CN104179956B - 自动变速器 - Google Patents

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Abstract

提供一种自动变速器，防止在从后退档切换为前进档时向变矩器输入较高负载，并防止发动机失速。控制部在档位是前进档时，将切换机构设为反转阻止状态，在档位是后退档时，将切换机构设为固定状态，在车辆朝后退侧行驶过程中且档位从后退档被切换为了前进档时，在车速为第1规定速度以上时，控制部控制接合机构，使得输入部能够自由地旋转，并且阻止输出部的旋转。

Description

自动变速器
技术领域
本发明涉及经由多个行星齿轮机构对输入部的旋转进行多档变速后从输出部输出的自动变速器。
背景技术
以往已知有如下构成的自动变速器：能够使用4个行星齿轮机构和由离合器和制动器构成的6个接合机构，来进行前进8档、后退1档的变速(例如，参照专利文献1)。
专利文献1的自动变速器具有：旋转自如地轴支承于机壳内的输入轴；和由与输入轴同心地配置的输出齿轮构成的输出部件。输出部件的旋转通过差动齿轮或者传动轴而被传递到车辆的左右驱动轮。
第1～第4这4个行星齿轮机构与输入轴同心地配置在机壳内。第1行星齿轮机构由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构(在固定行星架而使太阳轮旋转时，齿圈朝与太阳轮不同的方向旋转，因此，也称作负行星齿轮机构或者负号行星齿轮机构。另外，在固定齿圈而使太阳轮旋转时，行星架朝与太阳轮相同的方向旋转)构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由第1太阳轮、第1齿圈和将与第1太阳轮和第1齿圈啮合的第1小齿轮轴支承为自如地自转和公转的第1行星架这3个要素构成。
在根据第1行星齿轮机构的共线图(能够用直线(速度线)表示太阳轮、行星架、齿圈这3个要素的相对旋转速度之比的图)的排列顺序，从一方起分别将第1行星齿轮机构的3个要素作为第1要素、第2要素和第3要素时，第1要素为第1太阳轮，第2要素为第1行星架，第3要素为第1齿圈。
第2行星齿轮机构也由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由第2太阳轮、第2齿圈和将与第2太阳轮和第2齿圈啮合的第2小齿轮轴支承为自如地自转和公转的第2行星架这3个要素构成。在按照第2行星齿轮机构的共线图的排列顺序，从一方起分别将第2行星齿轮机构的3个要素作为第4要素、第5要素和第6要素时，第4要素为第2齿圈，第5要素为第2行星架，第6要素为第2太阳轮。
第3行星齿轮机构也由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由第3太阳轮、第3齿圈和将与第3太阳轮和第3齿圈啮合的第3小齿轮轴支承为自如地自转和公转的第3行星架这3个要素构成。在按照第3行星齿轮机构的共线图的排列顺序，从一方起分别将第3行星齿轮机构的3个要素作为第7要素、第8要素和第9要素时，第7要素为第3太阳轮，第8要素为第3行星架，第9要素为第3齿圈。
第4行星齿轮机构也由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由第4太阳轮、第4齿圈和将与第4太阳轮和第4齿圈啮合的第4小齿轮轴支承为自如地自转和公转的第4行星架这3个要素构成。在按照第4行星齿轮机构的共线图的排列顺序，从一方起分别将第4行星齿轮机构的3个要素作为第10要素、第11要素和第12要素时，第10要素为第4齿圈，第11要素为第4行星架，第12要素为第4太阳轮。
第1行星齿轮机构的第1太阳轮(第1要素)与输入轴联结。此外，第4行星齿轮机构的第4齿圈(第10要素)与输出部件联结。
此外，联结第1行星齿轮机构的第1行星架(第2要素)、第2行星齿轮机构的第2行星架(第5要素)与第3行星齿轮机构的第3齿圈(第9要素)，构成第1联结体(第2要素、第5要素、第9要素)。此外，联结第1行星齿轮机构的第1齿圈(第3要素)与第4行星齿轮机构的第4太阳轮(第12要素)，构成第2联结体(第3要素、第12要素)。此外，联结第3行星齿轮机构的第3行星架(第8要素)与第4行星齿轮机构的第4行星架(第11要素)，构成第3联结体(第8要素、第11要素)。
此外，专利文献1的自动变速器具有由第1～第3这3个离合器和第1～第3这3个制动器构成的共计6个接合机构。
第1离合器是湿式多片离合器，并构成为在联结第1行星齿轮机构的第1太阳轮(第1要素)与第3联结体(第8要素、第11要素)的联结状态和断开该联结的释放状态之间自如地切换。第2离合器是湿式多片离合器，并构成为在联结第1行星齿轮机构的第1太阳轮(第1要素)与第2行星齿轮机构的第2齿圈(第4要素)的联结状态和断开该联结的释放状态之间自如地切换。
第3离合器是湿式多片离合器，并构成为在联结第2行星齿轮机构的第2太阳轮(第6要素)与第2联结体(第3要素、第12要素)的联结状态和断开该联结的释放状态之间自如地切换。第1制动器是湿式多片制动器，并构成为在将第3联结体(第8要素、第11要素)固定于机壳的固定状态和解除该固定的释放状态之间自如地切换。
第2制动器是湿式多片制动器，并构成为在将第3行星齿轮机构的第3太阳轮(第7要素)固定于机壳的固定状态和解除该固定的释放状态之间自如地切换。第3制动器是湿式多片制动器，并构成为在将第2行星齿轮机构的第2太阳轮(第6要素)固定于机壳的固定状态和解除该固定的释放状态之间自如地切换。
在专利文献1的自动变速器中，通过将第1制动器、第2制动器和第3制动器设为固定状态，来建立前进1速档。通过将第2制动器和第3制动器设为固定状态、将第3离合器设为联结状态，来建立前进2速档。通过将第2制动器和第3制动器设为固定状态、将第2离合器设为联结状态，来建立前进3速档。通过将第2制动器设为固定状态，将第2离合器和第3离合器设为联结状态，来建立前进4速档。
