(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸及び変速機ハウジングに可変連結される要素、前記要素及び入力軸と変速機ハウジングとに可変連結される要素、トランスファシャフトに動力を伝達する要素を有する第１遊星ギヤと、
前記入力軸に可変連結される要素、トランスファシャフトに動力を伝達する要素、前記第１遊星ギヤの１つの要素に固定連結されて入力軸に可変連結される要素を有する第２遊星ギヤと、
前記のように固定及び可変連結される第１、第２遊星ギヤが入力軸に伝達される入力を前進５速及び後進１速に変速させてトランスファシャフトに伝達し得るように第１、第２遊星ギヤの特定要素を入力軸に可変連結したり第１、第２遊星ギヤの特定要素を相互可変連結する第１、第２、第３クラッチと、第１、第２遊星ギヤの特定要素を変速機ハウジングに可変連結する第１、第２ブレーキと、
を含むことを特徴とする自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項２】
前記第１遊星ギヤはダブルピニオン遊星ギヤからなることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項３】
前記第１遊星ギヤは、太陽ギヤが入力軸及び変速機ハウジングに可変連結され、キャリアが前記太陽ギヤ及び入力軸と変速機ハウジングとに可変連結され、リングギヤがトランスファシャフトに動力を伝達し得るように連結されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項４】
前記第２遊星ギヤはダブルピニオン遊星ギヤからなることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項５】
前記第２遊星ギヤは、太陽ギヤが入力軸に可変連結され、キャリアがトランスファシャフトに動力を伝達し得るように連結され、リングギヤが前記第１遊星ギヤのキャリアに固定連結されて入力軸に可変連結されることを特徴とする請求項１又は４に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項６】
前記第１クラッチは、入力軸を、前記第２遊星ギヤの太陽ギヤに可変連結するようにこれらの間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項７】
前記第２クラッチは、入力軸を、互いに固定連結された第１遊星ギヤのキャリアと第２遊星ギヤのリングギヤに可変連結するようにこれらの間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項８】
前記第３クラッチは、入力軸を、前記第１遊星ギヤの太陽ギヤに可変連結するようにこれらの間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項９】
前記第１ブレーキは、前記第１遊星ギヤの太陽ギヤを、変速機ハウジングに可変連結するようにこれらの間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項１０】
前記第２ブレーキは、互いに固定連結された第１遊星ギヤのキャリアと第２遊星ギヤのリングギヤを、変速機ハウジングに可変連結するようにこれらの間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【請求項１１】
前記第１、第２遊星ギヤのそれぞれからトランスファシャフトに一定の変速比の回転動力が伝達されるように連結された第１、第２遊星ギヤのそれぞれのリングギヤ及びキャリアとトランスファシャフトとは、第１、第２トランスファドライブギヤ及び第１、第２トランスファドリブンギヤで連結されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機用ギヤトレーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機用ギヤトレーンに係り、より詳しくは、クラッチ、ブレーキ、遊星ギヤを効率的に組み合わせることによって小型化及び軽量化して前進５速及び後進１速を実現する自動変速機用ギヤトレーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動変速機は、トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）が制御する液圧制御システムによって作動及び非作動する摩擦要素がこれに連結される複合遊星ギヤの各要素を制御することによって、多段変速を自動的に実現することができるように構成される。
【０００３】
