JP5552417B2 - Automatic transmission - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関等の駆動源の動力を遊星歯車機構を用いて複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機に関する。 The present invention relates to an automatic transmission that shifts the power of a drive source of an internal combustion engine or the like into a plurality of stages using a planetary gear mechanism and outputs it from an output member.
従来、内燃機関の動力を遊星歯車機構を用いて複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an automatic transmission that shifts the power of an internal combustion engine to a plurality of stages using a planetary gear mechanism and outputs the power from an output member is known (for example, see Patent Document 1).
特許文献1の自動変速機では、出力部材はファイナルドリブンギアを介して駆動輪に接続されており、又、ファイナルドリブンギアには、減速機を介して電動機の駆動力が伝達されるように構成されている。そして、車両が高速で走行している場合等における電動機の過回転を防止すべく、電動機とファイナルドリブンギアとの接続を断つことが可能なシンクロメッシュ機構からなる係合機構が電動機とファイナルドリブンギアとの間に介設されている。
In the automatic transmission of
一般的に、電動機のコストダウンを図るべく容量の小さい電動機を用いる場合には、減速機を設ける必要がある。 Generally, when using a small capacity motor to reduce the cost of the motor, it is necessary to provide a reduction gear.
本発明は、電動機専用の減速機を設けることなく、容量の小さい電動機を用いることができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる自動変速機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an automatic transmission that can use a motor with a small capacity without providing a reduction gear dedicated to the motor, and that can be reduced in size and weight.
[1]上記目的を達成するため、本発明は、車両に用いられ、駆動源からの動力が伝達される入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、前記入力軸の回転が伝達されると共に伝達された動力を複数段に変速して出力自在な入力側変速部と、該入力側変速部から出力される動力が伝達されると共に伝達された動力を複数段に変速して前記出力部材に出力自在な出力側変速部とを備え、該出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる3つの要素を有する遊星歯車機構を少なくとも1つ備えると共に、少なくとも3つの出力側回転要素を構成し、各出力側回転要素の回転速度の比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から第1出力側回転要素、第2出力側回転要素及び第3出力側回転要素として、前記第2出力側回転要素に前記出力部材が連結され、前記第3出力側回転要素に電動機が連結され、前記第1出力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第1ブレーキを備え、前記駆動源の駆動力を用いて前記車両が走行している場合であって、前記第3出力側回転要素は全ての変速段で前記入力軸の回転速度以下で回転することを特徴とする。 [1] In order to achieve the above object, the present invention is an automatic transmission that is used in a vehicle and that shifts the rotation of an input shaft to which power from a drive source is transmitted in a plurality of stages and outputs it from an output member. The input side transmission unit that can transmit the rotation of the input shaft and the transmitted power to a plurality of stages , and the power that is output from the input side transmission unit is transmitted and transmitted. the a plurality of stages in the shift to the output member freely outputted to an output side transmission unit, the output-side transmission unit, at least one planetary gear mechanism having three elements consisting of the sun gear and the carrier and the ring gear And at least three output-side rotation elements, and the first output from one side in the arrangement order at intervals corresponding to the gear ratios in the nomograph that can represent the rotation speed ratio of each output-side rotation element as a straight line Side rotation element, second output As the side rotation element and the third output side rotation element, the output member is connected to the second output side rotation element, an electric motor is connected to the third output side rotation element, and the first output side rotation element is connected to the transmission. A first brake that is switchable between a fixed state to be fixed to the case and an open state to release the fixing, wherein the vehicle is running using the driving force of the driving source, and The output-side rotation element rotates at a speed equal to or lower than the rotation speed of the input shaft at all shift speeds.
本発明によれば、第1出力側回転要素を変速機ケースに固定自在な第1ブレーキが設けられ、第2出力側回転要素に出力部材が連結され、第3出力側回転要素に電動機が連結されている。従って、第1ブレーキを固定状態とすれば、電動機の回転速度を減速させて第2出力側回転要素から出力させることができ、出力側変速部が減速機の役割を果たすため、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。 According to the present invention, the first brake that can fix the first output side rotating element to the transmission case is provided, the output member is connected to the second output side rotating element, and the electric motor is connected to the third output side rotating element. Has been. Therefore, if the first brake is in a fixed state, the rotation speed of the motor can be reduced and output from the second output-side rotating element, and the output-side transmission unit serves as a reducer. There is no need to provide a reduction gear, and the automatic transmission can be downsized.
又、第3出力側回転要素は全ての変速段で入力軸の回転速度以下で回転するものであり、容量の小さい電動機の過回転を防止することができる。 Further, the third output-side rotation element rotates at a speed equal to or lower than the rotation speed of the input shaft at all the shift speeds, and can prevent the motor having a small capacity from over-rotating.
[2]本発明においては、第1ブレーキを噛合機構で構成することが好ましい。噛合機構は、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、固定状態を維持するために油圧を供給し続ける必要がない。従って、車両が電動機の駆動力のみで走行するEV走行中においては、第1ブレーキを固定状態とする必要があるが、第1ブレーキの固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。 [2] In the present invention, it is preferable that the first brake is constituted by a meshing mechanism. Unlike the hydraulic friction engagement type brake, the meshing mechanism does not need to continue to supply hydraulic pressure in order to maintain a fixed state. Therefore, during EV traveling in which the vehicle travels only with the driving force of the electric motor, the first brake needs to be in a fixed state, but the hydraulic pressure for maintaining the fixed state of the first brake is not necessary, so energy The energy consumption can be improved by suppressing the consumption amount.
[3]本発明の具体的態様としては、出力側変速部を、サンギアとキャリアとリングギアとからなる3つの要素を夫々有する第1と第2の2つの遊星歯車機構で構成すると共に、第1遊星歯車機構のうちの何れか2つの要素を第2遊星歯車機構のうちの何れか2つの要素に夫々連結することにより、第1から第3の出力側回転要素に加えて第4出力側回転要素を備えるものとし、第1から第4の4つの出力側回転要素は、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から第1出力側回転要素、第2出力側回転要素、第3出力側回転要素及び第4出力側回転要素の順番に位置するものであり、第3出力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第1クラッチを備え、第1クラッチを、出力部材の回転速度が入力軸の回転速度を上回る全ての変速段において、連結状態とするもので構成することができる。 [3] As a specific aspect of the present invention, the output-side transmission unit is composed of first and second planetary gear mechanisms each having three elements including a sun gear, a carrier, and a ring gear. By connecting any two elements of one planetary gear mechanism to any two elements of the second planetary gear mechanism, respectively, the fourth output side in addition to the first to third output side rotation elements The first to fourth output-side rotation elements are provided with rotation elements, and the first output-side rotation element and the second output-side rotation are arranged from one to the other in the arrangement order at intervals corresponding to the gear ratio in the alignment chart. The element, the third output-side rotation element, and the fourth output-side rotation element are positioned in this order. The connection state connects the third output-side rotation element and the input shaft, and the open state disconnects this connection. A switchable first clutch is provided, and the first clutch is In all gear the rotational speed of the force member exceeds the rotational speed of the input shaft can be configured in which the connection mode.
[4]又、本発明の更なる具体的態様としては、上述の具体的態様の構成に加えて、更に、入力側変速部を、サンギアとキャリアとリングギアとからなる3つの要素を夫々有する第3と第4の2つの遊星歯車機構で構成されると共に、第3遊星歯車機構の3つの要素のうち何れか2つの要素を第4遊星歯車機構の3つの要素のうち何れか2つの要素に夫々連結させることで、第1から第4の4つの入力側回転要素を構成し、第1から第4の4つの入力側回転要素は、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から第1入力側回転要素、第2入力側回転要素、第3入力側回転要素、第4入力側回転要素の順番に位置するものであり、第4出力側回転要素と第3入力側回転要素とを連結して第1連結体を構成し、第1入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第2クラッチと、第4入力側回転要素と入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第3クラッチと、第2入力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第2ブレーキと、第1入力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第3ブレーキとを備えるもので構成することができる。 [4] Further, as a further specific aspect of the present invention, in addition to the configuration of the specific aspect described above, the input side transmission unit further includes three elements each including a sun gear, a carrier, and a ring gear. It is composed of two third and fourth planetary gear mechanisms, and any two elements of the three elements of the third planetary gear mechanism are replaced with any two elements of the three elements of the fourth planetary gear mechanism. Are connected to each other to form four first to fourth input side rotating elements, and the first to fourth four input side rotating elements are arranged at intervals corresponding to the gear ratio in the nomograph. The first input-side rotation element, the second input-side rotation element, the third input-side rotation element, and the fourth input-side rotation element are positioned in this order from one to the fourth output-side rotation element and the third input. The first rotation element is connected to the first rotation element by connecting the rotation element to the first rotation element. A second clutch that can be switched between a connected state that connects the input shaft and an open state that disconnects the connection, a connected state that connects the fourth input-side rotating element and the input shaft, and an open state that disconnects the connection A third clutch that can be switched between, a second brake that can be switched between a fixed state in which the second input-side rotating element is fixed to the transmission case, and an open state in which this fixing is released, and a first input-side rotating element Can be configured to include a third brake that can be switched between a fixed state in which the gear is fixed to the transmission case and an open state in which the fixing is released.
[5]本発明においては、駆動源の動力を入力軸に伝達自在な摩擦係合式の発進クラッチが設けることのできる。 [5] In the present invention, a friction engagement type starting clutch capable of transmitting the power of the drive source to the input shaft can be provided.