通过将第2制动器设为固定状态，将第1离合器和第2离合器设为联结状态，来建立前进5速档。通过将第1～第3这3个离合器设为联结状态，来建立前进6速档。通过将第3制动器设为固定状态，将第1离合器和第2离合器设为联结状态，来建立前进7速档。通过将第3制动器设为固定状态，将第1离合器和第3离合器设为联结状态，来建立前进8速档。通过将第1制动器和第3制动器设为固定状态、将第2离合器设为联结状态，来建立后退档。
【专利文献1】日本特开2012-97864号公报
在现有的自动变速器中，考虑利用作为切换机构的双向离合器来构成第1制动器。该由双向离合器构成的切换机构例如可以构成为，在允许第3联结体(第8要素、第11要素)的正转(沿与输入轴的旋转方向相同的方向的旋转)而阻止反转(沿与输入轴的旋转方向相反的方向的旋转)的反转阻止状态和将第3联结体(第8要素、第11要素)固定于机壳的固定状态之间自如地切换。
在利用这样的切换机构构成第1制动器的情况下，在车辆前进时，将切换机构设为反转阻止状态，在车辆后退时将切换机构设为固定状态。并且，在由于驾驶者的换档操作而将档位从后退档切换到前进档时，切换机构从固定状态切换为反转阻止状态。在由于驾驶者的换档操作而将档位从前进档切换到后退档时，使切换机构从反转阻止状态切换为固定状态。
另外，车辆在后退行驶中被切换为前进档并建立前进档中的任意一个档位时，变矩器的涡轮反转而向变矩器输入较高负载，在最差的情况下，还考虑产生发动机失速。
发明内容
鉴于以上方面，本发明的目的在于提供一种自动变速器，该自动变速器防止在从后退档切换为前进档时向变矩器输入较高的负载，并防止发动机失速。
为了达成上述目的，本发明的自动变速器具有：输入部，其被配置在机壳内，经由变矩器被传递驱动源的动力；行星齿轮机构，其具有多个在所述机壳内自如旋转的要素；多个接合机构，它们自如地切换到使所述要素彼此联结的联结状态，或者自如地切换到将所述要素固定于所述机壳的固定状态；输出部；档位检测部，其检测档位；输入旋转速度检测部，其检测输入部的旋转速度；以及控制部，其从该输入旋转速度检测部接收检测出的旋转速度的信息，并从所述档位检测部接收档位的信息，并且控制所述接合机构，所述自动变速器自如地对所述输入部的旋转进行多档变速后从所述输出部输出，所述自动变速器的特征在于，所述自动变速器具有切换机构，该切换机构在反转阻止状态和固定状态之间自如地切换，在所述反转阻止状态中，允许多个所述要素中的一个要素的沿车辆前进时的旋转方向进行的正转，阻止沿车辆后退时的旋转方向进行的反转，在所述固定状态中，将所述要素固定于所述机壳，所述控制部在档位是前进档时，将所述切换机构设为所述反转阻止状态，在档位是后退档时，将所述切换机构设为所述固定状态，在车辆正朝后退侧行驶且档位被从后退档切换为前进档时，在车速为第1规定速度以上时，所述控制部控制所述接合机构，使得输入部能够自由地旋转，并且阻止输出部的旋转。
根据本发明的自动变速器，在后退行驶过程中被从后退档切换为前进档、且车速为第1规定速度以上时，控制接合机构，使得输入部能够自由地旋转，并且阻止输出部的旋转。将该状态定义为怠速空档接合状态。由此，即使在车辆朝后退方向行驶的状态下，也能够阻止变矩器的涡轮反转。
因此，根据本发明，能够防止在从后退档切换为前进档时向变矩器输入较高的负载，并防止发动机失速。
此外，在本发明中，能够将所述接合机构的组合设为如下组合：能够更换为以所述自动变速器建立前进最低档时的接合组合进行接合的接合机构之一，且能够更换为以建立后退档时的接合组合进行接合的接合机构之一。
根据上述结构，能够从后退档容易地转移到怠速空档接合状态。
此外，在本发明中，在档位检测部检测到选择了后退档时，且车速为设定得比所述第1规定速度高的第2规定速度以下的情况下，控制部控制接合机构，使得输入部能够自由地旋转，并且阻止输出部的旋转，在车速超过第2规定速度的情况下，控制部能够控制接合机构而设为空档状态。
在车速变得过快的状态下要阻止输出部的旋转时，可能在接合机构中会产生过度的摩擦热，并且车速突然减速而给驾驶员等带来不舒适感。
该情况下，如上所述，在车速超过被假定了接合机构的过度发热和车辆的突然减速的第2规定速度的情况下，设为空档状态，并能够通过由控制部以允许输出部的自由旋转的方式进行控制，来抑制摩擦接合机构的发热，能够避免车速的突然减速。
此外，在本发明中，在车速为第3规定速度以下的情况下，控制部变更为建立前进最低档的接合机构的接合组合，其中，所述第3规定速度是比所述第1规定速度慢的速度，且是使得变矩器中的输入负载低的速度。
根据上述结构，不向变矩器输入高负载，因此能够平滑地转移到前进档。
附图说明
图1是示意性示出本发明的自动变速器的实施方式的说明图。
图2是示出本实施方式的自动变速器的骨架图。
图3是本实施方式的行星齿轮机构的共线图。
图4是示出本实施方式的自动变速器的各变速档的接合机构的状态的说明图。
图5(a)是示出本实施方式的双向离合器的说明图。
图5(b)是示出本实施方式的双向离合器的说明图。
图5(c)是示出本实施方式的双向离合器的说明图。
图6是示出本实施方式的控制部的处理的流程图。
图7是示出第1制动器为固定状态时的本实施方式的自动变速器的状态转变的说明图。
图8是示出第1制动器为反转阻止状态时的本实施方式的自动变速器的状态转变的说明图。
标号说明
