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JP3634881B2 - Planetary gear train for automatic transmission and gear transmission for automatic transmission - Google Patents

Planetary gear train for automatic transmission and gear transmission for automatic transmission Download PDF

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JP3634881B2
JP3634881B2 JP26729094A JP26729094A JP3634881B2 JP 3634881 B2 JP3634881 B2 JP 3634881B2 JP 26729094 A JP26729094 A JP 26729094A JP 26729094 A JP26729094 A JP 26729094A JP 3634881 B2 JP3634881 B2 JP 3634881B2
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動変速機用歯車変速装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、前進5速のギヤ段を得る自動変速機用歯車変速装置として、特開平1−242854号公報に記載のものが知られている。
【0003】
この従来装置は、シングルピニオン型遊星歯車を2個用い前進4速のギヤ段を得る4速型主遊星歯車変速機構に、シングルピニオン型遊星歯車を1個追加し、この3個の遊星歯車に総計11個のクラッチ,ブレーキ,一方向クラッチ等の係合・解放要素を組み合わせた構成になっている。
【0004】
このうち、変速制御を簡単にするための一方向クラッチ及び一方向クラッチを取り付けたがためコースティング時に利かなくなるエンジンブレーキを利かせる目的で付加したクラッチ・ブレーキ類を取り除いたクラッチ及びブレーキの係合・解放要素数は7個である。この数が実用上、前進5段・後退1段の変速を達成するのに必要な最小要素数である。
【0005】
内訳は、クラッチ,ブレーキの係合・解放要素を最小でも5個必要とする4段部(アンダードライブ2段,直結1段,オーバドライブ1段)と、1つの遊星歯車とクラッチ・ブレーキが最小でも2つ必要なアド・オン部からなり、5段(アンダードライブ3段,直結1段,オーバドライブ1段)変速を可能にしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動変速機用歯車変速装置でオーバドライブを1段から2段にしようとした場合、アド・オン部の入力経路を切り替えてアド・オン部に導くことが考えられるが、このためにはクラッチ・ブレーキを2つ追加することが必要になる。従って、コスト、さらには、車両搭載性を損ねる点等を考慮すると実用的ではない。
【0007】
また、当該アド・オン型5段変速装置に最低必要なクラッチ,ブレーキの総変速要素数は7個であるが、装置全体に占める重量及び寸法の割合が大きく、これをできる限り減らして、コスト・車両搭載性・燃費等を向上させたいという要求も強い。
【0008】
さりとて、クラッチ,ブレーキの総数を減らすために、複数の遊星歯車を組み合わせて変速装置の構成を検討するについては、遊星歯車の組み合わせ方や遊星歯車のサンギヤとリングギヤとの歯数の比(即ち、ギヤ比)、シングルピニオン型遊星歯車かダブルピニオン型遊星歯車を用いるのか等によって得られる変速比が多様に変わり、且つ、それらが全て実用に供し得るものではなく、車両への搭載性,変速特性,要求される動力性能,コスト等の諸条件から実用性のある歯車列は限定される。
【0009】
即ち、遊星歯車の組み合わせやギヤ比の設定の仕方によって、膨大な数の構成が考案できるものの、車両用自動変速機として要求される実用に適するものを創作することには多大な困難を伴うという問題がある。
【0010】
例えば、特開昭50−64660号公報には、図7に示すように、シングルピニオン型の遊星歯車を3個と、クラッチ3個,ブレーキ3個を用い、図9に示すように、各要素を係合・解放することにより前進6段・後退2段の変速を達成する装置が示されている。
【0011】
しかしながら、この従来装置にあっては、下記に述べる問題がある。
【0012】
(1) ギヤ段間の変速比の設定が不適である。
【0013】
横軸に遊星歯車の設定ギヤ比に応じて割りふられる回転メンバの位置をとり、縦軸に回転速度比をとり、回転速度比0と回転速度比1に対応して横方向に引かれる直線との交点にそれぞれクラッチとブレーキの要素を表示し、係合される要素を結ぶ線により描かれる共線図を図8に示す。
【0014】
本来、ギヤ段間の変速比は等比級数的に設定するのが望ましい。なぜなら、図10に示すように、エンジンのトルクバンド(スロットル開度一定でのエンジントルクと回転の関係から出力されるエンジントルクの幅)がギヤ段に影響されずにほぼ一定となり、出力軸トルクはギヤ段に応じてほぼ一定の比で変化すると共に、エンジン回転がほぼ同じ変化をすることになり、運転者にとって快適に感じる。
【0015】
ところが、図8によれば、ギヤ段間の変速比が等比級数的ではなく、特に、5速,6速間及び3速,4速間が広く、この間が他の変速とは異なるトルクバンドを使うことになり、エンジン特性の良好な部分を使えなくなる。特に、5速,6速は変速頻度が多いところであり、顕著に感じるはずである。
【0016】
そこで、3速,4速間を狭くしようとして第5回転メンバ▲5▼の縦軸が図面右方向にずれるように遊星歯車のギヤ比を設定すると、3速,4速間は狭くなるが同時に4速,5速間も狭くなるし、5速,6速間は現状よりさらに広くなる。
【0017】
このように、ギヤ同志の動力伝達経路が常に連結されたギヤ列では、変速比の選択幅が少なく、図8に示すように妥協的に変速比を設定せざるを得ない。
【0018】
(2) 変速に関与しないメンバ回転が異常に高くなる。
【0019】
図8に示す共線図の左右端の回転メンバ▲1▼,▲5▼は、5速,6速,後退2速の時に異常な高回転となるので、その部材の支持用軸受け等の強度や高回転による変速不良(遠心油圧によるクラッチ作動不良等)のおそれがある。
【0020】
本発明は、以上の問題点を克服し、実用に適するものを創作したが、これに際して以下の点を考慮した。
【0021】
1)2つのクラッチ及びブレーキを係合状態から解放状態もしくは解放状態から係合状態に切り替えると変速ショックが悪化し、あるいは変速ショックを低減するために複雑な制御が必要となることを考慮し、隣り合ったギヤ段間で1つのクラッチまたはブレーキが係合状態から解放状態もしくは解放状態から係合状態に切り替わることとした。
【0022】
2)構成を簡素化し、コストアップを抑えるために、ダブルピニオン型遊星歯車を使わずにシングルピニオン型遊星歯車だけを3つ組み合わせる構成とした。
【0023】
3)クラッチ及びブレーキの総数は、最小の場合6個で、前進6段(アンダードライブ3段,直結1段,オーバドライブ2段)、後退1段以上を実現できる構成であることとした。これは、小型・軽量な構成にすることとコストダウンを強く考慮したためである。
【0024】
4)アド・オン型は本体部にアド・オン部を結合する構造になるため、小型・軽量かつコストを考慮すると、アド・オン部を結合する手段並びに本体部とアド・オン部を隔てる壁が必要になる等、不利である。そのためインテグラルタイプとすることとした。
【0025】
5)各変速ギヤ段間の変速比を等比級数的に並ばせることによって、変速の前後でのエンジン回転のバラツキを少なくして運転し易くする配慮を行なった。
【0026】
本発明の目的とするところは、変速ショックを容易に低減でき、変速制御が容易で、動力性能に優れ、かつ構成が簡単な自動変速機用遊星歯車列及び自動変速機用歯車変速装置を提供することにある。
【0027】