[6]本発明においては、駆動源の動力を、トルクコンバータを介して入力軸に伝達するように構成することもできる。
[7]また、第1ブレーキは、駆動源の駆動力を用いることなく電動機の駆動力を用いて車両が走行する場合には、固定状態とされ、且つ、駆動源の駆動力を用いて車両が走行している場合であって、前進側の所定の変速段以下の変速段を確立するときに、固定状態とされるように構成することができる。
[6] In the present invention, the power of the drive source can be transmitted to the input shaft via the torque converter.
[7] The first brake is in a fixed state when the vehicle travels using the driving force of the electric motor without using the driving force of the driving source, and the vehicle uses the driving force of the driving source. Can be configured to be in a fixed state when a shift speed equal to or lower than a predetermined shift speed on the forward side is established.
[第1実施形態]
図1から図4を参照して、本発明の自動変速機の第1実施形態を説明する。この第1実施形態の自動変速機は、変速機ケース1内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関(エンジン)等の駆動源ENGが出力する駆動力がねじりダンパDA及び乾式摩擦係合型の発進クラッチC0を介して伝達される入力軸2と、入力軸2と同心に配置された出力ギアからなる出力部材3とを備えている。出力部材3の回転は、カウンター軸CS及びデファレンシャルギアDFを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、発進クラッチC0に代えて、トルクコンバータを設けてもよい。又、デファレンシャルギアDFに代えてプロペラシャフトを設けてもよい。
[First Embodiment]
A first embodiment of an automatic transmission according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the automatic transmission according to the first embodiment, a driving force output by a driving source ENG such as an internal combustion engine (engine) (not shown) that is rotatably supported in a
又、変速機ケース1内には、第1〜第4の4つの遊星歯車機構PGS1〜4が入力軸2と同心に配置されている。
In the
第1遊星歯車機構PGS1は、サンギアSaと、リングギアRaと、サンギアSaとリングギアRaとに噛合するピニオンPaを自転及び公転自在に軸支するキャリアCaとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構(キャリアを固定した場合、サンギアとリングギアが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギアを固定した場合には、サンギアとキャリアとが同一方向に回転する。)で構成されている。 The first planetary gear mechanism PGS1 is a so-called single pinion type planetary gear comprising a sun gear Sa, a ring gear Ra, and a carrier Ca that pivotally supports and rotates a pinion Pa meshing with the sun gear Sa and the ring gear Ra. Mechanism (Since the sun gear and the ring gear rotate in different directions when the carrier is fixed, it is also referred to as a negative planetary gear mechanism or a negative planetary gear mechanism. Incidentally, when the ring gear is fixed, the sun gear and the carrier are the same. It rotates in the direction.)
第2遊星歯車機構PGS2も、サンギアSbと、リングギアRbと、サンギアSb及びリングギアRbに噛合するピニオンPbを自転及び公転自在に軸支するキャリアCbとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。 The second planetary gear mechanism PGS2 is also a so-called single pinion type planetary gear mechanism comprising a sun gear Sb, a ring gear Rb, and a carrier Cb that rotatably and revolves the pinion Pb meshing with the sun gear Sb and the ring gear Rb. Consists of.
第1実施形態では、第1遊星歯車機構PGS1と第2遊星歯車機構PGS2とで、本発明の出力側変速部を構成する。 In the first embodiment, the first planetary gear mechanism PGS1 and the second planetary gear mechanism PGS2 constitute the output side transmission unit of the present invention.
第1遊星歯車機構PGS1及び第2遊星歯車機構PGS2は、第1遊星歯車機構PGS1のサンギア、リングギア及びキャリアからなる3つの要素のうちの何れか2つを、第2遊星歯車機構PGS2のサンギア、リングギア及びキャリアからなる3つの要素のうちの何れか2つに夫々連結することにより、4つの出力側回転要素を構成する。図2の下段に示す第1遊星歯車機構PGS1及び第2遊星歯車機構PGS2の共線図を参照して、各出力側回転要素を左から順に、第1出力側回転要素Y1、第2出力側回転要素Y2、第3出力側回転要素Y3、第4出力側回転要素Y4とすると、第1出力側回転要素Y1は第1遊星歯車機構PGS1のサンギアSaと第2遊星歯車機構PGS2のサンギアSbとを連結したもの、第2出力側回転要素Y2は第1遊星歯車機構PGS1のキャリアCa、第3出力側回転要素Y3は第1遊星歯車機構PGS1のリングギアRaと第2遊星歯機構PGS2のキャリアCbとを連結したもの、第4出力側回転要素Y4は第2遊星歯車機構PGS2のリングギアRbとなる。 The first planetary gear mechanism PGS1 and the second planetary gear mechanism PGS2 are configured so that any two of the three elements including the sun gear, the ring gear, and the carrier of the first planetary gear mechanism PGS1 are replaced with the sun gear of the second planetary gear mechanism PGS2. By connecting to any two of the three elements including the ring gear and the carrier, four output side rotating elements are formed. Referring to the collinear diagram of the first planetary gear mechanism PGS1 and the second planetary gear mechanism PGS2 shown in the lower part of FIG. 2, the output-side rotation elements are arranged in order from the left, the first output-side rotation element Y1 and the second output-side rotation element. Assuming that the rotation element Y2, the third output-side rotation element Y3, and the fourth output-side rotation element Y4, the first output-side rotation element Y1 includes the sun gear Sa of the first planetary gear mechanism PGS1 and the sun gear Sb of the second planetary gear mechanism PGS2. The second output side rotation element Y2 is a carrier Ca of the first planetary gear mechanism PGS1, and the third output side rotation element Y3 is a carrier of the ring gear Ra of the first planetary gear mechanism PGS1 and the second planetary gear mechanism PGS2. The fourth output side rotating element Y4 connected to Cb becomes the ring gear Rb of the second planetary gear mechanism PGS2.
第1遊星歯車機構PGS1のギア比(リングギアの歯数/サンギアの歯数)をh、第2遊星歯車機構PGS2のギア比をiとすると、第1〜第4の各出力側回転要素間Y1〜Y4の間隔は、h:1:(h+1)/iの割り合いとなっている。 When the gear ratio of the first planetary gear mechanism PGS1 (the number of teeth of the ring gear / the number of teeth of the sun gear) is h and the gear ratio of the second planetary gear mechanism PGS2 is i, the first to fourth output-side rotation elements are connected. The interval between Y1 and Y4 is a ratio of h: 1: (h + 1) / i.
尚、第1遊星歯車機構PGS1及び第2遊星歯車機構PGS2の共線図において、下方の横線は回転速度が「0」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転速度を「1」として、これと同一である「1」であることを示している。 In the collinear diagram of the first planetary gear mechanism PGS1 and the second planetary gear mechanism PGS2, the lower horizontal line indicates that the rotational speed is “0”, and the upper horizontal line indicates that the rotational speed indicates the rotational speed of the input shaft. “1” indicates the same “1”.
第3遊星歯車機構PGS3も、サンギアScと、リングギアRcと、サンギアSc及びリングギアRcに噛合するピニオンPcを自転及び公転自在に軸支するキャリアCcとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。 The third planetary gear mechanism PGS3 is also a so-called single-pinion type planetary gear mechanism that includes a sun gear Sc, a ring gear Rc, and a carrier Cc that rotatably and reciprocally supports a pinion Pc that meshes with the sun gear Sc and the ring gear Rc. Consists of.
又、第4遊星歯車機構PGS4も、サンギアSdと、リングギアRdと、サンギアSd及びリングギアRdに噛合するピニオンPdを自転及び公転自在に軸支するキャリアCdとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。 The fourth planetary gear mechanism PGS4 is also a so-called single-pinion type planetary planetary gear comprising a sun gear Sd, a ring gear Rd, and a carrier Cd that supports the sun gear Sd and the pinion Pd meshing with the ring gear Rd so as to rotate and revolve. Consists of a gear mechanism.
第1実施形態では、第3遊星歯車機構PGS3と第4遊星歯車機構PGS4とで、本発明の入力側変速部を構成する。 In the first embodiment, the third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 constitute the input side transmission unit of the present invention.
第3遊星歯車機構PGS3及び第4遊星歯車機構PGS4は、第3遊星歯車機構PGS3のサンギア、リングギア及びキャリアからなる3つの要素のうちの何れか2つを、第4遊星歯車機構PGS4のサンギア、リングギア及びキャリアからなる3つの要素のうちの何れか2つに夫々連結することにより、4つの入力側回転要素を構成する。図2の上段に示す第3遊星歯車機構PGS3及び第4遊星歯車機構PGS4の共線図を参照して、各入力側回転要素を左から順に、第1入力側回転要素X1、第2入力側回転要素X2、第3入力側回転要素X3、第4入力側回転要素X4とすると、第1入力側回転要素X1は第4遊星歯車機構PGS4のサンギアSd、第2入力側回転要素X2は第3遊星歯車機構PGS3のリングギアRc、第3入力側回転要素X3は第3遊星歯車機構PGS3のキャリアCcと第4遊星歯機構PGS4のキャリアCdとを連結したもの、第4入力側回転要素X4は第3遊星歯車機構PGS3のサンギアScと第4遊星歯車機構PGS4のリングギアRdとを連結したものとなる。 The third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 are configured so that any two of the three elements including the sun gear, the ring gear, and the carrier of the third planetary gear mechanism PGS3 are replaced with the sun gear of the fourth planetary gear mechanism PGS4. By connecting to any two of the three elements including the ring gear and the carrier, four input side rotating elements are formed. Referring to the collinear diagram of the third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 shown in the upper part of FIG. 2, the input-side rotation elements are arranged in order from the left, the first input-side rotation element X1 and the second input-side rotation element. Assuming that the rotation element X2, the third input-side rotation element X3, and the fourth input-side rotation element X4, the first input-side rotation element X1 is the sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGS4, and the second input-side rotation element X2 is the third. The ring gear Rc of the planetary gear mechanism PGS3 and the third input side rotation element X3 are obtained by connecting the carrier Cc of the third planetary gear mechanism PGS3 and the carrier Cd of the fourth planetary gear mechanism PGS4, and the fourth input side rotation element X4 is The sun gear Sc of the third planetary gear mechanism PGS3 and the ring gear Rd of the fourth planetary gear mechanism PGS4 are connected.
