JP5972562B2

JP5972562B2 - 車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン

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Publication number: JP5972562B2
Application number: JP2011271659A
Authority: JP
Inventors: 鍾述朴; 泰錫徐; 赫浚李
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2016-08-17
Anticipated expiration: 2031-12-12
Also published as: CN102900815B; DE102011056884A1; JP2013029192A; US8556768B2; KR20130013251A; US20130029799A1; KR101592368B1; CN102900815A

Description

本発明は、車両用自動変速機に関し、より詳しくは、動力伝達性能を向上し、燃費を低減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。

通常、自動変速機の遊星ギヤトレインは、複数の遊星ギヤセットの組み合わせによって具現され、トルクコンバータ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有する。

このような自動変速機の遊星ギヤトレインは、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だけでなく、動力性能および燃費面に優れた車両を実現することができるので、より多い変速段を実現するための粘り強い研究が行われている。

前記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）の連結構成によって相異なる作動メカニズムを有する。

また、遊星ギヤトレインは、その連結構成によって耐久性、動力伝達効率、サイズなどが異なる特性がある。そこで、自動変速機の分野ではより堅固で、動力の損失がなくて、コンパクトな遊星ギヤトレインを製作するために研究開発が続いている。

また、遊星ギヤトレインは多数の変速段を実現するが、隣接する変速段への順次変速時、一つの摩擦部材を解除して他の一つの摩擦部材を作動することによって変速の制御が容易になる。

そして、遊星ギヤトレインは、隣接する変速段間の段間比が適切な水準に具現されなければならない。

このような側面から、現在、通常に使用されている自動変速機は４速および５速自動変速機が主流をなしているが、最近は６速自動変速機が商用化される傾向にあり、それ以上の変速段（８速乃至１０速）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。

特許文献１には、４個の単純遊星ギヤセットと、７個の摩擦部材（クラッチ４個、ブレーキ３個）を利用して、前進９速および後進３速を実現する遊星ギヤトレインが開示されている。しかし、特許文献１によれば、４個の単純遊星ギヤセットと７個の摩擦部材を使用するので、重量が大きく全長が長くなり搭載性に劣る問題点がある。

また、７個の摩擦部材を適用することによって、これらを制御する油圧制御システムの構成が複雑となる問題点がある。

大韓民国公開特許公報第１０−２００８−００３３７８９号明細書

本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、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の組み合わせによって摩擦部材の作動条件および段間比に優れた前進９速および後進１速の変速段を実現して、動力伝達性能を向上させ、燃費を低減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。

このような目的を達成するための本発明の一つまたは多数の実施例による車両用自動変速機の遊星ギヤトレインは、エンジンの回転動力が伝達される入力軸、変速された回転動力を出力する出力軸、前記入力軸から入力される回転速度利用して常時逆回転速度を出力する第１遊星ギヤセット、前記第１遊星ギヤセットから入力される逆回転速度をそのまま出力するか、または正回転動力に転換して出力する第２遊星ギヤセット、第３、４遊星ギヤセットの組み合わせからなり、前記入力軸から２個の経路を通して選択的に入力される回転速度と、前記第２遊星ギヤセットから入力される回転速度を、前進９速および後進１速に変速して出力する複合遊星ギヤセット、前記第１、２遊星ギヤセットおよび複合遊星ギヤセットの各回転要素のうちの２個以上の回転要素を連結してなるか、または１個の回転要素からなる８個の回転メンバー、および前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または選択された回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材、を含むことを特徴とする。

本発明の他の様態によれば、エンジンの回転動力が伝達される入力軸、変速された回転動力を出力する出力軸、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤを保有する第１遊星ギヤセット、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤを保有する第２遊星ギヤセット、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、および第４リングギヤを保有する第４遊星ギヤセットの組み合わせからなる複合遊星ギヤセット、前記第１サンギヤを含んで構成され、入力軸と直接連結される第１回転メンバー、前記第１遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと直接連結される第２回転メンバー、前記第１リングギヤと第２遊星キャリアを含んで構成される第３回転メンバー、前記第２サンギヤと第３サンギヤを含んで構成される第４回転メンバー、前記第２リングギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転メンバー、前記第３遊星キャリアと第４リングギヤを含んで構成され、入力軸と変速機ハウジングに選択的に連結される第６回転メンバー、前記第３リングギヤと第４遊星キャリアを含んで構成され、前記出力軸と直接連結される第７回転メンバー、前記第４サンギヤを含んで構成され、前記入力軸と選択的に連結される第８回転メンバー、および前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または選択された回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材、を含むことを特徴とする。