上記目的を達成するため請求項1記載の自動変速機用歯車変速装置では、図1のクレーム対応図に示すように、第1サンギヤと、第1リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを保持する第1キャリヤを備えるシングルピニオン型の第1遊星歯車と、第2サンギヤと、第2リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを保持する第2キャリヤを備えるシングルピニオン型の第2遊星歯車と、第3サンギヤと、第3リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを保持する第3キャリヤを備えるシングルピニオン型の第3遊星歯車と、前記第1サンギヤと第2リングギヤと第3サンギヤとを一体に連結する3要素連結メンバと、前記第1キャリヤと第2キャリヤとを一体に連結する2要素連結メンバと、前記2要素連結メンバと第3リングギヤとを断接クラッチを介して選択的に連結するクラッチ介装連結メンバと、を備える自動変速機用遊星歯車列において、前記3要素連結メンバ、第3キャリヤ、第3リングギヤ、第1リングギヤ、第2サンギヤ、2要素連結メンバにそれぞれ第1回転メンバ、第2回転メンバ、第3回転メンバ、第4回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバを連結し、前記第1回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバをそれぞれクラッチを介して入力軸に連結し、前記第2回転メンバ、第3回転メンバをそれぞれブレーキを介してケースに連結し、前記第4回転メンバを出力軸に連結し、1つのギヤ段を前記断接クラッチの断あるいは接と3クラッチ2ブレーキのうち3個あるいは2個の係合との組み合わせにより得ると共に、隣り合ったギヤ段で二重掛け替えのない係合解放制御則により複数のギヤ段を得る変速制御手段を設けたことを特徴とする。
【0029】
【作用】
第1の発明の作用を説明する。
【0030】
シングルピニオン型の第1遊星歯車aと第2遊星歯車bと第3遊星歯車cのうち第1サンギヤと第2リングギヤと第3サンギヤとは、3要素連結メンバdにより一体に連結される。また、第1キャリヤと第2キャリヤとは、2要素連結メンバeにより一体に連結される。そして、断接クラッチfを断とする選択時には、2要素連結メンバeと第3リングギヤとは分断され、断接クラッチfを接とする選択時には、2要素連結メンバeと第3リングギヤとが一体に連結される。
【0031】
つまり、各遊星歯車a,b,cの9個ある回転要素のうち3要素連結メンバdにより2個少なくなり、2要素連結メンバeにより1個少なくなる。そして、断接クラッチfを断とする選択時には、9個−2個−1個=7個の回転要素を持つ遊星歯車列となり、断接クラッチfを接とする選択時には、2要素連結メンバeと第3リングギヤとが一体に連結されることで、9個−2個−2個=6個の回転要素を持つ遊星歯車列となる。
【0032】
よって、これらの回転要素に連結される回転メンバに入力部材,出力部材,ケースを加えて10個あるいは9個のメンバとし、各メンバ間を一体に連結するか、全く連結しないか、クラッチやブレーキ等の係合要素を介して連結するかのいずれかを行ない、設けられた複数の係合要素の係合・解放を制御することにより入力部材と出力部材間に異なる変速比による回転状況を得ることができる。
【0033】
この場合、各遊星歯車a,b,c同志の動力伝達経路が常に連結されたギヤ列とはなっていなく、断接クラッチfの断接により動力伝達経路を選択できることで、各ギヤ段での変速比の設定自由度が高まり、各変速ギヤ段間の変速比を等比級数的に並ばせることが可能となる。
【0034】
また、断接クラッチfの断接を用いることで変速に関与しないメンバ回転が異常に高くなることも防止できる。
【0036】
また、上記自動変速機用遊星歯車列の3要素連結メンバd、第3キャリヤ、第3リングギヤ、第1リングギヤ、第2サンギヤ、2要素連結メンバeには、それぞれ第1回転メンバ、第2回転メンバ、第3回転メンバ、第4回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバが連結され、第1回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバはそれぞれクラッチを介して入力軸に連結され、第2回転メンバ、第3回転メンバはそれぞれブレーキを介してケースに連結され、第4回転メンバは出力軸に連結され、自動変速機用歯車変速機構が構成される。
【0037】
この歯車変速機構に対し、変速制御手段による変速制御により、1つのギヤ段が断接クラッチfの断あるいは接と3クラッチ2ブレーキのうち3個あるいは2個の係合との組み合わせにより得られると共に、隣り合ったギヤ段で二重掛け替えのない係合解放制御則により複数のギヤ段が得られる。
【0038】
例えば、設定可能な複数のギヤ段から前進6段後退1段を設定した場合、変速ショックを容易に低減でき、変速制御が容易で、動力性能に優れ、かつ構成が簡単な装置であるという要求性能を全て満足する。
【0039】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0040】
まず、構成を説明する。
【0041】
図2は請求項1記載の発明に対応する実施例の自動変速機用歯車変速機構を示すスケルトン図である。
【0042】
図2において、PG1は第1遊星歯車、PG2は第2遊星歯車、PG3は第3遊星歯車、M1は3要素連結メンバ、M2は2要素連結メンバ、M3はクラッチ介装連結メンバで、これらにより構成される遊星歯車列について説明する。
【0043】
前記第1遊星歯車PG1は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、両ギヤS1,R1に噛み合うピニオンを保持する第1キャリヤP1を有するシングルピニオン型の遊星歯車である。
【0044】
前記第2遊星歯車PG2は、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、両ギヤS2,R2に噛み合うピニオンを保持する第2キャリヤP2を有するシングルピニオン型の遊星歯車である。
【0045】
前記第3遊星歯車PG3は、第3サンギヤS3と、第3リングギヤR3と、両ギヤS3,R3に噛み合うピニオンを保持する第3キャリヤP3を有するシングルピニオン型の遊星歯車である。
【0046】
前記3要素連結メンバM1は、第1サンギヤS1と第2リングギヤR2と第3サンギヤS3とを一体に連結するメンバである。
【0047】
前記2要素連結メンバM2は、第1キャリヤP1と第2キャリヤP2とを一体に連結するメンバである。
【0048】
前記クラッチ介装連結メンバM3は、前記2要素連結メンバM2と第3リングギヤR3とを第1クラッチC1(断接クラッチfに相当)を介して選択的に連結するメンバである。
【0049】
上記遊星歯車列を自動変速機用歯車変速機構にするにあたって、遊星歯車列に付加される回転メンバ並びに係合要素について説明する。
【0050】
前記3要素連結メンバM1,第3キャリヤP3,第3リングギヤR3,第1リングギヤR1,第2サンギヤS2,2要素連結メンバM2には、それぞれ第1回転メンバA,第2回転メンバB,第3回転メンバC,第4回転メンバD,第5回転メンバE,第6回転メンバFが連結されている。
【0051】
前記第1回転メンバA,第6回転メンバF,第5回転メンバEは、それぞれ第2クラッチC2,第3クラッチC3,第4クラッチC4を介して入力軸ISに連結されている。
【0052】
前記第2回転メンバB,第3回転メンバCは、それぞれ第1ブレーキB1,第2ブレーキB2を介してケースKに連結されている。
【0053】
前記第4回転メンバDは、直接、出力軸OSに連結されている。
【0054】
そして、1つのギヤ段を前記第1クラッチC1の係合あるいは解放と、3個のクラッチC2,C3,C4と2個のブレーキB1,B2の3個あるいは2個の係合との組み合わせにより得ると共に、隣り合ったギヤ段で二重掛け替えのない係合解放制御により前進6段で後退1段のギヤ段を得る図外の変速制御手段(全油圧制御式あるいは電子制御+油圧制御式)が上記自動変速機用歯車変速機構に接続されている。
【0055】
次に、作用を説明する。
【0056】
[第1速ギヤ段]
第1速ギヤ段は、図4の係合論理表に示すように、第1クラッチC1と第4クラッチC4と第2ブレーキB2を係合することで得られる。
【0057】
この第1速ギヤ段では、第1クラッチC1と第2ブレーキB2の係合により第3回転メンバCと2要素連結メンバM2とクラッチ介装連結メンバM3とは固定状態となり、第3リングギヤR3と第1キャリヤP1と第2キャリヤP2はケースKに固定される。
【0058】
そして、第4クラッチC4の係合により、入力軸ISから出力軸OSへの動力伝達経路は、入力軸IS→第4クラッチC4→第5回転メンバE→第2サンギヤS2→第2ピニオン→第2リングギヤR2→3要素連結メンバM1→第1サンギヤS1→第1ピニオン→第1リングギヤR1→第4回転メンバD→出力軸OSとなり、第1速ギヤ段のアンダードライブ変速比が決められる。
