JP2016098849A - Automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の変速機として適用される有段式の自動変速機に関する。 The present invention relates to a stepped automatic transmission applied as a transmission of a vehicle.
従来、遊星歯車4組と、4つのクラッチ、2つのブレーキ及び一つのワンウェイクラッチといった複数の係合要素を使用して前進8速段後進1速段を達成する自動変速機として、例えば特許文献1に記載の技術が知られている。
Conventionally, as an automatic transmission that achieves eight forward speeds and one reverse speed using a plurality of engagement elements such as four planetary gear sets, four clutches, two brakes, and one one-way clutch, for example,
一般に、クラッチはブレーキに比べてレイアウト自由度が低い。特許文献1は、クラッチを4つ有するため、自動変速機の大型化や製造コストの上昇を招くという問題があった。
In general, a clutch has a lower layout flexibility than a brake. Since
本発明の目的とするところは、クラッチの数を抑制しつつ前進8速段後進1速段を達成可能な自動変速機を提供することである。 An object of the present invention is to provide an automatic transmission that can achieve eight forward speeds and one reverse speed while suppressing the number of clutches.
上記目的を達成するため、本発明の自動変速機では、第1のサンギヤと、該第1のサンギヤに噛み合う第1のピニオンを支持する第1のキャリヤと、該第1のピニオンに噛み合う第1のリングギヤとからなる第1の遊星歯車と、第2のサンギヤと、該第2のサンギヤに噛み合う第2のピニオンを支持する第2のキャリヤと、該第2のピニオンに噛み合う第2のリングギヤとからなる第2の遊星歯車と、第3のサンギヤと、該第3のサンギヤに噛み合う第3のピニオンを支持する第3のキャリヤと、該第3のピニオンに噛み合う第3のリングギヤとからなる第3の遊星歯車と、第4のサンギヤと、該第4のサンギヤに噛み合う第4のピニオンを支持する第4のキャリヤと、該第4のピニオンに噛み合う第4のリングギヤとからなる第4の遊星歯車と、6つの係合要素と、を備え、前記6つの係合要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進8変速段以上の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機であって、前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとは連結して第1の回転メンバを構成しており、前記第1のリングギヤと前記第3のキャリヤとは連結して第2の回転メンバを構成しており、前記第2のキャリヤと前記第3のリングギヤとは連結して第3の回転メンバを構成しており、前記第2のサンギヤと前記第4のキャリヤとは連結して第4の回転メンバを構成しており、前記6つの係合要素は、前記第1のサンギヤと前記第4の回転メンバとの間を選択的に連結する第1の係合要素と、前記第1のサンギヤと前記第4のサンギヤとの間を選択的に連結する第2の係合要素と、前記入力軸と前記第3の回転メンバとの間を選択的に連結する第3の係合要素と、前記第1の回転メンバを変速機ケースに選択的に固定する第4の係合要素と、前記第3のサンギヤを変速機ケースに選択的に固定する第5の係合要素と、前記第4のサンギヤを変速機ケースに選択的に固定する第6の係合要素と、から構成され、前記入力軸は前記第4のリングギヤと常時接続されており、前記出力軸は前記第2の回転メンバに常時接続されており、前記6つの係合要素のうち三つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進8変速段及び後退1変速段を達成することを特徴とする。 To achieve the above object, in an automatic transmission according to the present invention, a first sun gear, a first carrier supporting a first pinion that meshes with the first sun gear, and a first carrier that meshes with the first pinion. A first planetary gear comprising a ring gear, a second sun gear, a second carrier supporting a second pinion meshing with the second sun gear, and a second ring gear meshing with the second pinion A second planetary gear comprising: a third sun gear; a third carrier that supports a third pinion that meshes with the third sun gear; and a third ring gear that meshes with the third pinion. A fourth planetary gear comprising three planetary gears, a fourth sun gear, a fourth carrier supporting a fourth pinion meshing with the fourth sun gear, and a fourth ring gear meshing with the fourth pinion. tooth And six engaging elements, and by appropriately fastening and releasing the six engaging elements, the gears from the input shaft can be output to the output shaft by shifting to at least eight forward speeds or more. In the automatic transmission, the first carrier and the second ring gear are connected to form a first rotating member, and the first ring gear and the third carrier are connected to each other. The second rotating member is configured, and the second carrier and the third ring gear are connected to form a third rotating member, and the second sun gear, the fourth carrier, Are connected to form a fourth rotating member, and the six engaging elements are first engaging elements for selectively connecting the first sun gear and the fourth rotating member. And between the first sun gear and the fourth sun gear. A second engagement element to be connected to each other, a third engagement element to selectively connect between the input shaft and the third rotation member, and the first rotation member to the transmission case. A fourth engagement element that selectively fixes, a fifth engagement element that selectively fixes the third sun gear to the transmission case, and a fourth sun gear that selectively fixes the fourth sun gear to the transmission case The input shaft is always connected to the fourth ring gear, the output shaft is always connected to the second rotating member, and the six engagement elements It is characterized in that at least eight forward shift stages and one reverse shift stage are achieved by a combination of three simultaneous engagements among the combined elements.
