CN101627225A - 自动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供自动变速器，通过将多个离合器和制动器中的一个机构从接合状态切换到非接合状态，同时将另一个机构从非接合状态切换到接合状态这样简单的变速控制就能实现恰当地切换出的前进的12个挡、后退的3个挡。增减速输出装置具有：第二机构，选择性输出使输入轴的旋转减速后的减速旋转和使输入轴的旋转增速后的增速旋转；第三机构，输出转速与输入轴相同的旋转。变速用复式行星齿轮的第五机构通过第三离合器能与减速输出装置的第二机构连接，通过第四离合器能与第三机构连接，通过第一制动器被固定。第六机构通过第二离合器能与输入轴连接，通过第二制动器被固定。第七机构与输出轴直接连接，第八机构通过第一离合器选择性地与第二机构连接。

Description

自动变速器
技术领域
本发明涉及一种将被汽车的发动机等驱动而旋转的输入轴的旋转变速为多个变速挡，然后传递至输出轴的自动变速器。
背景技术
在专利文献1中公开了一种自动变速器，其具有输入轴、增减速用复式行星齿轮、变速用复式行星齿轮、输出轴、第一至第五离合器以及第一、第二制动器，能够将输入轴的旋转变速为前进的12个挡、后退的3个挡的旋转然后传递至输出轴。
增减速用复式行星齿轮包括：用于支撑一体地形成于同一轴上的小径小齿轮和大径小齿轮且使它们能够旋转的公共行星架；与小径小齿轮啮合的第一太阳轮；与大径小齿轮啮合的第二太阳轮；与大径小齿轮啮合的公共齿圈。变速用复式行星齿轮包括：用于支撑相互啮合的长齿小齿轮与小齿轮且使它们能够旋转的公共行星架；与长齿小齿轮啮合的第三太阳轮；与小齿轮啮合的第四太阳轮；与长齿小齿轮啮合的公共齿圈。
增减速用复式行星齿轮的第二太阳轮被固定，公共行星架与输入轴直接连接。变速用复式行星齿轮的第三太阳轮通过第三、第五离合器能够与增减速用复式行星齿轮的第一太阳轮连接，并且通过第一制动器能够被固定。第四太阳轮通过第一、第五离合器能够与增减速用复式行星齿轮的第一太阳轮连接，并且通过第一、第四离合器能够与公共齿圈连接。变速用复式行星齿轮的公共行星架通过第二离合器能够与输入轴连结，并且能够通过第二制动器被固定。变速用复式行星齿轮的公共齿圈与输出轴直接连接。
专利文献1：JP特开2005-61436号公报(第12、13页，图1)。
发明内容
发明要解决的课题
近年来，为了降低油耗和提高动力传动性能，或者为了获得满足驾驶员喜好的齿数比(gear ratio)而要求自动变速器多挡化。专利文献1中公开的自动变速器也是为了满足这样的要求而设计的自动变速器，其获得前进的12个挡以及后退的3个挡的齿数比。但是，在专利文献1所记述的自动变速器中，在变速为邻接的变速挡的情况下，必须将多个离合器和制动器当中的二个机构从接合状态切换到非接合状态，并同时将另外二个机构从非接合状态切换到接合状态，从而变速控制较为复杂，当切换时机发生偏差时产生不稳定。
本发明是为满足上述要求而提出的，能够目的提供一种结构简单的自动变速器，其只要通过将多个离合器和制动器中的一个机构从接合状态切换到非接合状态，并同时将另外一个机构从非接合个状态切换到接合状态这样简单的变速控制就能够实现恰当切换出的前进的12个挡、后退的3个挡。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，权利要求1的发明的结构特征是，自动变速器具有：输入轴；增减速输出装置，其与该输入轴连接，并具有第二机构和第三机构，所述第二机构用于选择性输出使该输入轴的旋转减速后的减速旋转以及使该输入轴的旋转增速后的增速旋转，所述第三机构用于输出转速与该输入轴相同的旋转；变速用复式行星齿轮，其具有按排列顺序分别与在速度曲线图中以对应于齿数比的间隔依次排列的4个机构对应的第五、第六、第七以及第八机构；第一离合器，其选择性地将所述第二机构与所述第八机构连接；第二离合器，其选择性地将所述输入轴与所述第六机构连接；第三离合器，其选择性地将所述第二机构与所述第五机构连接；第四离合器，其选择性地将所述第三机构与所述第五机构连接；第一制动器，其选择性地固定所述第五机构；第二制动器，其选择性地固定所述第六机构；输出轴，其与所述第七机构直接连接。
权利要求2的发明的结构特征是，在权利要求1中，所述增减速输出装置是增减速用复式行星齿轮。
权利要求3的发明的结构特征是，在权利要求2中，所述增减速用复式行星齿轮包括：用于支撑相互啮合的长齿小齿轮和小齿轮并使它们能够旋转的公共行星架；与所述长齿小齿轮啮合的公共太阳轮；与所述长齿小齿轮啮合的第一齿圈；与所述小齿轮啮合的第二齿圈，所述第二齿圈为所述第二机构，所述公共行星架为所述第三机构，并与所述输入轴直接连接，所述公共太阳轮能够通过第四制动器固定，所述第一齿圈能够通过第三制动器固定。