【0059】
ちなみに、第1速ギヤ段での共線図は、図3の1stに示す通りとなる。尚、図3において、A,B,C,D,Eは各回転メンバであり、矢印は入力、二重丸は出力、黒塗り丸はクラッチ係合、黒塗り三角はブレーキ係合を示す。
【0060】
[第2速ギヤ段]
第2速ギヤ段は、第1速ギヤ段での第2ブレーキB2を解放し、第1ブレーキB1を締結し、図4の係合論理表に示すように、第1クラッチC1と第4クラッチC4と第1ブレーキB1を係合することで得られる。
【0061】
この第2速ギヤ段では、第1ブレーキB1の係合により第2回転メンバBは固定状態となり第3キャリヤP3はケースKに固定される。また、第1クラッチC1の係合により2要素連結メンバM2とクラッチ介装連結メンバM3とは一体回転状態となり、第3リングギヤR3と第1キャリヤP1と第2キャリヤP2は同一回転となる。
【0062】
そして、第4クラッチC4の係合により、入力軸ISから出力軸OSへの動力伝達経路は、入力軸IS→第4クラッチC4→第5回転メンバE→第2サンギヤS2→第2ピニオン→第2リングギヤR2→3要素連結メンバM1→第1サンギヤS1→第1ピニオン→第1リングギヤR1→第4回転メンバD→出力軸OSとなり、第2速ギヤ段のアンダードライブ変速比が決められる。ただし、第1キャリヤP1と第2キャリヤP2の回転は第3遊星歯車PG3の第3リングギヤR3の回転により規定される。ちなみに、第2速ギヤ段での共線図は、図3の2ndに示す通りとなる。
【0063】
[第3速ギヤ段]
第3速ギヤ段は、第2速ギヤ段での第1クラッチC1を解放し、第2ブレーキB2を締結し、図4の係合論理表に示すように、第4クラッチC4と第1ブレーキB1と第2ブレーキB2を係合することで得られる。
【0064】
この第3速ギヤ段では、第1ブレーキB1の係合により第2回転メンバBは固定状態となり、第2ブレーキB2の係合により第3回転メンバCは固定状態となり、これに伴って第3サンギヤS3が固定状態となり、第3サンギヤS3に連結されている3要素連結メンバM1を介して第2リングギヤR2と第1サンギヤS1も固定状態となる。
【0065】
そして、第4クラッチC4の係合により、入力軸ISから出力軸OSに至る動力伝達経路は、入力軸IS→第4クラッチC4→第5回転メンバE→第2サンギヤS2→第2ピニオン→第2キャリヤP2→2要素連結メンバM2→第1キャリヤP1→第1ピニオン→第1リングギヤ→第4回転メンバD→出力軸OSとなり、第3速ギヤ段のアンダードライブ変速比が決められる。ちなみに、第3速ギヤ段での共線図は、図3の3rdに示す通りとなる。
【0066】
[第4速ギヤ段]
第4速ギヤ段は、第3速ギヤ段での第1ブレーキB1を解放し、第3クラッチC3を締結し、図4の係合論理表に示すように、第3クラッチC3と第4クラッチC4と第2ブレーキB2を係合することで得られる。
【0067】
この第4速ギヤ段では、第2ブレーキB2の係合により第3回転メンバCは固定状態となり第3リングギヤR3はケーSKに固定される。また、第1クラッチC1の解放により第3リングギヤR3と第1キャリヤP1は切り離された状態となる。
【0068】
そして、第3クラッチC3の係合により、2要素連結メンバM2により連結される第2キャリヤP2と第1キャリヤP1は入力軸ISと同一回転となる。一方、第4クラッチC4の係合により、第2サンギヤS2は入力軸ISと同一回転となり、第2遊星歯車PG2において、第2サンギヤS2と第2キャリヤP2とが入力軸ISと同一回転であることで、第2リングギヤR2も入力軸ISと同一回転となる。よって、第2リングギヤR2とは3要素連結メンバM3にて連結されている第1サンギヤS1も入力軸ISと同一回転となる。
【0069】
このように、第1遊星歯車PG1では、第1キャリヤP1と第1サンギヤS1が入力軸ISと同一回転となることで、第1リングギヤR1及び出力軸OSは入力軸ISと同一回転となり、第4速ギヤ段の変速比は1となる。ちなみに、第4速ギヤ段での共線図は、図3の4thに示す通りとなる。
【0070】
[第5速ギヤ段]
第5速ギヤ段は、第4速ギヤ段での第4クラッチC4を解放し、第1ブレーキB1を締結し、図4の係合論理表に示すように、第3クラッチC3と第1ブレーキB1と第2ブレーキB2を係合することで得られる。
【0071】
この第5速ギヤ段では、第1ブレーキB1の係合により第2回転メンバBは固定状態となり、第2ブレーキB2の係合により第3回転メンバCは固定状態となり、これに伴って第3サンギヤS3が固定状態となり、第3サンギヤS3に連結されている3要素連結メンバM1を介して第2リングギヤR2と第1サンギヤS1も固定状態となる。
【0072】
そして、第3クラッチC3の係合により、入力軸ISから出力軸OSへの動力伝達経路は、入力軸IS→第3クラッチC3→第6回転メンバF→第2キャリヤP2→2要素連結メンバM2→第1キャリヤP1→第1ピニオン→第1リングギヤR1→第4回転メンバD→出力軸OSとなり、第5速ギヤ段のオーバドライブ変速比が決められる。ちなみに、第5速ギヤ段での共線図は、図3の5thに示す通りとなる。
【0073】
[第6速ギヤ段]
第6速ギヤ段は、第5速ギヤ段での第2ブレーキB2を解放し、第1クラッチC1を締結し、図4の係合論理表に示すように、第1クラッチC1と第3クラッチC3と第1ブレーキB1を係合することで得られる。
【0074】
この第6速ギヤ段では、第1ブレーキB1の係合により第2回転メンバBは固定状態となり第3キャリヤP3はケースKに固定される。また、第1クラッチC1の係合により2要素連結メンバM2とクラッチ介装連結メンバM3とは一体回転状態となり、第3リングギヤR3と第1キャリヤP1と第2キャリヤP2は同一回転となる。
【0075】
そして、第3クラッチC3の係合により、入力軸ISから出力軸OSに至る動力伝達経路は、入力軸IS→第3クラッチC3→第6回転メンバF→第2キャリヤP2→2要素連結メンバM2→第1キャリヤP1→第1ピニオン→第1リングギヤR1→第4回転メンバD→出力軸OSとなり、第6速ギヤ段のオーバドライブ変速比が決められる。ただし、第1サンギヤS1の回転は第3遊星歯車PG3の第3サンギヤS3の回転により規定される。ちなみに、第6速ギヤ段での共線図は、図3の6thに示す通りとなる。
【0076】
[後退ギヤ段]
後退ギヤ段は、図4の係合論理表に示すように、第1クラッチC1と第2クラッチC4と第2ブレーキB2を係合することで得られる。
【0077】
この後退ギヤ段では、第1クラッチC1と第2ブレーキB2の係合により第3回転メンバCと2要素連結メンバM2とクラッチ介装連結メンバM3とは固定状態となり、第3リングギヤR3と第1キャリヤP1と第2キャリヤP2はケースKに固定される。
【0078】
そして、第2クラッチC2の係合により、入力軸ISから出力軸OSへの動力伝達経路は、入力軸IS→第2クラッチC2→第1回転メンバA→第1リングギヤR1→3要素連結メンバM1→第1サンギヤS1→第1ピニオン→第1リングギヤR2→第4回転メンバD→出力軸OSとなり、後退ギヤ段の逆転による変速比が決められる。ちなみに、後退ギヤ段での共線図は、図3のRevに示す通りとなる。
【0079】
[各ギヤ段変速比]
第1遊星歯車PG1のギヤ比ρ (=zS1/zR1)、第2遊星歯車PG2のギヤ比ρ (=zS2/zR2)、第3遊星歯車PG3のギヤ比ρ (=zS3/zR3)とした時、各ギヤ段変速比は下記のようになる。
【0080】
第1速ギヤ段変速比n1
n1=(ρ +ρ・ρ )/ρ・ρ
第2速ギヤ段変速比n2
n2={(ρ +ρ・ρ)(1+ρ)+ρ・ρ}/ρ{ρ +ρ・(1+ρ)}
第3速ギヤ段変速比n3
n3=(ρ +ρ +ρ・ρ)/{ρ・(1+ρ)}
第4速ギヤ段変速比n4=1
n4=1
第5速ギヤ段変速比n5
n5=1/(1+ρ
第6速ギヤ段変速比n6
n6=ρ /{ρ +ρ(1+ρ )}
後退ギヤ段変速比 nR
nR=1/ρ
具体例として、ρ =0.401,ρ =0.419,ρ =0.670とした時、各ギヤ段変速比と隣接するギヤ段間の比は下記のようになる。尚、カッコ内は目標値を示す。
【0081】
n1=3.387(3.5) n2/n1=0.646(0.629)
n2=2.193(2.2) n3/n2=0.767(0.682)
n3=1.683(1.5) n4/n3=0.594(0.667)
n4=1.000(1.0) n5/n4=0.714(0.700)
n5=0.714(0.7) n6/n5=0.700(0.714)
n6=0.500(0.5)
nR=2.494