1：机壳；2：输入轴(输入部)；3：输出部(输出齿轮)；42：变速杆(档位检测部)；43：油压回路；43a：温度检测部；43b：电磁阀；43c：油压开关；TM：自动变速器；44：车速检测部；46：发动机制动判定部；48：驱动源转速检测部；50：输入旋转速度检测部；54：制动踏板检测部；56：油门开度检测部；ENG：驱动源；LC：锁止离合器；DA：减震器；TC：变矩器；PGS1：第1行星齿轮机构；Sa：太阳轮(第1要素)；Ca：行星架(第2要素)；Ra：齿圈(第3要素)；Pa：小齿轮；PGS2：第2行星齿轮机构；Sb：太阳轮(第6要素)；Cb：行星架(第5要素)；Rb：齿圈(第4要素)；Pb：小齿轮；PGS3：第3行星齿轮机构；Sc：太阳轮(第7要素)；Cc：行星架(第8要素)；Rc：齿圈(第9要素)；Pc：小齿轮；PGS4：第4行星齿轮机构；Sd：太阳轮(第12要素)；Cd：行星架(第11要素)；Rd：齿圈(第10要素)；Pd：小齿轮；C1：第1离合器；C2：第2离合器(第2摩擦接合机构)；C3：第3离合器；B1：第1制动器(切换机构)；B2：第2制动器(第1摩擦接合机构)；B3：第3制动器；B4：第4制动器；ECU：控制部。
具体实施方式
图1和图2示出本发明的自动变速器TM的实施方式。自动变速器TM具有：作为输入部的输入轴2，其旋转自如地轴支承在机壳1内，经由具有锁止离合器LC和减震器DA的变矩器TC而被传递由内燃机(发动机)等驱动源ENG输出的驱动力；以及输出部3，其由与输入轴2同心地配置的输出齿轮构成。
输出部3的旋转经由未图示的差动齿轮或传动轴，被传递到车辆的左右的驱动轮。此外，也可以设置以自如摩擦接合的方式构成的单片式或多片式的起步离合器来替代变矩器TC。
在机壳1内，与输入轴2同心地配置有第1～第4这4个行星齿轮机构PGS1～PGS4。第1行星齿轮机构PGS1由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构(在固定行星架而使太阳轮旋转时，齿圈朝与太阳轮不同的方向旋转，因此称作负行星齿轮机构或者负号行星齿轮机构，此外，在固定齿圈而使太阳轮旋转时，行星架朝与太阳轮相同的方向旋转。)构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由太阳轮Sa、齿圈Ra以及行星架Ca构成，其中，该行星架Ca将与太阳轮Sa和齿圈Ra啮合的小齿轮Pa轴支承为自如地自转和公转。
图3示出第1～第4这4个行星齿轮机构PGS1～PGS4的共线图。在本说明书中，共线图定义为能够用直线(速度线)表示太阳轮、行星架、齿圈这3个要素的相对旋转速度之比的图。在共线图中，3个要素按照与齿轮比(齿圈的齿数/太阳轮的齿数)对应的间隔排列。
参照图3上方起第2段所示的第1行星齿轮机构PGS1的共线图，在按照共线图的排列顺序，从左侧起分别将第1行星齿轮机构PGS1的3个要素Sa、Ca、Ra作为第1要素、第2要素和第3要素时，第1要素为太阳轮Sa，第2要素为行星架Ca，第3要素为齿圈Ra。
此处，设第1行星齿轮机构PGS1的齿轮比为h，太阳轮Sa和行星架Ca之间的间隔与行星架Ca和齿圈Ra间的间隔之比被设定为h：1。此外，在共线图中，下方的横线和上方的横线(4速档与6速档重合的线)分别表示旋转速度为“0”和“1”(与输入轴2相同的旋转速度)。
第2行星齿轮机构PGS2也由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由太阳轮Sb、齿圈Rb和行星架Cb构成，该行星架Cb将与太阳轮Sb和齿圈Rb啮合的小齿轮Pb轴支承为自如地自转和公转。
参照图3的上方起第1段(最上段)所示的第2行星齿轮机构PGS2的共线图，在按照共线图中的排列顺序，从左侧起分别将第2行星齿轮机构PGS2的3个要素Sb、Cb、Rb作为第4要素、第5要素和第6要素时，第4要素为齿圈Rb，第5要素为行星架Cb，第6要素为太阳轮Sb。设第2行星齿轮机构PGS2的齿轮比为i，太阳轮Sb和行星架Cb之间的间隔与行星架Cb和齿圈Rb之间的间隔之比被设定为i：1。
第3行星齿轮机构PGS3也由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由太阳轮Sc、齿圈Rc和行星架Cc构成，该行星架Cc将与太阳轮Sc和齿圈Rc啮合的小齿轮Pc轴支承为自如地自转和公转。
参照图3的上方起第3段所示的第3行星齿轮机构PGS3的共线图，在按照共线图的排列顺序，从左侧起分别将第3行星齿轮机构PGS3的3个要素Sc、Cc、Rc作为第7要素、第8要素和第9要素时，第7要素为太阳轮Sc，第8要素为行星架Cc，第9要素为齿圈Rc。设第3行星齿轮机构PGS3的齿轮比为j，太阳轮Sc和行星架Cc之间的间隔与行星架Cc和齿圈Rc之间的间隔之比被设定为j：1。
第4行星齿轮机构PGS4也由所谓的单小齿轮型的行星齿轮机构构成，该单小齿轮型的行星齿轮机构由太阳轮Sd、齿圈Rd和行星架Cd构成，该行星架Cd将与太阳轮Sd和齿圈Rd啮合的小齿轮Pd轴支承为自如地自转和公转。
参照图3的上方起第4段(最下段)所示的第4行星齿轮机构PGS4的共线图，在按照共线图的排列顺序，从左侧起分别将第4行星齿轮机构PGS4的3个要素Sd、Cd、Rd作为第10要素、第11要素和第12要素时，第10要素为齿圈Rd，第11要素为行星架Cd，第12要素为太阳轮Sd。设第4行星齿轮机构PGS4的齿轮比为k，太阳轮Sd和行星架Cd之间的间隔与行星架Cd和齿圈Rd之间的间隔之比被设定为k：1。
第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)与输入轴2联结。此外，第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)与由输出齿轮构成的输出部3联结。
此外，联结第1行星齿轮机构PGS1的行星架Ca(第2要素)、第2行星齿轮机构PGS2的行星架Cb(第5要素)与第3行星齿轮机构PGS3的齿圈Rc(第9要素)，构成第1联结体Ca-Cb-Rc。此外，联结第1行星齿轮机构PGS1的齿圈Ra(第3要素)与第4行星齿轮机构PGS4的太阳轮Sd(第12要素)，构成第2联结体Ra-Sd。此外，联结第3行星齿轮机构PGS3的行星架Cc(第8要素)与第4行星齿轮机构PGS4的行星架Cd(第11要素)，构成第3联结体Cc-Cd。
