JP2008281188A

JP2008281188A - ８速自動変速機

Info

Publication number: JP2008281188A
Application number: JP2007303864A
Authority: JP
Inventors: Kang Soo Seo; カン壽徐
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2007-05-08
Filing date: 2007-11-26
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2027-11-26
Also published as: US20080280721A1; KR20080099047A; KR100903319B1; DE102007056540A1; JP5158630B2; CN101303066A; CN101303066B; US7780566B2; DE102007056540B4

Abstract

【課題】第２、４クラッチへの油圧供給を円滑にし、小径な入力軸を有する８速自動変速機を提供する。
【解決手段】
第１リングギヤ、第１サンギヤ及び第１遊星キャリアを含むシングルピニオン遊星ギヤセットと、第２リングギヤ、第２サンギヤ、及び第２遊星キャリアを含むダブルピニオン遊星ギヤセットと、ショートサンギヤ、ショートピニオン、ロングサンギヤ、ロングピニオン、及び第３リングギヤを含む複合遊星ギヤセットと、第１、２、３、４クラッチ、第１、２ブレーキ、及びワンウェイクラッチと、を含んで構成され、第２クラッチ及び第４クラッチが、ダブルピニオン遊星ギヤセットと複合遊星ギヤセットの間に位置され、第２クラッチ及び第４クラッチに油圧を供給するため、第２クラッチ及び第４クラッチの間にセンターサポーターが形成される。
【選択図】図８

Description

本発明は、８速自動変速機に係り、より詳細には、複数の遊星ギヤセットを組み合わせて８速変速段を実現する自動変速機であって、センターサポーターを形成してクラッチへの油圧供給を円滑にし、小径な入力軸を有する８速自動変速機に関する。

通常、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具現され、自動変速機のトルクコンバーターからトルクが入力され、これを変速して出力軸に伝達する機能をする。

変速機は、実現することができる変速段が多いほど、より適切な変速比が得られるとともに、動力性能及び燃費の面で優れた車両を実現することができるので、より多くの変速段を有する自動変速機が研究されている。同一の変速段を実現するにしても、遊星ギヤセットの組み合わせ方法によってパワートレインの耐久性、動力伝達効率、大きさなどが異なるため、より丈夫で、動力損失がなく、よりコンパクトなパワートレインを構成する努力が行われている。特に、変速段が多すぎると運転者が変速を頻繁に行なうことになる手動変速機とは異なり、自動変速機の変速は、制御ユニットが運転状態によってパワートレインの作動を制御することで行う。そのため、より多くの変速段を実現するパワートレインの構成は、自動変速機においてより重要な価値がある。このような傾向があるので５速及び６速パワートレインに関する多様な研究と共に、最近では、前進８速及び後進１速を実現する自動変速機が開発されている。

図１及び図２は、従来の８速自動変速機の構成図である。このような構成において、各摩擦要素を駆動するための油圧は、入力軸３に形成された流路を通じて供給される。しかし、図１及び図２に示すように、８速自動変速機の場合、３つの遊星ギヤセット、４つのクラッチ、及び２つのブレーキを含むため、部品数が多く、各部品に作動油圧を供給するための複数の流路が必要である。したがって、摩擦要素に作動油圧を供給するためには、入力軸の直径が大きくなり、入力軸の直径が大きくなると、他の部品の大きさも大きくなる。このような入力軸の直径及び部品の大きさの増加は、変速機の大きさ及び重量の増加をまねく。また、入力軸を経由した油圧は、回転部材を経由して油圧が供給されるので、油圧損失及び応答速度遅延が発生することもある。

図１及び図２に示す８速自動変速機の場合、第２クラッチ及び第４クラッチが各々第１遊星ギヤセット及び第２遊星ギヤセット、そして第２遊星ギヤセット及び第３遊星ギヤセットの間に位置するので、構成が複雑で、各々のクラッチに油圧を供給するための代替流路を形成することが難しい。
特開２００６−１００７３号公報