第3遊星歯車機構PGS3のギア比をj、第4遊星歯車機構PGS4のギア比をkとすると、第1〜第4の各入力側回転要素X1〜X4間の間隔は、jk−1:1:jの割り合いとなっている。 When the gear ratio of the third planetary gear mechanism PGS3 is j and the gear ratio of the fourth planetary gear mechanism PGS4 is k, the interval between the first to fourth input side rotation elements X1 to X4 is jk-1: 1. : It is a percentage of j.
第1遊星歯車機構PGS1のキャリアCaからなる第2出力側回転要素Y2は、出力ギアたる出力部材3に連結されている。又、第4出力側回転要素Y4と第3入力側回転要素X3とが連結されて、第1連結体Y4−X3が構成されている。
The second output side rotation element Y2 made of the carrier Ca of the first planetary gear mechanism PGS1 is connected to the
第3出力側回転要素Y3には、電動機MGが連結されている。電動機MGは、変速機ケース1に固定されるステータMGaと、ステータMGaの径方向内方に配置されるロータMGbとで構成される。尚、電動機MGは、ステータMGaの径方向内方にロータMGbを備えるインナータイプに限らず、ステータMGaの径方向外方にロータMGbを備えるアウタータイプで構成してもよい。
An electric motor MG is connected to the third output side rotation element Y3. The electric motor MG includes a stator MGa that is fixed to the
又、第1実施形態の自動変速機は、係合機構として、第1から第3の3つのクラッチC1〜C3と、第1から第3の3つのブレーキB1〜B3とを備える。 The automatic transmission according to the first embodiment includes first to third clutches C1 to C3 and first to third brakes B1 to B3 as engagement mechanisms.
第1クラッチC1は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第3出力側回転要素Y3と入力軸2とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
The first clutch C1 is a friction engagement type wet multi-plate clutch, and is configured to be switchable between a connected state in which the third output-side rotation element Y3 and the
第2クラッチC2は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第4遊星歯車機構PGS4のサンギアSdからなる第1入力側回転要素X1と入力軸2とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
The second clutch C2 is a friction engagement type wet multi-plate clutch, and a connection state in which the first input side rotation element X1 including the sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGS4 and the
第3クラッチC3は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第4入力側回転要素X4と入力軸2とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
The third clutch C3 is a friction engagement type wet multi-plate clutch, and is configured to be switchable between a connected state in which the fourth input-side rotating element X4 and the
第1ブレーキB1は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第1出力側回転要素Y1を変速機ケース1に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
The first brake B1 is a meshing mechanism including a dog clutch or a synchromesh mechanism having a synchronization function. The first brake B1 is in a fixed state in which the first output-side rotating element Y1 is fixed to the
第2ブレーキB2は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第3遊星歯車機構PGS3のリングギアRcからなる第2入力側回転要素X2を変速機ケース1に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
The second brake B2 is a friction engagement type wet multi-plate brake. The second brake B2 is a fixed state in which the second input side rotating element X2 composed of the ring gear Rc of the third planetary gear mechanism PGS3 is fixed to the
第3ブレーキB3は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第4遊星歯車機構PGS4のサンギアSdからなる第1入力側回転要素X1を変速機ケース1に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
The third brake B3 is a friction engagement type wet multi-plate brake. The third brake B3 is a fixed state in which the first input-side rotating element X1 including the sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGS4 is fixed to the
各クラッチC1〜C3及び各ブレーキB1〜B3は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。 The states of the clutches C1 to C3 and the brakes B1 to B3 are switched by a transmission control unit (not shown) based on vehicle information such as the traveling speed of the vehicle.
入力軸2上には、駆動源ENG及び発進クラッチC0側から、第1クラッチC1、出力ギアからなる出力部材3、第1ブレーキB1、第1遊星歯車機構PGS1、第2遊星歯車機構PGS2、第3クラッチC3、第4遊星歯車機構PGS4、第3ブレーキB3、第2クラッチC2の順番で配置されている。
On the
第3遊星歯車機構PGS3は、第4遊星歯車機構PGS4の径方向外方に配置されている。そして、第3遊星歯車機構PGS3のサンギアScと第4遊星歯車機構PGS4のリングギアRdとを一体に連結して第4入力側回転要素X4を構成している。このように、第3遊星歯車機構PGS3を第4遊星歯車機構PGS4の径方向外方に配置することにより、第3遊星歯車機構PGS3と第4遊星歯車機構PGS4とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。 The third planetary gear mechanism PGS3 is disposed radially outward of the fourth planetary gear mechanism PGS4. The sun gear Sc of the third planetary gear mechanism PGS3 and the ring gear Rd of the fourth planetary gear mechanism PGS4 are integrally connected to constitute the fourth input side rotating element X4. As described above, the third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 overlap in the radial direction by disposing the third planetary gear mechanism PGS3 radially outward of the fourth planetary gear mechanism PGS4. The shaft length of the transmission can be shortened.
尚、第3遊星歯車機構PGS3と第4遊星歯車機構PGS4とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができ、車両(特にFF式車両)への搭載性を向上させることができる。 The third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 only have to overlap at least partially in the radial direction, which can reduce the axial length. If they overlap in the direction, the axial length can be shortened the most, and the mountability to a vehicle (particularly FF type vehicle) can be improved.
又、第2ブレーキB2は第3遊星歯車機構PGS3の径方向外方に配置されている。これにより、自動変速機の軸長を更に短くすることができる。 The second brake B2 is disposed radially outward of the third planetary gear mechanism PGS3. Thereby, the axial length of the automatic transmission can be further shortened.
変速機ケース1には、出力部材3と第1クラッチC1との間に位置させて、径方向内方に延びる側壁1aが設けられている。この側壁1aには、出力部材3の径方向内方に向かって延びる筒状部1bが設けられている。出力部材3は、この筒状部1bにベアリングを介して軸支されている。このように構成することにより、変速機ケース1に連なる機械的強度の高い筒状部1bで出力部材3をしっかりと軸支させることができる。尚、第1ブレーキB1は出力部材3と第1遊星歯車機構PGS1との間に配置したが、筒状部1bの径方向内方に配置してもよく、これによれば、筒状部1bの径方向内方のスペースを有効活用して出力部材3と第1ブレーキとが径方向で重なり合うため、更なる軸長の短縮化を図ることができる。
The
次に、図2及び図3を参照して、車両が駆動源ENGで走行するときにおいて、第1実施形態の自動変速機で各変速段を確立させる場合を説明する。尚、車両が駆動源ENGの駆動力を用いて走行するときには、発進クラッチC0は連結状態とされている。 Next, with reference to FIGS. 2 and 3, a description will be given of a case where each shift stage is established by the automatic transmission according to the first embodiment when the vehicle travels with the drive source ENG. When the vehicle travels using the driving force of the driving source ENG, the starting clutch C0 is in a connected state.
1速段を確立させる場合には、第3クラッチC3を連結状態とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とする。第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4入力側回転要素X4の回転速度が入力軸2の回転速度と同一速度の「1」となる。又、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第2入力側回転要素X2の回転速度が「0」になる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「1st」になり、1速段が確立される。
When establishing the first gear, the third clutch C3 is in the connected state, and the first brake B1 and the second brake B2 are in the fixed state. By setting the third clutch C3 in the connected state, the rotational speed of the fourth input side rotational element X4 becomes “1”, which is the same speed as the rotational speed of the
2速段を確立させる場合には、第3クラッチC3を連結状態とし、第1ブレーキB1及び第3ブレーキB3を固定状態とする。第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4入力側回転要素X4の回転速度が入力軸2の回転速度と同一速度の「1」となる。又、第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第1入力側回転要素X1の回転速度が「0」になる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「2nd」になり、2速段が確立される。
When establishing the second gear, the third clutch C3 is set in the connected state, and the first brake B1 and the third brake B3 are set in the fixed state. By setting the third clutch C3 in the connected state, the rotational speed of the fourth input side rotational element X4 becomes “1”, which is the same speed as the rotational speed of the
3速段を確立させる場合には、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とし、第1ブレーキB1を固定状態とする。第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とすることにより、第1から第4の4つの入力側回転要素X1〜X4が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素X1〜X4の回転速度が「1」となる。従って、第1連結体Y4−X3に含まれる第4出力側回転要素Y4の回転速度も「1」となる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「3rd」になり、3速段が確立される。
When establishing the third gear, the second clutch C2 and the third clutch C3 are connected and the first brake B1 is fixed. By bringing the second clutch C2 and the third clutch C3 into the connected state, the first to fourth four input-side rotation elements X1 to X4 are locked so as not to be relatively rotatable, and each of the input-side rotation elements X1 to X4 is locked. The rotation speed is “1”. Therefore, the rotation speed of the fourth output side rotation element Y4 included in the first coupling body Y4-X3 is also “1”. Further, by setting the first brake B1 in a fixed state, the rotation speed of the first output side rotation element Y1 becomes “0”. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
4速段を確立させる場合には、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とし、第1ブレーキB1を固定状態とする。第1クラッチC1を連結状態とすることにより、第3出力側回転要素Y3の回転速度が「1」となる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「4th」になり、4速段が確立される。
When establishing the fourth speed, the first clutch C1 and the third clutch C3 are connected and the first brake B1 is fixed. By bringing the first clutch C1 into the connected state, the rotation speed of the third output side rotation element Y3 becomes “1”. Further, by setting the first brake B1 in a fixed state, the rotation speed of the first output side rotation element Y1 becomes “0”. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
尚、4速段を確立させるためには、必ずしも第3クラッチC3を連結状態とする必要はないが、連結状態とすれば第3クラッチC3でのフリクションロスを抑えることができる。又、第3クラッチC3は3速段で連結状態とされると共に後述する5速段でも連結状態とされる。このため、4速段においても連結状態としておけば、アップシフト又はダウンシフトのときに変速をスムーズに行うことができる。 In order to establish the fourth speed, the third clutch C3 does not necessarily need to be in the connected state, but if the connected state is set, the friction loss in the third clutch C3 can be suppressed. Further, the third clutch C3 is connected at the third speed, and is also connected at the fifth speed described later. For this reason, if it is in the connected state even at the fourth speed stage, the shift can be smoothly performed at the time of upshift or downshift.
