CN105705831B - 用于车辆的自动变速机 - Google Patents

Abstract

一种自动变速机包括：选择性地将第一转动部件接合到第二转动部件的第一接合机构，选择性地将第一转动部件接合到第三转动部件的第二接合机构以及其它接合机构。第一或第二接合机构中的至少一个为爪形离合器。自动变速机通过控制接合机构来设定中间速度级、高速度级和低速度级。第一接合机构在从高速度级变速到中间速度级中保持接合。第二接合机构在从低速度级变速到中间速度级中保持接合。当自动变速机通过控制其它接合机构来设定中间速度级时，通过爪形离合器耦接到第一转动部件的转动部件的转速与第一转动部件的转速一致。

Description

用于车辆的自动变速机

技术领域

本发明涉及一种安装在车辆上的自动变速机。

背景技术

在美国US 2012/0283064 A中描述了一种关于自动变速机的发明。在US 2012/0283064 A中描述的自动变速机包括四个行星齿轮组和六个接合机构。自动变速机能够选择性地设定九个前进速度级以及一个后退速度级中的一个。六个接合机构中的四个接合机构为摩擦离合器。其余两个接合机构为爪形离合器(dog clutch)。通过操作这六个接合机构中的三个接合机构以使三个接合机构同时处于接合状态来设定每个速度级。当执行伴随使爪形离合器中的开放状态的爪形离合器接合的操作或者使爪形离合器中的接合状态的爪形离合器开放的操作的变速时，与变速无关的至少一个摩擦离合器的扭矩容量增大。从而，所期望的爪形离合器以其中通过爪形离合器接合的转动部件的转速彼此同步的状态或者其中在转动部件之间基本上没有施加负载的状态而操作。

在US 2012/0283064 A中描述的自动变速机中，通过操作四个摩擦离合器和两个爪形离合器，四个行星齿轮组的转动元件之中的耦接关系或固定元件改变。通过该改变允许九个前进速度级将被设定。因为速度级的数量大，有可能扩大允许通过变速机而设定的齿轮比的范围。作为替换，有可能降低相邻的速度级之间的齿轮比的段差(step)。

发明内容

在US 2012/0283064 A中描述的变速机中，与现有的变速机相比，存在每个摩擦离合器的耐久性下降的问题。原因将于下文中描述。在US 2012/0283064 A中描述的变速机中，如上所述当期望的爪形离合器被操作时至少一个摩擦离合器被接合。例如，当爪形离合器被接合时，为了使通过爪形离合器接合的转动部件的转速同步，至少一个摩擦离合器被接合。作为替换，当爪形离合器被开放时，为了不在接合的转动部件之间施加负载，至少一个摩擦离合器被接合。在这些情况下被接合的摩擦离合器与期望的速度级的设定无关。从而，在US 2012/0283064 A中描述的变速机中，与摩擦离合器中每者仅为了设定速度级而被接合的情况相比，摩擦离合器中每者的摩擦材料上的负载增加。因此，存在每个摩擦离合器的耐久性下降的问题，以及引申开来，变速机的耐久性下降。

本发明提供一种用于车辆的自动变速机，其能够用尽可能简单的配置而设定大数量的速度级，且其具有高耐久性。

本发明的一个方面提供一种用于车辆的自动变速机。自动变速机包括第一转动部件、第二转动部件、第三转动部件和多个接合机构。多个接合机构包括第一接合机构、第二接合机构及除第一接合机构或第二接合机构以外的其它接合机构。多个速度级通过选择性地接合多个接合机构而设定。多个速度级包括中间速度级，具有比中间速度级更低的速度比的至少一个高速度级，以及具有比中间速度级更高的速度比的至少一个低速度级。第一接合机构被配置为选择性地将第一转动部件接合到第二转动部件。第一接合机构被配置为(a)当至少一个高速度级被设定时被接合，(b)当至少一个低速度级被设定时被开放，(c)在从至少一个高速度级变速到中间速度级时被保持于接合的状态，及(d)在从至少一个低速度级变速到中间速度级时被保持于开放的状态。第二接合机构被配置为选择性地将第一转动部件与第三转动部件接合。第二接合机构被配置为(i)当至少一个高速度级被设定时被开放，(ii)当至少一个低速度级被设定时被接合，(iii)在从至少一个高速度级变速到中间速度级时被保持于开放的状态，及(iv)在从至少一个低速度级变速到中间速度级时被保持于接合的状态。第一接合机构或第二接合机构中的至少一个为爪形离合器。自动变速机被配置以使当中间速度级被设定时，通过爪形离合器被耦接到第一转动部件的第二转动部件或第三转动部件中的至少一个的转速与第一转动部件的转速一致。

