(57)【要約】【課題】構造的にコンパクトながら前進８速後進３速の実現が可能であり、油圧制御効率が高く、油圧をパンピングするパンプの容量の縮小が可能な自動変速機のパワートレインを提供する。【解決手段】本発明の自動変速機のパワートレインは、第１，２，３，４単純遊星歯車セットを備えており、前記第１，２遊星歯車セットは、前記第１，２遊星歯車セットの第１，２キャリア及び第１，２太陽歯車が相互接続するように備えられ、前記第３，４遊星歯車セットは、前記第３，４遊星歯車セットの第３環状歯車と第４キャリアを相互接続し、第３，４太陽歯車を相互接続するように備えられ、前記第１遊星歯車セットの第１環状歯車が入力軸と接続し、前記第３遊星歯車セットの第３キャリアが出力軸と接続したことを特徴とする。【選択図】図３
2007255696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１，２，３，４遊星歯車セットと、
前記第１遊星歯車セットの第１太陽歯車と第２太陽歯車、第２環状歯車を接続する第１クラッチ部と、
前記第１，３，４遊星歯車セットの第１，３，４環状歯車を接続する第２クラッチと、
前記第１，２，３，４遊星歯車セットの第１，２，３，４太陽歯車と、前記第１，２，４遊星歯車セットの第１，２，４キャリア、前記第２，４遊星歯車セットの第２，４環状歯車の回転を選択的に拘束するブレーキユニットと、
を備えており、
前記第１，２遊星歯車セットは、前記第１，２遊星歯車セットの第１，２キャリア及び第１，２太陽歯車が相互接続するように備えられ、
前記第３，４遊星歯車セットは、前記第３，４遊星歯車セットの第３環状歯車と第４キャリアを相互接続し、第３，４太陽歯車を相互接続するように備えられ、
前記第１遊星歯車セットの第１環状歯車が入力軸と接続し、
前記第３遊星歯車セットの第３キャリアが出力軸と接続したことを特徴とする自動変速機のパワートレイン。
【請求項２】
前記自動変速機のパワートレインは、前進８速後進３速を実現するように備えられたことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項３】
前記第１遊星歯車セットの第１小歯車は、シングルタイプであることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項４】
前記第２遊星歯車セットの第２小歯車は、ダブルタイプであることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項５】
前記第３遊星歯車セットの第３小歯車は、シングルタイプであることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項６】
前記第４遊星歯車セットの第４小歯車は、シングルタイプであることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項７】
前記第１クラッチ部は、前記第２環状歯車が、前記第１，２太陽歯車と同時に接続するようにする第１クラッチからなることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項８】
前記ブレーキユニットは、前記第１，２太陽歯車の回転を同時に拘束する第１ブレーキを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項９】
前記ブレーキユニットは、前記第３，４太陽歯車の回転を同時に拘束する第２ブレーキを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項１０】
前記ブレーキユニットは、前記第１，４環状歯車の回転を同時に拘束する第３ブレーキを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項１１】
前記ブレーキユニットは、前記第２環状歯車の回転を拘束する第４ブレーキを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項１２】
前記ブレーキユニットは、前記第４キャリアの回転を拘束する第５ブレーキを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項１３】
前記第１クラッチ部は、前記第２環状歯車が、前記第１，２太陽歯車と同時に接続するようにする第１クラッチからなり、