5速段を確立させる場合には、第1から第3の3つのクラッチC1〜C3の全てを連結状態とする。第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とすることにより、第1から第4の4つの入力側回転要素X1〜X4が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素X1〜X4の回転速度が「1」となる。従って、第1連結体Y4−X3に含まれる第4出力側回転要素Y4の回転速度も「1」となる。又、第1クラッチC1を連結状態とすることにより、第3出力側回転要素Y3の回転速度が「1」となる。 When the fifth gear is established, all of the first to third clutches C1 to C3 are connected. By bringing the second clutch C2 and the third clutch C3 into the connected state, the first to fourth four input-side rotation elements X1 to X4 are locked so as not to be relatively rotatable, and each of the input-side rotation elements X1 to X4 is locked. The rotation speed is “1”. Therefore, the rotation speed of the fourth output side rotation element Y4 included in the first coupling body Y4-X3 is also “1”. Further, by setting the first clutch C1 in the connected state, the rotation speed of the third output side rotation element Y3 becomes “1”.
これにより、第3出力側回転要素Y3と第4出力側回転要素Y4が同一速度の「1」で回転することとなり、第1から第4の4つの出力側回転要素Y1〜Y4も相対回転不能なロック状態となり、各出力側回転要素Y1〜Y4の回転速度が「1」となる。従って、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が「1」である「5th」になり、5速段が確立される。
As a result, the third output-side rotation element Y3 and the fourth output-side rotation element Y4 rotate at the same speed “1”, and the first to fourth output-side rotation elements Y1 to Y4 cannot be rotated relative to each other. And the rotational speed of each of the output side rotation elements Y1 to Y4 is “1”. Accordingly, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
6速段を確立させる場合には、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とし、第3ブレーキB3を固定状態とする。第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4入力側回転要素X4の回転速度が入力軸2の回転速度と同一速度の「1」となる。又、第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第1入力側回転要素X1の回転速度が「0」になる。又、第1クラッチC1を連結状態とすることにより、第3出力側回転要素Y3の回転速度が「1」となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「6th」になり、6速段が確立される。
When the sixth speed is established, the first clutch C1 and the third clutch C3 are connected and the third brake B3 is fixed. By setting the third clutch C3 in the connected state, the rotational speed of the fourth input side rotational element X4 becomes “1”, which is the same speed as the rotational speed of the
7速段を確立させる場合には、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とし、第2ブレーキB2を固定状態とする。第3クラッチC3を連結状態とすることで、第4入力側回転要素X4の回転速度が入力軸2の回転速度と同一速度の「1」となる。又、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第2入力側回転要素X2の回転速度が「0」になる。又、第1クラッチC1を連結状態とすることにより、第3出力側回転要素Y3の回転速度が「1」となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「7th」になり、7速段が確立される。
When establishing the seventh gear, the first clutch C1 and the third clutch C3 are connected and the second brake B2 is fixed. By setting the third clutch C3 in the connected state, the rotational speed of the fourth input side rotational element X4 becomes “1”, which is the same speed as the rotational speed of the
8速段を確立させる場合には、第1クラッチC1を連結状態とし、第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3を固定状態とする。第2ブレーキB2及び第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第1から第4の4つの入力側回転要素X1〜X4が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素X1〜X4の回転速度が「0」になる。従って、第1連結体Y4−X3に含まれる第4出力側回転要素Y4の回転速度も「0」になる。又、第1クラッチC1を連結状態とすることにより、第3出力側回転要素Y3の回転速度が「1」となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「8th」になり、8速段が確立される。
When establishing the eighth speed, the first clutch C1 is set in the connected state, and the second brake B2 and the third brake B3 are set in the fixed state. By setting the second brake B2 and the third brake B3 in the fixed state, the first to fourth input side rotation elements X1 to X4 are locked so as not to be relatively rotatable, and each of the input side rotation elements X1 to X4 is locked. The rotation speed becomes “0”. Therefore, the rotation speed of the fourth output side rotation element Y4 included in the first coupling body Y4-X3 is also “0”. Further, by setting the first clutch C1 in the connected state, the rotation speed of the third output side rotation element Y3 becomes “1”. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
9速段を確立させる場合には、第1クラッチC1及び第2クラッチC2を連結状態とし、第2ブレーキB2を固定状態とする。第2クラッチC2を連結状態とすることにより、第1入力側回転要素X1の回転速度が「1」になる。又、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第2入力側回転要素X2の回転速度が「0」になる。又、第1クラッチC1を連結状態とすることにより、第3出力側回転要素Y3の回転速度が「1」となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す「9th」になり、9速段が確立される。
When the ninth gear is established, the first clutch C1 and the second clutch C2 are connected, and the second brake B2 is fixed. By setting the second clutch C2 in the connected state, the rotation speed of the first input side rotation element X1 becomes “1”. Further, by setting the second brake B2 in a fixed state, the rotation speed of the second input side rotation element X2 becomes “0”. Further, by setting the first clutch C1 in the connected state, the rotation speed of the third output side rotation element Y3 becomes “1”. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
後進段を確立させる場合には、第2クラッチC2を連結状態とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とする。第2クラッチC2を連結状態とすることにより、第1入力側回転要素X1の回転速度が「1」になる。又、第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第2入力側回転要素X2の回転速度が「0」になる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図2に示す逆転(車両が後進する方向の回転)の「Rvs」になり、後進段が確立される。
In order to establish the reverse gear, the second clutch C2 is set in a connected state, and the first brake B1 and the second brake B2 are set in a fixed state. By setting the second clutch C2 in the connected state, the rotation speed of the first input side rotation element X1 becomes “1”. Further, by setting the second brake B2 in a fixed state, the rotation speed of the second input side rotation element X2 becomes “0”. Further, by setting the first brake B1 in a fixed state, the rotation speed of the first output side rotation element Y1 becomes “0”. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
図3は、上述した各変速段におけるクラッチC1〜C3、ブレーキB1〜B3の状態を纏めて表示した図であり、クラッチC1〜C3及びブレーキB1〜B3の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。 FIG. 3 is a diagram summarizing and displaying the states of the clutches C1 to C3 and the brakes B1 to B3 at each of the above-described shift speeds. Indicates a state, and a blank indicates an open state.
又、図3には、第1遊星歯車機構PGS1のギア比hを2.800、第2遊星歯車機構PGS2のギア比iを2.800、第3遊星歯車機構PGS3のギア比jを1.500、第4遊星歯車機構PGS4のギア比kを1.800とした場合における各変速段の変速比(入力軸2の回転速度/出力部材3の回転速度)を示している。これによれば、図3に示すように、公比(各変速段間のギアレシオの比)が適切になると共に、減速比(1速段のギアレシオ/9速段のギアレシオ)も「9.99」と適切になる。
3 shows that the gear ratio h of the first planetary gear mechanism PGS1 is 2.800, the gear ratio i of the second planetary gear mechanism PGS2 is 2.800, and the gear ratio j of the third planetary gear mechanism PGS3 is 1. 500, and the gear ratio k of the fourth planetary gear mechanism PGS4 is 1.800. The gear ratio of each gear stage (the rotational speed of the
第1実施形態の自動変速機によれば、前進9段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が3つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。 According to the automatic transmission of the first embodiment, nine forward speeds can be changed. Further, at each shift stage, the number of wet multi-plate clutches and wet multi-plate brakes to be released is three or less, so that friction loss can be suppressed and driving force transmission efficiency can be improved.