このように多段変速を実現するように遊星ギヤと摩擦要素との組合せで構成されるものを、通常、ギヤトレーンと称する。
【０００４】
このようなギヤトレーンは実現する目標変速段数に応じて多様に構成され、特に、前進５速及び後進１速を実現するギヤトレーンはクラッチ及びブレーキ７つと遊星ギヤ３つとを組み合わせる主変速段及び副変速段からなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記のような自動変速機用ギヤトレーンは、サイズ及び重量の大きなクラッチ及びブレーキを多く使用するために大型化及び重量化され、動力損失を誘発させる非作動摩擦要素が多いために動力効率を低下させるという短所がある。
【０００６】
従って、本発明は前記短所を解消するためのものであって、その目的は、遊星ギヤ２つと摩擦要素５つとで前進５速及び後進１速を実現し、小型化及び軽量化を図り、動力効率を向上させる自動変速機用ギヤトレーンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を実現するために、本発明による自動変速機用ギヤトレーンは特定要素同士で固定及び可変連結される２つの遊星ギヤと；これら遊星ギヤを制御して前進５速及び後進１速を実現するように入力軸、遊星ギヤの各要素、変速機ハウジングを選択的に可変連結する５つの摩擦要素とを含むことを特徴とする。
【０００８】
より詳しくは、本発明による自動変速機用ギヤトレーンは、入力軸及び変速機ハウジングに可変連結される要素、前記要素及び入力軸と変速機ハウジングとに可変連結される要素、トランスファシャフトに動力を伝達する要素を有する第１遊星ギヤと；前記入力軸に可変連結される要素、トランスファシャフトに動力を伝達する要素、前記第１遊星ギヤの１つの要素に固定連結されて入力軸に可変連結される要素を有する第２遊星ギヤと；前記のように固定及び可変連結される第１、第２遊星ギヤが入力軸に伝達される入力を前進５速及び後進１速に変速させてトランスファシャフトに伝達し得るように第１、第２遊星ギヤの特定要素を入力軸に可変連結したり第１、第２遊星ギヤの特定要素を相互可変連結する第１、第２、第３クラッチと、第１、第２遊星ギヤの特定要素を変速機ハウジングに可変連結する第１、第２ブレーキとを含むことを特徴とする。
【０００９】
前記のように構成される本発明の自動変速機用ギヤトレーンは、液圧制御システムが第１、第２、第３クラッチ及び第１、第２ブレーキを選択的に作動及び解放させて第１、第２遊星ギヤを制御することによって前進５速及び後進１速を実現する。
【００１０】
即ち、Ｄレンジ１速では第１クラッチ及び第１ブレーキ、Ｄレンジ２速では第２クラッチ及び第１ブレーキ、Ｄレンジ３速では第１、第２クラッチ、Ｄレンジ４速では第２、第３クラッチ、Ｄレンジ５速では第１、第３クラッチ、Ｒレンジ１速では第１クラッチ及び第２ブレーキがそれぞれ作動する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に基づいてより詳しく説明する。
【００１２】
図１は本発明による自動変速機用ギヤトレーンの構成図であって、遊星ギヤ２つ及び摩擦要素５つで前進５速及び後進１速を実現し得るように構成される。
【００１３】
即ち、本実施例のギヤトレーンは、第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２と、第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２の特定要素を入力軸１に可変連結したり第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２の特定要素を相互可変連結する第１、第２、第３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２の特定要素を変速機ハウジング３に可変連結する第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２とを備える。
【００１４】
前記第１遊星ギヤＰＧ１は、入力軸１及び変速機ハウジング３に可変連結される要素と、この要素及び入力軸１と変速機ハウジング３とに可変連結される要素と、トランスファシャフト５に動力を伝達する要素とを有する。
【００１５】
即ち、第１遊星ギヤＰＧ１はダブルピニオン遊星ギヤからなり、これの太陽ギヤＳ１が入力軸１及び変速機ハウジング３に可変連結され、キャリアＣａ１が太陽ギヤＳ１、入力軸１、変速機ハウジング３にそれぞれ可変連結され、リングギヤＲ１がトランスファシャフト５に動力を伝達し得るように連結される。
【００１６】