权利要求4的发明的结构特征是，在权利要求1至3任一项中，所述变速用行星齿轮具有单小齿轮行星齿轮和双小齿轮行星齿轮，该单小齿轮行星齿轮的第三行星架与双小齿轮行星齿轮的第四行星架直接连接而构成所述第六机构，该单小齿轮行星齿轮的第三齿圈与双小齿轮行星齿轮的第四太阳轮直接连接而构成所述第八机构，所述单小齿轮行星齿轮的第三太阳轮构成所述第五机构，所述双小齿轮行星齿轮的第四齿圈构成所述第七机构。
发明的效果
在如上所述构成的权利要求1的发明中，变速用复式行星齿轮的第五机构通过第三离合器选择性地与减速输出装置的第二机构连接，且通过第四离合器选择性地与第三机构连接，并且通过第一制动器选择性地被固定。第六机构通过第二离合器选择性地与输入轴连接，并且通过第二制动器选择性地被固定。第七机构与输出轴直接连接，第八机构通过第一离合器选择性地与第二机构连接。
由此，根据本发明，尽管变速挡数多到前进的12个挡、后退的3个挡，但也能够使结构简单，使用可通常使用的齿数设定，就能够获得以适当的级比(step)切换出的前进的12个挡、后退的3个挡的齿数比，从而能够获得所谓发生了变速的良好感觉，同时有效使用发动机的将要使用的转速区域。进而，在相邻的变速挡之间进行变速的情况下，仅将多个离合器和制动器中的一个机构从接合状态切换到非接合状态，并将另外一个机构从非接合状态切换到接合状态，因此，使切换控制变简易，并能够顺利且可靠地进行变速。
在权利要求2的发明中，将增减速输出装置设为增减速用复式行星齿轮，因此，能够提供结构简单且小型化的前进的12个挡、后退的3个挡的自动变速装置。
在如上所述构成的权利要求3的发明中，增减速用复式行星齿轮包括：用于支撑相互啮合的长齿小齿轮和小齿轮并使它们能够旋转的公共行星架；与所述长齿小齿轮啮合的公共太阳轮；与所述长齿小齿轮啮合的第一齿圈；与所述小齿轮啮合的第二齿圈，公共太阳轮通过第四制动器选择性地被固定，所述第一齿圈通过第三制动器选择性地被固定。由此，能够使前进的12个挡、后退的3个挡的自动变速器构成为极其紧凑化，从而实现轻量化和低成本化。
在如上所述构成的权利要求4的发明中，变速用复式行星齿轮具有单小齿轮行星齿轮和双小齿轮行星齿轮，单小齿轮行星齿轮的第三行星架与双小齿轮行星齿轮的第四行星架直接连接，第三齿圈与第四太阳轮直接连接。第三太阳轮通过第三离合器选择性地与减速输出装置的第二机构连接，且通过第四离合器选择性地与第三机构连接，并且通过第一制动器选择性地被固定。公共行星架通过第二离合器选择性地与输入轴连接，并且通过第二制动器选择性地被固定。公共齿圈与输出轴直接连接。相互直接连接的第三齿圈和第四太阳轮通过第一离合器选择性地与第二机构连接起来，
由此，除了权利要求1的发明的效果以外，还能够获得结构简单且小型化、轻量化的具有前进的12个挡、后退的3个挡的齿数比的自动变速器。
附图说明
图1是表示本发明的自动变速器的实施方式的示意图。
图2是表示各变速挡中的制动器以及离合器的工作的图。
图3是表示各变速挡中的行星齿轮的各机构的转速比的速度曲线图。
图4是表示控制装置的框图。
附图标记的说明
10…自动变速器，11…流体扭矩转换器，12…变速箱，13…公共轴线，14…输入轴，15…增减速用复式行星齿轮，16…变速用复式行星齿轮，17…输出轴，20…长齿小齿轮，21、24、25…小齿轮，22、26…单小齿轮行星齿轮，23、27…双小齿轮行星齿轮，28…泵叶轮，29…导轮，30…涡轮，33…增减速输出装置，35…控制装置，41…油压伺服部。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的第一实施方式的自动变速器进行说明。图1所示的自动变速器10用于使由例如汽车的发动机驱动而旋转的流体扭矩转换器11的输出旋转发生变速并传递至驱动轮。自动变速器10由沿着公共轴线13依次支撑在安装于车体中的变速箱12内的输入轴14、作为增减速输出装置的增减速用复式行星齿轮15、变速用复式行星齿轮16、输出轴17、第一、第二、第三、第四离合器C-1、C-2、C-3、C-4、第一、第二、第三、第四制动器B-1、B-2、B-3、B-4以及单向离合器F-1等构成。
增减速用复式行星齿轮15包括：用于支撑相互啮合的长齿小齿轮20和小齿轮21且使它们能够旋转的公共行星架C0C1；与长齿小齿轮20啮合的公共太阳轮S0S1；与长齿小齿轮20啮合的第一齿圈R0；与小齿轮21啮合的第二齿圈R1。
变速用复式行星齿轮16具有单小齿轮行星齿轮26和双小齿轮行星齿轮27，单小齿轮行星齿轮26的对小齿轮24进行支撑的第三行星架C2与双小齿轮行星齿轮27的对相互啮合的小齿轮25、25进行支撑的第四行星架C3直接连接，单小齿轮行星齿轮26的第三齿圈R2与双小齿轮行星齿轮27的第四太阳轮S3直接连接。