1速が目標変速比より少し小さく、3速が目標変速比より少し大きいが、1速〜6速はほぼ目標の変速比となる。また、1速〜6速間の比は、目標とする比に対しほぼ±0.08の範囲に収まっている。
【0082】
[自動変速機用歯車変速機構の第1変形例]
図5は自動変速機用歯車変速機構の第1変形例を示すスケルトン図である。
【0083】
この自動変速機用歯車変速機構の第1変形例は、図2に示す例が入力側から出力側に向かって、順次、第2遊星歯車PG2,第3遊星歯車PG3,第1遊星歯車PG1を配列したのに対し、第1遊星歯車PG1,第2遊星歯車PG2,第3遊星歯車PG3を配列した例である。
【0084】
[自動変速機用歯車変速機構の第2変形例]
図6は自動変速機用歯車変速機構の第2変形例を示すスケルトン図である。
【0085】
この自動変速機用歯車変速機構の第2変形例は、入力側から出力側に向かって、順次、第3遊星歯車PG3,第1遊星歯車PG1,第2遊星歯車PG2を配列した例である。
【0086】
次に、効果を説明する。
【0087】
実施例の自動変速機用歯車変速装置にあっては、下記の長所が併せて達成される。
【0088】
(1) 隣接するギヤ段への変速を1つの係合要素の解放と1つの係合要素の係合により行なう装置としたため、変速ショックを容易に低減できる。
【0089】
(2) 前進6段後退1段の変速制御を行なう装置でありながら、変速に必要とする係合要素の数が4個のクラッチと2個のブレーキの6個だけの装置としたため、変速制御が容易となる。
【0090】
(3) 各ギヤ段の変速比を目標変速比に近づけ、且つ、変速比の隣接するギヤ段間の比をほぼ等比級数的に並べた装置としたため、変速に際してエンジン回転の変化がほぼ同じ変化をし、変速比に影響されずにエンジン特性の良好なトルクバンドでの変速が達成されることで、動力性能に優れる。
【0091】
ここで、なぜ各ギヤ段の変速比を目標変速比に近づけることができ、且つ、変速比の隣接するギヤ段間の比をほぼ等比級数的に並べることができるかについて理由を述べると、3つの遊星歯車同志の動力伝達経路が常に連結されたギヤ列とはなっていなく、第1クラッチC1の係合・解放により動力伝達経路を選択できることで、第1クラッチC1を解放状態とした場合の共線図と第1クラッチC1を係合状態とした場合の共線図とが別に描かれ、各ギヤ段での変速比の設定自由度が大幅に高まることによる。
【0092】
具体的には、上記のように、同じギヤ比ρ,ρ,ρ を持つ遊星歯車PG1,PG2,PG3を用いた歯車変速機構でも変形例に示すように、係合条件を変えることで2速や3速で異なる変速比を得ることができる。
【0093】
(4) シングルピニオン型の遊星歯車のみを3個を用い、アド・オン型ではなくインテグラルタイプとし、且つ、変速に必要とする係合要素の数が4個のクラッチと2個のブレーキの6個だけの装置としたため、構成が簡単であり、小型・軽量・低コストを達成することができる。
【0094】
以上、実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があっても本発明に含まれる。
【0096】
また、実施例では、変速に必要な係合要素のみを用いた自動変速機用歯車変速機構の例を示したが、制御を簡単にするために一方向クラッチを入れたり、一方向クラッチを入れてもコースティング側でエンジンブレーキが効くようにブレーキ手段を追加したり、さらに、入力軸及び出力軸を連結する要素やケースに固定すべき要素は必要に応じて適宜決めれば良いことは当然のところである。
【0097】
【発明の効果】
請求項1記載の自動変速機用歯車変速装置にあっては、シングルピニオン型の第1遊星歯車と、シングルピニオン型の第2遊星歯車と、シングルピニオン型の第3遊星歯車と、第1サンギヤと第2リングギヤと第3サンギヤとを一体に連結する3要素連結メンバと、第1キャリヤと第2キャリヤとを一体に連結する2要素連結メンバと、前記2要素連結メンバと第3リングギヤとを断接クラッチを介して選択的に連結するクラッチ介装連結メンバと、を備える自動変速機用遊星歯車列において、3要素連結メンバ、第3キャリヤ、第3リングギヤ、第1リングギヤ、第2サンギヤ、2要素連結メンバにそれぞれ第1回転メンバ、第2回転メンバ、第3回転メンバ、第4回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバを連結し、第1回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバをそれぞれクラッチを介して入力軸に連結し、第2回転メンバ、第3回転メンバをそれぞれブレーキを介してケースに連結し、第4回転メンバを出力軸に連結し、1つのギヤ段を断接クラッチの断あるいは接と3クラッチ2ブレーキのうち3個あるいは2個の係合との組み合わせにより得ると共に、隣り合ったギヤ段で二重掛け替えのない係合解放制御則により複数のギヤ段を得る変速制御手段を設けた装置としたため、変速ショックを容易に低減でき、変速制御が容易で、動力性能に優れ、かつ構成が簡単な自動変速機用歯車変速装置を提供することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動変速機用遊星歯車列を示すクレーム対応図である。
【図2】実施例装置の自動変速機用歯車変速機構を示すスケルトン図である。
【図3】実施例装置での変速制御における各ギヤ段でのメンバ回転状態を示す共線図である。
【図4】実施例装置での変速制御における各ギヤ段での係合論理表を示す図である。
【図5】実施例装置の第1変形例の自動変速機用歯車変速機構を示すスケルトン図である。
【図6】実施例装置の第2変形例の自動変速機用歯車変速機構を示すスケルトン図である。
【図7】従来装置の自動変速機用歯車変速機構を示すスケルトン図である。
【図8】従来装置での変速制御における各ギヤ段でのメンバ回転状態を示す共線図である。
【図9】従来装置での変速制御における各ギヤ段での係合論理表を示す図である。
【図10】スロットル開度をパラメータとしたエンジン回転数に対するエンジントルク特性図である。
【符号の説明】
a 第1遊星歯車
b 第2遊星歯車
c 第3遊星歯車
d 3要素連結メンバ
e 2要素連結メンバ
f 断接クラッチ
g クラッチ介装連結メンバ
[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a gear transmission for an automatic transmission.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a gear transmission for an automatic transmission that obtains a forward fifth gear is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-224285.
[0003]
In this conventional apparatus, one single pinion planetary gear is added to a four-speed main planetary gear transmission mechanism that uses two single pinion planetary gears to obtain a forward four-speed gear stage. A total of 11 clutches, brakes, one-way clutches, and other engagement / release elements are combined.
[0004]
Of these, clutches and brakes with the addition of the one-way clutch and the one-way clutch for simplifying the shift control and the removal of clutches and brakes added for the purpose of using the engine brake that is not used during coasting. The number of merge / release elements is seven. This number is the minimum number of elements necessary to achieve a shift of 5 forward speeds and 1 reverse speed in practice.