また、第２遊星ギヤＰＧ２は、入力軸１に可変連結される要素と、トランスファシャフト５に動力を伝達する要素と、第１遊星ギヤＰＧ１の１つの要素に固定連結されて入力軸１に可変連結される要素とを有する。
【００１７】
即ち、第２遊星ギヤＰＧ２はダブルピニオン遊星ギヤからなり、これの太陽ギヤＳ２が入力軸１に可変連結され、キャリアＣａ２がトランスファシャフト５に動力を伝達し得るように連結され、リングギヤＲ２が第１遊星ギヤＰＧ１のキャリアＣａ１に固定連結されて入力軸１に可変連結される。
【００１８】
一方、第１クラッチＣ１は、入力軸１を、第２遊星ギヤＰＧ２の太陽ギヤＳ２に可変連結するようにこれらの間に設置され、第２クラッチＣ２は、入力軸１を、互いに固定連結された第１遊星ギヤＰＧ１のキャリアＣａ１と第２遊星ギヤＰＧ２のリングギヤＲ２に可変連結するようにこれらの間に設置され、第３クラッチＣ３は、入力軸１を、第１遊星ギヤＰＧ１の太陽ギヤＳ１に可変連結するようにこれらの間に設置される。
【００１９】
また、第１ブレーキＢ１は、第１遊星ギヤＰＧ１の太陽ギヤＳ１を、変速機ハウジング３に可変連結するようにこれらの間に設置され、第２ブレーキＢ２は、互いに固定連結された第１遊星ギヤＰＧ１のキャリアＣａ１と第２遊星ギヤＰＧ２のリングギヤＲ２を、変速機ハウジング３に可変連結するようにこれらの間に設置される。
【００２０】
前記のように第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２を含むギヤトレーンを第１、第２、第３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及び第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２で制御して、前進５速及び後進１速の出力を第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２のそれぞれのリングギヤＲ１及びキャリアＣａ２を通してトランスファシャフト５に伝達するように、これらにそれぞれ固定形成された第１、第２トランスファドライブギヤ７、９は、トランスファシャフト５に装着される第１、第２トランスファドリブンギヤ１１、１３にそれぞれ一定のギヤ比で噛み合う。
【００２１】
前述のように構成される自動変速機用ギヤトレーンは車速及びスロットル開度のような車両の運行状態に応じてトランスミッション制御ユニットＴＣＵが液圧制御システムで第１、第２、第３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及び第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２を図２に示されているように選択的に作動及び解放させることによって前進５速及び後進１速を実現する。
【００２２】
即ち、Ｄレンジ各速及びＲレンジで第１、第２、第３クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及び第１、第２ブレーキＢ１、Ｂ２が図２に示すように作動及び解放されるので、第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２は、図３、４、５、６、７に示すような第１、第２、第３、第４、第５レバーＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５で表示される。
【００２３】
これら第１、第２、第３、第４、第５レバーＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２の各要素を意味する第１、第２、第３、第４、第５ノードＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５で表示される。
【００２４】
即ち、第１ノードＮ１は第２遊星ギヤＰＧ２の太陽ギヤＳ２、第２ノードＮ２は第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２のキャリアＣａ１とリングギヤＲ２、第３ノードＮ３は第２遊星ギヤＰＧ２のキャリアＣａ２、第４ノードＮ４は第１遊星ギヤＰＧ１のリングギヤＲ１、第５ノードＮ５は第１遊星ギヤＰＧ１の太陽ギヤＳ１をそれぞれ意味する。
【００２５】
従って、以下のレンジ別各変速段の作動状態の説明においては第１、第２遊星ギヤＰＧ１、ＰＧ２の各要素の代わりに各ノードを利用して説明する。
【００２６】
（Ｄレンジ１速）