前記ブレーキユニットは、前記第１，２太陽歯車の回転を同時に拘束する第１ブレーキと、前記第３，４太陽歯車の回転を同時に拘束する第２ブレーキと、前記第１，４環状歯車の回転を同時に拘束する第３ブレーキと、前記第２環状歯車の回転を拘束する第４ブレーキと、前記第４キャリアの回転を拘束する第５ブレーキとを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項１４】
前進１速では、第２，４ブレーキが作動し、
前進２速では、第１，２ブレーキが作動し、
前進３速では、第１クラッチと第２ブレーキが作動し、
前進４速では、第２クラッチと第２ブレーキが作動し、
前進５速では、第１，２クラッチが作動し、
前進６速では、第２クラッチと第１ブレーキが作動し、
前進７速では、第２クラッチと第４ブレーキが作動し、
前進８速では、第２クラッチと第３ブレーキが作動し、
後進１速では、第４，５ブレーキが作動し、
後進２速では、第１，５ブレーキが作動し、
後進３速では、第１クラッチと第５ブレーキが作動することを特徴とする請求項１３に記載の自動変速機のパワートレイン。
【請求項１５】
前記自動変速機のパワートレインは、前進３，４，５，６，７，８速から２段または３段へのスキップシフトが可能なことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のパワートレイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は７速自動変速機のパワートレインに関し、特に、２つの複合遊星歯車セットと２つのクラッチ、そして５つのブレーキで前進８段後進３段の実現が可能な自動変速機のパワートレインに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動変速機のパワートレインは、走行条件に応じて適切な回転力を得るために、油圧などを利用してエンジンで発生する動力を多段に変速する装置のことを言う。
自動変速機のパワートレインは、エンジンの動力を受けて適切な回転力に可変させて出力する遊星歯車セットと、該遊星歯車セットの各回転要素を固定または回転阻止したり、エンジンの動力により回転されるようにしたりするクラッチまたはブレーキなどの締結要素で構成される。
このような自動変速機のパワートレインは、前進４段や前進５段を実現する装置が主であるが、最近では、前進６段はもちろん、前進７段、前進８段以上の実現が可能な装置が盛んに開発されつつある。
【０００３】
図１は、従来の技術に係る自動変速機のパワートレインの一例を示したスティック図であり、図２は、図１に示す自動変速機のパワートレインの締結要素の作動表である。
図１及び図２の自動変速機のパワートレインは、第１，２複合遊星歯車セット１００，１１０と、第１，２，３クラッチ１２０，１２２，１２４、第１，２，３，４ブレーキ１３０，１３２，１３４，１３６、１つのワンウェイクラッチ１４０で構成されて、前進７段後進３段を実現することができる。
【０００４】
第１複合遊星歯車セット１００の小歯車１０２を支持するキャリアが入力軸１５０と接続され、太陽歯車１０４がワンウェイクラッチ１４０を介して自動変速機ハウジング１５２と接続し、環状歯車１０６が第１ブレーキ１３０と接続すると共に、第１クラッチ１２０を介して第１複合遊星歯車セット１００の太陽歯車１０４と接続する。
【０００５】
第２複合遊星歯車セット１１０は、第１小歯車１１１が出力軸１５４と接続し、第２小歯車１１２が第３ブレーキ１３４と接続し、第１太陽歯車１１３が第２ブレーキ１３２と接続し、第２太陽歯車１１４が第３クラッチ１２４を介して第１太陽歯車１１３及び第２ブレーキ１３２と接続し、第１環状歯車１１５が第２クラッチ１２２を介して第１複合遊星歯車セット１００の小歯車１０２と接続し、第２環状歯車１１６が第１複合遊星歯車セット１００の環状歯車１０６と直結する。
【特許文献１】特開２００５−２３３３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の技術による自動変速機のパワートレインは、前進１速〜前進７速を実現するために、第１，２，３クラッチ１２０，１２２，１２４と、第１，２，３，４ブレーキ１３０，１３２，１３４，１３６のうちの３つの締結要素が作動しなければならないことから、油圧制御効率が低く、構造的によりコンパクトながらより多様な変速比の実現が求められている。
【０００７】