此外，本实施方式的自动变速器TM具有由第1制动器B1构成的1个切换机构、由第1～第3这3个离合器C1～C3和第2～第4这3个制动器B2～B4构成的6个接合机构。第1离合器C1是油压动作型的湿式多片离合器，并构成为在联结第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)与第3联结体Cc-Cd的联结状态和断开该联结的释放状态之间自如地切换。
第2离合器C2是油压动作型的湿式多片离合器，并构成为在联结第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)与第2行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb(第4要素)的联结状态和断开该联结的释放状态之间自如地切换。第3离合器C3是油压动作型的湿式多片离合器，并构成为在联结第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)与第2联结体Ra-Sd的联结状态和断开该联结的释放状态之间自如地切换。
第1制动器B1是双向离合器，并构成为在允许第3联结体Cc-Cd的正转(沿与输入轴2的旋转方向相同的方向进行的旋转)而阻止反转的反转阻止状态和将第3联结体Cc-Cd固定于机壳1而阻止第3联结体Cc-Cd的旋转的固定状态之间自如地切换。第2制动器B2是油压动作型的湿式多片制动器，并构成为在将第3行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc(第7要素)固定于机壳1的固定状态和解除该固定的释放状态之间自如地切换。
第3制动器B3是油压动作型的湿式多片制动器，并构成为在将第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)固定于机壳1的固定状态和解除该固定的释放状态之间自如地切换。第4制动器B4是油压动作型的湿式多片制动器，并构成为在将第2行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb(第4要素)固定于机壳1的固定状态和解除该固定的释放状态之间自如地切换。
各离合器C1～C3和各制动器B1～B4通过由变速器控制单元构成的控制部ECU(参照图1)，根据车辆的行驶速度等车辆信息，来切换状态。
在输入轴2的轴线上，从驱动源ENG和变矩器TC侧起，依次配置有第1离合器C1、第3行星齿轮机构PGS3、第4行星齿轮机构PGS4、第1行星齿轮机构PGS1、第3离合器C3、第2行星齿轮机构PGS2和第2离合器C2。
并且，将第4制动器B4配置在第2行星齿轮机构PGS2的径向外侧，将第3制动器B3配置在第3离合器C3的径向外侧，将第1制动器B1配置在第3行星齿轮机构PGS3的径向外侧，将第2制动器B2配置在第1离合器C1的径向外侧。这样，通过将4个制动器B1～B4配置在行星齿轮机构或者离合器的径向外侧，与将制动器B1～B4与行星齿轮机构和离合器一起排列配置在输入轴2的轴线上的情况相比，能够实现自动变速器TM的轴长的缩短化。此外，也可以将第4制动器B4配置在第2离合器C2的径向外侧，将第3制动器B3配置在第2行星齿轮机构PGS2的径向外侧。
接下来，参照图3和图4，对建立实施方式的自动变速器TM的各个变速档的情况进行说明。
在建立1速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态(图4的“R”)，将第2制动器B2和第3制动器B3设为固定状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，阻止第3联结体Cc-Cd的反转。此外，通过将第2制动器B2设为固定状态，使得第3行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc(第7要素)的旋转速度成为“0”。并且，第3联结体Cc-Cd的旋转速度也成为“0”。
由此，第3行星齿轮机构PGS3的第7～第9这3个要素Sc、Cc、Rc成为不能相对旋转的锁止状态，包含第3行星齿轮机构PGS3的齿圈Rc(第9要素)的第1联结体Ca-Cb-Rc的旋转速度也成为“0”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图4所示的“1速档”，从而建立1速档。
此外，无需为了建立1速档而将第3制动器B3设为固定状态，而是在1速档下设为固定状态，使得能够从1速档平滑地变速到后述的2速档。此外，要在1速档下使发动机制动有效时，只要将由双向离合器构成的第1制动器B1切换到固定状态(图4的“L”)即可。
在建立2速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态(图4的“R”)，将第2制动器B2和第3制动器B3设为固定状态，将第3离合器C3设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。此外，通过将第2制动器B2设为固定状态，使得第3行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc(第7要素)的旋转速度成为“0”。此外，通过将第3制动器B3设为固定状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度成为“0”。
此外，通过将第3离合器C3设为联结状态，使得第2联结体Ra-Sd的旋转速度成为与第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度相同的速度“0”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“2速档”，从而建立2速档。