一つまたは多数の実施例において、第１遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第２遊星ギヤセットはダブルピニオン遊星ギヤセットであり、第３遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第４遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであることを特徴とする。

一つまたは多数の実施例において、前記６個の摩擦部材は、前記入力軸と第８回転メンバーの間に介される第１クラッチ、前記入力軸と第６回転メンバーの間に介される第２クラッチ、前記第３回転メンバーと第４回転メンバーの間に介される第３クラッチ、前記第５回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第１ブレーキ、前記第６回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第２ブレーキ、および前記第４回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第３ブレーキからなることを特徴とする。

一つまたは多数の実施例において、前記多段変速段は、前記第３クラッチと第２ブレーキが同時作動して具現される前進１速変速段、前記第１クラッチと第２ブレーキが同時作動して具現される前進２速変速段、前記第１クラッチと第３クラッチが同時作動して具現される前進３速変速段、前記第１クラッチと第３ブレーキが同時作動して具現される前進４速変速段、前記第１クラッチと第１ブレーキが同時作動して具現される前進５速変速段、前記第１クラッチと第２クラッチが同時作動して具現される前進６速変速段、前記第２クラッチと第１ブレーキが同時作動して具現される前進７速変速段、前記第２クラッチと第３ブレーキが同時作動して具現される前進８速変速段、前記第２クラッチと第３クラッチが同時作動して具現される前進９速変速段、および前記第１ブレーキと第２ブレーキが同時作動して具現される後進変速段からなることを特徴とする。

本発明の他の様態によれば、エンジンの回転動力が伝達される入力軸、変速された回転動力を出力する出力軸、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤを保有する第１遊星ギヤセット、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤを保有する第２遊星ギヤセット、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、および第４リングギヤを保有する第４遊星ギヤセットとの組み合わせからなる複合遊星ギヤセット、前記第１サンギヤを含んで構成され、入力軸と直接連結される第１回転メンバー、前記第１遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと直接連結される第２回転メンバー、前記第１リングギヤと第２リングギヤを含んで構成される第３回転メンバー、前記第２サンギヤと第３サンギヤを含んで構成される第４回転メンバー、前記第２遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転メンバー、前記第３遊星キャリアと第４リングギヤを含んで構成され、入力軸と変速機ハウジングに選択的に連結される第６回転メンバー、前記第３リングギヤと第４遊星キャリアを含んで構成され、前記出力軸と直接連結される第７回転メンバー、前記第４サンギヤを含んで構成され、前記入力軸と選択的に連結される第８回転メンバー、前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材を含むことを特徴とする。

一つまたは多数の実施例において、第１遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第２遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第３遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第４遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであることを特徴とする。

本発明の他の様態によれば、エンジンの回転動力が伝達される入力軸、変速された回転動力を出力する出力軸、第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤを保有する第１遊星ギヤセット、第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤを保有する第２遊星ギヤセット、第３サンギヤ、第４サンギヤ、共有遊星キャリア、および共有リングギヤを保有する複合遊星ギヤセット、前記第１サンギヤを含んで構成され、入力軸と直接連結される第１回転メンバー、前記第１遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと直接連結される第２回転メンバー、前記第１リングギヤと第２遊星キャリアを含んで構成される第３回転メンバー、前記第２サンギヤと第３サンギヤを含んで構成される第４回転メンバー、前記第２リングギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転メンバー、前記共有遊星キャリアを含んで構成され、前記入力軸と可変連結されるか、または変速機ハウジングと可変連結される第６回転メンバー、前記共有リングギヤを含んで構成され、前記出力軸と直接連結される第７回転メンバー、前記第４サンギヤを含んで構成され、前記入力軸と可変連結される第８回転メンバー、前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または選択された回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材を含むことを特徴とする。

一つまたは多数の実施例において、第１遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第２遊星ギヤセットはダブルピニオン遊星ギヤセットであり、複合遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第３遊星ギヤセットと、ダブルピニオン遊星ギヤセットからなる第４遊星ギヤセットとの組み合わせからなることを特徴とする。

前記６個の摩擦部材は、前記入力軸と第６回転メンバーの間に介される第１クラッチ、前記入力軸と第８回転メンバーの間に介される第２クラッチ、前記第３回転メンバーと第４回転メンバーの間に介される第３クラッチ、前記第５回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第１ブレーキ、前記第６回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第２ブレーキ、および前記第４回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第３ブレーキからなることを特徴とする。

本発明の実施例は、４個の遊星ギヤセットを６個の摩擦部材を利用して組み合わせ、各変速段で選択された２個の摩擦部材が作動して、前進９速および後進１速の変速段を実現できる。