在增减速用复式行星齿轮15中，公共太阳轮S0S1能够通过第四制动器被固定，第一齿圈R0能够通过第三制动器被固定。公共行星架C0C1与输入轴14直接连接。
变速用复式行星齿轮16的第三太阳轮S2通过第四离合器C-4能够与增减速用复式行星齿轮15的公共行星架C0C1连接，且通过第三离合器C-3能够与第二齿圈R1连接，并且通过第一制动器B-1能够被固定。相互直接连接的第三齿圈R2和第四太阳齿轮S3通过第一离合器能够与第二齿圈R1连接。相互直接连接的第三以及第四行星架C2C3通过第二离合器C-2能够与输入轴14连接，且通过第二制动器B-2能够被固定，并且通过与第二制动器B-2并列配置的单向离合器F-1连接在箱体12上从而第三以及第四行星架C2C3的逆向旋转被阻止。第四齿圈R3与输出轴17直接连接。
另外，流体扭矩转换器11的泵叶轮28被未图示的发动机驱动而旋转，从而送出油，通过单向离合器32而支撑在箱体12上的导轮29承受油的反作用力，从而在涡轮30上产生扭矩。输入轴14与涡轮30直接连接。31表示能够使泵叶轮28与涡轮30连接的锁止离合器。
如上所述构成的自动变速器10选择性地使第一～第四离合器C-1～C-4接合，且选择性地使第一～第四制动器B-1～B-4接合，而且选择性地连接或固定输入轴14、输出轴17、增减速用复式行星齿轮15以及变速用复式行星齿轮16的各机构，由此能够实现前进的12个挡、后退的3个挡的变速挡。在图2的工作表中，在与第一～第四离合器C-1～C-4、第一～第四制动器B-1～B-4以及单向离合器F-1的各变速挡相对应的栏中标记有●符号的情况下，若是离合器则表示通过接合而处于连接状态，若是制动器则表示通过接合而处于固定状态。在标记有(●)的情况下表示为了顺利进行变速，在变速时油压被供给至油压伺服机构，但不起到传递驱动力的作用的状态。在图2中，在标记有▲符号的情况下表示在进行发动机制动时制动器被接合的状态。
在增减速用复式行星齿轮15的由公共太阳轮S0S1、用于支撑长齿小齿轮20和小齿轮21的公共行星架C0C1、通过长齿小齿轮20与第一太阳轮S0啮合的第一齿圈R0构成的单小齿轮行星齿轮22，以及变速用复式行星齿轮16的单小齿轮行星齿轮27中，通过算式(1)来表示太阳轮的转速Ns、行星架的转速Nc、齿圈的转速Nr与单小齿轮行星齿轮的齿数比λ之间的关系。
在增减速用复式行星齿轮15的由公共太阳轮S0S1、用于支撑长齿小齿轮20和小齿轮21的公共行星架C0C1、通过长齿小齿轮20和小齿轮21与公共太阳轮S0S1啮合的第二齿圈R1构成的双小齿轮行星齿轮23，以及变速用复式行星齿轮16的双小齿轮行星齿轮27中，通过算式(2)表示太阳轮的转速Ns、行星架的转速Nc、齿圈的转速Nr与双小齿轮行星齿轮的齿数比λ之间的关系，可根据式(1)和式(2)计算出自动变速器10的各变速挡中的齿数比。
当分别将单小齿轮行星齿轮22、26的太阳轮S0、S2的齿数设为Zs0、Zs2，齿圈R0、R2的齿数设为Zr0、Zr2，双小齿轮行星齿轮23、27的太阳轮S1、S3的齿数设为Zs1、Zs3，以及齿圈R1、R3的齿数设为Zr1、Zr3时，单小齿轮行星齿轮22、26、双小齿轮行星齿轮23、27的齿数比为λ0＝Zs0/Zr0，λ2＝Zs2/Zr2，λ1＝Zs1/Zr1，λ3＝Zs3/Zr3。
Nr＝(1+λ)Nc-λNs…(1)
Nr＝(1-λ)Nc+λNs…(2)
在选择性地使第一～第四离合器C-1～C-4接合，并选择性地使第一～第四制动器B-1～B-4接合时，增减速用以及变速用复式行星齿轮15、16的各机构的速度比形成为图3所示的速度曲线图。在速度曲线图中，在横轴方向以与齿数比相对应的间隔配置包括行星齿轮的太阳轮、行星架、齿圈的各机构，在纵轴方向上与各机构相对应地取这些机构的速度比。在图3中，左右并列地标绘了增减速用和变速用的复式行星齿轮15、16的速度曲线图。在增减速用复式行星齿轮15中，在分别标示S0S1、R1、C0C1、R0的各1条纵线上表示公共太阳齿轮S0S1、第二齿圈R1、公共行星架C0C1以及第一齿圈R0的速度比，在变速用复式行星齿轮16中，在分别标示S2、C2C3、R3、R2S3的各1条纵线上表示第三太阳轮S2、相互直接连接的第三、第四行星架C2C3、第四齿圈R3、以及相互直接连接的第三齿圈、第四太阳轮R2S3的速度比。
关于增减速用复式行星齿轮15的单小齿轮行星齿轮22，将公共太阳轮S0S1的纵线与公共行星架C0C1的纵线的间隔视为1，将第一齿圈R0的纵线从公共行星架C0C1的纵线仅离开齿数比λ0配置在与公共太阳齿轮S0S1的纵线不同的一侧，关于减速双小齿轮行星齿轮23，将公共太阳轮S0S1的纵线与公共行星架C0C1的纵线的间隔视为1，将第二齿圈R1的纵线从公共行星架C0C1的纵线仅离开齿数比λ1配置在与公共太阳轮S0S1的纵线相同的一侧。