よって、本発明の自動変速機にあっては、係合要素内のクラッチの数を抑制でき、自動変速機の大型化や製造コストの上昇を回避した前進8速段後進1速段を達成可能な自動変速機を提供できる。 Therefore, in the automatic transmission according to the present invention, the number of clutches in the engagement element can be suppressed, and it is possible to achieve the eighth forward speed and the first reverse speed while avoiding an increase in the size of the automatic transmission and an increase in manufacturing cost. An automatic transmission can be provided.
以下、本発明の有段自動変速機の変速機構を実現する形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。まず、構成を説明する。図1は実施例1の有段式の自動変速機の変速機構を示すスケルトン図、図2は実施例1の自動変速機における係合要素の結合表である。尚、実施例1の係合要素は、多板クラッチ等の摩擦係合要素を採用するが、噛合い係合要素を採用してもよい。 Hereinafter, a mode for realizing a speed change mechanism of a stepped automatic transmission according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. First, the configuration will be described. FIG. 1 is a skeleton diagram showing a transmission mechanism of a stepped automatic transmission according to a first embodiment, and FIG. 2 is a coupling table of engaging elements in the automatic transmission according to the first embodiment. In addition, although the engagement element of Example 1 employ | adopts friction engagement elements, such as a multi-plate clutch, you may employ | adopt a meshing engagement element.
実施例1の自動変速機は、図1に示すように、ギヤトレーンとして、シングルピニオン型の4組の遊星歯車組である第1遊星歯車組PG1,第2遊星歯車組PG2,第3遊星歯車組PG3及び第4遊星歯車組PG4を備えている。第1遊星歯車組PG1は、第1サンギヤS1と、第1リングギヤR1と、第1サンギヤS1と第1リングギヤR1とに噛み合う第1ピニオンP1と、を有する。第2遊星歯車組PG2は、第2サンギヤS2と、第2リングギヤR2と、第2サンギヤS2と第2リングギヤR2とに噛み合う第2ピニオンP2と、を有する。第3遊星歯車組PG3は、第3サンギヤS3と、第3リングギヤR3と、第3サンギヤS3と第3リングギヤR3とに噛み合う第3ピニオンP3と、を有する。第4遊星歯車組PG4は、第4サンギヤS4と、第4リングギヤR4と、第4サンギヤS4と第4リングギヤR4とに噛み合う第4ピニオンP4と、を有する。第1,第2,第3及び第4ピニオンP1,P2,P3,P4は、それぞれ第1,第2,第3及び第4キャリヤPC1,PC2,PC3,PC4に対して回転可能に支持されている。 As shown in FIG. 1, the automatic transmission according to the first embodiment includes a first planetary gear set PG1, a second planetary gear set PG2, and a third planetary gear set that are four planetary gear sets of a single pinion type as a gear train. PG3 and a fourth planetary gear set PG4 are provided. The first planetary gear set PG1 includes a first sun gear S1, a first ring gear R1, and a first pinion P1 that meshes with the first sun gear S1 and the first ring gear R1. The second planetary gear set PG2 includes a second sun gear S2, a second ring gear R2, and a second pinion P2 that meshes with the second sun gear S2 and the second ring gear R2. The third planetary gear set PG3 includes a third sun gear S3, a third ring gear R3, and a third pinion P3 that meshes with the third sun gear S3 and the third ring gear R3. The fourth planetary gear set PG4 includes a fourth sun gear S4, a fourth ring gear R4, and a fourth pinion P4 that meshes with the fourth sun gear S4 and the fourth ring gear R4. The first, second, third and fourth pinions P1, P2, P3, and P4 are rotatably supported with respect to the first, second, third, and fourth carriers PC1, PC2, PC3, and PC4, respectively. Yes.
第1キャリヤPC1と第2リングギヤR2とは第1回転メンバM1により連結されている。第1リングギヤR1と第3キャリヤPC3とは第2回転メンバM2により連結されている。第2キャリヤPC2と第3リングギヤR3とは第3回転メンバM3により連結されている。第2サンギヤS2と第4キャリヤPC4とは第4回転メンバM4により連結されている。入力軸Inputは、第4リングギヤR4と常時接続されている。出力軸Outputは、第2回転メンバM2と連結された第3ピニオンキャリヤPC3と常時接続されている。 The first carrier PC1 and the second ring gear R2 are connected by a first rotating member M1. The first ring gear R1 and the third carrier PC3 are connected by a second rotating member M2. The second carrier PC2 and the third ring gear R3 are connected by a third rotating member M3. The second sun gear S2 and the fourth carrier PC4 are connected by a fourth rotating member M4. The input shaft Input is always connected to the fourth ring gear R4. The output shaft Output is always connected to the third pinion carrier PC3 connected to the second rotating member M2.