又、第1実施形態の自動変速機で、電動機MGの駆動力のみを用いて走行するEV走行を行う場合には、第1ブレーキB1を固定状態として第1出力側回転要素Y1の回転速度を「0」とすれば、第2出力側回転要素Y2に出力部材3が連結され、第3出力側回転要素Y3に電動機MGが連結されているため、第1遊星歯車機構PGS1を減速機として用いることができる。従って、第1ブレーキB1を固定状態とすれば、電動機MGの回転速度を減速させて第2出力側回転要素Y2から出力させることができ、出力側変速部としての第1遊星歯車機構PGS1が減速機の役割を果たし、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
Further, in the case of EV traveling in which the automatic transmission according to the first embodiment travels using only the driving force of the electric motor MG, the rotation speed of the first output side rotation element Y1 is set with the first brake B1 fixed. If “0” is set, the
又、第3出力側回転要素Y3は全ての変速段で入力軸2の回転速度である「1」以下で回転する。このため、電動機MGの過回転を防止することができる。
Further, the third output side rotation element Y3 rotates at “1” or less which is the rotation speed of the
又、車両が電動機MGの駆動力のみで走行するEV走行中においては、第1ブレーキB1を固定状態とする必要があるが、第1実施形態の自動変速機においては、第1ブレーキB1を噛合機構で構成しているため、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、第1ブレーキB1の固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。 Further, during EV traveling in which the vehicle travels only by the driving force of the electric motor MG, the first brake B1 needs to be fixed. In the automatic transmission according to the first embodiment, the first brake B1 is engaged. Since the mechanism is configured, unlike the hydraulic friction engagement type brake, no hydraulic pressure is required to maintain the fixed state of the first brake B1, so that energy consumption is reduced and energy efficiency is improved. be able to.
ところで、EV走行中においては、電動機MGにより回転される第3出力側回転要素Y3の回転速度を駆動源ENGにより回転される入力軸2の回転速度と同一の「1」とした場合、図2の速度線から明らかなように4速段で走行している状態であることがわかる。又、EV走行から駆動源ENGの動力で走行するENG走行に移行する場合には、駆動源ENGを始動させる必要がある。又、駆動源ENGを始動させるためには最低限必要な回転数(図4のNi)がある。
By the way, during EV traveling, when the rotation speed of the third output side rotation element Y3 rotated by the electric motor MG is set to “1” which is the same as the rotation speed of the
ここで、比較例として、電動機MGと駆動源ENGとが直結されているものの場合、電動機MGで駆動源ENGを始動させる場合には、4速段でEV走行中の場合、電動機MGの回転数が小さいため、車速がある程度上昇して電動機MGの回転数がNi(図4)に達するまで、駆動源ENGを電動機MGで始動させることができない。駆動源ENGをいつでも始動できるように、EV走行中であってもENG走行と同様に図4のAの領域で変速させることも考えられるが、これでは変速ショックが生じてしまう。 Here, as a comparative example, when the motor MG and the drive source ENG are directly connected, when the drive source ENG is started by the motor MG, when the EV is running at the fourth speed, the rotation speed of the motor MG Therefore, the drive source ENG cannot be started by the electric motor MG until the vehicle speed increases to some extent and the rotational speed of the electric motor MG reaches Ni (FIG. 4). In order to be able to start the drive source ENG at any time, even during EV traveling, it is conceivable to change the speed in the region A in FIG. 4 as in ENG traveling, but this causes a shift shock.
これに対し、第1実施形態の自動変速機では、電動機MGは出力側変速部に含まれる第3出力側回転要素Y3に連結され、EV走行中は、第1ブレーキB1が固定状態とするだけで走行可能である。又、1速段から4速段までは、全て第1ブレーキB1が固定状態とされるため、駆動源ENGを始動させて1速段から3速段でENG走行する場合には、第1ブレーキB1は固定状態のままで他の何れか2つの係合機構を連結状態又は固定状態とすればよい。 On the other hand, in the automatic transmission according to the first embodiment, the electric motor MG is connected to the third output-side rotation element Y3 included in the output-side transmission unit, and only the first brake B1 is fixed during EV traveling. It is possible to run at. In addition, since the first brake B1 is fixed from the first speed to the fourth speed, the first brake is applied when the drive source ENG is started and ENG travels from the first speed to the third speed. B1 may be in a fixed state and any other two engagement mechanisms may be in a connected state or a fixed state.
このとき、電動機MGは、出力側変速部に含まれる第3出力側回転要素Y3に連結されているため、電動機MGにより回転する第3出力側回転要素Y3の回転速度が、入力側変速部たる第3及び第4の2つの遊星歯車機構PGS3,PGS4を介して増速されて、駆動源ENGに伝達される。例えば、図4に示すように、電動機MGの回転数が小さい場合(t)であっても、電動機MGの回転を増速させて駆動源ENGを始動させ、2速段でENG走行することができる。 At this time, since the electric motor MG is connected to the third output-side rotation element Y3 included in the output-side transmission unit, the rotation speed of the third output-side rotation element Y3 rotated by the electric motor MG is the input-side transmission unit. The speed is increased via the third and fourth planetary gear mechanisms PGS3 and PGS4 and transmitted to the drive source ENG. For example, as shown in FIG. 4, even when the rotational speed of the electric motor MG is small (t), the rotational speed of the electric motor MG is increased to start the drive source ENG and ENG traveling at the second speed stage can be performed. it can.
従って、第1実施形態の自動変速機によれば、低速走行中であっても、電動機MGで駆動源ENGをスムーズに始動させて、EV走行からENG走行に切り換えることができる。尚、図4において、実線は電動機MGの回転数を示し、一点鎖線は駆動源ENGの回転数を示している。 Therefore, according to the automatic transmission of the first embodiment, the drive source ENG can be smoothly started by the electric motor MG and switched from EV travel to ENG travel even during low speed travel. In FIG. 4, the solid line indicates the rotational speed of the electric motor MG, and the alternate long and short dash line indicates the rotational speed of the drive source ENG.
又、全ての遊星歯車機構PGS1〜PGS4が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギアの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。尚、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、サンギアと、リングギアと、互いに噛合すると共に一方がサンギアに噛合し他方がリングギアに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとで構成される。又、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、キャリアを固定した場合、サンギアとリングギアが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギアを固定した場合、サンギアとキャリアが互いに異なる方向に回転する。 Further, since all the planetary gear mechanisms PGS1 to PGS4 are constituted by so-called single pinion type planetary gear mechanisms, they are on the transmission path of the driving force as compared with those constituted by so-called double pinion type planetary gear mechanisms. The number of gear engagements can be reduced, and transmission efficiency can be improved. The so-called double pinion type planetary gear mechanism includes a sun gear, a ring gear, and a carrier that rotatably and revolves a pair of pinions that mesh with each other and one meshes with the sun gear and the other meshes with the ring gear. Consists of. The so-called double pinion type planetary gear mechanism is also referred to as a plus planetary gear mechanism or a positive planetary gear mechanism because the sun gear and the ring gear rotate in the same direction when the carrier is fixed. By the way, when the ring gear is fixed, the sun gear and the carrier rotate in different directions.
[第2実施形態]
次に、図5から図7を参照して、本発明の自動変速機の第2実施形態について説明する。第2実施形態の自動変速機は、変速機ケース1内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関(エンジン)等の駆動源ENGが出力する駆動力がねじりダンパDA及び乾式摩擦係合型の発進クラッチC0を介して伝達される入力軸2と、入力軸2と同一軸線上に配置された出力軸からなる出力部材3とを備えている。出力部材3の回転は、図外のプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、発進クラッチC0に代えて、トルクコンバータを設けてもよい。又、プロペラシャフトに代えて、出力部材3に出力ギア設け、この出力ギアを介してデファレンシャルギアに駆動力が伝達されるように構成してもよい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the automatic transmission according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the automatic transmission according to the second embodiment, the driving force output by a driving source ENG such as an internal combustion engine (engine) (not shown) that is rotatably supported in the
又、変速機ケース1内には、第1〜第4の4つの遊星歯車機構PGS1〜4が入力軸2と同心に配置されている。4つの遊星歯車機構PGS1〜PGS4は、第1実施形態と同様に何れも所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
In the
第2実施形態では、第1遊星歯車機構PGS1が本発明の出力側変速部に該当する。 In the second embodiment, the first planetary gear mechanism PGS1 corresponds to the output side transmission unit of the present invention.
図5の下段に示す第1遊星歯車機構PGS1の共線図(サンギア、キャリア、リングギアの3つの要素の相対回転速度の比を直線(速度線)で表すことができる図)を参照して、第1遊星歯車機構PGS1の3つの要素Sa,Ca,Raを、共線図におけるギア比(リングギアの歯数/サンギアの歯数)に対応する間隔での並び順に左側から夫々第1出力側回転要素、第2出力側回転要素及び第3出力側回転要素とすると、第1出力側回転要素はリングギアRa、第2出力側回転要素はキャリアCa、第3出力側回転要素はサンギアSaになる。 Referring to the collinear diagram of the first planetary gear mechanism PGS1 shown in the lower part of FIG. 5 (a diagram in which the ratio of the relative rotational speeds of the three elements of the sun gear, the carrier, and the ring gear can be represented by a straight line (speed line)). The first output of the three elements Sa, Ca, Ra of the first planetary gear mechanism PGS1 from the left side in the arrangement order at intervals corresponding to the gear ratio (number of teeth of the ring gear / number of teeth of the sun gear) in the collinear diagram. When the side rotation element, the second output side rotation element, and the third output side rotation element are used, the first output side rotation element is the ring gear Ra, the second output side rotation element is the carrier Ca, and the third output side rotation element is the sun gear Sa. become.