在增减速用复式行星齿轮15中，在速度曲线图中以对应于齿数比的间隔依次排列的4个机构即公共太阳轮S0S1、第二齿圈R1、公共行星架C0C1以及第一齿圈R0按排列顺序分别为第一、第二、第三以及第四机构。
从速度曲线图中可知，对于增减速用复式行星齿轮15，当选择性地使第四、第三制动器B-4、B-3接合时，将输入轴14的旋转由作为第二机构的第二齿圈R1减速或增速后输出，并从作为第三机构的相互直接连接的第三、第四行星架C0C1输出具有与输入轴14相同的转速的旋转。这样，增减速用复式行星齿轮15构成与输入轴14连接且具有第二机构和第三机构的增减速输出装置33，其中，所述第二机构用于使该输入轴14的旋转减速或增速后输出，所述第三机构以与输入轴14相同的转速进行旋转。
关于变速用复式行星齿轮16的单小齿轮行星齿轮26，将第三太阳轮S2的纵线与第三、第四行星架C2C3的纵线之间的间隔视为1，将第三齿圈、第四太阳轮R2S3的纵线从第三、第四行星架C2C3的纵线仅离开齿数比λ2配置在与第三太阳轮S2的纵线相反的一侧。关于双小齿轮行星齿轮27，将第四太阳轮S3的纵线与第三、第四行星架C2C3的纵线之间的间隔视为1，将第四齿圈R3的纵线从第三、第四行星架C2C3的纵线仅离开齿数比λ3配置在与第三齿圈和第四太阳轮R2S3的纵线相同的一侧。
在变速用复式行星齿轮16中，在速度曲线图中以对应于齿数比的间隔依次排列的4个机构即第三太阳轮S2、相互直接连接的第三、第四行星架C2C3、第四齿圈R3、以及相互直接连接的第三齿圈和第四太阳轮R2S3按排列顺序分别为第五、第六、第七以及第八机构。
在速度曲线图中，在选择性地使第一～第四离合器C-1～C-4、第一～第四制动器B-1～B-4以及单向离合器F-1进行工作的点上标记C-1～C-4、B-1～B-4以及F-1。
以下，根据图4所示的框图对自动变速器10的控制装置进行说明。发动机转速传感器36用于检测被传递了发动机的旋转的扭矩转换器11的发动机侧转速Ne，输入转速传感器37用于检测输入轴14的转速Ni，输出转速传感器38用于检测输出轴17的转速Nv，挡位位置传感器39用于在变速杆换挡至前进挡D、空挡N、倒退挡R时发送出检测信号D、N、R，节气门开度传感器40用于检测加速踏板的踏入量Ss，各检测信号从发动机转速传感器36、输入转速传感器37、输出转速传感器38、挡位位置传感器39、节气门开度传感器40等输入内置有CPU的控制装置35，控制装置35根据这些检测信号选择最佳的变速挡，将控制电流输出至用于使各离合器、制动器工作的各油压伺服部41，如图2的工作表所示选择性地使第一～第四离合器C-1～C-4、第一～第四制动器B-1～B-4接合，从而实现前进的12个挡、后退的3个挡。
第一挡(1st)是通过由控制装置35使第一离合器C-1接合、第四制动器B-4接合和单向离合器F-1自动接合来实现的。输入轴14的旋转被直接传递至增减速用复式行星齿轮15的公共行星架C0C1，公共太阳轮S0S1通过第四制动器B-4被固定，因此，使第二齿圈R1进行减速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一离合器C-1输入至变速用复式行星齿轮16的相互直接连接的第三齿圈和第四太阳轮R2S3，利用单向离合器F-1阻止相互直接连接的第三、第四行星架C2C3反转而使第三、第四行星架C2C3承受反作用力的作用，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第一挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行正转。
在下坡道进行发动机制动的情况下，从驱动轮通过第四齿圈R3传递至第三、第四行星架C2C3上的转速大于从发动机侧传递来的转速，从而作用于第三、第四行星架C2C3上的反作用力的方向倒转，因此，在进行发动机制动时，如图2中的▲符号所示，通过第二制动器B-2的接合来固定第三、第四行星架C2C3。
第二挡(2nd)是通过第一离合器C-1以及第一、第四制动器B-1、B-4的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，通过第四制动器B-4来固定公共太阳轮S0S1，因此，使第二齿圈R1进行减速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一离合器C-1被输入至变速用复式行星齿轮16的第三齿圈和第四太阳轮R2S3，第四太阳轮S3通过第一制动器B-1被固定，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第二挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行正转。