在建立3速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第2制动器B2和第3制动器B3设为固定状态，将第2离合器C2设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。此外，通过将第2制动器B2设为固定状态，使得第3行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc(第7要素)的旋转速度成为“0”。此外，通过将第3制动器B3设为固定状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度成为“0”。
此外，通过将第2离合器C2设为联结状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb(第4要素)的旋转速度成为与和输入轴2联结的第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”。由于第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度为“0”，齿圈Rb(第4要素)的旋转速度为“1”，因此行星架Cb(第5要素)的旋转速度、即第1联结体Ca-Cb-Rc的旋转速度为i/(i+1)。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“3速档”，从而建立3速档。
在建立4速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第2制动器B2设为固定状态，将第2离合器C2和第3离合器C3设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。此外，通过将第2制动器B2设为固定状态，使得第3行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc(第7要素)的旋转速度成为“0”。
此外，通过将第3离合器C3设为联结状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)与第2联结体Ra-Sd以相同速度旋转。由此，在第1行星齿轮机构PGS1与第2行星齿轮机构PGS2之间，使行星架Ca(第2要素)与行星架Cb(第5要素)联结，使齿圈Ra(第3要素)与太阳轮Sb(第6要素)联结，在将第3离合器C3设为联结状态的4速档中，能够通过第1行星齿轮机构PGS1和第2行星齿轮机构PGS2来描绘由4个旋转要素构成的1个共线图。
并且，通过将第2离合器C2设为联结状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb(第4要素)的旋转速度成为与第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”，由第1行星齿轮机构PGS1和第2行星齿轮机构PGS2构成的、4个旋转要素中的两个旋转要素的旋转速度成为相同的速度“1”。
因此，第1行星齿轮机构PGS1和第2行星齿轮机构PGS2的各要素成为不能相对旋转的锁止状态，第1行星齿轮机构PGS1和第2行星齿轮机构PGS2的全部要素的旋转速度成为“1”。并且，第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为j/(j+1)，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“4速档”，从而建立4速档。
在建立5速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第2制动器B2设为固定状态，将第1离合器C1和第2离合器C2设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。此外，通过将第2制动器B2设为固定状态，使得第3行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc(第7要素)的旋转速度成为“0”。
此外，通过将第1离合器C1设为联结状态，使得第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为与第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“5速档”，从而建立5速档。
此外，无需为了建立5速档而将第2离合器C2设为联结状态。但是在4速档和后述的6速档中，需要将第2离合器C2设为联结状态，因此，为了能够平滑地从5速档降档到4速档和从5速档升档到后述的6速档，在5速档中也设为联结状态。
在建立6速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第1～第3这3个离合器C1～C3设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。
此外，通过将第2离合器C2和第3离合器C3设为联结状态，如在4速档中说明的那样，第1行星齿轮机构PGS1和第2行星齿轮机构PGS2的各要素成为不能相对旋转的状态，第2联结体Ra-Sd的旋转速度成为“1”。此外，通过将第1离合器C1设为联结状态，使得第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为“1”。
因此，在第4行星齿轮机构PGS4中，行星架Cd(第11要素)与太阳轮Sd(第12要素)成为相同的速度“1”，各要素成为不能相对旋转的锁止状态。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“6速档”的“1”，从而建立6速档。