また、６個の摩擦部材だけを適用するので、これらを制御する油圧制御システムの単純化が可能で、コスト、重量、及び搭載性に優れている。

また、順次変速が行われる時、一つの摩擦部材の作動を解除して、他の一つの摩擦部材を作動させるので、変速の制御が容易である。

さらに、車両動力性能で要求される変速比特性および低速段／高速段における隣接する変速段間の段間比がほぼ均一である。

本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの連結関係図である。本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインに適用される摩擦部材の各変速段別作動表である。本発明の第２実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。本発明の第３実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面を参照して詳細に説明する。

但し、本発明の実施例を明確に示すために説明上不必要な部分は省略し、明細書の全体にわたって同一または類似する構成要素に対しては同一の図面符号を付ける。
下記の説明において、構成の名称を第１、２などに区分したことはその構成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ものではない。

図１は、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの構成図であり、図２は、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインの連結関係図である。

図１と図２を参照すれば、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインは、同一軸線上に配置される第１、２、３、４遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４）と、入力軸（ＩＳ）と、出力軸（ＯＳ）と、前記第１、２、３、４遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４）の回転要素を相互直接連結するか、または選択的に連結して形成される８個の回転メンバー（ＴＭ１〜ＴＭ８）と、６個の摩擦部材（Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３）と、変速機ハウジング（Ｈ）とを含む。

前記第１、２遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２）はそれぞれ独立的な遊星ギヤセットとして作動し、前記第３、４遊星ギヤセット（ＰＧ３、ＰＧ４）はそれぞれ２個の回転要素が互いに固定連結されて、一つの複合遊星ギヤセット（ＣｏｍｐｏｕｎｄＰｌａｎｅｔａｒｙＧｅａｒＳｅｔ、ＣＰＧ））として作動する。

そのために、入力軸（ＩＳ）から入力される回転動力が、前記第１、２遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２）と複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）の相互補完作動により変速されて、出力軸（ＯＳ）を通じて出力される。

また、前記各遊星ギヤセットはエンジン側から後側に第１、２遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２）と複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）の順で配置される。

前記入力軸（ＩＳ）は入力部材であって、エンジンのクランクシャフトの回転動力がトルクコンバータを通じてトルク変換が行われて入力される。

前記出力軸（ＯＳ）は出力部材であって、差動装置（図示せず）を通じて駆動輪を駆動するように駆動力を伝達する。

前記第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リングギヤ（Ｒ１）と、前記第１サンギヤ（Ｓ１）と前記第１リングギヤ（Ｒ１）に噛み合わせる第１ピニオン（Ｐ１）を回転可能に支持する第１遊星キャリア（ＰＣ１）とを含む。

前記第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）はダブ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リングギヤ（Ｒ２）と、前記第２サンギヤ（Ｓ２）と前記第２リングギヤ（Ｒ２）に噛み合わせる一対の第２ピニオン（Ｐ２）を回転可能に支持する第２遊星キャリア（ＰＣ２）とを含む。

前記第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リングギヤ（Ｒ３）と、前記第３サンギヤ（Ｓ３）と前記第３リングギヤ（Ｒ３）に噛み合わせる第３ピニオン（Ｐ３）を回転可能に支持する第３遊星キャリア（ＰＣ３）とを含む。

前記第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リングギヤ（Ｒ４）と、前記第４サンギヤ（Ｓ４）と前記第４リングギヤ（Ｒ４）に噛み合わせる第４ピニオン（Ｐ４）を回転可能に支持する第４遊星キャリア（ＰＣ４）とを含む。

前記第１、２遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２）および複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）を形成する第３、４遊星ギヤセット（ＰＧ３、ＰＧ４）の少なくとも一つ以上の回転要素は、互いに直接連結される。

具体的には、前記第１遊星ギヤセット（ＰＧ１）の第１リングギヤ（Ｒ１）が、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の第２遊星キャリア（ＰＣ２）と直接連結される。

前記第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の第２サンギヤ（Ｓ２）が、第３遊星ギヤセット（ＰＧ３）の第３サンギヤ（Ｓ３）と直接連結される。

前記第３遊星ギヤセット（ＰＧ３）の第３リングギヤ（Ｒ３）が、第４遊星ギヤセット（ＰＧ４）の第４遊星キャリア（ＰＣ４）と直接連結され、前記第３遊星ギヤセット（ＰＧ３）の前記第３遊星キャリア（ＰＣ３）が、第４遊星ギヤセット（ＰＧ４）の第４リングギヤ（Ｒ４と）直接連結される。

そのために、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインは、８個の回転メンバー（ＴＭ１〜ＴＭ８）を保有して作動する。