自動変速機には、3つのクラッチである第1,第2,第3係合要素A,B,Cと、3つのブレーキである第4,第5,第6係合要素D,E,Fとが設けられている。第1係合要素Aは、第1サンギヤS1と第4回転メンバM4との間を選択的に連結する。第2係合要素Bは、第1サンギヤS1と第4サンギヤS4との間を選択的に連結する。第3係合要素Cは、入力軸Inputと第3回転メンバM3との間を選択的に連結する。第4係合要素Dは、第1回転メンバM1に接続された第1キャリヤPC1を変速機ケースHSに選択的に固定する。尚、第4係合要素Dは、第1回転メンバM1の回転を選択的に変速機ケースHSに固定可能であればよく、第2リングギヤR2を固定する構成としてもよい。
第5係合要素Eは、第3サンギヤS3を変速機ケースHSに選択的に固定する。第6係合要素Fは、第4サンギヤS4を変速機ケースHSに選択的に固定する。
The automatic transmission includes three clutches, first, second, and third engagement elements A, B, and C, and three brakes, fourth, fifth, and sixth engagement elements D, E, and F. And are provided. The first engagement element A selectively connects the first sun gear S1 and the fourth rotation member M4. The second engagement element B selectively connects the first sun gear S1 and the fourth sun gear S4. The third engagement element C selectively connects the input shaft Input and the third rotation member M3. The fourth engagement element D selectively fixes the first carrier PC1 connected to the first rotation member M1 to the transmission case HS. The fourth engagement element D only needs to be able to selectively fix the rotation of the first rotation member M1 to the transmission case HS, and may be configured to fix the second ring gear R2.
The fifth engagement element E selectively fixes the third sun gear S3 to the transmission case HS. The sixth engagement element F selectively fixes the fourth sun gear S4 to the transmission case HS.
出力軸Outputには、出力ギヤ等が設けられ、図外のディファレンシャルギヤやドライブシャフトを介して駆動輪へ回転駆動力が伝達される。実施例1の場合、出力軸Outputは変速機ケースHS等に塞がれておらず、FR車両に適用可能とされている。 The output shaft Output is provided with an output gear and the like, and the rotational driving force is transmitted to the drive wheels via a differential gear and a drive shaft (not shown). In the case of the first embodiment, the output shaft Output is not blocked by the transmission case HS or the like, and is applicable to an FR vehicle.
各ギヤ段での前記係合要素の結合(締結)の関係を、図2の結合表により説明する(変速制御手段)。尚、表中の○印は締結、空欄は解放を表している。 The relationship of coupling (fastening) of the engaging elements at each gear stage will be described with reference to the coupling table of FIG. 2 (shift control means). In the table, a circle indicates fastening and a blank indicates release.
まず、前進時について説明する。後退速は、第1係合要素Aと第4係合要素Dと第6係合要素Fの締結により達成する。1速は、第4係合要素Dと第5係合要素Eと第6係合要素Fの締結により達成する。2速は、第2係合要素Bと第5係合要素Eと第6係合要素Fの締結により達成する。3速は、第1係合要素Aと第5係合要素Eと第6係合要素Fの締結により達成する。4速は、第1係合要素Aと第2係合要素Bと第5係合要素Eの締結により達成する。5速は、第1係合要素Aと第3係合要素Cと第5係合要素Eの締結により達成する。6速は、第1係合要素Aと第2係合要素Bと第3係合要素Cの締結により達成する。7速は、第1係合要素Aと第3係合要素Cと第6係合要素Fの締結により達成する。8速は、第2係合要素Bと第3係合要素Cと第6係合要素Fの締結により達成する。 First, the time of advance will be described. The reverse speed is achieved by fastening the first engagement element A, the fourth engagement element D, and the sixth engagement element F. The first speed is achieved by fastening the fourth engagement element D, the fifth engagement element E, and the sixth engagement element F. The second speed is achieved by fastening the second engagement element B, the fifth engagement element E, and the sixth engagement element F. The third speed is achieved by fastening the first engagement element A, the fifth engagement element E, and the sixth engagement element F. The fourth speed is achieved by fastening the first engagement element A, the second engagement element B, and the fifth engagement element E. The fifth speed is achieved by fastening the first engagement element A, the third engagement element C, and the fifth engagement element E. The sixth speed is achieved by fastening the first engagement element A, the second engagement element B, and the third engagement element C. The seventh speed is achieved by fastening the first engagement element A, the third engagement element C, and the sixth engagement element F. The eighth speed is achieved by fastening the second engagement element B, the third engagement element C, and the sixth engagement element F.
〔実施例1の効果〕
・係合要素の締結数に基づく効果
三つの係合要素を同時締結させて変速段を達成する構成であるため、全係合要素に占める、解放されている係合要素の割合が低く、走行中のドラグトルクを低減することが可能となり、燃費を向上できる。
[Effect of Example 1]
・ Effects based on the number of engagement elements engaged Since the speed is achieved by simultaneously engaging the three engagement elements, the ratio of the released engagement elements in all the engagement elements is low, and traveling It is possible to reduce the drag torque inside and improve fuel efficiency.
・スケルトン全体による効果
実施例1では、単純遊星4組と6つの係合要素という単純で少ない構成要素でありながら、適正な減速比を確保可能な前進8速後退1速の自動変速機を実現することができ、自動変速機の小型化を達成できる。
・ Effects of the entire skeleton In the first embodiment, an automatic transmission with 8 forward speeds and 1 reverse speed capable of securing an appropriate reduction ratio is realized, although it is a simple and small component of 4 sets of simple planets and 6 engaging elements. The automatic transmission can be miniaturized.
