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３に伝達する。
後進２速ＲＥＶ２では、後進１速ＲＥＶ１の状態で作動していた第２ブレーキＢ２の作動が解除され、第４クラッチＣ４が作動する。そうすると、図３のように、第１遊星ギヤセットＰＧ１では、第３回転軸ＴＭ３に入力軸ＩＳの回転速度が入力されている状態で、第２、４クラッチＣ２、Ｃ４が作動して第１遊星ギヤセットＰＧ１は直結の状態になる。したがって、入力軸ＩＳの回転速度を第７回転軸ＴＭ７を通じて第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３に伝達する。
これによって、第２、３遊星ギヤセットＰＧ２、ＰＧ３では、第７回転軸ＴＭ７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の作動により第６回転軸ＴＭ６が固定要素となって第２後進変速線ＳＲ２を形成する。したがって、第２後進変速線ＳＲ２と出力要素である第５回転軸ＴＭ５の縦線とが交差して後進２速ＲＥＶ２が出力される。
上記のとおり本発明の実施形態によれば、３つの遊星ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３を、４つのクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４と２つのブレーキＢ１、Ｂ２で組み合わせて前進８速および後進２速の変速段を実現することができる。
これによって、動力伝達効率および燃費を向上させることができ、後進性能を向上させることができる。
そして、各変速段で少なくとも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減少させることができる。したがって、摩擦ドラッグ損失を減少させて動力伝達効率および燃費をより向上させることができる。
これによって、動力伝達効率および燃費を向上させることができ、後進性能を向上させることができる。
そして、各変速段で少なくとも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減少させることができる。したがって、摩擦ドラッグ損失を減少させて動力伝達効率および燃費をより向上させることができる。
以上で本発明の好ましい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が属する技術分野で通常の知識を有する者により容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更を含む。
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４：それぞれ第１、２、３、４クラッチ
Ｂ１、Ｂ２：それぞれ第１、２ブレーキ
ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３：それぞれ第１、２、３遊星ギヤセット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：それぞれ第１、２、３、サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３：それぞれ第１、２、３遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：それぞれ第１、２、３、リングギヤ
ＩＳ：入力軸
ＯＧ：出力軸
ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７：それぞれ第１、２、３、４、５、６、７回転軸
Ｂ１、Ｂ２：それぞれ第１、２ブレーキ
ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３：それぞれ第１、２、３遊星ギヤセット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３：それぞれ第１、２、３、サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３：それぞれ第１、２、３遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：それぞれ第１、２、３、リングギヤ
ＩＳ：入力軸
ＯＧ：出力軸
ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７：それぞれ第１、２、３、４、５、６、７回転軸
Claims (5)
- エンジンの動力が伝達される入力軸と、
変速された回転動力を出力する出力ギヤと、
第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤをその回転要素として有する第１遊星ギヤセットと、
第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤをその回転要素として有する第２遊星ギヤセットと、
第３サンギヤ、第３遊星キャリア、および第３リングギヤをその回転要素として有する第３遊星ギヤセットと、
前記第１サンギヤと連結されて選択的に変速機ハウジングに連結される第１回転軸と、
前記第１遊星キャリアと連結される第２回転軸と、
前記第１リングギヤと連結されて前記入力軸に直接連結される第３回転軸と、
前記第２サンギヤと連結されて選択的に前記第２回転軸に連結される第４回転軸と、
前記第３リングギヤと連結されて前記出力ギヤに直接連結される第５回転軸と、
前記第２遊星キャリアと前記第３遊星キャリアとを直接連結し、選択的に前記入力軸に連結される第６回転軸と、
前記第２リングギヤと前記第３サンギヤとを直接連結し、選択的に前記第１回転軸または前記第２回転軸に連結される第７回転軸と、
前記第１回転軸乃至第７回転軸のいずれかの回転軸同士、いずれかの回転軸と前記入力軸、およびいずれかの回転軸と前記変速機ハウジングを選択的に連結する６つの摩擦部材と、
を含み、
前記摩擦部材は、
前記第２回転軸と前記第４回転軸とを選択的に連結する第１クラッチと、
前記第２回転軸と前記第７回転軸とを選択的に連結する第２クラッチと、
前記第６回転軸と前記入力軸とを選択的に連結する第３クラッチと、
前記第１回転軸と前記第７回転軸とを選択的に連結する第４クラッチと、
前記第６回転軸と前記変速機ハウジングとを選択的に連結する第１ブレーキと、
前記第１回転軸と前記変速機ハウジングとを選択的に連結する第２ブレーキと、
を含んで構成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。 - 第１、２、３遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットから構成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。
- 前進変速段は、６つある前記摩擦部材のうちの３つの摩擦部材を同時に作動させて実現され、
前進１速変速段が、前記第１クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキの同時作動により、
前進２速変速段が、前記第１クラッチと、前記第１ブレーキと、前記第２ブレーキの同時作動により、
前進３速変速段が、前記第１クラッチと、前記第４クラッチと、前記第２ブレーキの同時作動により、
前進４速変速段が、前記第１クラッチと、前記第２クラッチと、前記第２ブレーキの同時作動により、
前進５速変速段が、前記第１クラッチと、前記第３クラッチと、前記第２ブレーキの同時作動により、
前進６速変速段が、前記第１クラッチと、前記第２クラッチと、前記第３クラッチの同時作動により、
前進７速変速段が、前記第２クラッチと、前記第３クラッチと、前記第２ブレーキの同時作動により、
前進８速変速段が、前記第３クラッチと、前記第４クラッチと、前記第２ブレーキの同時作動により、
それぞれ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。 - 後進変速段は、６つの前記摩擦部材のうちの３つの摩擦部材を同時に作動させて実現され、
後進１速変速段が、前記第２クラッチと、前記第１ブレーキと、前記第２ブレーキの同時作動により、
後進２速変速段が、前記第２クラッチと、前記第４クラッチと、前記第１ブレーキの同時作動により、
それぞれ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。 - 前記第１ブレーキと並列に配置されたワンウェイクラッチ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。
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