前記第１回転メンバー（ＴＭ１）は第１サンギヤ（Ｓ１）を含んで構成され、入力軸（ＩＳ）と連結されて、常時入力要素として作動する。
前記第２回転メンバー（ＴＭ２）は第１遊星キャリア（ＰＣ１）を含んで構成され、変速機ハウジング（Ｈ）と直接連結されて、常時固定要素として作動する。
前記第３回転メンバー（ＴＭ３）は第１リングギヤ（Ｒ１）と第２遊星キャリア（ＰＣ２）を含んで構成され、第１遊星ギヤセット（ＰＧ１）の出力要素として作動すると同時に、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の入力要素として作動する。
前記第４回転メンバー（ＴＭ４）は第２サンギヤ（Ｓ２）と第３サンギヤ（Ｓ３）を含んで構成され、前記第３回転メンバー（ＴＭ３）と選択的に連結されて、複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）の選択的な入力要素として作動するか、または変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する。
前記第５回転メンバー（ＴＭ５）は第２リングギヤ（Ｒ２）を含んで構成され、前記変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する。
前記第６回転メンバー（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、前記入力軸（ＩＳ）と選択的に連結されて、選択的な入力要素として作動するか、または、変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する。
前記第７回転メンバー（ＴＭ７）は第３リングギヤ（Ｒ３）と第４遊星キャリア（ＰＣ４）を含んで構成され、前記出力軸（ＯＳ）と直接連結されて、最終出力要素として作動する。
前記第８回転メンバー（ＴＭ８）は第４サンギヤ（Ｓ４）を含んで構成され、前記入力軸（ＩＳ）と選択的に連結されて、選択的な入力要素として作動する。

前記回転メンバー（ＴＭ１〜ＴＭ８）のうち相互選択的に連結される回転メンバーは、その間にクラッチ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が介される。

また、前記回転メンバー（ＴＭ１〜ＴＭ８）のうち選択的な固定要素として作動する回転メンバーは、変速機ハウジング（Ｈ）にブレーキ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）を介在して連結される。

前記第１クラッチ（Ｃ１）は、入力軸（ＩＳ）と第８回転メンバー（ＴＭ８）の間に介されて、第８回転メンバー（ＴＭ８）が選択的な入力要素として作動できるようにする。
前記第２クラッチ（Ｃ２）は、入力軸（ＩＳ）と第６回転メンバー（ＴＭ６）の間に介されて、第６回転メンバー（ＴＭ６）が選択的な入力要素として作動できるようにする。
前記第３クラッチ（Ｃ３）は、第３回転メンバー（ＴＭ３）と第４回転メンバー（ＴＭ４）の間に介されて、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）を直結させると同時に、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の回転動力が第４回転メンバー（ＴＭ４）に入力できるようにする。

前記第１ブレーキ（Ｂ１）は、第５回転メンバー（ＴＭ５）と変速機ハウジング（Ｈ）の間に介されて、第５回転メンバー（ＴＭ５）が選択的な固定要素として作動できるようにする。
前記第２ブレーキ（Ｂ２）は、第６回転メンバー（ＴＭ６）と変速機ハウジング（Ｈ）の間に介されて、第６回転メンバー（ＴＭ６）が選択的な固定要素として作動できるようにする。
前記第３ブレーキ（Ｂ３）は、第４回転メンバー（ＴＭ４）と変速機ハウジング（Ｈ）の間に介されて、第４回転メンバー（ＴＭ４）が選択的な固定要素として作動できるようにする。

前記で第１、２、３クラッチ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）と第１、２、３ブレーキ（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）からなる各摩擦部材は、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で形成することができる。

図３は、本発明の第１実施例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。
図３を参照すれば、本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインは、各変速段で２個の摩擦部材が作動しながら変速が行われる。

前進１速変速段（Ｄ１）は、第３クラッチ（Ｃ３）と第２ブレーキ（Ｂ２）の同時作動によって達成される。
前進２速変速段（Ｄ２）は、第１クラッチ（Ｃ１）と第２ブレーキ（Ｂ２）の同時作動によって達成される。
前進３速変速段（Ｄ３）は、第１クラッチ（Ｃ１）と第３クラッチ（Ｃ３）の同時作動によって達成される。
前進４速変速段（Ｄ４）は、第１クラッチ（Ｃ１）と第３ブレーキ（Ｂ３）の同時作動によって達成される。
前進５速変速段（Ｄ５）は、第１クラッチ（Ｃ１）と第１ブレーキ（Ｂ１）の同時作動によって達成される。
前進６速変速段（Ｄ６）は、第１クラッチ（Ｃ１）と第２クラッチ（Ｃ２）の同時作動によって達成される。
前進７速変速段（Ｄ７）は、第２クラッチ（Ｃ２）と第１ブレーキ（Ｂ１）の同時作動によって達成される。
前進８速変速段（Ｄ８）は、第２クラッチ（Ｃ２）と第３ブレーキ（Ｂ３）の同時作動によって達成される。
前進９速変速段（Ｄ９）は、第２クラッチ（Ｃ２）と第３クラッチ（Ｃ３）の同時作動によって達成される。
後進変速段（ＲＥＶ）は、第１ブレーキ（Ｂ１）と第２ブレーキ（Ｂ２）の同時作動によって達成される。