本発明は、上記した従来の技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、２つの複合遊星歯車セットと、２つのクラッチ、そして５つのブレーキで構造的にコンパクトながら前進８速後進３速の実現が可能であることは勿論のこと、前記２つのクラッチと５つのブレーキのうち２つの締結要素のみが作動することで油圧制御効率が向上する自動変速機のパワートレインを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明に係る自動変速機のパワートレインは、第１，２，３，４単純遊星歯車セットと、前記第１遊星歯車セットの第１太陽歯車と第２太陽歯車、第２環状歯車を接続する第１クラッチ部と、前記第１，３，４遊星歯車セットの第１，３，４環状歯車を接続する第２クラッチと、前記第１，２，３，４遊星歯車セットの第１，２，３，４太陽歯車と、前記第１，２，４遊星歯車セットの第１，２，４キャリア、前記第２，４遊星歯車セットの第２，４環状歯車の回転を選択的に拘束するブレーキユニットと、を備えており、前記第１，２遊星歯車セットは、前記第１，２遊星歯車セットの第１，２キャリア及び第１，２太陽歯車が相互接続するように備えられ、前記第３，４遊星歯車セットは、前記第３，４遊星歯車セットの第３環状歯車と第４キャリアを相互接続し、第３，４太陽歯車を相互接続するように備えられ、前記第１遊星歯車セットの第１環状歯車が入力軸と接続し、前記第３遊星歯車セットの第３キャリアが出力軸と接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自動変速機のパワートレインによれば、２つの複合遊星歯車セットと、２つのクラッチ、そして５つのブレーキで構造的にコンパクトながら前進８段後進３段を実現することができ、各変速段の実現時に前記２つのクラッチと５つのブレーキのうち２つの作動要素のみが作動すれば良いので、油圧制御効率が向上することはもちろん、油圧をポンピングするポンプの容量を縮小できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の最も好ましい実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図３は、本発明の一実施形態の自動変速機のパワートレイン構造を示したスティック図である。
図３に示す本発明の一実施形態の自動変速機のパワートレインは、前進８段後進３段の実現が可能なものであって、自動変速機の入力軸２と接続して、自動変速機の入力軸２を介してエンジンの動力を受けて適切な回転力に可変させ、自動変速機出力軸４を介して出力する第１，２複合遊星歯車セットＰ１，Ｐ２と、第１，２複合遊星歯車セットＰ１，Ｐ２の各回転要素を停止または回転阻止したり、エンジンの動力により回転されるようにしたりする締結要素からなる。
【００１２】
第１複合遊星歯車セットＰ１は、自動変速機の入力軸２と接続した第１遊星歯車セット１０と、第１遊星歯車セット１０と連係した第２遊星歯車セット２０に分けることができる。
第１遊星歯車セット１０は、自動変速機の入力軸２と直結した第１環状歯車１２と、第１環状歯車１２の内部に回転可能なように設置された第１太陽歯車１４と、第１環状歯車１２と第１太陽歯車１４との間に介在する第１小歯車１６とからなる。第１小歯車１６は、シングルタイプである。
【００１３】
第２遊星歯車セット２０は、第２環状歯車２２と、第１太陽歯車１４と直結した第２太陽歯車２４と、第２環状歯車２２と第２太陽歯車２４との間に介在し、第１小歯車１６と直結した第２小歯車２６とからなる。第２小歯車２６は、ダブルタイプである。
このような第１複合遊星歯車セットＰ１は、第１，２遊星歯車セット１０，２０が第１，２小歯車１６，２６を支持するキャリアを共有し、第１，２太陽歯車１４，２４は一体型とすることができる。この時、一体化した第１，２太陽歯車１４，２４の歯車数は３０個、第１，２環状歯車１２，２２の歯車数はそれぞれ７０個である。
【００１４】
第２複合遊星歯車セットＰ２は、自動変速機出力軸４と接続した第３遊星歯車セット３０と、第３遊星歯車セット３０と連係した第４遊星歯車セット４０とに分けることができる。
第３遊星歯車セット３０は、第３環状歯車３２と、第３環状歯車３２の内部に回転可能なように設置された第３太陽歯車３４と、第３環状歯車３２と第３太陽歯車３４との間に介在する第３小歯車３６とからなる。第３小歯車３６は、シングルタイプである。
【００１５】
第４遊星歯車セット４０は、第１，２小歯車１６，２６と直結した第４環状歯車４２と、第３太陽歯車３４と直結した第４太陽歯車４４と、第４環状歯車４２と第４太陽歯車４４との間に介在し、第３環状歯車３２と直結した第４小歯車４６とからなる。第４小歯車４６は、シングルタイプである。