第三挡(3rd)是通过第一、第三离合器C-1、C-3的接合以及第四制动器B-4的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，公共太阳轮S0S1通过第四制动器B-4被固定，因此，使第二齿圈R1进行减速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一、第三离合器C-1、C-3输入至变速用复式行星齿轮16的相互直接连接的第三齿圈和第四太阳轮R2S3以及第三太阳轮S2，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第三挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行正转。
第四挡(4th)是通过第一、第四离合器C-1、C-4的接合以及第四制动器B-4的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，公共太阳轮S0S1通过第四制动器B-4被固定，因此，使第二齿圈R1进行减速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一离合器C-1传递至变速用复式行星齿轮16的第三齿圈和第四太阳轮R2S3，公共行星架C0C1的旋转通过第四离合器C-4传递至第三太阳轮S2，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第四挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行正转。
第五挡(5th)是通过第一、第二离合器C-1、C-2的接合以及第四制动器B-4的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，公共太阳轮S0S1通过第四制动器B-4被固定，因此，使第二齿圈R1进行减速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一离合器C-1传递至变速用复式行星齿轮16的第三齿圈和第四太阳轮R2S3，输入轴14的旋转通过第二离合器C-2传递至第三、第四行星架C2C3，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第五挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行正转。
第六挡(6th)是通过第二、第四离合器C-2、C-4的接合以及第四制动器B-4的接合来实现的。与增减速用复式行星齿轮15的输入轴14直接连接的公共行星架C0C1的旋转通过第四离合器C-4传递至变速用复式行星齿轮16的第三太阳轮S2，输入轴14的旋转通过第二离合器C-2传递至第三、第四行星架C2C3，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以与输入轴14相同的转速进行正转。在该情况下，通过向油压伺服机构供给油压，第四制动器B-4固定公共太阳轮S0S1，但不起到传递驱动力的作用。
第七挡(7th)是通过第二、第三离合器C-2、C-3的接合以及第四制动器B-4的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，公共太阳轮S0S1通过第四制动器B-4被固定，因此，使第二齿圈R1进行减速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第三离合器C-3传递至变速用复式行星齿轮16的第三太阳轮S2，输入轴14的旋转通过第二离合器C-2传递至第三、第四行星架C2C3，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第七挡的齿数比使输入轴14的旋转增速后的转速进行正转。