Ｄレンジ１速状態では第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１が作動するので、図３に示されているように、第１レバーＬ１で第３、第４ノードＮ３、Ｎ４が出力要素、第５ノードＮ５が反力要素、第１ノードＮ１が入力要素になる。この時、第３ノードＮ３の出力が１であり、第４ノードＮ４の出力が第３ノードＮ３の出力より小さな一定の比率を有するものであると仮定する。これは第１、第２トランスファドライブギヤ７、９と第１、第２トランスファドリブンギヤ１１、１３とのギヤ比を決定する。
【００２７】
従って、反力要素である第５ノードＮ５と第３ノードＮ３の１である位置（垂直方向、以下省略）と第４ノードＮ４の一定比率の位置（垂直方向、以下省略）と第１、第２ノードＮ１、Ｎ２の任意の位置とを連結すると、１速線図ｌ１になる。この時、入力要素である第１ノードＮ１における垂直方向の大きさは出力１に対するＤレンジ１速の入力速度比Ｄ１である。
【００２８】
即ち、Ｄレンジ１速では、出力がＤレンジ１速の入力速度比Ｄ１に比べて減速されたことがわかる。
【００２９】
（Ｄレンジ２速）
前記のようなＤレンジ１速状態で車速及びスロットル開度が２速条件に至ると、トランスミッション制御ユニットＴＣＵは２速制御を実現する。
【００３０】
即ち、Ｄレンジ２速状態では第１ブレーキＢ１が作動する状態で第１クラッチＣ１が解放されて第２クラッチＣ２が作動するので、図３に示されているように、第１レバーＬ１で入力要素のみが第１ノードＮ１から第２ノードＮ２に転換される。言い換えると、第３、第４ノードＮ３、Ｎ４が出力要素、第５ノードＮ５が反力要素、第２ノードＮ２が入力要素になる。
【００３１】
従って、反力要素である第５ノードＮ５と第３ノードＮ３の１である位置と第４ノードＮ４の前記位置と第１、第２ノードＮ１、Ｎ２の任意の位置とを連結すると、２速線図ｌ２になる。この時、入力要素である第２ノードＮ２における垂直方向の大きさは出力１に対するＤレンジ２速の入力速度比Ｄ２である。
【００３２】
即ち、Ｄレンジ２速では、Ｄレンジ１速と同じ出力に対してＤレンジ２速の入力速度比Ｄ２がＤレンジ１速の入力速度比Ｄ１より小さいので、Ｄレンジ２速はＤレンジ１速より増速されることがわかる。また、Ｄレンジ２速の出力は減速されることがわかる。
【００３３】
（Ｄレンジ３速）
前記のようなＤレンジ２速状態で車速及びスロットル開度が３速条件に至ると、トランスミッション制御ユニットＴＣＵは３速制御を実現する。
【００３４】
即ち、Ｄレンジ３速状態では第２クラッチＣ２が作動する状態で第１ブレーキＢ１が解放されて第１クラッチＣ１が作動するので、図４に示されているように、第２レバーＬ２で第３、第４ノードＮ３、Ｎ４が出力要素、第１、第２ノードＮ１、Ｎ２が入力要素になる。ここで、第２ノードＮ２は拘束要素としても作用する。
【００３５】
従って、第３ノードＮ３の１である位置とこれと同じ大きさの第１、第２ノードＮ１、Ｎ２の位置とを連結すると、第２の３速線図ｌ３”になり、拘束要素である第２ノードＮ２の前記位置と第４ノードＮ４の前記位置と第５ノードＮ５の任意の位置とを連結すると、第１の３速線図ｌ３’になる。この時、入力要素である第１、第２ノードＮ１、Ｎ２における垂直方向の大きさがＤレンジ３速の入力速度比Ｄ３になる。
【００３６】
即ち、Ｄレンジ３速では、Ｄレンジ２速と同じ出力に対してＤレンジ３速の入力速度比Ｄ３がＤレンジ２速の入力速度比Ｄ２より小さいので、Ｄレンジ３速はＤレンジ２速より増速されることがわかる。また、Ｄレンジ３速の出力は等速であることがわかる。
【００３７】
（Ｄレンジ４速）
前記のようなＤレンジ３速状態で車速及びスロットル開度が４速条件に至ると、トランスミッション制御ユニットＴＣＵは４速制御を実現する。
【００３８】
即ち、Ｄレンジ４速状態では第２クラッチＣ２が作動する状態で第１クラッチＣ１が解放されて第３クラッチＣ３が作動するので、図５に示されているように、第３レバーＬ３で第３、第４ノードＮ３、Ｎ４が出力要素、第２、第５ノードＮ２、Ｎ５が入力要素になる。ここで、第２ノードＮ２は拘束要素としても作用する。
【００３９】
従って、第４ノードＮ４の前記１である位置とこれと同じ大きさの第２、第５ノードＮ２、Ｎ５の位置とを連結すると、第１の４速線図ｌ４’になり、拘束要素である第２ノードＮ２の前記位置と第３ノードＮ３の１である位置と第１ノードＮ１の任意の位置とを連結すると、第２の４速線図ｌ４”になる。ここで、入力要素である第２、第５ノードＮ２、Ｎ５における垂直方向の大きさがＤレンジ４速の入力速度比Ｄ４になる。
【００４０】
即ち、Ｄレンジ４速では、Ｄレンジ３速と同じ出力に対してＤレンジ４速の入力速度比Ｄ４がＤレンジ３速の入力速度比Ｄ３より小さいので、Ｄレンジ４速はＤレンジ３速より増速されることがわかる。また、Ｄレンジ４速の出力は増速されることがわかる。
【００４１】
（Ｄレンジ５速）