第１遊星ギヤセット（ＰＧ１）は第１回転メンバー（ＴＭ１）で、入力軸（ＩＳ）の回転速度が入力されている状態で、第２回転メンバー（ＴＭ２）が常時固定要素として作動するようになるので、常時逆回転速度が出力される。

前記第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）は、前記第１遊星ギヤセット（ＰＧ１）から入力される逆回転速度をそのまま出力するか、または前記逆回転速度を正回転速度に転換して出力する。

前記複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）は、前記第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）から入力される正回転および逆回転速度と、２個の経路（ＴＭ６、ＴＭ８）を通して入力される入力軸（ＩＳ）の回転速度を、前進９速と後進１速の変速段に変速して出力する。

本発明の第１実施例による遊星ギヤトレインは、４個の遊星ギヤセットを６個の摩擦部材を利用して組み合わせ、各変速段で選択された２個の摩擦部材が作動して、前進９速および後進１速の変速段を実現できる。

また、６個の摩擦部材だけを適用するので、これらを制御する油圧制御システムの単純化が可能で、コスト、重量、および搭載性に優れている特徴がある。

そして、順次変速が行われる時、一つの摩擦部材の作動を解除して、他の一つの摩擦部材を作動させる方法で制御が行われるので変速の制御が容易である特徴がある。

また、車両動力性能で要求する変速比特性および低速段／高速段における隣接する変速段間の段間比が、図３に示したように、ほぼ均一であるという特徴がある。

図４は、本発明の第２実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。

図４を参照すれば、前記第１実施例では第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）をダブルピニオン遊星ギヤセットで構成しているが、第２実施例ではシングルピニオン遊星ギヤセットで構成している。

そのために、回転メンバーの構成が変化する。
即ち、第１回転メンバー（ＴＭ１）は第１サンギヤ（Ｓ１）を含んで構成され、入力軸（ＩＳ）と連結されて、常時入力要素として作動する。
前記第２回転メンバー（ＴＭ２）は、第１遊星キャリア（ＰＣ１）を含んで構成され、変速機ハウジング（Ｈ）と直接連結されて、常時固定要素として作動する。
前記第３回転メンバー（ＴＭ３）は第１リングギヤ（Ｒ１）と第２リングギヤ（Ｒ２）を含んで構成され、第１遊星ギヤセット（ＰＧ１）の出力要素として作動すると同時に、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の入力要素として作動する。
前記第４回転メンバー（ＴＭ４）は第２サンギヤ（Ｓ２）と第３サンギヤ（Ｓ３）を含んで構成され、前記第３回転メンバー（ＴＭ３）と選択的に連結されて、複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）の選択的な入力要素として作動するか、または変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する。
前記第５回転メンバー（ＴＭ５）は第２遊星キャリア（ＰＣ２）を含んで構成され、変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する。
前記第６回転メンバー（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、前記入力軸（ＩＳ）と選択的に連結されて、選択的な入力要素として作動するか、または変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する。
前記第７回転メンバー（ＴＭ７）は第３リングギヤ（Ｒ３）と第４遊星キャリア（ＰＣ４）を含んで構成され、前記出力軸（ＯＳ）と直接連結されて、最終出力要素として作動する。
前記第８回転メンバー（ＴＭ８）は第４サンギヤ（Ｓ４）を含んで構成され、前記入力軸（ＩＳ）と選択的に連結されて、選択的な入力要素として作動する。

前記第１クラッチ（Ｃ１）は、入力軸（ＩＳ）と第８回転メンバー（ＴＭ８）の間に介されて、第８回転メンバー（ＴＭ８）が選択的な入力要素として作動できるようにする。
前記第２クラッチ（Ｃ２）は、入力軸（ＩＳ）と第６回転メンバー（ＴＭ６）の間に介されて、第６回転メンバー（ＴＭ６）が選択的な入力要素として作動できるようにする。
前記第３クラッチ（Ｃ３）は、第３回転メンバー（ＴＭ３）と第４回転メンバー（ＴＭ４）の間に介されて、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）を直結させると同時に、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の回転動力が第４回転メンバー（ＴＭ４）に入力されるようにする。