・単純遊星4組を使用することによる効果
単純遊星4組で構成することにより、ダブルピニオンを使う場合に比べて、ギヤノイズの悪化を抑制できると共に、ピニオンを小径とする必要がないため、ギヤの耐久性の悪化を抑制できる。
・ Effects of using 4 simple planetary sets By using 4 simple planetary sets, it is possible to suppress the deterioration of gear noise compared to using double pinions, and it is not necessary to reduce the pinion diameter. Deterioration of durability can be suppressed.
・変速時における係合要素の切換え数に基づく効果
(i)変速時において、仮に、一つ以上の係合要素を解放し二つ以上の係合要素を締結する、もしくは、二つ以上の係合要素を解放し一つ以上の係合要素を締結すると、係合要素の締結・解放のタイミングやトルクの制御が複雑となる。そこで、変速制御の複雑化を回避する観点から、一つの係合要素を解放し、一つの係合要素を締結するのが好ましいとされる。いわゆる二重掛け替えの防止である。実施例1においては、前進1速から前進3速までは第5係合要素Eと第6係合要素Fが締結したままの状態で変速が行われ、前進3速から前進5速までは第1係合要素Aと第5係合要素Eが締結したままの状態で変速が行われ、前進5速から前進7速までは第1係合要素Aと第3係合要素Cが締結したままの状態で変速が行われ、前進5速から前進6速までは第2係合要素Bと第5係合要素Eが締結したままの状態で変速が行われ、前進7速から前進8速までは第3係合要素Cと第6係合要素Fが締結したままの状態で変速が行われる。すなわち、前進1速から前進8速までの隣接するギヤ段への変速は、全て一つの係合要素を解放し、一つの係合要素を締結する掛け替え変速により達成できる。よって、変速時における制御の複雑化を回避できる。
(ii)多段化された自動変速機にあっては、次変速段を経ずに次々変速段に変速すること(以下、この変速を飛び変速と記載する。)が望まれる場合がある。例えば5速から次変速段である4速を経ずに次々変速段である3速へ一気に変速する。これにより、連続変速に伴う制御の複雑化や動力伝達が制限される時間の短縮化を図る。実施例1においては、全ての変速段からの飛び変速を、上記(i)と同様に掛け替え変速により達成できる。
・ Effect based on the number of switching of engaging elements at the time of shifting (i) Temporarily releasing one or more engaging elements and fastening two or more engaging elements at the time of shifting, or two or more engaging elements When the joint element is released and one or more engagement elements are fastened, the timing of tightening / releasing the engagement elements and the control of torque become complicated. Therefore, from the viewpoint of avoiding complicated shift control, it is preferable to release one engagement element and fasten one engagement element. This is prevention of so-called double change. In the first embodiment, the shift is performed with the fifth engagement element E and the sixth engagement element F being fastened from the first forward speed to the third forward speed, and from the third forward speed to the fifth forward speed, Shifting is performed with the first engagement element A and the fifth engagement element E still engaged, and the first engagement element A and the third engagement element C remain engaged from the fifth forward speed to the seventh forward speed. The shift is performed with the second engagement element B and the fifth engagement element E being fastened from the fifth forward speed to the sixth forward speed, and from the seventh forward speed to the eighth forward speed. The gear shift is performed with the third engagement element C and the sixth engagement element F still engaged. That is, the shift from the first forward speed to the eighth forward speed can be achieved by a change gear shift in which one engagement element is released and one engagement element is fastened. Therefore, complication of control at the time of shifting can be avoided.
(Ii) In a multi-stage automatic transmission, there is a case where it is desired to shift to the next shift stage without passing through the next shift stage (hereinafter, this shift is referred to as a jump shift). For example, the speed is shifted from the fifth speed to the third speed, which is the next gear stage, without going through the fourth speed, which is the next gear stage. As a result, the control is complicated and the time during which the power transmission is limited due to the continuous shift is shortened. In the first embodiment, the jumping shift from all the shift stages can be achieved by the switching shift as in the case (i).
・係合要素数の観点に基づく効果
実施例1での係合要素数は、第4係合要素Dと第5係合要素Eと第6係合要素Fがブレーキとされている。一般に、ブレーキは変速機ケースHSに設けられるため、ブレーキをリングギヤの外周に配置することができる。そのため、有段式の自動変速機の全長を伸ばすことなく係合要素を配置できる。一方、クラッチをリングギヤの外周に配置する場合、油圧供給の困難性が伴い、遠心キャンセル機構を設ける必要があるため、構造の複雑化や全長の増大を招くおそれがある。実施例1の自動変速機では、クラッチの数を抑制し、多くのブレーキを備えたことで、クラッチ数が多い場合に比べ、シールリング数や遠心キャンセル機構の増加を抑制することが可能となり、燃費を向上しつつ、部品点数や軸方向寸法の増加を抑制することができる。
-Effect based on the viewpoint of the number of engagement elements As for the number of engagement elements in Example 1, the 4th engagement element D, the 5th engagement element E, and the 6th engagement element F are made into the brake. Generally, since the brake is provided in the transmission case HS, the brake can be disposed on the outer periphery of the ring gear. Therefore, the engagement element can be arranged without extending the overall length of the stepped automatic transmission. On the other hand, when the clutch is arranged on the outer periphery of the ring gear, it is difficult to supply hydraulic pressure and it is necessary to provide a centrifugal canceling mechanism, which may lead to a complicated structure and an increase in the total length. In the automatic transmission of the first embodiment, by suppressing the number of clutches and providing a large number of brakes, it is possible to suppress an increase in the number of seal rings and the centrifugal canceling mechanism as compared with the case where the number of clutches is large. An increase in the number of parts and axial dimensions can be suppressed while improving fuel efficiency.