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、第２、４クラッチを第２、３遊星ギヤセットの間に形成し、センターサポーターを第２、４クラッチの間に形成して、第２、４クラッチへの油圧供給を円滑にし、小径な入力軸を有する８速自動変速機を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明による８速自動変速機は、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、複合遊星ギヤセット、第１、２、３、４クラッチ、第１、２ブレーキ、及びワンウェイクラッチを含み、前記シングルピニオン遊星ギヤセットは、入力軸に固定連結された第１リングギヤ、ハウジングに固定連結された第１サンギヤ及び第１遊星キャリアを含み、前記ダブルピニオン遊星ギヤセットは、並列配置された前記第１ブレーキ及び前記ワンウェイクラッチによってハウジングに可変固定された第２リングギヤ、前記第１遊星キャリアに固定連結された第２サンギヤ、及び前記第２クラッチによって前記第２リングギヤに可変連結された第２遊星キャリアを含み、前記複合遊星ギヤセットは、前記第１クラッチによって前記第２サンギヤに可変連結されたショートサンギヤ、前記ショートサンギヤに噛み合ったショートピニオン、前記第２遊星キャリアに固定連結されたロングサンギヤ、前記ショートピニオン及び前記ロングサンギヤに噛み合って、前記第３クラッチによって前記入力軸に可変連結されたロングピニオン、及び前記ロングピニオンに噛み合って、前記第４クラッチによって前記第２遊星キャリア及び前記ロングサンギヤに可変連結され、出力軸に連結された第３リングギヤを含み、前記第２ブレーキは、前記第２遊星キャリア及び前記ロングサンギヤを前記ハウジングに可変固定し、前記第２クラッチ及び前記第４クラッチは、前記ダブルピニオン遊星ギヤセット及び前記複合遊星ギヤセットの間に位置し、前記第２クラッチ及び前記第４クラッチに油圧を供給するように、前記第２クラッチ及び前記第４クラッチの間に形成されるセンターサポーターを含むことを特徴とする。

前記センターサポーターは、前記入力軸と垂直なセンターサポーター垂直部、前記入力軸と平行なセンターサポーター水平部、前記センターサポーター垂直部に形成された第１流路、及び前記センターサポーター水平部に形成された第２流路を含み、前記第２流路は、第２クラッチ油圧室に油圧を供給するように、前記センターサポーター水平部に形成された第３流路に連結され、第４クラッチに油圧室に油圧を供給するように、前記センターサポーター水平部に形成された第４流路に連結されることを特徴とする。

前記第２流路は、第２クラッチバランス室に油圧を供給するように形成された第５流路に連結され、第４クラッチバランス室に油圧を供給するように形成された第６流路に連結されることを特徴とする。

本発明の実施例による８速自動変速機によれば、第２、４クラッチを第２、３遊星ギヤセットの間に形成し、第２、４クラッチの間にセンターサポーターを形成したので、第２、４クラッチへの油圧供給を円滑に行うことができる。また、入力軸の直径を小さくでき、他の部品の大きさも小さくすることができるので、変速機の大きさ及び重量を減少させることができる。さらに、センターサポーターを経由して油圧を供給するから、油圧損失及び応答速度遅延を防止することができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図８の参照符号は、同一の構成には、同一の符号を使用した。図３は、本発明の実施例による８速自動変速機の構成図である。図３に示すように、本発明の実施例による８速自動変速機は、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の３つの遊星ギヤセット、そして第１、２、３、４クラッチ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）、第１、２ブレーキ（Ｂ１、Ｂ２）、及びワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）を含む。第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）は、入力軸３から第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の順序で配置される。

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、入力軸３に固定連結された第１リングギヤ（Ｒ１）、ハウジング１に固定連結された第１サンギヤ（Ｓ１）及び第１遊星キャリア（ＰＣ１）を含む。