在建立7速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第3制动器B3设为固定状态，将第1离合器C1和第2离合器C2设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。
此外，通过将第3制动器B3设为固定状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度成为“0”。此外，通过将第2离合器C2设为联结状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb(第4要素)的旋转速度成为与第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”，包含第2行星齿轮机构PGS2的行星架Cb(第5要素)的第1联结体Ca-Cb-Rc的旋转速度成为i/(i+1)。
此外，通过将第1离合器C1设为联结状态，使得第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为与和输入轴2联结的第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“7速档”，从而建立7速档。
在建立8速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第3制动器B3设为固定状态，将第1离合器C1和第3离合器C3设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。
此外，通过将第3制动器B3设为固定状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度成为“0”。此外，通过将第3离合器C3设为联结状态，使得第2联结体Ra-Sd的旋转速度成为与第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度相同的速度“0”。此外，通过将第1离合器C1设为联结状态，使得第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为与第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“8速档”，从而建立8速档。
在建立9速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第3制动器B3和第4制动器B4设为固定状态，将第1离合器C1设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。
此外，通过将第3制动器B3设为固定状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)的旋转速度成为“0”。此外，通过将第4制动器B4设为固定状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb(第4要素)的旋转速度也成为“0”。因此，第2行星齿轮机构PGS2的各要素Sb、Cb、Rb成为不能相对旋转的锁止状态，包含第2行星齿轮机构PGS2的行星架Cb(第5要素)的第1联结体Ca-Cb-Rc的旋转速度也成为“0”。
此外，通过将第1离合器C1设为联结状态，第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为与第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“9速档”，从而建立9速档。
在建立10速档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为反转阻止状态，将第4制动器B4设为固定状态，将第1离合器C1和第3离合器C3设为联结状态。通过将第1制动器B1设为反转阻止状态，允许第3联结体Cc-Cd的正转。
此外，通过将第3离合器C3设为联结状态，使得第2联结体Ra-Sd与第2行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb(第6要素)以相同速度旋转。此外，通过将第4制动器B4设为固定状态，使得第2行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb(第4要素)的旋转速度成为“0”。此外，通过将第1离合器C1设为联结状态，使得第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为与第1行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第1要素)的旋转速度相同的速度“1”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的“10速档”，从而建立10速档。
在建立后退档时，将作为双向离合器的第1制动器B1设为固定状态，将第3制动器B3设为固定状态，将第2离合器C2设为联结状态。此外，通过将第3制动器B3设为固定状态，将第2离合器C2设为联结状态，使得第1联结体Ca-Cb-Rc的旋转速度成为i/(i+1)。此外，通过将第1制动器B1设为固定状态，阻止第3联结体Cc-Cd的旋转，使得第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为“0”。并且，与输出部3联结的第4行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd(第10要素)的旋转速度处于图3所示的反转的“后退档”，从而建立后退档。
此外，在图3中用虚线表示的速度线表示在4个行星齿轮机构PGS1～PGS4中，其他行星齿轮机构的各要素跟随进行动力传递的行星齿轮机构进行旋转(空转)的情况。