[0005]
The breakdown consists of a minimum of five clutch / brake engagement / release elements (two underdrive stages, one direct connection stage, one overdrive stage), one planetary gear, and a clutch / brake. However, it consists of two required add-on parts, and enables five speeds (underdrive 3 stages, direct connection 1 stage, overdrive 1 stage).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when overdrive is attempted from the first stage to the second stage in the conventional gear transmission for an automatic transmission, it is conceivable to switch the input path of the add-on part to the add-on part. To do this, it is necessary to add two clutches and brakes. Therefore, it is not practical in consideration of the cost and the point of impairing the vehicle mountability.
[0007]
The total number of clutches and brakes required for the add-on type five-speed transmission is seven. However, the weight and size ratio of the entire device is large.・ There is a strong demand to improve vehicle mountability and fuel efficiency.
[0008]
As a matter of course, in order to reduce the total number of clutches and brakes, a combination of a plurality of planetary gears and the structure of the transmission device are examined. Gear ratio), the gear ratios obtained vary depending on whether single pinion type planetary gears or double pinion type planetary gears are used, etc., and they are not all practically usable. The gear trains that are practical are limited by various conditions such as required power performance and cost.
[0009]
In other words, although a vast number of configurations can be devised depending on the combination of planetary gears and how the gear ratio is set, creating a product suitable for practical use required as an automatic transmission for vehicles is accompanied by great difficulty. There's a problem.
[0010]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-64660, as shown in FIG. 7, three single pinion type planetary gears, three clutches, and three brakes are used. As shown in FIG. A device is shown that achieves six forward and two reverse shifts by engaging and releasing the.
[0011]
However, this conventional apparatus has the following problems.
[0012]
(1) The gear ratio between gears is not set properly.
[0013]
The horizontal axis represents the position of the rotating member allocated according to the set gear ratio of the planetary gear, the vertical axis represents the rotational speed ratio, and a straight line drawn in the horizontal direction corresponding to rotational speed ratio 0 and rotational speed ratio 1 FIG. 8 shows a collinear diagram drawn by lines connecting the engaged elements with the clutch and brake elements displayed at the intersections.
[0014]
Originally, it is desirable to set the gear ratio between gear stages in a geometric series. This is because, as shown in FIG. 10, the engine torque band (the width of the engine torque output from the relationship between the engine torque and the rotation at a constant throttle opening) is substantially constant without being affected by the gear stage, and the output shaft torque Changes at a substantially constant ratio according to the gear stage, and the engine speed changes almost the same, which feels comfortable for the driver.
[0015]
However, according to FIG. 8, the gear ratio between the gear stages is not a geometric series, and in particular, the fifth gear, the sixth gear, the third gear, and the fourth gear are wide. Will not be able to use parts with good engine characteristics. In particular, the 5th and 6th speeds have a high frequency of shifts and should be noticeable.
[0016]
Therefore, if the gear ratio of the planetary gear is set so that the vertical axis of the fifth rotating member {circle around (5)} is shifted to the right in the drawing in order to narrow the third and fourth speeds, the third and fourth speeds are narrowed at the same time. The 4th and 5th speeds are narrower, and the 5th and 6th speeds are even wider than the current situation.
[0017]
In this way, in the gear train in which the power transmission paths of the gears are always connected, the selection ratio of the gear ratio is small, and the gear ratio must be set in a compromise manner as shown in FIG.
[0018]
(2) Member rotation that is not involved in gear shifting becomes abnormally high.
[0019]
The rotating members (1) and (5) at the left and right ends of the alignment chart shown in FIG. 8 have an unusually high rotation at the 5th speed, 6th speed, and 2nd reverse speed. Otherwise, there is a risk of poor transmission due to high rotation (such as poor clutch operation due to centrifugal hydraulic pressure).
[0020]
The present invention has overcome the above-described problems and has created a device suitable for practical use. In this regard, the following points have been considered.
[0021]
1) Considering that shifting the two clutches and brakes from the engaged state to the disengaged state or from the disengaged state to the engaged state worsens the shift shock or requires complex control to reduce the shift shock, One clutch or brake is switched from an engaged state to a released state or from a released state to an engaged state between adjacent gears.
[0022]
2) In order to simplify the configuration and suppress the cost increase, a configuration in which only three single pinion type planetary gears are combined without using a double pinion type planetary gear is adopted.
[0023]
3) The total number of clutches and brakes is 6 in the minimum, and the configuration is such that 6 forward stages (underdrive 3 stages, direct connection 1 stage, overdrive 2 stages) and reverse 1 stage or more can be realized. This is because a compact and lightweight configuration and cost reduction are strongly considered.
[0024]
4) Since the add-on type has a structure in which the add-on part is coupled to the main body part, in consideration of small size, light weight, and cost, means for coupling the add-on part and a wall separating the main body part and the add-on part. It is disadvantageous, such as being necessary. Therefore, we decided to use integral type.
[0025]
5) By making the gear ratios between the transmission gear stages line up in a geometric series, consideration was given to make the engine easier to operate by reducing variations in engine rotation before and after the gear shift.
[0026]
An object of the present invention is to provide a planetary gear train for an automatic transmission and a gear transmission for an automatic transmission that can easily reduce a shift shock, can easily perform a shift control, have excellent power performance, and have a simple configuration. There is to do.
[0027]
In order to achieve the above object,Gear transmission for automatic transmissionThen, as shown in the claim correspondence diagram of FIG. 1, a first sun gear, a first ring gear, a single planetary first planetary gear having a first carrier that holds a pinion that meshes with both gears, a second sun gear, A second ring gear, a single pinion type second planetary gear having a second carrier for holding a pinion meshing with both gears, a third sun gear, a third ring gear, and a third carrier for holding a pinion meshing with both gears A single-pinion type third planetary gear comprising: a three-element connecting member that integrally connects the first sun gear, the second ring gear, and the third sun gear; and the first carrier and the second carrier that are connected together. A two-element connecting member, a clutch-inserted connecting member that selectively connects the two-element connecting member and the third ring gear via a connecting / disconnecting clutch;In the planetary gear train for an automatic transmission comprising: the three-element connecting member, the third carrier, the third ring gear, the first ring gear, the second sun gear, the two-element connecting member, the first rotating member, the second rotating member, Connecting the three rotation member, the fourth rotation member, the fifth rotation member, and the sixth rotation member, respectively connecting the first rotation member, the fifth rotation member, and the sixth rotation member to the input shaft through a clutch, The second rotating member and the third rotating member are connected to the case via a brake, respectively, the fourth rotating member is connected to the output shaft,One gear stage is obtained by a combination of disengagement / engagement of the clutch / disengagement clutch and engagement of three or two of the three clutches and two brakes, and the disengagement control without double switching between adjacent gear stages. According to the present invention, a shift control means for obtaining a plurality of gear stages is provided.
[0029]
[Action]
The operation of the first invention will be described.
[0030]
Of the single pinion type first planetary gear a, second planetary gear b, and third planetary gear c, the first sun gear, the second ring gear, and the third sun gear are integrally coupled by a three-element coupling member d. The first carrier and the second carrier are integrally connected by a two-element connecting member e. When the connection / disconnection clutch f is selected to be disconnected, the two-element connection member e and the third ring gear are separated. When the connection / disconnection clutch f is selected to be connection, the two-element connection member e and the third ring gear are integrated. Connected to
[0031]
That is, two of the nine rotating elements of each planetary gear a, b, c are reduced by the three-element connecting member d, and one is reduced by the two-element connecting member e. When the connection / disconnection clutch f is selected to be disconnected, a planetary gear train having 9-2 pieces-1 = 7 rotational elements is formed. When the connection / disconnection clutch f is selected to be connected, the two-element connecting member e is selected. And the third ring gear are integrally connected to form a planetary gear train having 9-2 pieces-2 pieces = 6 rotation elements.
[0032]
Therefore, input members, output members, and cases are added to the rotating members connected to these rotating elements to form 10 or 9 members, and the members are connected together or not connected at all, or the clutch or brake Or the like through the engagement elements such as the like, and by controlling the engagement / release of the plurality of engagement elements provided, a rotation situation with different speed ratios is obtained between the input member and the output member. be able to.