前記第１ブレーキ（Ｂ１）は、第５回転メンバー（ＴＭ５）と変速機ハウジング（Ｈ）の間に介されて、第５回転メンバー（ＴＭ５）が選択的な固定要素として作動できるようにする。
前記第２ブレーキ（Ｂ２）は、前記第６回転メンバー（ＴＭ６）と変速機ハウジング（Ｈ）の間に介されて、前記第６回転メンバー（ＴＭ６）が選択的な固定要素として作動できるようにする。
前記第３ブレーキ（Ｂ３）は、前記第４回転メンバー（ＴＭ４）と変速機ハウジング（Ｈ）の間に介されて、前記第４回転メンバー（ＴＭ４）が選択的な固定要素として作動できるようにする。

本発明の第２実施例による遊星ギヤトレインは、第３回転メンバー（ＴＭ３）と第５回転メンバー（ＴＭ５）が第１実施例とは異なるが、各変速段における摩擦部材の作動と変速過程が第１実施例と同様なので、詳細な説明は省略する。

図５は、本発明の第３実施例による遊星ギヤトレインの構成図である。

図５を参照すれば、前記第１実施例では複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）が２個のシングルピニオン遊星ギヤセットで構成されるが、第３実施例ではラビニヨ型複合遊星ギヤセットで構成される。

即ち、第３実施例に適用される複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）は、シングルピニオン遊星ギヤセットである第３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遊星ギヤセット（ＰＧ４）とを組み合わせるが、リングギヤと遊星キャリアを共有するラビニヨ型複合遊星ギヤセットで構成される。

そのために、リングギヤ、遊星キャリア、および２個のサンギヤを含んで４個の回転要素として作動するが、説明の便宜上、前記リングギヤを共有リングギヤ（Ｒ３４）、遊星キャリアを共有遊星キャリア（ＰＣ３４）、ロングピニオン（Ｐ３）と噛み合わせるサンギヤを第３サンギヤ（Ｓ３）、ショットピニオン（Ｐ４）と噛み合わせるサンギヤを第４サンギヤ（Ｓ４）と称する。

前記複合遊星ギヤセット（ＣＰＧ）は第４、６、７、８回転メンバー（ＴＭ４、ＴＭ６、ＴＭ７、ＴＭ８）を保有する。

そのために、回転メンバーの構成が変化する。
即ち、第１回転メンバー（ＴＭ１）は第１サンギヤ（Ｓ１）を含んで構成され、入力軸（ＩＳ）と連結されて、常時入力要素として作動する。
前記第２回転メンバー（ＴＭ２）は第１遊星キャリア（ＰＣ１）を含んで構成され、変速機ハウジング（Ｈ）と直接連結されて、常時固定要素として作動する。
前記第３回転メンバー（ＴＭ３）は第１リングギヤ（Ｒ１）と第２遊星キャリア（ＰＣ２）を含んで構成され、第１遊星ギヤセット（ＰＧ１）の出力要素として作動すると同時に、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の入力要素として作動する。
前記第４回転メンバー（ＴＭ４）は第２サンギヤ（Ｓ２）と第３サンギヤ（Ｓ３）を含んで構成される。
前記第５回転要素（ＴＭ５）は第２リングギヤ（Ｒ２）を含んで構成され、前記変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結されて、選択的な固定要素として作動する。
前記第６回転メンバー（ＴＭ６）は共有遊星キャリア（ＰＣ３４）を含んで構成され、入力軸（ＩＳ）と選択的に連結されるか、または変速機ハウジング（Ｈ）と選択的に連結される。
前記第７回転メンバー（ＴＭ７）は共有リングギヤ（Ｒ３４を含んで構成され、出力軸（ＯＳ）と直接連結される。
前記第８回転メンバー（ＴＭ８）は第４サンギヤ（Ｓ４）を含んで構成され、入力軸（ＩＳ）と第２クラッチ（Ｃ２）を介在して連結される。

前記第１クラッチ（Ｃ１）は、入力軸（ＩＳ）と第６回転メンバー（ＴＭ６）の間に介されて、第６回転メンバー（ＴＭ６）が選択的な入力要素として作動できるようにする。
前記第２クラッチ（Ｃ２）は、入力軸（ＩＳ）と第８回転メンバー（ＴＭ８）の間に介されて、第８回転メンバー（ＴＭ８）が選択的な入力要素として作動できるようにする。
前記第３クラッチ（Ｃ３）は、第３回転メンバー（ＴＭ３）と第４回転メンバー（ＴＭ４）の間に介されて、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）を直結させると同時に、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）の回転動力が第４回転メンバー（ＴＭ４）に入力できるようにする。