图4是汇总地示出上述各变速档中的离合器C1～C3、制动器B1～B4的状态的图，其中，第1～第3这3个离合器C1～C3，第2制动器B2～第4制动器B4的列中的“○”表示联结状态或者固定状态，空栏表示释放状态。此外，第1制动器B1的列中的“R”表示反转阻止状态，“L”表示固定状态。
此外，带下划线的“R”和“L”表示由于第1制动器B1的作用而使第3联结体Cc-Cd的旋转速度成为“0”的情况。此外，“R/L”表示：在通常时，处于反转阻止状态的“R”，但是在发动机制动有效时，切换到固定状态的“L”。
此外，图4示出在设第1行星齿轮机构PGS1的齿轮比h为2.734，设第2行星齿轮机构PGS2的齿轮比i为1.614，设第3行星齿轮机构PGS3的齿轮比j为2.681，设第4行星齿轮机构PGS4的齿轮比k为1.914的情况下的各个变速档的变速比(输入轴2的旋转速度/输出部3的旋转速度)和公比(各个变速档之间的变速比之比。将规定的变速档的变速比除以比规定的变速档高1档的一侧的变速档的变速比而得到的值。)，可知的是，由此能够适当地设定公比。
接下来，参照图5，对双向离合器进行详细说明。第1制动器B1由双向离合器构成，该双向离合器在将第3联结体Cc-Cd固定于机壳1的固定状态和允许第3联结体Cc-Cd的正转而阻止反转的反转阻止状态之间自如地切换。在图5中示出该双向离合器的一例，并进行具体说明。
图5的作为第1制动器B1的双向离合器TW具有：内圈TW1，其与第3联结体Cc-Cd联结；外圈TW2，其隔着间隔配置在内圈TW1的径向外侧，并与机壳1联结；以及保持圈TW3，其配置在内圈TW1与外圈TW2之间。
在内圈TW1上，在外周面形成有多个凸轮面TW1a。在保持圈TW3上，与凸轮面TW1a对应地设置有多个缺口孔TW3a。辊子TW4收纳于该缺口孔TW3a。此外，双向离合器TW具有省略了图示的啮合机构。
啮合机构构成为在联结外圈TW2与保持圈TW3的外联结状态和联结内圈TW1与保持圈TW3的内联结状态之间自如地切换。
此外，辊子TW4的直径被设定为：如图5(a)所示，当辊子TW4位于凸轮面TW1a的中央部时空出间隙A，如图5(b)和图5(c)所示，当辊子TW4位于凸轮面TW1a的端部时，内圈TW1与外圈TW2接触。
在通过啮合机构设为使外圈TW2与保持圈TW3联结的外联结状态时，即使内圈TW1要向正转和反转中的任意一个方向旋转，如图5(b)和(c)所示，由于保持圈TW3固定于机壳1，因此辊子TW4也位于凸轮面TW1a的端部。
此时，辊子TW4被凸轮面TW1a和外圈TW2的内周面夹着，阻止了内圈TW1的旋转。即，双向离合器TW成为固定状态。
省略了图示的啮合机构构成为：在联结内圈TW1与保持圈TW3的内联结状态下，如图5(b)所示，缺口孔TW3a成为位于凸轮面TW1a的一个端部的状态。
在将图5的顺时针方向设为反转方向时，该双向离合器TW由于设为联结内圈TW1与保持圈TW3的内联结状态而成为反转阻止状态。
此外，在搭载有本实施方式的自动变速器TM的车辆中，设置有：将档位自如地切换到前进档、空档、后退档中的任意一个的线控换档(shift-by-wire)形式的变速杆42(档位检测部)；检测油压控制回路43的油的温度(油温)的油温检测部43a；检测车辆的行驶速度的车速检测部44；检测发动机制动的有效(ON)/无效(OFF)的发动机制动判定部46；检测驱动源ENG的转速的驱动源转速检测部48；检测输入轴2的转速的输入旋转速度检测部50；检测制动踏板的踩下(ON)/未踩下(OFF)的制动踏板检测部54；以及检测油门踏板的踩下/未踩下的油门开度检测部56。
控制部ECU接收以下信息：变速杆42的档位的信息；来自油温检测部43a的油压控制回路43的油的温度(油温)的信息；来自车速检测部44的车辆的行驶速度的信息；来自发动机制动判定部46的、作为发动机制动的使用状态的发动机制动的有效/无效的信息；来自驱动源转速检测部48的驱动源ENG的转速的信息；来自输入旋转速度检测部50的输入轴2的转速的信息；来自制动踏板检测部54的制动踏板的踩下/未踩下的信息；以及来自油门开度检测部56的油门踏板的踩下/未踩下的信息。
接着，参照图6和图7，说明在本实施方式的自动变速器TM中车辆朝后退侧行驶过程中且通过驾驶员的换档操作而将档位从后退档切换为前进档的情况下的控制部ECU的动作。控制部ECU按照规定的循环时间执行图6所示的流程图的处理。
另外，在图6的流程和图7中，以第1制动器B1为固定状态的情况(B1→L)为前提条件。在图8中，示出了第1制动器B1为反转阻止状态(R)时(B1→R)的状态转变。图7和图8的“Map(映射)”表示根据控制部所存储的映射图数据进行通常控制。此外，在本实施方式中，说明了车辆的行驶速度只能计测出绝对值，无法进行车速的前后退区分的情况。
在图6的流程中，首先在步骤1中为正朝后退侧行驶时，判定是否通过驾驶员的换档操作将档位从后退档切换为了前进档。在保持后退档的情况下，直接结束此次的处理。在步骤1中切换为了前进档的情况下，进入步骤2，判定是否为怠速空档接合状态。
另外，在本实施方式中，怠速空档接合状态定义为如下状态：控制部ECU将第3制动器B3设为固定状态，将第3离合器C3设为联结状态，使得输入轴2能够自由地旋转，并且阻止输出部3的旋转。
在步骤2中不是怠速空档接合状态的情况下，进入步骤3，判定是否处于空档控制(N(D禁止))中。在不处于空档控制(N(D禁止))中的情况下，进入步骤4，判定是否挂着1速档。在没有挂着1速档的情况下，进入步骤5，判定作为车辆的行驶速度的车速V(该情况下，为后退方向的车速)是否小于第1规定速度。
在步骤5中车速V不小于第1规定速度的情况下，换言之，车速V在第1规定速度以上的情况下，进入步骤6，判定车速V是否在第2规定速度以下，该第2规定速度是比第1规定速度快的速度且是作为转移到怠速空档接合状态的条件的车速。