[0033]
In this case, the power transmission paths of the planetary gears a, b, and c are not always connected to each other, and the power transmission path can be selected by connecting / disconnecting the connection / disconnection clutch f. The degree of freedom in setting the gear ratio is increased, and the gear ratios between the respective gears can be arranged in a geometric series.
[0034]
Further, by using the connection / disconnection of the connection / disconnection clutch f, it is possible to prevent the member rotation not involved in the shift from becoming abnormally high.
[0036]
Also,The three-element connecting member d, the third carrier, the third ring gear, the first ring gear, the second sun gear, and the two-element connecting member e of the planetary gear train for automatic transmission include a first rotating member, a second rotating member, The third rotating member, the fourth rotating member, the fifth rotating member, and the sixth rotating member are connected, and the first rotating member, the fifth rotating member, and the sixth rotating member are respectively connected to the input shaft through the clutch, The 2 rotation member and the 3rd rotation member are each connected to the case via a brake, and the 4th rotation member is connected to an output shaft, and the gear transmission mechanism for automatic transmissions is constituted.
[0037]
With respect to this gear transmission mechanism, one gear stage is obtained by a combination of disengagement or engagement of the connection / disengagement clutch f and engagement of three or two of the three clutches / two brakes by transmission control by the transmission control means. A plurality of gear stages can be obtained by the disengagement control law that does not cause double switching between adjacent gear stages.
[0038]
For example, when six forward gears and one reverse gear are set from a plurality of settable gears, there is a demand for a device that can easily reduce shift shocks, easily perform shift control, have excellent power performance, and have a simple configuration. Satisfy all performance.
[0039]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0040]
First, the configuration will be described.
[0041]
Figure 2Claim 1It is a skeleton figure which shows the gear transmission mechanism for automatic transmissions of the Example corresponding to this invention.
[0042]
In FIG. 2, PG1 is a first planetary gear, PG2 is a second planetary gear, PG3 is a third planetary gear, M1 is a three-element connecting member, M2 is a two-element connecting member, and M3 is a clutch-interposed connecting member. The planetary gear train configured will be described.
[0043]
The first planetary gear PG1 is a single pinion type planetary gear having a first sun gear S1, a first ring gear R1, and a first carrier P1 holding a pinion that meshes with both the gears S1 and R1.
[0044]
The second planetary gear PG2 is a single pinion type planetary gear having a second sun gear S2, a second ring gear R2, and a second carrier P2 that holds a pinion that meshes with both the gears S2 and R2.
[0045]
The third planetary gear PG3 is a single pinion type planetary gear having a third sun gear S3, a third ring gear R3, and a third carrier P3 that holds a pinion that meshes with both the gears S3 and R3.
[0046]
The three-element connecting member M1 is a member that integrally connects the first sun gear S1, the second ring gear R2, and the third sun gear S3.
[0047]
The two-element connecting member M2 is a member that integrally connects the first carrier P1 and the second carrier P2.
[0048]
The clutch interposition connection member M3 is a member that selectively connects the two-element connection member M2 and the third ring gear R3 via a first clutch C1 (corresponding to the connection / disconnection clutch f).
[0049]
When the planetary gear train is used as a gear transmission mechanism for an automatic transmission, a rotating member and an engagement element added to the planetary gear train will be described.
[0050]
The three-element connecting member M1, the third carrier P3, the third ring gear R3, the first ring gear R1, the second sun gear S2, and the two-element connecting member M2 include a first rotating member A, a second rotating member B, and a third element, respectively. The rotating member C, the fourth rotating member D, the fifth rotating member E, and the sixth rotating member F are connected.
[0051]
The first rotating member A, the sixth rotating member F, and the fifth rotating member E are connected to the input shaft IS via the second clutch C2, the third clutch C3, and the fourth clutch C4, respectively.
[0052]
The second rotating member B and the third rotating member C are connected to the case K via the first brake B1 and the second brake B2, respectively.
[0053]
The fourth rotating member D is directly connected to the output shaft OS.
[0054]
One gear stage is obtained by a combination of engagement or release of the first clutch C1 and three or two engagements of the three clutches C2, C3, C4 and the two brakes B1, B2. In addition, shift control means (not shown) (full hydraulic control type or electronic control + hydraulic control type) that obtains a reverse gear stage with six forward speeds by disengagement control that is not double-changed between adjacent gear speeds. The automatic transmission gear transmission mechanism is connected.
[0055]
Next, the operation will be described.
[0056]
[First speed gear stage]
The first gear is obtained by engaging the first clutch C1, the fourth clutch C4, and the second brake B2, as shown in the engagement logic table of FIG.
[0057]
In this first speed gear stage, the engagement of the first clutch C1 and the second brake B2 causes the third rotating member C, the two-element connecting member M2, and the clutch interposed connecting member M3 to be in a fixed state, and the third ring gear R3 The first carrier P1 and the second carrier P2 are fixed to the case K.
[0058]
As a result of the engagement of the fourth clutch C4, the power transmission path from the input shaft IS to the output shaft OS is as follows: input shaft IS → fourth clutch C4 → fifth rotating member E → second sun gear S2 → second pinion → second pinion 2 ring gear R2 → 3 element connecting member M1 → first sun gear S1 → first pinion → first ring gear R1 → fourth rotating member D → output shaft OS, and the underdrive gear ratio of the first gear is determined.
[0059]
Incidentally, the alignment chart at the first speed gear stage is as shown at 1st in FIG. In FIG. 3, A, B, C, D, and E are rotation members, arrows indicate input, double circles indicate output, black circles indicate clutch engagement, and black triangles indicate brake engagement.
[0060]
[2nd gear stage]
The second speed gear stage releases the second brake B2 in the first speed gear stage, engages the first brake B1, and, as shown in the engagement logic table of FIG. 4, the first clutch C1 and the fourth clutch It is obtained by engaging C4 and the first brake B1.
[0061]
In the second speed gear stage, the second rotating member B is fixed and the third carrier P3 is fixed to the case K by the engagement of the first brake B1. Further, the engagement of the first clutch C1 causes the two-element coupling member M2 and the clutch interposition coupling member M3 to rotate together, and the third ring gear R3, the first carrier P1, and the second carrier P2 rotate in the same rotation.
[0062]
As a result of the engagement of the fourth clutch C4, the power transmission path from the input shaft IS to the output shaft OS is as follows: input shaft IS → fourth clutch C4 → fifth rotating member E → second sun gear S2 → second pinion → second pinion 2 ring gear R2 → 3 element connecting member M1 → first sun gear S1 → first pinion → first ring gear R1 → fourth rotating member D → output shaft OS, and the underdrive speed ratio of the second gear is determined. However, the rotation of the first carrier P1 and the second carrier P2 is defined by the rotation of the third ring gear R3 of the third planetary gear PG3. Incidentally, the alignment chart at the second speed gear stage is as indicated by 2nd in FIG.
[0063]
[Third speed gear stage]
The third speed gear stage releases the first clutch C1 in the second speed gear stage, engages the second brake B2, and, as shown in the engagement logic table of FIG. 4, the fourth clutch C4 and the first brake It is obtained by engaging B1 and the second brake B2.
[0064]
In this third speed gear stage, the second rotating member B is fixed by the engagement of the first brake B1, and the third rotating member C is fixed by the engagement of the second brake B2. The sun gear S3 is in a fixed state, and the second ring gear R2 and the first sun gear S1 are also in a fixed state via a three-element connecting member M1 connected to the third sun gear S3.
[0065]
The power transmission path from the input shaft IS to the output shaft OS due to the engagement of the fourth clutch C4 is as follows: input shaft IS → fourth clutch C4 → fifth rotating member E → second sun gear S2 → second pinion → second pinion 2 carrier P2-> 2 element connecting member M2-> first carrier P1-> first pinion-> first ring gear-> fourth rotating member D-> output shaft OS, and the underdrive gear ratio of the third gear is determined. Incidentally, the alignment chart at the third speed gear stage is as shown by 3rd in FIG.