本発明の第３実施例による遊星ギヤトレインは、第６回転メンバー（ＴＭ６）と第７回転メンバー（ＴＭ７）および第１クラッチ（Ｃ１）と第２クラッチ（Ｃ２）の位置が第１実施例とは異なるが、各変速段における摩擦部材の作動と変速過程が第１実施例と同様なので、詳細な説明は省略する。

本発明の実施例は、４個の遊星ギヤセットを６個の摩擦部材を利用して組み合わせて、各変速段で選択された２個の摩擦部材が作動しながら、前進９速および後進１速の変速段を実現できる。

そして、順次変速が行われる時、一つの摩擦部材の作動を解除して他の一つの摩擦部材を作動させるので変速の制御が容易である。

また、車両動力性能で要求する変速比特性および低速段／高速段における隣接する変速段間の段間比がほぼ均一になる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の実施例から当該発明が属する技術分野における当業者によって技術的範囲内において容易に変更が可能である。

本発明は、動力伝達性能を向上させ、燃費を低減することができる車両用自動変速機遊星ギヤトレインの分野に適用できる。

ＣＰＧ複合遊星ギヤセット
ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３、ＰＧ４第１、２、３、４遊星ギヤセット
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４第１、２、３、４サンギヤ
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４第１、２、３、４遊星キャリア
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４第１、２、３、４リングギヤ
ＩＳ入力軸
ＯＳ出力軸
Ｒ３４共有リングギヤ
ＰＣ３４共有遊星キャリア
ＴＭ１、ＴＭ２、ＴＭ３、ＴＭ４、ＴＭ５、ＴＭ６、ＴＭ７、ＴＭ８第１、２、３、４、５、６、７、８回転メンバー