前記のようなＤレンジ４速状態で車速及びスロットル開度が５速条件に至ると、トランスミッション制御ユニットＴＣＵは５速制御を実現する。
【００４２】
即ち、Ｄレンジ５速状態では第３クラッチＣ３が作動する状態で第２クラッチＣ２が解放されて第１クラッチＣ１が作動するので、図６に示されているように、第４レバーＬ４で第３、第４ノードＮ３、Ｎ４が出力要素、第１、第５ノードＮ１、Ｎ５が入力要素になる。ここで、第２ノードＮ２は拘束要素として作用する。
【００４３】
従って、第２ノードＮ２の任意の位置と第４ノードＮ４の１より小さな位置と第４ノードＮ４より小さくて第１ノードＮ１と同じ大きさの第５ノードＮ５の所定の位置とを連結すると、第１の５速線図ｌ５’になり、前記第５ノードＮ５と同じ大きさの第１ノードＮ１の位置と拘束要素である第２ノードＮ２の前記位置と第３ノードＮ３の１である位置とを連結すると、第２の５速線図ｌ５”になる。ここで、入力要素である第１、第５ノードＮ１、Ｎ５における垂直方向の大きさがＤレンジ５速の入力速度比Ｄ５になる。
【００４４】
即ち、Ｄレンジ５速では、Ｄレンジ４速と同じ出力に対してＤレンジ５速の入力速度比Ｄ５がＤレンジ４速の入力速度比Ｄ４より小さいので、Ｄレンジ５速はＤレンジ４速より増速されることがわかる。また、Ｄレンジ５速の出力は増速されることがわかる。
【００４５】
（Ｒレンジ１速）
Ｒレンジ１速状態では第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２が作動するので、図７に示されているように、第５レバーＬ５で第３、第４ノードＮ３、Ｎ４が出力要素、第２ノードＮ２が拘束要素であると共に反力要素、第１ノードＮ１が入力要素になる。
【００４６】
従って、拘束及び反力要素である第２ノードＮ２の０である位置と出力要素である第４ノードＮ４の前記位置と第５ノードＮ５の任意の位置とを連結すると、第１のＲレンジ１速線図ｌＲ’になり、第２ノードＮ２の前記位置と第３ノードＮ３の１である位置と第１ノードＮ１の任意の位置とを連結すると、第２のＲレンジ１速線図ｌＲ”になる。
【００４７】
ここで、入力要素である第１ノードＮ１における垂直方向の大きさは出力１に対するＲレンジ１速の入力速度比ｒｌである。また、Ｒレンジ１速の入力速度比ｒｌが第５レバーＬ５で下向きになるのは出力１を上向きと仮定したからである。
【００４８】
即ち、Ｒレンジ１速では出力が入力回転方向に対して逆方向であることがわかる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明による自動変速機用ギヤトレーンは、遊星ギヤ２つ、クラッチ３つ、ブレーキ２つを効果的に組み合わせてクラッチ及びブレーキを選択的に作動及び解放させることによって前進５速及び後進１速を実現し、さらに、クラッチ及びブレーキの個数を減少させることによって小型化及び軽量化を実現し、動力損失を誘発する非作動摩擦要素を減少させることによって動力効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動変速機用ギヤトレーンの構成図である。
【図２】本発明による自動変速機用ギヤトレーンの各変速段別摩擦要素の作動表である。
【図３】本発明による自動変速機用ギヤトレーンのＤレンジ１、２速での変速比を示した速度線図である。
【図４】本発明による自動変速機用ギヤトレーンのＤレンジ３速での変速比を示した速度線図である。
【図５】本発明による自動変速機用ギヤトレーンのＤレンジ４速での変速比を示した速度線図である。
【図６】本発明による自動変速機用ギヤトレーンのＤレンジ５速での変速比を示した速度線図である。
【図７】本発明による自動変速機用ギヤトレーンのＲレンジ１速での変速比を示した速度線図である。
【符号の説明】
１ 入力軸
３ 変速機ハウジング
５ トランスファシャフト
７ 第１トランスファドライブギヤ
９ 第２トランスファドライブギヤ
１１ 第１トランスファドリブンギヤ
１３ 第２トランスファドリブンギヤ
ＰＧ１、ＰＧ２ 第１、第２遊星ギヤ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 第１、第２、第３クラッチ
Ｂ１、Ｂ２ 第１、第２ブレーキ
Ｓ１、Ｓ２ 太陽ギヤ
Ｒ１、Ｒ２ リングギヤ
Ｃａ１、Ｃａ２ キャリア
【図１】
0004424567.tif 000002
【図２】
0004424567.tif 000003
【図３】
0004424567.tif 000004
【図４】
0004424567.tif 000005
【図５】
0004424567.tif 000006
【図６】
0004424567.tif 000007
【図７】
0004424567.tif 000008