第八挡具有两种情况，一种是通过第二离合器C-2的接合、第一制动器B-1的接合以及第四制动器B-4的接合来实现的情况(第八挡-1)、一种是通过第二离合器C-2的接合、第一制动器B-1的接合以及第三制动器B-3的接合来实现的情况(第八挡-2)。但是，虽然向油压伺服机构供给油压，但第三制动器B-3和第四制动器B-4都不起到传递驱动力的作用。具体而言，变速用复式行星齿轮16的第三太阳齿轮S2通过第一制动器B-1被固定，输入轴14的旋转通过第二离合器传递至第三、第四行星架C2C3，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第八挡的齿数比使输入轴14的旋转增速后的转速进行正转，在此，设定第八挡-1和第八挡-2这两档是为了防止在第七挡与第八挡之间、第八挡与第九挡之间因三个摩擦机构的夹持产生转换而发生变速。具体而言，所谓第八挡-1是指，在刚从第七挡升挡至第八挡之后(刚完成第三离合器C-3的分离和第一制动器B-1的接合之后)或刚要从第八挡降挡至第七挡之前(刚要开始第三离合器C-3的接合和第一制动器B-1的分离之前)，通过使第四制动器B-4接合而实现的变速挡。所谓第八挡-2是指，在刚要从第八挡升挡至第九挡之前(刚要开始第一制动器B-1的分离和第一离合器C-1的接合之前)或刚从第九挡降挡至第八挡之后(刚完成第一离合器C-1的分离和第一制动器B-1的接合之后)，通过使第三制动器B-3接合来实现的变速挡，由此防止在第七挡至第八挡之间、第八挡至第九挡之间因三个摩擦机构的夹持产生变换而发生变速。
第九挡是通过第一、第二离合器C-1、C-2的接合以及第三制动器B-3的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至增减速用行星齿轮15的公共行星架C0C1，第一齿圈R0通过第三制动器B-3被固定，因此，使第二齿圈R1进行增速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一离合器C-1传递至变速用复式行星齿轮16的直接连接的第三齿圈、第四太阳轮R2S3，输入轴14的旋转通过第二离合器传递至第三、第四行星架C2C3，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第九挡的齿数比使输入轴14的旋转增速后的转速进行正转。
第十挡是通过第一离合器C-1的接合以及第一、第三制动器B-1、B-3的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，第一齿圈R0通过第三制动器B-3被固定，因此，使第二齿圈R1进行增速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一离合器C-1传递至变速用复式行星齿轮16的直接连接的第三齿圈、第四太阳轮R2S3，第三太阳轮S2通过第一制动器B-1被固定，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第十挡的齿数比使输入轴14的旋转增速后的转速进行正转。在该情况下，第三制动器B-3将油压供给至油压伺服机构来固定第一齿圈R0，但不起到传递驱动力的作用。
第十一挡是通过第一、四离合器C-1、C-4的接合以及第三制动器B-3的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，第一齿圈R0通过第三制动器B-3被固定，因此，使第二齿圈R1进行增速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一离合器C-1传递至变速用复式行星齿轮16的直接连接的第三齿圈和第四太阳轮R2S3，与输入轴14直接连接的公共行星架C0C1的旋转通过第四离合器C-4传递至第三太阳轮S2，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第十一挡的齿数比使输入轴14的旋转增速后的转速进行正转。
第十二挡是通过第一、三离合器C-1、C-3的接合以及第三制动器B-3的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，第一齿圈R0通过第三制动器B-3被固定，因此，使第二齿圈R1进行增速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第一、第三离合器C-1、C-3传递至变速用复式行星齿轮16的直接连接的第三齿圈、第四太阳轮R2S3以及第三太阳轮S2，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按第十二挡的齿数比使输入轴14的旋转增速后的转速进行正转。