ここで、サンギアSaとキャリアCa間の間隔とキャリアCaとリングギアRa間の間隔との比は、第1遊星歯車機構PG1のギア比をhとして、h:1に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「0」と「1」(入力軸2と同じ回転速度)であることを示している。 Here, the ratio between the distance between the sun gear Sa and the carrier Ca and the distance between the carrier Ca and the ring gear Ra is set to h: 1, where h is the gear ratio of the first planetary gear mechanism PG1. In the alignment chart, the lower horizontal line and the upper horizontal line indicate that the rotational speeds are “0” and “1” (the same rotational speed as the input shaft 2), respectively.
第3遊星歯車機構PGS3及び第4遊星歯車機構PGS4は、第3遊星歯車機構PGS3のサンギア、リングギア及びキャリアからなる3つの要素のうちの何れか2つを、第4遊星歯車機構PGS4のサンギア、リングギア及びキャリアからなる3つの要素のうちの何れか2つに夫々連結することにより、4つの入力側回転要素を構成する。 The third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 are configured so that any two of the three elements including the sun gear, the ring gear, and the carrier of the third planetary gear mechanism PGS3 are replaced with the sun gear of the fourth planetary gear mechanism PGS4. By connecting to any two of the three elements including the ring gear and the carrier, four input side rotating elements are formed.
図6の上段に示す第3遊星歯車機構PGS3及び第4遊星歯車機構PGS4の共線図を参照して、各入力側回転要素を右から順に、第1入力側回転要素X1、第2入力側回転要素X2、第3入力側回転要素X3、第4入力側回転要素X4とすると、第1入力側回転要素X1は第3遊星歯車機構PGS3のサンギアScと第4遊星歯車機構PGS4のサンギアSdとを連結したもの、第2入力側回転要素X2は第3遊星歯車機構PGS3のキャリアCc、第3入力側回転要素X3は第3遊星歯車機構PGS3のリングギアRcと第4遊星歯機構PGS4のキャリアCdとを連結したもの、第4入力側回転要素X4は第4遊星歯車機構PGS4のリングギアRdとなる。 Referring to the collinear diagram of the third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 shown in the upper part of FIG. 6, the input-side rotation elements are arranged in order from the right in order of the first input-side rotation element X1 and the second input-side rotation element. Assuming that the rotation element X2, the third input side rotation element X3, and the fourth input side rotation element X4, the first input side rotation element X1 includes the sun gear Sc of the third planetary gear mechanism PGS3 and the sun gear Sd of the fourth planetary gear mechanism PGS4. The second input side rotating element X2 is a carrier Cc of the third planetary gear mechanism PGS3, and the third input side rotating element X3 is a carrier of the ring gear Rc of the third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4. The fourth input side rotation element X4 connected to Cd becomes the ring gear Rd of the fourth planetary gear mechanism PGS4.
第3遊星歯車機構PGS3のギア比(リングギアの歯数/サンギアの歯数)をj、第4遊星歯車機構PGS4のギア比をkとすると、第1〜第4の各回転要素間の間隔は、j:1:(j+1)/kの割り合いとなっている。 When the gear ratio of the third planetary gear mechanism PGS3 (the number of teeth of the ring gear / the number of teeth of the sun gear) is j and the gear ratio of the fourth planetary gear mechanism PGS4 is k, the distance between the first to fourth rotating elements. Is a ratio of j: 1: (j + 1) / k.
尚、図6の第3遊星歯車機構PGS3及び第4遊星歯車機構PGS4の共線図において、下方の横線は回転速度が「0」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「1」としてこれと同一である「1」であることを示している。 In the collinear diagram of the third planetary gear mechanism PGS3 and the fourth planetary gear mechanism PGS4 in FIG. 6, the lower horizontal line indicates that the rotational speed is “0”, and the upper horizontal line indicates that the rotational speed is the input shaft. The rotation is “1”, which is the same as “1”.
又、図6の中段に示す第2遊星歯車機構PGS2の共線図を参照して、第2遊星歯車機構PGS2の3つの要素Sb,Cb,Rbを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第5入力側回転要素X5、第6入力側回転要素X6及び第7入力側回転要素X7とすると、第5入力側回転要素X5はサンギアSb、第6入力側回転要素X6はキャリアCb、第7入力側回転要素X7はリングギアRbになる。サンギアSbとキャリアCb間の間隔とキャリアCbとリングギアRb間の間隔との比は、第2遊星歯車機構PGS2のギア比をiとして、i:1に設定される。 Further, referring to the collinear diagram of the second planetary gear mechanism PGS2 shown in the middle stage of FIG. 6, the three elements Sb, Cb, Rb of the second planetary gear mechanism PGS2 are spaced at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear diagram. Are the fifth input-side rotation element X5, the sixth input-side rotation element X6, and the seventh input-side rotation element X7 from the left side in the order in which the fifth input-side rotation element X5 is the sun gear Sb and the sixth input-side rotation element. X6 is the carrier Cb, and the seventh input side rotation element X7 is the ring gear Rb. The ratio between the distance between the sun gear Sb and the carrier Cb and the distance between the carrier Cb and the ring gear Rb is set to i: 1, where i is the gear ratio of the second planetary gear mechanism PGS2.
第4入力側回転要素X4は入力軸2に連結されている。又、第2出力側回転要素Y2は出力軸たる出力部材3に連結されている。又、第3入力側回転要素X3と第7入力側回転要素X7とが連結されて第1連結体X3−X7が構成されている。又、第6入力側回転要素X6と第3出力側回転要素Y3とが連結されて第2連結体X6−Y3が構成されている。
The fourth input side rotation element X4 is connected to the
又、第2実施形態の自動変速機は、係合機構として、第1から第3の3つのクラッチC1〜C3と、第1から第4の4つのブレーキB1〜B4とを備える。 The automatic transmission according to the second embodiment includes first to third clutches C1 to C3 and first to fourth brakes B1 to B4 as engagement mechanisms.
第1クラッチC1は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第4入力側回転要素X4と第2連結体X6−Y3とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。 The first clutch C1 is a friction engagement type wet multi-plate clutch, and is switched between a connection state in which the fourth input-side rotation element X4 and the second connection body X6-Y3 are connected and an open state in which the connection is broken. It is configured freely.
第2クラッチC2は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第5入力側回転要素X5と第2連結体X6−Y3とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。 The second clutch C2 is a friction engagement type wet multi-plate clutch, and is switched between a connection state in which the fifth input side rotation element X5 and the second connection body X6-Y3 are connected and an open state in which the connection is cut off. It is configured freely.
第3クラッチC3は、第5入力側回転要素X5と第1出力側回転要素Y1とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。 The third clutch C3 is configured to be switchable between a connection state in which the fifth input side rotation element X5 and the first output side rotation element Y1 are connected, and an open state in which the connection is broken.
第1ブレーキB1は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第1出力側回転要素Y1を変速機ケース1に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
The first brake B1 is a meshing mechanism including a dog clutch or a synchromesh mechanism having a synchronization function. The first brake B1 is in a fixed state in which the first output-side rotating element Y1 is fixed to the
第2ブレーキB2は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第2入力側回転要素X2を変速機ケース1に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
The second brake B2 is a friction engagement type wet multi-plate brake, and is configured to be switchable between a fixed state in which the second input-side rotating element X2 is fixed to the
第3ブレーキB3は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第1入力側回転要素X1を変速機ケース1に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
The third brake B3 is a friction engagement type wet multi-plate brake and is configured to be switchable between a fixed state in which the first input-side rotating element X1 is fixed to the
第4ブレーキB4は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第2連結体X6−Y3を変速機ケース1に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
The fourth brake B4 is a friction engagement type wet multi-plate brake, and is configured to be switchable between a fixed state in which the second coupling body X6-Y3 is fixed to the
各クラッチC1〜C3及び各ブレーキB1〜B4は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。 The states of the clutches C1 to C3 and the brakes B1 to B4 are switched by a transmission control unit (not shown) based on vehicle information such as the traveling speed of the vehicle.
入力軸2の軸線上には、駆動源ENG及び発進クラッチC0側(図5の左側)から、第3ブレーキB3、第3遊星歯車機構PGS3、第4遊星歯車機構PGS4、第1クラッチC1、第1遊星歯車機構PGS1、第2遊星歯車機構PGS2、第2クラッチC2、第3クラッチC3の順番で配置されている。
On the axis of the
第4ブレーキB4及び第1ブレーキB1は、第2クラッチC2及び第3クラッチC3の径方向外方に配置されている。これにより、第4ブレーキB4及び第1ブレーキB1と、第2クラッチC2及び第3クラッチC3とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。 The fourth brake B4 and the first brake B1 are disposed radially outward of the second clutch C2 and the third clutch C3. As a result, the fourth brake B4 and the first brake B1, and the second clutch C2 and the third clutch C3 overlap in the radial direction, so that the axial length of the automatic transmission can be shortened.
次に、図5及び図6を参照して、車両が駆動源ENGで走行するときにおいて、第2実施形態の自動変速機で各変速段を確立させる場合を説明する。尚、車両が駆動源ENGの駆動力を用いて走行するときには、発進クラッチC0は連結状態とされている。 Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, a description will be given of a case where each shift stage is established by the automatic transmission according to the second embodiment when the vehicle travels with the drive source ENG. When the vehicle travels using the driving force of the driving source ENG, the starting clutch C0 is in a connected state.