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、並列配置された第１ブレーキ（Ｂ１）及びワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）によってハウジング１に可変固定された第２リングギヤ（Ｒ２）、第１遊星キャリア（ＰＣ１）に固定連結された第２サンギヤ（Ｓ２）、及び第２クラッチ（Ｃ２）によって第２リングギヤ（Ｒ２）に可変連結された第２遊星キャリア（ＰＣ２）を含む。

第３遊星ギヤセット（ＰＧ３）は、複合遊星ギヤセットであって、第１クラッチ（Ｃ１）によって第２サンギヤ（Ｓ２）に可変連結されたショートサンギヤ（ＳＳ）、ショートサンギヤ（ＳＳ）に噛み合ったショートピニオン（ＳＰ）、第２遊星キャリア（ＰＣ２）に固定連結されたロングサンギヤ（ＬＳ）、ショートピニオン（ＳＰ）及びロングサンギヤ（ＬＳ）に噛み合って、第３クラッチ（Ｃ３）によって入力軸３に可変連結されたロングピニオン（ＬＰ）、及びロングピニオン（ＬＰ）に噛み合って、第４クラッチ（Ｃ４）によって第２遊星キャリア（ＰＣ２）及びロングサンギヤ（ＬＳ）に可変連結され、出力軸５に連結された第３リングギヤ（Ｒ３）を含む。

第２ブレーキ（Ｂ２）は、第２遊星キャリア（ＰＣ２）及びロングサンギヤ（ＬＳ）をハウジング１に可変固定する。第２クラッチ（Ｃ２）及び第４クラッチ（Ｃ４）は、第２、３遊星ギヤセット（ＰＧ２、ＰＧ３）の間に位置する。

このような構成からなる８速自動変速機の速度線図を図４に、作動表は図５に示す。図５に示すように、前進１速では第１クラッチ及び第１ブレーキあるいは第１クラッチ及びワンウェイクラッチ、前進２速では第１クラッチ及び第２ブレーキ、前進３速では第１クラッチ及び第４クラッチ、前進４速では第１クラッチ及び第３クラッチ、前進５速では第３クラッチ及び第４クラッチ、前進６速では第２クラッチ及び第３クラッチ、前進７速では第３クラッチ及び第２ブレーキ、前進８速では第３クラッチ及び第１ブレーキ、後進では第４クラッチ及び第１ブレーキを作動させる。

以下、図４を参照して、本発明の実施例による８速自動変速機の変速過程を説明する。図４において、水平線に表示された０は、回転速度が０であることを示し、１は入力軸３の回転速度と同一であることを示す。まず、第１速では、第１クラッチ（Ｃ１）及びワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）または第１ブレーキ（Ｂ１）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）が入力要素として作動し、第１サンギヤ（Ｓ１）及び第２リングギヤ（Ｒ２）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第１速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進１速の出力が行われる。

第２速では、第１クラッチ（Ｃ１）及び第２ブレーキ（Ｂ２）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）が入力要素として作動し、第１サンギヤ（Ｓ１）、第２遊星キャリア（ＰＣ２）、及びロングサンギヤ（ＬＳ）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第２速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進２速の出力が行われる。

第３速では、第１クラッチ（Ｃ１）及び第４クラッチ（Ｃ４）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）が入力要素として作動し、第１サンギヤ（Ｓ１）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第３速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進３速の出力が行われる。

第４速では、第１クラッチ（Ｃ１）及び第３クラッチ（Ｃ３）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）及びロングピニオン（ＬＰ）が入力要素として作動し、第１サンギヤ（Ｓ１）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第４速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進４速の出力が行われる。

第５速では、第３クラッチ（Ｃ３）及び第４クラッチ（Ｃ４）が作動する。そうすると、ロングピニオン（ＬＰ）が入力要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第５速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進５速の出力が行われる。

第６速では、第２クラッチ（Ｃ２）及び第３クラッチ（Ｃ３）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）及びロングピニオン（ＬＰ）が入力要素として作動し、第１サンギヤ（Ｒ１）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第６速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進６速の出力が行われる。