后退第一挡(Rev1)是通过第三离合器C-3的接合以及第二、第四制动器B-2、B-4的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，公共太阳轮S0S1通过第四制动器B-4被固定，因此，使第二齿圈R1进行减速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第三离合器C-3传递至变速用复式行星齿轮16的第三太阳轮S2，第三、第四行星架C2C3通过第二制动器B-2被固定，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按后退第一挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行反转。
后退第二挡(Rev2)是通过第四离合器C-4的接合以及第二制动器B-2的接合来实现的。与输入轴14直接连接的公共行星架C0C1的旋转通过第四离合器C-4传递至变速用复式行星齿轮16的第三太阳轮S2，第三、第四行星架C2C3通过第二制动器B-2被固定，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按后退第二挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行反转。
后退第三挡(Rev3)是通过第三离合器C-3的接合以及第二、3制动器B-2、B-3的接合来实现的。输入轴14的旋转直接传递至公共行星架C0C1，第一齿圈R0通过第三制动器B-3被固定，因此，使第二齿圈R1进行增速旋转。第二齿圈R1的旋转通过第三离合器C-3传递至变速用复式行星齿轮16的第三太阳轮S2，第三、第四行星架C2C3通过第二制动器B-2被固定，因此，第四齿圈R3以及输出轴17以按后退第三挡的齿数比使输入轴14的旋转减速后的转速进行反转。
当将增减速用和变速用的复式行星齿轮15、16的单小齿轮行星齿轮22、26以及双小齿轮行星齿轮23、27的各齿数比λ1、λ2、λ3、λ4(太阳轮齿数/齿圈齿数)分别设为例如λ0＝0.5、λ1＝0.45、λ2＝0.55、λ3＝0.375，根据算式(1)、(2)计算出各变速挡中的齿数比时，算出各变速挡中的输入轴14与输出轴17的转速比即齿数比的恰当的值，分别是在第一挡时为4.848；在第二挡时为2.336；在第三挡时为1.818；在第四挡时为1.539；在第五挡时为1.203；在第六挡时为1.000；在第七挡时为0.915；在第八挡时为0.829；在第九挡时为0.748；在第十挡时为0.676；在第十一速时为0.588；在第十二速时为0.526；在后退第一挡时为5.510；在后退第二挡时3.030；在后退第三挡时为1.595。并且，各齿数比之间的级比分别是，在第一、第二挡之间为2.075，在第二、第三挡之间为1.285，在第三、第四挡之间为1.181，在第四、第五挡之间为1.279，在第五、第六挡之间为1.203，在第六、第七挡之间为1.093，在第七、第八挡之间为1.104，在第八、第九之间为1.109，在第九，第十挡之间为1.106，在第十、第十一挡之间为1.150，在第十一、第十二挡之间为1.117；齿数比在各变速挡下以适当的比例减少，根据本实施方式的自动变速器，能够获得适当切换出的前进的12个挡、后退的3个挡的齿数比。
如上所述，变速用复式行星齿轮16具有单小齿轮行星齿轮26和双小齿轮行星齿轮27，单小齿轮行星齿轮26的对小齿轮24进行支撑的第三行星架C2与双小齿轮行星齿轮27的对相互啮合的小齿轮25、25进行支撑的第四行星架C3直接连接，单小齿轮行星齿轮26的第三齿圈R2与双小齿轮行星齿轮27的第四太阳轮S3直接连接，在这样的变速用复式行星齿轮16中，齿数比λ2、λ3被设为例如λ2＝0.55，λ3＝0.375这样的适当的值，因此，通过所述变速用复式行星齿轮16的结构与齿数比相互结合，在速度曲线图中，能够使第三太阳轮S2的纵线、相互直接连接的第三、第四行星架C2C3的纵线、第四齿圈R3的纵线、相互直接连接的第三齿圈和第四太阳轮R2S3的纵线相互间分别以适当的间隔分离开。若齿数比λ2、λ3分别是λ2＝0.55、λ3＝0.375附近的值，则能够与所述变速用复式行星齿轮16的结构相互结合使各纵线的间隔形成为适当的间隔，以实现前进的12个挡、后退的3个挡。
由此，将上述构成的变速用复式行星齿轮16组合到具有第二机构和第三机构的增减速输出装置中，其中所述第二机构能够选择性地按使输入轴的旋转减速后的减速转速或使输入轴的旋转增速后的增速转速进行旋转，所述第三机构按与该输入轴相同的转速进行旋转；通过第一离合器选择性地使第二机构与第三齿圈、第四太阳轮R2S3连接，通过第三离合器C-3选择性地使第二机构与第三太阳轮S2连接，通过第四离合器C-4选择性地使第三机构与第三太阳轮S2连接，通过第一制动器B-1选择性地固定第三太阳轮S2，通过第二制动器B-2选择性地固定第三、第四行星架C2C3，并使输出轴与第四齿圈R3直接连接，因此，使用可通常使用的齿数设定，能够获得以适当的级比切换出的前进的12个挡、后退的3个挡的齿数比，从而能够获得所谓发生了变速的良好感觉，同时有效地使用发动机的将要使用的转速区域。