Claims

エンジンの回転動力が伝達される入力軸、
変速された回転動力を出力する出力軸、
前記入力軸から入力される回転速度利用して常時逆回転速度を出力する第１遊星ギヤセット、
前記第１遊星ギヤセットから入力される逆回転速度をそのまま出力するか、または正回転動力に転換して出力する第２遊星ギヤセット、
第３、４遊星ギヤセットの組み合わせからなり、前記入力軸から２個の経路を通して選択的に入力される回転速度と、前記第２遊星ギヤセットから入力される回転速度を、前進９速および後進１速に変速して出力する複合遊星ギヤセット、
前記第１、２遊星ギヤセットおよび複合遊星ギヤセットの各回転要素のうちの２個以上の回転要素を連結してなるか、または１個の回転要素からなる８個の回転メンバー、および、
前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または選択された回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材、
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。
エンジンの回転動力が伝達される入力軸、
変速された回転動力を出力する出力軸、
第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤを保有する第１遊星ギヤセット、
第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤを保有する第２遊星ギヤセット、
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、および第４リングギヤを保有する第４遊星ギヤセットとの組み合わせからなる複合遊星ギヤセット、
前記第１サンギヤを含んで構成され、入力軸と直接連結する第１回転メンバー、
前記第１遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと直接連結される第２回転メンバー、
前記第１リングギヤと第２遊星キャリアを含んで構成される第３回転メンバー、
前記第２サンギヤと第３サンギヤを含んで構成される第４回転メンバー、
前記第２リングギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転メンバー、
前記第３遊星キャリアと第４リングギヤを含んで構成され、入力軸と変速機ハウジングに選択的に連結される第６回転メンバー、
前記第３リングギヤと第４遊星キャリアを含んで構成され、前記出力軸と直接連結される第７回転メンバー、
前記第４サンギヤを含んで構成され、前記入力軸と選択的に連結される第８回転メンバー、および、
前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または選択された回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材、
を含んで多段変速段を実現す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遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第２遊星ギヤセットはダブルピニオン遊星ギヤセットであり、第３遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第４遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであ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６個の摩擦部材は、
前記入力軸と第８回転メンバーの間に介される第１クラッチ、
前記入力軸と第６回転メンバーの間に介される第２クラッチ、
前記第３回転メンバーと第４回転メンバーの間に介される第３クラッチ、
前記第５回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第１ブレーキ、
前記第６回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第２ブレーキ、および、
前記第４回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第３ブレーキ、
からな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。
前記多段変速段は、
前記第３クラッチと第２ブレーキが同時作動して具現される前進１速変速段、
前記第１クラッチと第２ブレーキが同時作動して具現される前進２速変速段、
前記第１クラッチと第３クラッチが同時作動して具現される前進３速変速段、
前記第１クラッチと第３ブレーキが同時作動して具現される前進４速変速段、
前記第１クラッチと第１ブレーキが同時作動して具現される前進５速変速段、
前記第１クラッチと第２クラッチが同時作動して具現される前進６速変速段、
前記第２クラッチと第１ブレーキが同時作動して具現される前進７速変速段、
前記第２クラッチと第３ブレーキが同時作動して具現される前進８速変速段、
前記第２クラッチと第３クラッチが同時作動して具現される前進９速変速段、および
前記第１ブレーキと第２ブレーキが同時作動して具現される後進変速段、
からなることを特徴とする、請求項４に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
エンジンの回転動力が伝達される入力軸、
変速された回転動力を出力する出力軸、
第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤを保有する第１遊星ギヤセット、
第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤを保有する第２遊星ギヤセット、
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、および第４リングギヤを保有する第４遊星ギヤセットとの組み合わせからなる複合遊星ギヤセット、
前記第１サンギヤを含んで構成され、入力軸と直接連結される第１回転メンバー、
前記第１遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと直接連結される第２回転メンバー、
前記第１リングギヤと第２リングギヤを含んで構成される第３回転メンバー、
前記第２サンギヤと第３サンギヤを含んで構成される第４回転メンバー、
前記第２遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転メンバー、
前記第３遊星キャリアと第４リングギヤを含んで構成され、入力軸と変速機ハウジングに選択的に連結される第６回転メンバー、
前記第３リングギヤと第４遊星キャリアを含んで構成され、前記出力軸と直接連結される第７回転メンバー、
前記第４サンギヤを含んで構成され、前記入力軸と選択的に連結される第８回転メンバー、
前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または選択された回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材、
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。
第１遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第２遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第３遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第４遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであることを特徴とする、請求項６に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記６個の摩擦部材は、
前記入力軸と第８回転メンバーの間に介される第１クラッチ、
前記入力軸と第６回転メンバーの間に介される第２クラッチ、
前記第３回転メンバーと第４回転メンバーの間に介される第３クラッチ、
前記第５回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第１ブレーキ、
前記第６回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第２ブレーキ、および
前記第４回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第３ブレーキ、
からなることを特徴とする、請求項６に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
エンジンの回転動力が伝達される入力軸、
変速された回転動力を出力する出力軸、
第１サンギヤ、第１遊星キャリア、および第１リングギヤを保有する第１遊星ギヤセット、
第２サンギヤ、第２遊星キャリア、および第２リングギヤを保有する第２遊星ギヤセット、
第３サンギヤ、第４サンギヤ、共有遊星キャリア、および共有リングギヤを保有する複合遊星ギヤセット、
前記第１サンギヤを含んで構成され、入力軸と直接連結される第１回転メンバー、
前記第１遊星キャリアを含んで構成され、変速機ハウジングと直接連結されるる第２回転メンバー、
前記第１リングギヤと第２遊星キャリアを含んで構成される第３回転メンバー、
前記第２サンギヤと第３サンギヤを含んで構成される第４回転メンバー、
前記第２リングギヤを含んで構成され、変速機ハウジングと選択的に連結される第５回転メンバー、
前記共有遊星キャリアを含んで構成され、前記入力軸と可変連結されるか、または変速機ハウジングと可変連結される第６回転メンバー、
前記共有リングギヤを含んで構成され、前記出力軸と直接連結される第７回転メンバー、
前記第４サンギヤを含んで構成され、前記入力軸と可変連結される第８回転メンバー、および、
前記８個の回転メンバーのうち選択された回転メンバーと前記入力軸の間、または選択された回転メンバーの間に介されるクラッチと、前記回転メンバーのうち選択された回転メンバーと変速機ハウジングの間に介されるブレーキからなる６個の摩擦部材、
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。
第１遊星ギヤセットはシングルピニオン遊星ギヤセットであり、第２遊星ギヤセットはダブルピニオン遊星ギヤセットであり、複合遊星ギヤセットは、シングルピニオン遊星ギヤセットからなる第３遊星ギヤセットと、ダブルピニオン遊星ギヤセットからなる第４遊星ギヤセットとの組み合わせからなることを特徴とする、請求項６に記載の車両用自動変速機の遊星ギヤトレイン。
前記６個の摩擦部材は、
前記入力軸と第６回転メンバーの間に介される第１クラッチ、
前記入力軸と第８回転メンバーの間に介される第２クラッチ、
前記第３回転メンバーと第４回転メンバーの間に介される第３クラッチ、
前記第５回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第１ブレーキ、
前記第６回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第２ブレーキ、および、
前記第４回転メンバーと変速機ハウジングの間に介される第３ブレーキ、
からなることを特徴とする、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。