第７速では、第３クラッチ（Ｃ３）及び第２ブレーキ（Ｂ２）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）及びロングピニオン（ＬＰ）が入力要素として作動し、第１サンギヤ（Ｓ１）、第２遊星キャリア（ＰＣ２）、及びロングサンギヤ（ＬＳ）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第７速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進７速の出力が行われる。

第８速では、第３クラッチ（Ｃ３）及び第１ブレーキ（Ｂ１）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）及びロングピニオン（ＬＰ）が入力要素として作動し、第２リングギヤ（Ｒ２）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって第８速の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて前進８速の出力が行われる。

後進変速段では、第４クラッチ（Ｃ４）及び第１ブレーキ（Ｂ１）が作動する。そうすると、第１リングギヤ（Ｒ１）が入力要素として作動し、第２リングギヤ（Ｒ２）が固定要素として作動する。したがって、第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の相互補完作用によって後進の速度線を形成し、出力要素である第３リングギヤ（Ｒ３）を通じて後進の出力が行われる。なお、各遊星ギヤセットに対する速度線については、当業者であれば十分に求めることができる公知の部分であるので、詳細な説明は省略する。

図３に示すように、本発明の実施例による８速自動変速機は、第２クラッチ（Ｃ２）及び第４クラッチ（Ｃ４）が、第２遊星ギヤセット（ＰＧ２）及び第３遊星ギヤセット（ＰＧ３）の間に位置する。したがって、第２クラッチ（Ｃ２）及び第４クラッチ（Ｃ４）に油圧を供給するためのセンターサポーター１０を第２クラッチ（Ｃ２）及び第４クラッチ（Ｃ４）の間に形成することができる。

図６、図７、図８には、このようなセンターサポーター１０が形成された８速自動変速機の実施例を示す。センターサポーター１０は、入力軸３に対して垂直なセンターサポーター垂直部１１、及び入力軸３に対して平行なセンターサポーター水平部２１から構成される。センターサポーター垂直部１１には、第１流路１３が形成され、センターサポーター水平部２１には、第２流路２３が形成される。センターサポーター水平部２１には、図６に示すように、第２クラッチ（Ｃ２）を作動させる第２クラッチ油圧室３１に油圧を供給する第３流路２５が形成されていて、第３流路２５は、第２流路２３に連結されて油圧を供給する。したがって、第１流路１３、第２流路２３、第３流路２５を通じて第２クラッチ油圧室３１に油圧を供給することができる。

図７に示すように、センターサポーター水平部２１には、第４クラッチ（Ｃ４）を作動させる第４クラッチ油圧室３３に油圧を供給する第４流路２７が形成されていて、第４流路２７は、第２流路２３に連結されて油圧を供給する。したがって、第１流路１３、第２流路２３、第４流路２７を通じて第４クラッチ油圧室３３に油圧を供給することができる。

図８には、第２クラッチバランス室４１に油圧を供給する流路が示されている。図８に示すように、第２クラッチバランス室４１に油圧を供給する第５流路４３が形成されていて、第５流路４３は、第２流路２３に連結されている。したがって、第１流路１３、第２流路２３、第５流路４３を通じて第２クラッチバランス４１室に油圧を供給することができる。

また、第４クラッチバランス室５１に油圧を供給する第６流路５３が形成されていて、第６流路５３は、第２流路２３に連結されている。したがって、第１流路１３、第２流路２３、第６流路５３を通じて第４クラッチバランス室５１に油圧を供給することができる。

以上で、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術範囲に含まれる全ての変更を含む。

本発明は、８速変速段の自動変速機に好適である。

従来の技術の一実施例で８速自動変速機の構成図である。従来の技術の他の実施例で８速自動変速機の構成図である。本発明の実施例で８速自動変速機の構成図である。本発明の実施例で８速自動変速機の速度線図である。本発明の実施例で８速自動変速機の作動表である。本発明の実施例で８速自動変速機の第４クラッチへの油圧供給を示した図面である。本発明の実施例で８速自動変速機の第２クラッチへの油圧供給を示した図面である。本発明の実施例で８速自動変速機の第２、４クラッチのバランス室への油圧供給を示した図面である。