・前進のレーシオカバレッジに基づく効果
前進のレーシオカバレッジ(ギヤ比幅)とは、最低段の減速比/最高段の減速比をいい、この値は、大きい値であるほど各前進段でのギヤ比設定自由度が高くなるということができる。実施例1では、例えば、前進1速の減速比を6.134、前進8速の減速比を0.681に設定可能であり、1−8速レーシオカバレッジは9.013となり、十分なレーシオカバレッジを確保できる。よって、例えば、動力源としてエンジン回転数幅がガソリンエンジンよりも狭く、同排気量で比較した場合にトルクが低いディーゼルエンジンを動力源として搭載した車両の変速機としても有用である。
・ Effects based on forward ratio coverage Forward ratio coverage (gear ratio width) means the lowest gear ratio / highest gear ratio, and the larger the value, the greater the value at each forward gear. It can be said that the gear ratio setting freedom is increased. In the first embodiment, for example, the reduction ratio of the first forward speed can be set to 6.134, the reduction ratio of the eighth forward speed can be set to 0.681, and the 1-8 speed ratio coverage is 9.013, which is sufficient. Shio coverage can be secured. Therefore, for example, it is also useful as a transmission of a vehicle in which a diesel engine having a narrower engine speed range as a power source than a gasoline engine and having a low torque when compared with the same displacement is used as a power source.
また、レーシオカバレッジの割に、低速側のギヤ比が大きいと、ファイナルギヤへ伝達するトルクが大きくなる。このため、自動変速機やプロペラシャフトの強度が必要となり、車両全体が大型化する。つまり、同一のレーシオカバレッジであるならば、最低速変速比はそれほど大きくない方が好ましい。実施例1の自動変速機は、最低変速段のギヤ比をそれほど大きくすることなく、十分なレーシオカバレッジを確保することができる。 Further, if the gear ratio on the low speed side is large for the ratio coverage, the torque transmitted to the final gear becomes large. For this reason, the strength of the automatic transmission and the propeller shaft is required, and the entire vehicle becomes large. That is, if the ratio coverage is the same, it is preferable that the minimum speed gear ratio is not so large. The automatic transmission according to the first embodiment can ensure a sufficient ratio coverage without increasing the gear ratio of the lowest gear stage so much.
・1−Rレシオに基づく効果
後退1速の変速比と前進1速の変速比の比(後退1速の変速比/前進1速の変速比:以下、「1−Rレシオ」と称する)を、例えば、前進1速の減速比を6.134、後退速の減速比を4.733に設定可能である。この場合、1−Rレシオは0.772となるため、前進時と後退時とでアクセルペダルの踏み加減に対する車両の加速感が異なることもなく、運転性が悪化するという問題を回避することができる。
Effect based on the 1-R ratio The ratio of the speed ratio of the first reverse speed and the speed ratio of the first forward speed (speed ratio of the first reverse speed / speed ratio of the first forward speed: hereinafter referred to as “1-R ratio”) For example, the reduction ratio of the first forward speed can be set to 6.134, and the reduction ratio of the reverse speed can be set to 4.733. In this case, since the 1-R ratio is 0.772, there is no difference in the acceleration feeling of the vehicle with respect to the depression and depression of the accelerator pedal when the vehicle is moving forward and when the vehicle is moving backward, and the problem that the drivability deteriorates can be avoided. it can.
ここで、1−Rレシオについて補足説明する。1−Rレシオを適切な値に設定できない場合、例えば、1−Rレシオが小さな値になると、前進1速と後退1速とでアクセル開度に対する出力トルクが大きく異なる。前進時と後退時とで、アクセルペダルの踏み込み加減に対する車両の加速感が大きく異なると、前進1速と後退1速は共に車両発進時に使用される点で共通していることから、運転性が悪化するという問題がある。この観点から運転性の指標の1つとして導入されたものである。 Here, the 1-R ratio will be described supplementarily. When the 1-R ratio cannot be set to an appropriate value, for example, when the 1-R ratio becomes a small value, the output torque with respect to the accelerator opening greatly differs between the first forward speed and the first reverse speed. If the vehicle's feeling of acceleration with respect to depression or depression of the accelerator pedal differs greatly between forward and reverse, the first forward speed and the first reverse speed are common in that they are used when the vehicle starts. There is a problem of getting worse. From this point of view, it was introduced as one of the drivability indicators.