このような第２複合遊星歯車セットＰ２は、第３，４太陽歯車３４，４４を一体型とすることができ、一体化した第３，４太陽歯車３４，４４の歯車数は３０個、第３，４環状歯車３２，４２の歯車数はそれぞれ７０個とすることができる。
【００１６】
締結要素は、第１，２複合遊星歯車セットＰ１，Ｐ２の各回転要素を接続するクラッチユニットと、第１，２複合遊星歯車セットＰ１，Ｐ２の各回転要素回転を停止または拘束するブレーキユニットに分けることができる。
クラッチユニットには、第１太陽歯車１４、第２太陽歯車２４、第２環状歯車２２を接続する第１クラッチ部がある。第１クラッチ部は、第１，２太陽歯車１４，２４を共に第２環状歯車２２と接続させる第１クラッチ５０からなる。
【００１７】
また、前記クラッチユニットには、前記第１，３，４環状歯車１２，３２，４２が同時に接続するようにする第２クラッチ５２がある。
前記ブレーキユニットには、前記第１，２太陽歯車１４，２４の回転を同時に拘束する第１ブレーキ６０がある。
また、前記ブレーキユニットには、前記第３，４太陽歯車３４，４４の回転を同時に拘束する第２ブレーキ６２がある。
また、前記ブレーキユニットには、前記第１，４環状歯車１２，４２の回転を同時に拘束する第３ブレーキ６４がある。
また、ブレーキユニットには、第２環状歯車２２の回転を拘束する第４ブレーキ６６、および、第４小歯車４６の回転を拘束する第５ブレーキ６８がある。
【００１８】
以下に、本発明の自動変速機のパワートレインの動作を図３及び図４、図５、図６を参照して説明する。
図４は、図３に示す自動変速機のパワートレインの前進８段後進３段を実現する時の締結要素の作動表である。
図４の横方向の欄に記載された記号は、締結要素を示す。すなわち、「Ｃ１〜Ｃ２」は、それぞれ第１，２クラッチ５０，５２を表す記号であり、「Ｂ１〜Ｂ５」は、それぞれ第１，２，３，４，５ブレーキ６０，６２，６４，６６，６８を表す記号である。
【００１９】
図４の縦方向の欄に記載された記号は、各速の変速段を示す。すなわち、「Ｄ１〜Ｄ８」は、それぞれ前進１段から前進８段までの変速段を表し、「Ｒ１〜Ｒ３」は、後進１，２，３段を表す。
図４の作動表の中で「●」は、締結要素の締結を表し、空欄は、締結要素の解放を表す。
図５は、図３に示す自動変速機のパワートレインの前進８段後進３段を実現する時の各段別締結要素の相対回転速度比を示したグラフ及び表であり、図６は、図３に示す自動変速機のパワートレインの前進８段後進３段を実現する時の各段別締結要素の反力トルク比を示したグラフ及び表である。
【００２０】
まず、アップシフト（Ｕｐ  ｓｈｉｆｔ）過程を説明する。前進１段では、第２，４ブレーキ６２，６６が作動する。この時、変速比は４．０８２である。
前進１段から前進２段への変速時には、第４ブレーキ６６が解放され、第１ブレーキ６０が作動する。すなわち第１，２ブレーキ６０，６２が作動する。この時、変速比は２．９１５で、段間比は１．４である。
【００２１】
前進２段から前進３段への変速時には、第１ブレーキ６０が解放され、第１クラッチ５０が作動する。すなわち第１クラッチ５０と第２ブレーキ６２が作動する。この時、変速比は２．０４１で、段間比は１．４２９である。
前進３段から前進４段への変速時には、第１クラッチ５０が解放され、第２クラッチ５２が作動する。すなわち第２クラッチ５２と第２ブレーキ６２が作動する。この時、変速比は１．４２９で、段間比は１．４２９である。
【００２２】
前進４段から前進５段への変速時には、第２ブレーキ６２が解放され、第１クラッチ５０が作動する。すなわち第１，２クラッチ５０，５２が作動する。この時、変速比は１．０で、段間比は１．４２９である。
前進５段から前進６段への変速時には、第１クラッチ５０が解放され、第１ブレーキ６０が作動する。すなわち第２クラッチ５２と第１ブレーキ６０が作動する。この時、変速比は０．８２６で、段間比は１．２１０である。
【００２３】
前進６段から前進７段への変速時には、第１ブレーキ６０が解放され、第４ブレーキ６６が作動する。すなわち第２クラッチ５２と第４ブレーキ６６が作動する。この時、変速比は０．７４１で、段間比は１．１１６である。
前進７段から前進８段への変速時には、第４ブレーキ６６が解放され、第１ブレーキ６０が作動する。すなわち第２クラッチ５２と第３ブレーキ６４が作動する。この時、変速比は０．５８８で、段間比は１．２５９である。
上記は、アップシフト過程を順に説明したものであり、ダウンシフト過程は、上述したアップシフト過程の逆の順序になるので、詳細な説明は省略する。