符号の説明

１ハウジング
３入力軸
５出力軸
１０センターサポーター
１１センターサポーター垂直部
１３第１流路
２１センターサポーター水平部
２３第２流路
２５第３流路
２７第４流路
３１第２クラッチ油圧室
３３第４クラッチ油圧室
４１第２クラッチバランス室
４３第５流路
５１第４クラッチバランス室
５３第６流路
ＰＧ１第１遊星ギヤセット
ＰＧ２第２遊星ギヤセット
ＰＧ３第３遊星ギヤセット
Ｓ１第１サンギヤ
Ｒ１第１リングギヤ
ＰＣ１第１遊星キャリア
Ｓ２第２サンギヤ
Ｒ２第２リングギヤ
ＰＣ２第２遊星キャリア
ＳＳショートサンギヤ
ＬＳロングサンギヤ
ＳＰショートピニオン
ＬＰロングピニオン
ＰＣ３第３遊星キャリア
Ｒ３第３リングギヤ
Ｃ１第１クラッチ
Ｃ２第２クラッチ
Ｃ３第３クラッチ
Ｃ４第４クラッチ
Ｂ１第１ブレーキ
Ｂ２第２ブレーキ
ＯＷＣワンウェイクラッチ

Claims

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、複合遊星ギヤセット、第１、２、３、４クラッチ、第１、２ブレーキ、及びワンウェイクラッチを含み、
前記シングルピニオン遊星ギヤセットは、入力軸に固定連結された第１リングギヤ、ハウジングに固定連結された第１サンギヤ及び第１遊星キャリアを含み、
前記ダブルピニオン遊星ギヤセットは、並列配置された前記第１ブレーキ及び前記ワンウェイクラッチによってハウジングに可変固定された第２リングギヤ、前記第１遊星キャリアに固定連結された第２サンギヤ、及び前記第２クラッチによって前記第２リングギヤに可変連結された第２遊星キャリアを含み、
前記複合遊星ギヤセットは、前記第１クラッチによって前記第２サンギヤに可変連結されたショートサンギヤ、前記ショートサンギヤに噛み合ったショートピニオン、前記第２遊星キャリアに固定連結されたロングサンギヤ、前記ショートピニオン及び前記ロングサンギヤに噛み合って、前記第３クラッチによって前記入力軸に可変連結されたロングピニオン、及び前記ロングピニオンに噛み合って、前記第４クラッチによって前記第２遊星キャリア及び前記ロングサンギヤに可変連結され、出力軸に連結された第３リングギヤを含み、
前記第２ブレーキは、前記第２遊星キャリア及び前記ロングサンギヤを前記ハウジングに可変固定し、
前記第２クラッチ及び前記第４クラッチは、前記ダブルピニオン遊星ギヤセット及び前記複合遊星ギヤセットの間に位置し、
前記第２クラッチ及び前記第４クラッチに油圧を供給するように、前記第２クラッチ及び前記第４クラッチの間に形成されるセンターサポーターを含む、ことを特徴とする８速自動変速機。
前記センターサポーターは、
前記入力軸と垂直なセンターサポーター垂直部、前記入力軸と平行なセンターサポーター水平部、前記センターサポーター垂直部に形成された第１流路、及び前記センターサポーター水平部に形成された第２流路を含み、
前記第２流路は、第２クラッチ油圧室に油圧を供給するように、前記センターサポーター水平部に形成された第３流路に連結され、第４クラッチ油圧室に油圧を供給するように、前記センターサポーター水平部に形成された第４流路に連結されることを特徴とする請求項１に記載の８速自動変速機。
前記第２流路は、第２クラッチバランス室に油圧を供給するように形成された第５流路に連結され、第４クラッチバランス室に油圧を供給するように形成された第６流路に連結されることを特徴とする請求項２に記載の８速自動変速機。