1速段を確立させる場合には、第3クラッチC3を連結状態とし、第1ブレーキB1及び第2ブレーキB2を固定状態とする。第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第2入力側回転要素X2の回転速度が「0」になる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。又、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第5入力側回転要素X5の回転速度が第1出力側回転要素Y1と同一速度の「0」となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図6に示す「1st」になり、1速段が確立される。
When establishing the first gear, the third clutch C3 is in the connected state, and the first brake B1 and the second brake B2 are in the fixed state. By setting the second brake B2 in a fixed state, the rotation speed of the second input side rotation element X2 becomes “0”. Further, by setting the first brake B1 in a fixed state, the rotation speed of the first output side rotation element Y1 becomes “0”. Further, by bringing the third clutch C3 into the connected state, the rotation speed of the fifth input side rotation element X5 becomes “0”, which is the same speed as the first output side rotation element Y1. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
2速段を確立させる場合には、第3クラッチC3を連結状態とし、第1ブレーキB1及び第3ブレーキB3を固定状態とする。第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第1入力側回転要素X1の回転速度が「0」になる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。又、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第5入力側回転要素X5の回転速度が第1出力側回転要素Y1と同一速度の「0」となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図6に示す「2nd」になり、2速段が確立される。
When establishing the second gear, the third clutch C3 is set in the connected state, and the first brake B1 and the third brake B3 are set in the fixed state. By setting the third brake B3 to the fixed state, the rotation speed of the first input side rotation element X1 becomes “0”. Further, by setting the first brake B1 in a fixed state, the rotation speed of the first output side rotation element Y1 becomes “0”. Further, by bringing the third clutch C3 into the connected state, the rotation speed of the fifth input side rotation element X5 becomes “0”, which is the same speed as the first output side rotation element Y1. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
3速段を確立させる場合には、第2クラッチC2を連結状態とし、第1ブレーキB1及び第3ブレーキB3を固定状態とする。第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第1入力側回転要素X1の回転速度が「0」になる。又、第2クラッチC2を連結状態とすることで、第5入力側回転要素X5と第2連結体X6−Y3とが同一速度で回転し、第2遊星歯車機構PGS2の第5から第7の3つの入力側回転要素X5〜X7が相対回転不能なロック状態となる。又、第1ブレーキB1を固定状態とすることで、第1出力側回転要素Y1の回転速度が「0」になる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図6に示す「3rd」になり、3速段が確立される。
When establishing the third gear, the second clutch C2 is set in the connected state, and the first brake B1 and the third brake B3 are set in the fixed state. By setting the third brake B3 to the fixed state, the rotation speed of the first input side rotation element X1 becomes “0”. Further, by bringing the second clutch C2 into the connected state, the fifth input side rotating element X5 and the second connecting body X6-Y3 rotate at the same speed, and the fifth to seventh of the second planetary gear mechanism PGS2 are rotated. The three input side rotation elements X5 to X7 are in a locked state in which relative rotation is impossible. Further, by setting the first brake B1 in a fixed state, the rotation speed of the first output side rotation element Y1 becomes “0”. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
4速段を確立させる場合には、第2クラッチC2及び第3クラッチC3を連結状態とし、第3ブレーキB3を固定状態とする。第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第1入力側回転要素X1の回転速度が「0」になる。又、第2クラッチと第3クラッチC3とを連結状態とすることで、第2連結体X6−Y3と第1出力側回転要素X1とが同一速度で回転し、第1遊星歯車機構PGS1の第1から第3の3つの出力側回転要素Y1〜Y3が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図6に示す「4th」になり、4速段が確立される。
When establishing the fourth speed, the second clutch C2 and the third clutch C3 are connected and the third brake B3 is fixed. By setting the third brake B3 to the fixed state, the rotation speed of the first input side rotation element X1 becomes “0”. Further, by bringing the second clutch and the third clutch C3 into the connected state, the second connecting body X6-Y3 and the first output side rotating element X1 rotate at the same speed, and the first planetary gear mechanism PGS1 The first to third output-side rotation elements Y1 to Y3 are in a locked state in which relative rotation is impossible. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
5速段を確立させる場合には、第1から第3の3つのクラッチC1〜C3の全てを連結状態とする。第1クラッチC1を連結状態とすることで、第2連結体X6−Y3が第4入力側回転要素X4と同一速度の「1」で回転する。又、第2クラッチと第3クラッチC3とを連結状態とすることで、第2連結体X6−Y3と第1出力側回転要素X1とが同一速度の「1」で回転し、第1遊星歯車機構PGS1の第1から第3の3つの出力側回転要素Y1〜Y3が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が「1」である「5th」になり、5速段が確立される。
When the fifth gear is established, all of the first to third clutches C1 to C3 are connected. By setting the first clutch C <b> 1 in the connected state, the second connected body X <b> 6 -Y <b> 3 rotates at “1” at the same speed as the fourth input side rotating element X <b> 4. Further, by bringing the second clutch and the third clutch C3 into the connected state, the second connected body X6-Y3 and the first output side rotating element X1 rotate at “1” of the same speed, and the first planetary gear The first to third output-side rotation elements Y1 to Y3 of the mechanism PGS1 are in a locked state in which relative rotation is impossible. Then, the rotation speed of the second output side rotation element Y2 to which the
6速段を確立させる場合には、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とし、第3ブレーキB3を固定状態とする。第3ブレーキB3を固定状態とすることで、第1入力側回転要素X1の回転速度が「0」になる。又、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第2連結体X6−Y3が第4入力側回転要素X4と同一速度の「1」で回転する。又、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第5入力側回転要素X5と第1出力側回転要素Y1とが同一速度で回転する。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図6に示す「6th」になり、6速段が確立される。
When the sixth speed is established, the first clutch C1 and the third clutch C3 are connected and the third brake B3 is fixed. By setting the third brake B3 to the fixed state, the rotation speed of the first input side rotation element X1 becomes “0”. Moreover, the 2nd coupling body X6-Y3 rotates by "1" of the same speed as the 4th input side rotation element X4 by making the 1st clutch C1 into a connection state. Further, by bringing the third clutch C3 into the connected state, the fifth input side rotation element X5 and the first output side rotation element Y1 rotate at the same speed. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
7速段を確立させる場合には、第1クラッチC1及び第3クラッチC3を連結状態とし、第2ブレーキB2を固定状態とする。第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第2入力側回転要素X2の回転速度が「0」になる。又、第1クラッチC1を連結状態とすることで、第2連結体X6−Y3が第4入力側回転要素X4と同一速度の「1」で回転する。又、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第5入力側回転要素X5と第1出力側回転要素Y1とが同一速度で回転する。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図6に示す「7th」になり、7速段が確立される。
When establishing the seventh gear, the first clutch C1 and the third clutch C3 are connected and the second brake B2 is fixed. By setting the second brake B2 in a fixed state, the rotation speed of the second input side rotation element X2 becomes “0”. Moreover, the 2nd coupling body X6-Y3 rotates by "1" of the same speed as the 4th input side rotation element X4 by making the 1st clutch C1 into a connection state. Further, by bringing the third clutch C3 into the connected state, the fifth input side rotation element X5 and the first output side rotation element Y1 rotate at the same speed. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
後進段を確立させる場合には、第3クラッチC3を連結状態とし、第2ブレーキB2及び第4ブレーキB4を固定状態とする。第2ブレーキB2を固定状態とすることで、第2入力側回転要素X2の回転速度が「0」になる。又、第4ブレーキB4を固定状態とすることで、第2連結体X6−Y3の回転速度が「0」になる。又、第3クラッチC3を連結状態とすることで、第5入力側回転要素X5と第1出力側回転要素Y1とが同一速度で回転する。そして、出力部材3が連結された第2出力側回転要素Y2の回転速度が図6に示す逆転(車両が後進する方向の回転)の「Rvs」になり、後進段が確立される。
In order to establish the reverse gear, the third clutch C3 is brought into a connected state, and the second brake B2 and the fourth brake B4 are brought into a fixed state. By setting the second brake B2 in a fixed state, the rotation speed of the second input side rotation element X2 becomes “0”. Further, by setting the fourth brake B4 in a fixed state, the rotational speed of the second coupling body X6-Y3 becomes “0”. Further, by bringing the third clutch C3 into the connected state, the fifth input side rotation element X5 and the first output side rotation element Y1 rotate at the same speed. Then, the rotation speed of the second output-side rotation element Y2 to which the
図7は、上述した各変速段におけるクラッチC1〜C3、ブレーキB1〜B3の状態を纏めて表示した図であり、クラッチC1〜C3及びブレーキB1〜B3の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。 FIG. 7 is a diagram summarizing and displaying the states of the clutches C1 to C3 and the brakes B1 to B3 at each of the above-described shift speeds. Indicates a state, and a blank indicates an open state.
第2実施形態の自動変速機によれば、前進7段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が3つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。 According to the automatic transmission of the second embodiment, it is possible to perform seven forward shifts. Further, at each shift stage, the number of wet multi-plate clutches and wet multi-plate brakes to be released is three or less, so that friction loss can be suppressed and driving force transmission efficiency can be improved.