【００２４】
次に、本発明の自動変速機のパワートレインの前進４段、５段、６段、７段、８段からそれぞれ２段または３段へスキップシフトされる過程を説明する。
第２クラッチ５２と第３ブレーキ６４が作動する前進８段の状態で第３ブレーキ６４が解放され、第１ブレーキ６０が作動すれば、前進６段にスキップシフトされる。
第２クラッチ５２と第３ブレーキ６４が作動する前進８段の状態で第３ブレーキ６４が解放され、第１クラッチ５０が作動すれば、前進５段にスキップシフトされる。
【００２５】
第２クラッチ５２と第４ブレーキ６６が作動する前進７段の状態で第４ブレーキ６６が解放され、第１クラッチ５０が作動すれば、前進５段にスキップシフトされる。
第２クラッチ５２と第４ブレーキ６６が作動する前進７段の状態で第４ブレーキ６６が解放され、第２ブレーキ６２が作動すれば、前進４段にスキップシフトされる。
第２クラッチ５２と第１ブレーキ６０が作動する前進６段の状態で第１ブレーキ６０が解放され、第２ブレーキ６２が作動すれば、前進４段にスキップシフトされる。
【００２６】
また、前記第２クラッチ５２と第１ブレーキ６０が作動する前進６段の状態で第２クラッチ５２と第１ブレーキ６０が解放され、第１クラッチ５０と第２ブレーキ６２が作動すれば、前進３段にスキップシフトされる。
第１，２クラッチ５０，５２が作動する前進５段の状態で第２クラッチ５２が解放され、第２ブレーキ６２が作動すれば、前進３段にスキップシフトされる。
第１，２クラッチ５０，５２が作動する前進５段の状態で第１，２クラッチ５０，５２が解放され、第１，２ブレーキ６０，６２が作動すれば、前進２段にスキップシフトされる。
【００２７】
第２クラッチ５２と第２ブレーキ６２が作動する前進４段の状態で第２クラッチ５２が解放され、第１ブレーキ６０が作動すれば、前進２段にスキップシフトされる。
第２クラッチ５２と第２ブレーキ６２が作動する前進４段の状態で、第２クラッチ５２が解放され、第４ブレーキ６６が作動すれば、前進１段にスキップシフトされる。
第１クラッチ５０と第２ブレーキ６２が作動する前進３段の状態で、第１クラッチ５０が解放され、第４ブレーキ６６が作動すれば、前進１段にスキップシフトされる。
【００２８】
次に、後進アップシフトの変速過程を説明する。第４，５ブレーキ６６，６８が作動すれば、後進１段変速が行われる。この時、変速比は−２．８５７である。
後進１段から後進２段への変速時には、第４ブレーキ６６が解放され、第１ブレーキ６０が作動する。すなわち第１，５ブレーキ６０，６８が作動する。この時、変速比は−２．０４１で、段間比は１．４である。
後進２段から後進段への変速時には、第１ブレーキ６０が解放され、第１クラッチ５０が作動する。すなわち第１クラッチ５０と第５ブレーキ６８が作動する。この時、変速比は−１．４２９で、段間比は１．４２９である。
後進ダウンシフト過程は、上述したアップシフト過程の逆の順序に行われるので、詳細な説明は省略する。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来の技術による自動変速機のパワートレインの一例を示すスティック図である。
【図２】図１に示す自動変速機のパワートレインの締結要素の作動表である。
【図３】本発明による自動変速機のパワートレイン構造を示すスティック図である。
【図４】図３に示す自動変速機のパワートレインの締結要素の作動表である。
【図５】図３に示す自動変速機のパワートレインの前進８段後進３段を実現する時の各段別締結要素の相対回転速度比を示すグラフ及び表である。
【図６】図３に示す自動変速機のパワートレインの前進８段後進３段を実現する時の各段別締結要素の反力トルク比を示すグラフ及び表である。
【符号の説明】
【００３１】
１０      第１遊星歯車セット
２０      第２遊星歯車セット
３０      第３遊星歯車セット
４０      第４遊星歯車セット
５０      第１クラッチ
５２      第２クラッチ
６０      第１ブレーキ
６２      第２ブレーキ
６４      第３ブレーキ
６６      第４ブレーキ
６８      第５ブレーキ
【図１】
2007255696.tif 000003
【図２】
2007255696.tif 000004
【図３】
2007255696.tif 000005
【図４】
2007255696.tif 000006
【図５】
2007255696.tif 000007
【図６】
2007255696.tif 000008