・段間比に基づく効果
自動変速機の変速段は、発進から加速していく際、変速時にエンジン音の変化を伴うため、加速感や変速タイミングと運転者の感性とのマッチングが重要視される。このとき、n速段の減速比を(n+1)速段の減速比で除した値である段間比が、右肩下がりであること、低変速段側では段間比が大きく変化し高変速段側では段間比が緩やかに変化すること、が望ましい。図3は実施例1の段間比の変化を表す段間比グラフである。図3に示すように、実施例1の自動変速機では、段間比が右肩下がりに変化しており、また、1速から5速までは段間比の変化が大きく、5速から8速では段間比の変化が緩やかである。よって、運転者に違和感を与えることがない。
・ Effects based on the gear ratio The speed of the automatic transmission is accompanied by a change in engine sound when shifting from start to start. Therefore, it is important to match the feeling of acceleration and shift timing with the driver's sensitivity. The At this time, the inter-stage ratio, which is a value obtained by dividing the reduction ratio of the n-th speed stage by the reduction ratio of the (n + 1) -th speed stage, is a downward slope, and the inter-stage ratio greatly changes on the low speed stage side, resulting in a high speed change. It is desirable that the interstage ratio changes gently on the stage side. FIG. 3 is an interstage ratio graph showing changes in the interstage ratio of the first embodiment. As shown in FIG. 3, in the automatic transmission according to the first embodiment, the interstage ratio changes to a lower right, and the interstage ratio changes greatly from the first speed to the fifth speed. At high speed, the change in the interstage ratio is gradual. Therefore, the driver does not feel uncomfortable.
・回転要素の回転数と負荷との関係に基づく効果
自動変速機は、複数の回転要素を有し、変速段ごとに各回転要素の回転数が変化する。このとき、入力回転数に対して過剰に回転する回転要素が存在すると、耐久性や音振性能の悪化を招く。よって、入力回転数に対して過剰に回転数が増大する過回転は回避すべきである。ただし、回転数が入力回転数よりも高回転であっても、エンジン回転数がさほど上昇しないと考えられる高変速段側であれば影響は小さく、更に、回転要素の高回転時に、この高回転回転要素に負荷が作用していなければ問題はない。図4,5は実施例1の自動変速機の回転数と負荷の関係を表す図である。実施例1の自動変速機では、5速と、7速と、8速とで若干過回転となる回転要素が存在する。図4(a)は、5速のときの各回転要素の回転数を表す図である。このとき、第4サンギヤS4が若干高回転となる。図4(b)は第4サンギヤS4に作用する変速段毎の負荷を表す図である。図4(b)に示すように、5速では、第4サンギヤS4に負荷が作用していない。よって、5速で第4サンギヤS4が高回転となっても問題はない。
The effect based on the relationship between the rotation speed of the rotation element and the load The automatic transmission has a plurality of rotation elements, and the rotation speed of each rotation element changes for each gear stage. At this time, if there is a rotating element that rotates excessively with respect to the input rotational speed, durability and sound vibration performance are deteriorated. Therefore, excessive rotation in which the rotational speed increases excessively with respect to the input rotational speed should be avoided. However, even if the rotational speed is higher than the input rotational speed, the effect is small on the high gear stage side where the engine rotational speed is considered not to increase so much. If no load is applied to the rotating element, there is no problem. 4 and 5 are diagrams illustrating the relationship between the rotation speed and the load of the automatic transmission according to the first embodiment. In the automatic transmission according to the first embodiment, there are rotating elements that slightly overspeed at the fifth speed, the seventh speed, and the eighth speed. Fig.4 (a) is a figure showing the rotation speed of each rotation element in the 5th speed. At this time, the fourth sun gear S4 is slightly rotated at a high speed. FIG. 4B is a diagram showing the load for each gear position acting on the fourth sun gear S4. As shown in FIG. 4B, no load is applied to the fourth sun gear S4 at the fifth speed. Therefore, there is no problem even if the fourth sun gear S4 is at a high speed at the fifth speed.
同様に、図5(a)は7速のときの各回転要素の回転数を表す図、図5(b)は8速のときの各回転要素の回転数を表す図、図5(c)は第3サンギヤS3に作用する変速段毎の負荷を表す図である。7速及び8速では、第3サンギヤS3が過回転となる。しかしながら、図5(c)に示すように、7速及び8速では、第3サンギヤS3に負荷が作用していない。よって、7速及び8速で第3サンギヤS3が高回転となっても問題はない。 Similarly, FIG. 5 (a) is a diagram showing the number of rotations of each rotating element at the seventh speed, FIG. 5 (b) is a diagram showing the number of rotations of each rotating element at the eighth speed, and FIG. 5 (c). These are figures showing the load for every gear stage which acts on 3rd sun gear S3. At the seventh speed and the eighth speed, the third sun gear S3 is over-rotated. However, as shown in FIG. 5C, no load is applied to the third sun gear S3 at the seventh speed and the eighth speed. Therefore, there is no problem even if the third sun gear S3 rotates at a high speed at the seventh speed and the eighth speed.