[0066]
[4th gear stage]
The fourth speed gear stage releases the first brake B1 at the third speed gear stage, engages the third clutch C3, and, as shown in the engagement logic table of FIG. 4, the third clutch C3 and the fourth clutch It is obtained by engaging C4 and the second brake B2.
[0067]
In the fourth speed gear stage, the third rotating member C is fixed by the engagement of the second brake B2, and the third ring gear R3 is fixed to the case SK. Further, the third ring gear R3 and the first carrier P1 are disconnected by releasing the first clutch C1.
[0068]
As a result of the engagement of the third clutch C3, the second carrier P2 and the first carrier P1 coupled by the two-element coupling member M2 are rotated in the same direction as the input shaft IS. On the other hand, the engagement of the fourth clutch C4 causes the second sun gear S2 to rotate the same as the input shaft IS, and in the second planetary gear PG2, the second sun gear S2 and the second carrier P2 rotate the same as the input shaft IS. Thus, the second ring gear R2 also rotates in the same direction as the input shaft IS. Therefore, the first sun gear S1 connected to the second ring gear R2 by the three-element connecting member M3 also rotates in the same direction as the input shaft IS.
[0069]
Thus, in the first planetary gear PG1, the first carrier P1 and the first sun gear S1 rotate in the same rotation as the input shaft IS, so that the first ring gear R1 and the output shaft OS rotate in the same rotation as the input shaft IS. The gear ratio of the 4th gear stage is 1. Incidentally, the alignment chart at the fourth speed gear stage is as shown at 4th in FIG.
[0070]
[5th gear stage]
The fifth speed gear stage releases the fourth clutch C4 in the fourth speed gear stage, engages the first brake B1, and, as shown in the engagement logic table of FIG. 4, the third clutch C3 and the first brake It is obtained by engaging B1 and the second brake B2.
[0071]
In this fifth speed gear stage, the second rotating member B is fixed by the engagement of the first brake B1, and the third rotating member C is fixed by the engagement of the second brake B2. The sun gear S3 is in a fixed state, and the second ring gear R2 and the first sun gear S1 are also in a fixed state via a three-element connecting member M1 connected to the third sun gear S3.
[0072]
As a result of the engagement of the third clutch C3, the power transmission path from the input shaft IS to the output shaft OS is as follows: input shaft IS → third clutch C3 → sixth rotating member F → second carrier P2 → two element connecting member M2. → first carrier P1 → first pinion → first ring gear R1 → fourth rotating member D → output shaft OS, and the overdrive speed ratio of the fifth gear is determined. Incidentally, the nomographic chart at the fifth gear stage is as shown at 5th in FIG.
[0073]
[Sixth gear stage]
The sixth speed gear stage releases the second brake B2 in the fifth speed gear stage, engages the first clutch C1, and as shown in the engagement logic table of FIG. 4, the first clutch C1 and the third clutch It is obtained by engaging C3 and the first brake B1.
[0074]
In this sixth speed gear stage, the second rotary member B is fixed by the engagement of the first brake B1, and the third carrier P3 is fixed to the case K. Further, the engagement of the first clutch C1 causes the two-element coupling member M2 and the clutch interposition coupling member M3 to rotate together, and the third ring gear R3, the first carrier P1, and the second carrier P2 rotate in the same rotation.
[0075]
As a result of the engagement of the third clutch C3, the power transmission path from the input shaft IS to the output shaft OS is as follows: the input shaft IS → the third clutch C3 → the sixth rotating member F → the second carrier P2 → the two element connecting member M2. → First carrier P1 → first pinion → first ring gear R1 → fourth rotating member D → output shaft OS The overdrive speed ratio of the sixth gear is determined. However, the rotation of the first sun gear S1 is defined by the rotation of the third sun gear S3 of the third planetary gear PG3. Incidentally, the nomographic chart at the sixth gear stage is as shown at 6th in FIG.
[0076]
[Reverse gear stage]
The reverse gear is obtained by engaging the first clutch C1, the second clutch C4, and the second brake B2, as shown in the engagement logic table of FIG.
[0077]
In this reverse gear stage, the engagement of the first clutch C1 and the second brake B2 causes the third rotating member C, the two-element connecting member M2, and the clutch interposed connecting member M3 to be in a fixed state, and the third ring gear R3 and the first The carrier P1 and the second carrier P2 are fixed to the case K.
[0078]
As a result of the engagement of the second clutch C2, the power transmission path from the input shaft IS to the output shaft OS is as follows: input shaft IS → second clutch C2 → first rotating member A → first ring gear R1 → three element connecting member M1. → first sun gear S1 → first pinion → first ring gear R2 → fourth rotating member D → output shaft OS, and the gear ratio is determined by reverse rotation of the reverse gear. Incidentally, the alignment chart at the reverse gear stage is as shown by Rev in FIG.
[0079]
[Each gear speed ratio]
Gear ratio ρ of the first planetary gear PG11  (= ZS1/ ZR1), Gear ratio ρ of the second planetary gear PG22  (= ZS2/ ZR2), Gear ratio ρ of the third planetary gear PG33  (= ZS3/ ZR3), The gear ratios are as follows.
[0080]
First speed gear ratio n1
n1 = (ρ1  + Ρ1・ Ρ2  ) / Ρ1・ Ρ2
2nd speed gear ratio n2
n2 = {(ρ1  + Ρ1・ Ρ2) (1 + ρ3) + Ρ2・ Ρ3} / Ρ23  + Ρ1・ (1 + ρ3)}
3rd speed gear ratio n3
n3 = (ρ1  + Ρ2  + Ρ1・ Ρ2) / {Ρ2・ (1 + ρ3)}
Fourth speed gear ratio n4 = 1
n4 = 1
5th speed gear ratio n5
n5 = 1 / (1 + ρ1  )
6th speed gear ratio n6
n6 = ρ3  / {Ρ3  + Ρ1(1 + ρ3  )}
Reverse gear speed ratio nR
nR = 1 / ρ1
As a specific example, ρ1  = 0.401, ρ2  = 0.419, ρ3  When 0.670 is set, the gear ratio between the gears and the adjacent gears is as follows. The parentheses indicate target values.
[0081]
n1 = 3.387 (3.5) n2 / n1 = 0.646 (0.629)
n2 = 2.193 (2.2) n3 / n2 = 0.767 (0.682)
n3 = 1.683 (1.5) n4 / n3 = 0.594 (0.667)
n4 = 1.000 (1.0) n5 / n4 = 0.714 (0.700)
n5 = 0.714 (0.7) n6 / n5 = 0.700 (0.714)
n6 = 0.500 (0.5)
nR = 2.494
The first speed is slightly smaller than the target speed ratio, and the third speed is slightly larger than the target speed ratio, but the first speed to the sixth speed are almost the target speed ratio. Further, the ratio between the first speed to the sixth speed is within a range of about ± 0.08 with respect to the target ratio.
[0082]
[First Modification of Gear Transmission Mechanism for Automatic Transmission]
FIG. 5 is a skeleton diagram showing a first modification of the gear transmission mechanism for an automatic transmission.
[0083]
In the first modification of the gear transmission mechanism for an automatic transmission, the example shown in FIG. 2 sequentially changes the second planetary gear PG2, the third planetary gear PG3, and the first planetary gear PG1 from the input side to the output side. In contrast to the arrangement, the first planetary gear PG1, the second planetary gear PG2, and the third planetary gear PG3 are arranged.
[0084]
[Second Modification of Gear Transmission Mechanism for Automatic Transmission]
FIG. 6 is a skeleton diagram showing a second modification of the gear transmission mechanism for an automatic transmission.
[0085]
A second modification of the gear transmission mechanism for an automatic transmission is an example in which a third planetary gear PG3, a first planetary gear PG1, and a second planetary gear PG2 are sequentially arranged from the input side to the output side.
[0086]
Next, the effect will be described.
[0087]
In the gear transmission for an automatic transmission according to the embodiment, the following advantages are also achieved.