在步骤6中车速V为第2规定速度以下的情况下，进入步骤7，使第3制动器B3保持联结状态(保持接合)，将第2离合器C2设为释放状态(off)，并且将第3离合器C3设为联结状态(on)，转移到怠速空档接合状态(I/N模式)并结束此次的处理。
在步骤6中车速V不为第2规定速度以下的情况下，换言之，车速V超过第2规定速度的情况下，分支到步骤8，执行以成为空档状态的方式控制接合机构(例如仅使第3制动器B3保持固定状态，将第2离合器C2设为释放状态等)的空档控制(N(D禁止))并结束此次的处理。
在步骤3中处于空档控制(N(D禁止))中的情况下，分支到步骤9，判定车速V是否小于第1规定速度。在车速V不小于第1规定速度的情况下，换言之，在车速V为第1规定速度以上的情况下，分支到步骤8，执行空档控制(N(D禁止))并直接结束此次的处理。
在步骤9中车速V小于第1规定速度的情况下，进入步骤10，使第3制动器B3保持固定状态，执行将第2离合器C2设为释放状态(off)并且将第2制动器B2设为固定状态(on)的挂1速档模式并结束此次的处理。
此外，在步骤4中处于执行挂1速档模式中的情况下，分支到步骤10，直接执行挂1速档模式并结束此次的处理。此外，在步骤5中车速V小于第1规定速度的情况下，分支到步骤10，执行挂1速档模式并结束此次的处理。
在步骤2中是怠速空档接合状态的情况下，分支到步骤11，判定车速V是否为没有发动机失速的可能的第3规定速度以下。此处，第3规定速度被设定为比第1规定速度慢的速度，且被设定为使得施加到变矩器中的输入负载低、没有产生发动机失速的可能的速度。
在车速V不小于第3规定速度的情况下，换言之，在车速V为第3规定速度以上的情况下，进入步骤7，接着执行怠速空档控制并结束此次的处理。
在步骤11中车速V为第3规定速度以下的情况下，分支到步骤12，将第3离合器C3设为释放状态(off)，将第2制动器B2设为固定状态(on)，结束怠速空档接合状态并结束此次的处理。
另外，在为怠速空档接合状态时驱动轮锁止而打滑的情况下，控制部适当控制接合机构C1～C3、B2～B4，使得能够解除该锁止。
此外，在本实施方式中，在转移到了挂1速档模式后，将第1制动器B1从固定状态切换为反转阻止状态。但是，也可以在转移到挂1速档模式前，将第1制动器B1从固定状态切换为反转阻止状态，将第2制动器B2设为固定状态，并设为挂2速档，然后将第3离合器C3切换为释放状态来设为挂1速档。
根据本实施方式的自动变速器TM，在后退行驶中且车速为第2规定速度以下、第1规定速度以上的情况下，释放第2离合器C2，接合第3离合器C3，使得输入轴2能够自由地旋转，并且阻止输出部3的旋转，以成为怠速空档接合状态的方式控制接合机构。此外，在车速超过第2规定速度的情况下阻止输出部3的旋转时，驱动轮可能会被锁止而打滑。
因此，在车速超过第2规定速度的情况下，设为空档，等待车速降低至小于第1规定速度，并在减速至小于第1规定速度后设为挂1速档。
由此，即使在车辆朝后退方向行驶的状态下，也能够阻止变矩器的涡轮反转。因此，根据本实施方式的自动变速器TM，能够防止在从后退档切换为前进档时向变矩器输入较高负载，并防止发动机失速。另外，在后退行驶中且车速小于第1规定速度时，没有向变矩器输入较高负载的可能。因此，能够立即转移到挂1速档模式。
另外，在本实施方式的自动变速器TM中，可以构成为省略任意1个变速档(例如，10速档)而进行前进9速档的变速。
此外，在本实施方式中，说明了利用线控换档形式的换档操作进行档位切换的情况。但是，档位的切换方法不限于此，例如，也可以构成为通过按压按钮等来切换档位。在该情况下，例如，可以构成为根据按钮的按压信号来判断所选择的档位。

Claims (4)

1.一种自动变速器，该自动变速器具有：
输入部，其被配置在机壳内，经由变矩器被传递驱动源的动力；
行星齿轮机构，其具有多个在所述机壳内自如旋转的要素；
多个接合机构，它们自如地切换到使所述要素彼此联结的联结状态，或者自如地切换到将所述要素固定于所述机壳的固定状态；
输出部；
档位检测部，其检测档位；
输入旋转速度检测部，其检测输入部的旋转速度；以及
控制部，其从该输入旋转速度检测部接收检测出的旋转速度的信息，并从所述档位检测部接收档位的信息，并且控制所述接合机构，
所述自动变速器自如地对所述输入部的旋转进行多档变速后从所述输出部输出，其中，
所述自动变速器具有切换机构，该切换机构在反转阻止状态和固定状态之间自如地切换，在所述反转阻止状态中，允许多个所述要素中的一个要素的沿车辆前进时的旋转方向进行的正转，阻止沿车辆后退时的旋转方向进行的反转，在所述固定状态中，将所述要素固定于所述机壳，
所述控制部在档位是前进档时，将所述切换机构设为所述反转阻止状态，在档位是后退档时，将所述切换机构设为所述固定状态，
在车辆正在朝后退侧行驶且档位被从后退档切换为前进档时，在车速为第1规定速度以上时，所述控制部控制所述接合机构，使得输入部能够自由地旋转，并且阻止输出部的旋转。
2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，
所述接合机构的组合是如下组合：能够更换为以所述自动变速器建立前进最低档时的接合组合进行接合的接合机构之一，且能够更换为以建立后退档时的接合组合进行接合的接合机构之一。
3.根据权利要求1或2所述的自动变速器，其特征在于，
在所述档位检测部检测到选择了后退档，且车速超过比所述第1规定速度高的第2规定速度的情况下，所述控制部控制所述接合机构，使得成为空档状态。
4.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，
在车速为第3规定速度以下的情况下，所述控制部变更为所述接合机构的建立前进最低档的接合组合，所述第3规定速度是比所述第1规定速度慢的速度，且是对所述变矩器施加的输入负载低的速度。
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