・負荷依存効率に基づく効果
歯車の噛み合い損は、歯車にかかる負荷と差回転数に概ね比例すると考えられる。一般に、外接歯車の噛み合い損は1%程度とされ、内接歯車の場合は効率が良いため0.43%程度とされている。そこで、ある遊星歯車において、入力軸Inputが1回転したときの各回転要素の噛合いにおいて生じるサンギヤとキャリヤとの差回転と、サンギヤのトルク分担比との積に外接歯車の噛合い損を掛けて第1損失を計算し、リングギヤとキャリヤとの差回転と、リングギヤのトルク分担比との積に内接歯車の噛合い損を掛けて第2損失を計算し、この第1損失と第2損失との和を、ある遊星歯車の損失と定義する。この計算を前進変速段全てにおいて、全ての遊星歯車に対して行う。そして、各変速段、各遊星歯車で算出された損失全てを合計し、負荷依存損失と定義する。そして、100%から負荷依存損失を減算したものを負荷依存効率と定義する。実施例1の自動変速機では、負荷依存効率として99%以上を達成しており、非常に効率の高い自動変速機を提供できる。
-Effects based on load-dependent efficiency The gear meshing loss is considered to be roughly proportional to the load on the gear and the differential rotation speed. Generally, the meshing loss of the external gear is set to about 1%, and the internal gear is set to about 0.43% because of high efficiency. Therefore, in a certain planetary gear, the engagement loss of the external gear is multiplied by the product of the differential rotation between the sun gear and the carrier and the torque sharing ratio of the sun gear, which are generated when the rotating elements mesh when the input shaft Input makes one rotation. The first loss is calculated, the second loss is calculated by multiplying the product of the differential rotation between the ring gear and the carrier and the torque sharing ratio of the ring gear by the meshing loss of the internal gear, and calculating the second loss. The sum of the loss is defined as a loss of a planetary gear. This calculation is performed for all the planetary gears in all the forward gears. Then, all the losses calculated for each gear stage and each planetary gear are summed to define a load-dependent loss. And what subtracted load dependence loss from 100% is defined as load dependence efficiency. In the automatic transmission according to the first embodiment, the load dependent efficiency is 99% or more, and an extremely efficient automatic transmission can be provided.
・レイアウト自由度に基づく効果
図6は実施例1の自動変速機をFF車両用に変更したスケルトン図である。実施例1の自動変速機は、遊星歯車組の一方側から入力し、他方側から出力することが可能な自動変速機であるため、前輪駆動車及び後輪駆動車のどちらの車両にも適用でき、自動変速機の適用範囲を広くすることができる。
-Effect based on layout freedom degree FIG. 6 is a skeleton diagram in which the automatic transmission according to the first embodiment is modified for an FF vehicle. Since the automatic transmission according to the first embodiment is an automatic transmission that can input from one side of the planetary gear set and output from the other side, it is applicable to both front-wheel drive vehicles and rear-wheel drive vehicles. The range of application of the automatic transmission can be widened.
以上、実施例1では前進8変速段を達成する構成について説明したが、8変速段のうちから適宜選択して前進7速段以下の変速段を達成する自動変速機として構成してもよい。 As described above, the configuration for achieving the eight forward shift speeds has been described in the first embodiment. However, an automatic transmission that achieves a shift speed equal to or lower than the seventh forward speed by appropriately selecting from the eight shift speeds may be used.
PG1 第1遊星歯車組
S1 第1サンギヤ
R1 第1リングギヤ
P1 第1ピニオン
PC1 第1キャリヤ
PG2 第2遊星歯車組
S2 第2サンギヤ
R2 第2リングギヤ
P2 第2ピニオン
PC2 第2キャリヤ
PG3 第3遊星歯車組
S3 第3サンギヤ
R3 第3リングギヤ
P3 第3ピニオン
PC3 第3キャリヤ
PG4 第4遊星歯車組
S4 第4サンギヤ
R4 第4リングギヤ
P4 第4ピニオン
PC4 第4キャリヤ
Input 入力軸
Output 出力軸
HS 変速機ケース
A 第1係合要素
B 第2係合要素
C 第3係合要素
D 第4係合要素
E 第5係合要素
F 第6係合要素
PG1 1st planetary gear set S1 1st sun gear R1 1st ring gear P1 1st pinion PC1 1st carrier PG2 2nd planetary gear set S2 2nd sun gear R2 2nd ring gear P2 2nd pinion PC2 2nd carrier PG3 3rd planetary gear set S3 3rd sun gear R3 3rd ring gear P3 3rd pinion PC3 3rd carrier PG4 4th planetary gear set S4 4th sun gear R4 4th ring gear P4 4th pinion PC4 4th carrier Input Input shaft Output Output shaft HS Transmission
Claims (2)
第2のサンギヤと、該第2のサンギヤに噛み合う第2のピニオンを支持する第2のキャリヤと、該第2のピニオンに噛み合う第2のリングギヤとからなる第2の遊星歯車と、
第3のサンギヤと、該第3のサンギヤに噛み合う第3のピニオンを支持する第3のキャリヤと、該第3のピニオンに噛み合う第3のリングギヤとからなる第3の遊星歯車と、
第4のサンギヤと、該第4のサンギヤに噛み合う第4のピニオンを支持する第4のキャリヤと、該第4のピニオンに噛み合う第4のリングギヤとからなる第4の遊星歯車と、
6つの係合要素と、
を備え、
前記6つの係合要素を適宜締結解放することにより少なくとも前進8変速段以上の変速段に変速して入力軸からのトルクを出力軸に出力可能な自動変速機であって、
前記第1のキャリヤと前記第2のリングギヤとは連結して第1の回転メンバを構成しており、
前記第1のリングギヤと前記第3のキャリヤとは連結して第2の回転メンバを構成しており、
前記第2のキャリヤと前記第3のリングギヤとは連結して第3の回転メンバを構成しており、
前記第2のサンギヤと前記第4のキャリヤとは連結して第4の回転メンバを構成しており、
前記6つの係合要素は、
前記第1のサンギヤと前記第4の回転メンバとの間を選択的に連結する第1の係合要素と、
前記第1のサンギヤと前記第4のサンギヤとの間を選択的に連結する第2の係合要素と、
前記入力軸と前記第3の回転メンバとの間を選択的に連結する第3の係合要素と、
前記第1の回転メンバを変速機ケースに選択的に固定する第4の係合要素と、
前記第3のサンギヤを変速機ケースに選択的に固定する第5の係合要素と、
前記第4のサンギヤを変速機ケースに選択的に固定する第6の係合要素と、
から構成され、
前記入力軸は前記第4のリングギヤと常時接続されており、
前記出力軸は前記第2の回転メンバに常時接続されており、