[0088]
(1) Since the gear shifting to the adjacent gear stage is performed by releasing one engaging element and engaging one engaging element, the shift shock can be easily reduced.
[0089]
(2) Although it is a device that performs shift control of six forward speeds and one reverse speed, the shift control is performed because the number of engagement elements required for gear shifting is only six, that is, four clutches and two brakes. Becomes easy.
[0090]
(3) Since the gear ratio of each gear stage is close to the target gear ratio and the ratios between adjacent gear stages of the gear ratios are arranged in a nearly geometric series, the change in engine rotation is almost the same during gear shifting. By changing and achieving a shift in a torque band with good engine characteristics without being affected by the gear ratio, the power performance is excellent.
[0091]
Here, the reason why the gear ratio of each gear stage can be brought close to the target gear ratio and the ratio between adjacent gear stages of the gear ratio can be arranged almost in a geometric series is described. When the power transmission path of the three planetary gears is not always connected to the gear train, and the power transmission path can be selected by engaging and releasing the first clutch C1, so that the first clutch C1 is in a released state. This is because the collinear diagram and the collinear diagram when the first clutch C1 is in the engaged state are drawn separately, and the gear ratio setting freedom at each gear stage is greatly increased.
[0092]
Specifically, as described above, the same gear ratio ρ1, Ρ2, Ρ3  As shown in the modification, the gear transmission mechanism using the planetary gears PG1, PG2, and PG3 having different gear ratios can be obtained for the second speed and the third speed by changing the engagement conditions.
[0093]
(4) Only three single pinion type planetary gears are used, not an add-on type, but an integral type, and the number of engaging elements required for shifting is 4 clutches and 2 brakes 6 Since only a single device is used, the configuration is simple, and a small size, light weight, and low cost can be achieved.
[0094]
While the embodiments have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments, and modifications and additions within the scope not departing from the gist of the present invention are included in the present invention.
[0096]
In the embodiment, an example of a gear transmission mechanism for an automatic transmission that uses only engagement elements necessary for shifting has been described. However, a one-way clutch or a one-way clutch is inserted to simplify control. However, it is natural to add brake means so that engine braking works on the coasting side, and to determine the elements that connect the input shaft and output shaft and the elements that should be fixed to the case as appropriate. By the way.
[0097]
【The invention's effect】
Claim 1Gear transmission for automatic transmissionIn this case, the single pinion type first planetary gear, the single pinion type second planetary gear, the single pinion type third planetary gear, the first sun gear, the second ring gear, and the third sun gear are integrated. A three-element connecting member to be connected, a two-element connecting member for integrally connecting the first carrier and the second carrier, and a clutch for selectively connecting the two-element connecting member and the third ring gear via a connection / disconnection clutch An intervening connecting member;A planetary gear train for an automatic transmission comprising: a three-element connecting member, a third carrier, a third ring gear, a first ring gear, a second sun gear, a two-element connecting member, a first rotating member, a second rotating member, and a third element, respectively. The rotating member, the fourth rotating member, the fifth rotating member, and the sixth rotating member are connected, and the first rotating member, the fifth rotating member, and the sixth rotating member are respectively connected to the input shaft through the clutch, and the second rotating member is connected. The member and the third rotating member are each connected to the case via a brake, the fourth rotating member is connected to the output shaft, and one gear stage is connected to or disconnected from the connecting / disconnecting clutch and three of the three clutches or two brakes or An apparatus provided with a shift control means that obtains a plurality of gear stages by an engagement release control law that is obtained by a combination with two engagements and that is not double-changed between adjacent gear stagesTherefore, it is possible to provide an effect of providing a gear transmission for an automatic transmission that can easily reduce shift shock, can easily perform shift control, has excellent power performance, and has a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a claim correspondence diagram showing a planetary gear train for an automatic transmission according to the present invention.
FIG. 2 is a skeleton diagram showing a gear transmission mechanism for an automatic transmission of the embodiment device.
FIG. 3 is a collinear diagram showing member rotation states at each gear stage in the shift control in the embodiment device;
FIG. 4 is a diagram showing an engagement logic table at each gear stage in the shift control in the embodiment device.
FIG. 5 is a skeleton diagram showing a gear transmission mechanism for an automatic transmission according to a first modification of the embodiment device;
FIG. 6 is a skeleton diagram showing a gear transmission mechanism for an automatic transmission according to a second modification of the embodiment device;
FIG. 7 is a skeleton diagram showing a gear transmission mechanism for an automatic transmission of a conventional apparatus.
FIG. 8 is a collinear diagram showing member rotation states at each gear stage in the shift control in the conventional device.
FIG. 9 is a diagram showing an engagement logic table at each gear stage in the shift control in the conventional device.
FIG. 10 is an engine torque characteristic diagram with respect to engine speed with a throttle opening as a parameter.
[Explanation of symbols]
a First planetary gear
b Second planetary gear
c Third planetary gear
d Three-element linked member
e Two-element linked member
f Connection / disconnection clutch
g Clutch interposing connection member

Claims (1)

第1サンギヤと、第1リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを保持する第1キャリヤを備えるシングルピニオン型の第1遊星歯車と、
第2サンギヤと、第2リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを保持する第2キャリヤを備えるシングルピニオン型の第2遊星歯車と、
第3サンギヤと、第3リングギヤと、両ギヤに噛み合うピニオンを保持する第3キャリヤを備えるシングルピニオン型の第3遊星歯車と、
前記第1サンギヤと第2リングギヤと第3サンギヤとを一体に連結する3要素連結メンバと、
前記第1キャリヤと第2キャリヤとを一体に連結する2要素連結メンバと、
前記2要素連結メンバと第3リングギヤとを断接クラッチを介して選択的に連結するクラッチ介装連結メンバと、
を備える自動変速機用遊星歯車列において、
前記3要素連結メンバ、第3キャリヤ、第3リングギヤ、第1リングギヤ、第2サンギヤ、2要素連結メンバにそれぞれ第1回転メンバ、第2回転メンバ、第3回転メンバ、第4回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバを連結し、
前記第1回転メンバ、第5回転メンバ、第6回転メンバをそれぞれクラッチを介して入力軸に連結し、前記第2回転メンバ、第3回転メンバをそれぞれブレーキを介してケースに連結し、前記第4回転メンバを出力軸に連結し、
1つのギヤ段を前記断接クラッチの断あるいは接と3クラッチ2ブレーキのうち3個あるいは2個の係合との組み合わせにより得ると共に、隣り合ったギヤ段で二重掛け替えのない係合解放制御則により複数のギヤ段を得る変速制御手段を設けたことを特徴とする自動変速機用歯車変速装置。
A first sun gear, a first ring gear, and a first planetary gear of a single pinion type comprising a first carrier for holding a pinion meshing with both gears;
A second planetary gear of a single pinion type comprising a second sun gear, a second ring gear, and a second carrier for holding a pinion meshing with both gears;
A third planetary gear of a single pinion type comprising a third sun gear, a third ring gear, and a third carrier for holding a pinion meshing with both gears;
A three-element connecting member that integrally connects the first sun gear, the second ring gear, and the third sun gear;
A two-element connecting member for integrally connecting the first carrier and the second carrier;
A clutch interposed connecting member for selectively connecting the two element connecting member and the third ring gear via a connecting / disconnecting clutch;
In an automatic transmission planetary gear train comprising:
The three-element connecting member, the third carrier, the third ring gear, the first ring gear, the second sun gear, and the two-element connecting member respectively include a first rotating member, a second rotating member, a third rotating member, a fourth rotating member, and a fifth Connecting the rotating member and the sixth rotating member;
The first rotating member, the fifth rotating member, and the sixth rotating member are each connected to an input shaft via a clutch, the second rotating member and the third rotating member are connected to a case via a brake, Connect the 4 rotation member to the output shaft,
One gear stage is obtained by a combination of disengagement / engagement of the clutch / disengagement clutch and engagement of three or two of the three clutches and two brakes, and the disengagement control without double switching between adjacent gear stages. A gear transmission for an automatic transmission, characterized in that a shift control means for obtaining a plurality of gear stages according to the law is provided.
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