进而，将增减速输出装置设定为增减速用复式行星齿轮15，该增减速用复式行星齿轮15包括：公共行星架C0C1，用于支撑相互啮合的长齿小齿轮20和小齿轮21且使它们能够旋转，公共太阳轮S0S1，与长齿小齿轮20啮合，第一齿圈R0，与长齿小齿轮20啮合，第二齿圈R1，与小齿轮21啮合；将增减速输出装置与上述构成的变速用复式行星齿轮16组合起来，使齿数比λ0、λ1、λ2、λ3的值分别为例如λ0＝0.5、λ1＝0.45、λ2＝0.55、λ3＝0.375这样适当的值，因此，通过增减速用和变速用的复式行星齿轮15、16的结构与齿数比相互结合，在速度曲线图中，能够使公共太阳轮S0S1的纵线、第二齿圈R1的纵线、公共行星架C0C1的纵线和第一齿圈R0的纵线相互间，以及第三太阳轮S2的纵线、相互直接连接的第三、第四行星架C2C3的纵线、第四齿圈R3的纵线和相互直接连接的第三齿圈和第四太阳轮R2S3的纵线相互间分别以适当的间隔分离开。若齿数比λ0、λ1、λ2、λ3分别为λ0＝0.5、λ1＝0.45、λ2＝0.55、λ3＝0.375附近的值，则能够与所述变速用复式行星齿轮16的结构相互结合使各纵线的间隔形成为了适当间隔，以实现前进的12个挡、后退的3个挡。
由此，能够使输入轴14与公共行星架C0C1直接连接，能够使公共太阳轮S0S1通过第四制动器B-4固定，能够使第一齿圈R0通过第三制动器B-3固定，使第二齿圈R1与第三齿圈、第四太阳轮R2S3通过第一离合器C-1选择性地连接，使第二齿圈R1与第三太阳齿轮S2通过第三离合器C-3选择性地连接，使公共行星架C0C1与第三太阳轮S2通过第四离合器C-4选择性地连接，使第三太阳轮S2通过第一制动器B-1选择性地固定，使第三、第四行星架C2C3通过第二离合器C-2与输入轴14选择性地连接且通过第二制动器B-2选择性地固定，并使输出轴14与第四齿圈R3直接连接，因此，使用可通常使用的齿数设定，能够获得以适当级比切换出的前进的12个挡、后退的3个挡的齿数比。进而，将离合器个数减少至4个，且将结构简单且小型化的制动器个数设定为4个，因此，尽管变速挡数多到前进的12个挡、后退的3个挡，也能够得到结构简单、小型化、轻量化的自动变速器。
产业上的可利用性
本发明的自动变速器可适用于，通过多个离合器以及制动器的接合或分离来将由汽车的发动机等驱动而旋转的输入轴的旋转变速为多个变速挡然后再输出至输出轴的自动变速器。

Claims (4)

1.一种自动变速器，其特征在于，具有：
输入轴；
增减速输出装置，其与该输入轴连接，并具有第二机构和第三机构，所述第二机构用于选择性输出使该输入轴的旋转减速后的减速旋转以及使该输入轴的旋转增速后的增速旋转，所述第三机构用于输出转速与该输入轴相同的旋转；
变速用复式行星齿轮，其具有按排列顺序分别与在速度曲线图中以对应于齿数比的间隔依次排列的4个机构对应的第五、第六、第七以及第八机构；
第一离合器，其选择性地将所述第二机构与所述第八机构连接；
第二离合器，其选择性地将所述输入轴与所述第六机构连接；
第三离合器，其选择性地将所述第二机构与所述第五机构连接；
第四离合器，其选择性地将所述第三机构与所述第五机构连接；
第一制动器，其选择性地固定所述第五机构；
第二制动器，其选择性地固定所述第六机构；
输出轴，其与所述第七机构直接连接。
2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，
所述增减速输出装置是增减速用复式行星齿轮。
3.根据权利要求2所述的自动变速器，其特征在于，
所述增减速用复式行星齿轮包括：用于支撑相互啮合的长齿小齿轮和小齿轮并使它们能够旋转的公共行星架；与所述长齿小齿轮啮合的公共太阳轮；与所述长齿小齿轮啮合的第一齿圈；与所述小齿轮啮合的第二齿圈；
所述第二齿圈为所述第二机构，
所述公共行星架为所述第三机构，并与所述输入轴直接连接，
所述公共太阳轮能够通过第四制动器固定，
所述第一齿圈能够通过第三制动器固定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动变速器，其特征在于，
所述变速用行星齿轮具有单小齿轮行星齿轮和双小齿轮行星齿轮，该单小齿轮行星齿轮的第三行星架与双小齿轮行星齿轮的第四行星架直接连接而构成所述第六机构，该单小齿轮行星齿轮的第三齿圈与双小齿轮行星齿轮的第四太阳轮直接连接而构成所述第八机构，所述单小齿轮行星齿轮的第三太阳轮构成所述第五机构，所述双小齿轮行星齿轮的第四齿圈构成所述第七机构。
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