又、第2実施形態の自動変速機でも、電動機MGの駆動力のみを用いて走行するEV走行を行う場合には、第1ブレーキB1を固定状態として第1出力側回転要素Y1の回転速度を「0」とすれば、第2出力側回転要素Y2に出力部材3が連結され、第3出力側回転要素Y3に電動機MGが連結されているため、第1遊星歯車機構PGS1を減速機として用いることができる。従って、第1ブレーキB1を固定状態とすれば、電動機MGの回転速度を減速させて第2出力側回転要素Y2から出力させることができ、出力側変速部としての第1遊星歯車機構PGS1が減速機の役割を果たし、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
In the automatic transmission according to the second embodiment, when EV traveling is performed using only the driving force of the electric motor MG, the first brake B1 is fixed and the rotation speed of the first output-side rotation element Y1 is set. If “0” is set, the
又、第3出力側回転要素Y3は全ての変速段で入力軸2の回転速度である「1」以下で回転する。このため、電動機MGの過回転を防止することができる。
Further, the third output side rotation element Y3 rotates at “1” or less which is the rotation speed of the
又、車両が電動機MGの駆動力のみで走行するEV走行中においては、第1ブレーキB1を固定状態とする必要があるが、第2実施形態の自動変速機においても、第1ブレーキB1を噛合機構で構成しているため、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、第1ブレーキB1の固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。 Further, during EV traveling in which the vehicle travels only with the driving force of the electric motor MG, the first brake B1 needs to be fixed. In the automatic transmission according to the second embodiment, the first brake B1 is engaged. Since the mechanism is configured, unlike the hydraulic friction engagement type brake, no hydraulic pressure is required to maintain the fixed state of the first brake B1, so that energy consumption is reduced and energy efficiency is improved. be able to.
又、第2実施形態の自動変速機においても、第1実施形態のものと同様に、低速走行中であっても、電動機MGで駆動源ENGをスムーズに始動させて、EV走行からENG走行に切り換えることができる。 Also, in the automatic transmission of the second embodiment, similarly to the first embodiment, even when the vehicle is running at a low speed, the drive source ENG is smoothly started by the electric motor MG, and the EV running is changed to the ENG running. Can be switched.
又、全ての遊星歯車機構PGS1〜PGS4が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギアの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。 Further, since all the planetary gear mechanisms PGS1 to PGS4 are constituted by so-called single pinion type planetary gear mechanisms, they are on the transmission path of the driving force as compared with those constituted by so-called double pinion type planetary gear mechanisms. The number of gear engagements can be reduced, and transmission efficiency can be improved.
1…変速機ケース、2…入力軸、3…出力部材、ENG…駆動源、DA…ダンパ、PGS1…第1遊星歯車機構、Sa…サンギア、Ca…キャリア、Ra…リングギア、Pa…ピニオン、PGS2…第2遊星歯車機構、Sb…サンギア、Cb…キャリア、Rb…リングギア、Pb…ピニオン、PGS3…第3遊星歯車機構、Sc…サンギア、Cc…キャリア、Rc…リングギア、Pc…ピニオン、PGS4…第4遊星歯車機構、Sd…サンギア、Cd…キャリア、Rd…リングギア、Pd…ピニオン、Y1〜Y4…第1〜第4出力側回転要素、X1〜X7…第1〜第7入力側回転要素、C1〜C4…第1〜第4クラッチ、B1〜B3…第1〜第3ブレーキ、MG…電動機、MGa…ステータ、MGb…ロータ、CS…カウンター軸。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記入力軸の回転が伝達されると共に伝達された動力を複数段に変速して出力自在な入力側変速部と、該入力側変速部から出力される動力が伝達されると共に伝達された動力を複数段に変速して前記出力部材に出力自在な出力側変速部とを備え、
該出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる3つの要素を有する遊星歯車機構を少なくとも1つ備えると共に、少なくとも3つの出力側回転要素を構成し、各出力側回転要素の回転速度の比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から第1出力側回転要素、第2出力側回転要素及び第3出力側回転要素として、
前記第2出力側回転要素に前記出力部材が連結され、
前記第3出力側回転要素に電動機が連結され、
前記第1出力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第1ブレーキを備え、
前記駆動源の駆動力を用いて前記車両が走行している場合、前記第3出力側回転要素は全ての変速段で前記入力軸の回転速度以下で回転することを特徴とする自動変速機。 An automatic transmission that is used in a vehicle and that shifts the rotation of an input shaft to which power from a drive source is transmitted in a plurality of stages and outputs it from an output member,
The input side transmission unit that is capable of outputting the rotation of the input shaft and shifting the transmitted power to a plurality of stages , and the power output from the input side transmission unit is transmitted and the transmitted power is transmitted. An output-side transmission unit that is capable of shifting to a plurality of stages and outputting to the output member;
The output side transmission unit includes at least one planetary gear mechanism having three elements including a sun gear, a carrier, and a ring gear, and constitutes at least three output side rotation elements, and the rotation speed of each output side rotation element The first output-side rotation element, the second output-side rotation element, and the third output-side rotation element from one side in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear chart that can represent the ratio of
The output member is coupled to the second output-side rotation element;
An electric motor is coupled to the third output side rotation element;
A first brake that is switchable between a fixed state in which the first output-side rotating element is fixed to the transmission case and an open state in which the fixing is released;
3. The automatic transmission according to claim 1 , wherein when the vehicle is running using the driving force of the driving source, the third output-side rotating element rotates at a speed equal to or lower than the rotational speed of the input shaft at all speeds.
前記第1ブレーキは噛合機構で構成されることを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 1, wherein
The automatic transmission is characterized in that the first brake is constituted by a meshing mechanism.
前記出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる3つの要素を夫々有する第1と第2の2つの遊星歯車機構で構成されると共に、該第1遊星歯車機構のうちの何れか2つの要素を前記第2遊星歯車機構のうちの何れか2つの要素に夫々連結することにより、前記第1から第3の出力側回転要素に加えて第4出力側回転要素を備え、
前記第1から第4の4つの出力側回転要素は、前記共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から前記第1出力側回転要素、前記第2出力側回転要素、前記第3出力側回転要素及び第4出力側回転要素の順番に位置するものであり、
前記第3出力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第1クラッチを備え、
該第1クラッチは、前記出力部材の回転速度が前記入力軸の回転速度を上回る全ての変速段において、前記連結状態とされることを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 1 or 2,
The output-side transmission unit includes first and second planetary gear mechanisms each having three elements including a sun gear, a carrier, and a ring gear, and any one of the first planetary gear mechanisms. By connecting two elements to any two elements of the second planetary gear mechanism, respectively, in addition to the first to third output rotation elements, a fourth output rotation element is provided,
The first to fourth four output-side rotation elements are arranged in the order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear diagram, from the first output-side rotation element, the second output-side rotation element, It is located in the order of the third output side rotation element and the fourth output side rotation element,
A first clutch that is switchable between a connected state that connects the third output-side rotation element and the input shaft, and an open state that disconnects the connection;
The automatic transmission is characterized in that the first clutch is in the connected state at all shift speeds where the rotational speed of the output member exceeds the rotational speed of the input shaft.
前記入力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる3つの要素を夫々有する第3と第4の2つの遊星歯車機構で構成されると共に、該第3遊星歯車機構の3つの要素のうち何れか2つの要素を該第4遊星歯車機構の3つの要素のうち何れか2つの要素に夫々連結させることで、第1から第4の4つの入力側回転要素を構成し、
該第1から第4の4つの入力側回転要素は、前記共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から前記第1入力側回転要素、前記第2入力側回転要素、前記第3入力側回転要素、前記第4入力側回転要素の順番に位置するものであり、
前記第4出力側回転要素と前記第3入力側回転要素とを連結して第1連結体が構成され、
前記第1入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第2クラッチと、
前記第4入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第3クラッチと、
前記第2入力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第2ブレーキと、
前記第1入力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第3ブレーキとを備えることを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 3, wherein
The input side transmission unit includes three third and fourth planetary gear mechanisms each having three elements including a sun gear, a carrier, and a ring gear, and includes three elements of the third planetary gear mechanism. By connecting any two of these elements to any two of the three elements of the fourth planetary gear mechanism, the first to fourth input-side rotation elements are configured.
The first to fourth four input-side rotation elements are arranged in order of arrangement at intervals corresponding to the gear ratio in the collinear diagram, from one to the first input-side rotation element, the second input-side rotation element, It is located in the order of the third input side rotation element, the fourth input side rotation element,
The first output body is configured by connecting the fourth output side rotation element and the third input side rotation element,
A second clutch that is switchable between a connected state that connects the first input-side rotating element and the input shaft, and an open state that disconnects the connection;
A third clutch that is switchable between a connected state that connects the fourth input-side rotation element and the input shaft, and an open state that disconnects the connection;
A second brake that is switchable between a fixed state in which the second input-side rotating element is fixed to the transmission case and an open state in which the fixing is released;
An automatic transmission comprising: a third brake switchable between a fixed state in which the first input-side rotating element is fixed to the transmission case and an open state in which the fixing is released.
前記駆動源の動力を前記入力軸に伝達自在な摩擦係合式の発進クラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。 In the automatic transmission according to any one of claims 1 to 4,
2. An automatic transmission comprising a friction engagement start clutch capable of transmitting power of the drive source to the input shaft.
前記駆動源の動力は、トルクコンバータを介して前記入力軸に伝達されることを特徴とする自動変速機。 In the automatic transmission according to any one of claims 1 to 4,
The automatic transmission is characterized in that the power of the drive source is transmitted to the input shaft via a torque converter.
前記第1ブレーキは、The first brake is
前記駆動源の駆動力を用いることなく前記電動機の駆動力を用いて前記車両が走行する場合には、前記固定状態とされ、且つ、 When the vehicle travels using the driving force of the electric motor without using the driving force of the driving source, the vehicle is in the fixed state, and
前記駆動源の駆動力を用いて前記車両が走行している場合であって、前進側の所定の変速段以下の変速段を確立するときに、前記固定状態とされることを特徴とする自動変速機。 When the vehicle is running using the driving force of the driving source, the fixed state is established when a shift stage below a predetermined shift stage on the forward side is established. transmission.
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