前記6つの係合要素のうち三つの同時締結の組み合わせにより少なくとも前進8変速段及び後退1変速段を達成することを特徴とする自動変速機。 A first planetary gear comprising a first sun gear, a first carrier that supports a first pinion that meshes with the first sun gear, and a first ring gear that meshes with the first pinion;
A second planetary gear comprising a second sun gear, a second carrier that supports a second pinion that meshes with the second sun gear, and a second ring gear that meshes with the second pinion;
A third planetary gear comprising a third sun gear, a third carrier that supports a third pinion that meshes with the third sun gear, and a third ring gear that meshes with the third pinion;
A fourth planetary gear comprising a fourth sun gear, a fourth carrier supporting a fourth pinion meshing with the fourth sun gear, and a fourth ring gear meshing with the fourth pinion;
Six engaging elements;
With
An automatic transmission capable of shifting to at least eight forward shift stages and outputting torque from the input shaft to the output shaft by appropriately fastening and releasing the six engagement elements;
The first carrier and the second ring gear are connected to form a first rotating member;
The first ring gear and the third carrier are connected to form a second rotating member;
The second carrier and the third ring gear are connected to form a third rotating member;
The second sun gear and the fourth carrier are connected to form a fourth rotating member,
The six engaging elements are:
A first engagement element that selectively connects between the first sun gear and the fourth rotating member;
A second engagement element that selectively connects between the first sun gear and the fourth sun gear;
A third engagement element for selectively connecting the input shaft and the third rotating member;
A fourth engagement element for selectively fixing the first rotating member to a transmission case;
A fifth engagement element for selectively fixing the third sun gear to a transmission case;
A sixth engagement element for selectively fixing the fourth sun gear to a transmission case;
Consisting of
The input shaft is always connected to the fourth ring gear,
The output shaft is always connected to the second rotating member;
An automatic transmission characterized in that at least eight forward shift stages and one reverse shift stage are achieved by a combination of three simultaneous engagements among the six engagement elements.
前記少なくとも前進8変速段を達成する6つの係合要素のうちの三つの同時締結の組み合わせとは、前記第4の係合要素と前記第5の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第2の係合要素と前記第5の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第5の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第2の係合要素と前記第5の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第3の係合要素と前記第5の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第2の係合要素と前記第3の係合要素の同時締結、前記第1の係合要素と前記第3の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、前記第2の係合要素と前記第3の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結、の組み合わせであり、後退速を達成する三つの同時締結の組み合わせとは、前記第1の係合要素と前記第4の係合要素と前記第6の係合要素の同時締結であることを特徴とする自動変速機。 The automatic transmission according to claim 1, wherein
The combination of the three simultaneous engagements among the six engagement elements that achieve the at least eight forward speeds is the combination of the fourth engagement element, the fifth engagement element, and the sixth engagement element. Simultaneous fastening, simultaneous fastening of the second engaging element, the fifth engaging element and the sixth engaging element, the first engaging element, the fifth engaging element and the sixth Simultaneous engagement of engagement elements, simultaneous engagement of the first engagement element, the second engagement element and the fifth engagement element, the first engagement element and the third engagement element Simultaneous fastening of the fifth engagement element, simultaneous fastening of the first engagement element, the second engagement element and the third engagement element, the first engagement element and the third A combination of simultaneous engagement of the engagement element and the sixth engagement element, and simultaneous engagement of the second engagement element, the third engagement element, and the sixth engagement element. The combination of the three simultaneous engagements for achieving the reverse speed is the simultaneous engagement of the first engagement element, the fourth engagement element, and the sixth engagement element. Machine.
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