根据以上方面，有可能设定至少三个速度级，即，为预定的速度级的中间速度级、在比中间速度级更高速度侧的高速度级以及在比中间速度级更低速度侧的低速度级。在从低速度级或高速度级变速到中间速度级时，通过在第一接合机构和第二接合机构中的每一个的接合或开放的状态被保持的同时控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作，而允许中间速度级将被设定。在中间速度级被设定的状态下，第一转动部件的转速与通过爪形离合器被耦接到第一转动部件的第二转动部件或第三转动部件中的至少一个的转速一致。即，在中间速度级被设定的状态下，通过爪形离合器被接合或被开放的转动部件的转速互相同步。从而，有可能容易地接合开放的爪形离合器。当爪形离合器已被接合时，有可能将形离合器置于无负载或基本上无负载的状态。从而，有可能容易地开放接合的爪形离合器。因此，即使当第一接合机构或第二接合机构中的至少一个为爪形离合器时，第一接合机构和第二接合机构每者通过设定中间速度级也容易地被接合或开放。因此，通过在中间速度级被设定的状态下改变第一接合机构和第二接合机构中的每一个的接合或开放的状态，并控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作，有可能容易地执行从低速度级升速(upshift)到高速度级以及从高速度级降速(downshift)到低速度级两者。从而，有可能使通过爪形离合器耦接的转动部件的转速互相一致，而无需设置任何特殊装置或机构。作为替换，有可能使通过爪形离合器耦接的转动部件的转速互相一致，而无需执行任何特殊的控制。因此，有可能采用简单的配置，容易地改变包括至少一个爪形离合器的第一接合机构和第二接合机构中的每一个的接合或开放的状态。因为除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构仅为了操作爪形离合器而不被接合，因此有可能用于防止这些其它接合机构上的负载的增加。结果是，有可能改进车辆自动变速机的耐久性。

通过控制其它接合机构的操作并改变第一接合机构和第二接合机构中的每一个的接合或开放的状态，除中间速度级以外，有可能设定在比中间速度级更低速度侧的低速度级，以及在比中间速度级更高速度侧的高速度级。因此，响应于包括至少一个爪形离合器的第一接合机构和第二接合机构的操作，有可能容易地设定包括中间速度级的至少三个的多个速度级。

在以上方面中，中间速度级可为具有速度比为“1”的速度级。

根据以上方面，响应于包括至少一个爪形离合器的第一接合机构和第二接合机构的操作，有可能容易地设定包括在具有速度比为“1”的速度级两侧的减速速度级和加速速度级的多个速度级。

在以上方面中，第一接合机构和第二接合机构可为爪形离合器。自动变速机可被配置以使当中间速度级被设定时，所有第一转动部件的转速、第二转动部件的转速和第三转动部件的转速互相一致。

根据以上方面，有可能通过在保持均为爪形离合器的第一接合机构和第二接合机构中的每一个的接合或开放的状态的同时，控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作，而设定中间速度级。在中间速度级被设定的状态下，所有第一转动部件的转速、第二转动部件的转速和第三转动部件的转速互相一致。即，在中间速度级被设定的状态下，所有通过爪形离合器接合或开放的转动部件的转速互相同步。从而，有可能容易地接合开放的爪形离合器。当爪形离合器已被接合时，有可能将爪形离合器置于无负载或基本上无负载的状态。从而，有可能容易地开放接合的爪形离合器。因此，通过在中间速度级被设定的状态下改变第一接合机构和第二接合机构中的每一个的接合或开放的状态，并控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作，有可能容易地执行从低速度级升速至高速度级以及从高速度级降速至低速度级两者。

在以上方面中，自动变速机可进一步包括输出轴及布置在第一转动部件和输出轴之间的四个行星齿轮系。第一转动部件可为输入轴。

根据以上方面，根据本发明的车辆自动变速机可包括多个接合机构和四个行星齿轮系。多个接合机构包括第一接合机构和第二接合机构(包括以上描述的至少一个爪形离合器)，及除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构。

在以上方面中，第一接合机构和第二接合机构每者可被布置，以使在四个行星齿轮系的共线图中，以第一转动部件、第二转动部件和第三转动部件的转速相同的直线来表示。

根据以上方面，包括至少一个爪形离合器的第一接合机构和第二接合机构被布置在包括以上描述的四个行星齿轮系的车辆自动变速机中，以使在四个行星齿轮系的共线图中以相同的预定转速的线来表示。从而，在用作第一接合机构或第二接合机构的至少一个爪形离合器处于接合状态的状态中，通过爪形离合器接合的两个转动部件的转速以预定转速而互相一致。因此，通过接合除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构来设定中间速度级，有可能使用作第一接合机构或第二接合机构中的至少一个的至少一个爪形离合器的转动部件的转速互相一致。结果是，用作第一接合机构或第二接合机构中的至少一个的至少一个爪形离合器被置于可易操作状态。

在以上方面中，四个行星齿轮系可从靠近输入轴的一侧以第一行星齿轮系、第二行星齿轮系、第三行星齿轮系和第四行星齿轮系的顺序布置。第一行星齿轮系可包括第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件。第二行星齿轮系可包括第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件。第三行星齿轮系可包括第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件。第四行星齿轮系可包括第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件。其它接合机构可包括第一摩擦离合器、第二摩擦离合器、第三摩擦离合器、第一摩擦制动器、第二摩擦制动器和第三摩擦制动器。第一摩擦离合器可被配置为选择性地将第一转动元件和第四转动元件耦接到输入轴。第二摩擦离合器可被配置为选择性地将第二转动元件耦接到输入轴。第三摩擦离合器可被配置为选择性地将第三转动元件和第六转动元件耦接到输入轴。第一摩擦制动器可被配置为选择性地将第三转动元件和第六转动元件中的每一个固定于不可转动状态。第二摩擦制动器可被配置为选择性地将第二转动元件固定于不可转动状态。第三摩擦制动器可被配置为选择性地将第三行星齿轮系的转动元件或第四行星齿轮系的转动元件中的至少一个固定于不可转动状态。第二转动部件可为第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件中的任何一个。第三转动部件可为第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件中的任何一个。第一接合机构和第二接合机构可为爪形离合器。

自动变速机可被配置为设定十二个前进速度级和一个后退速度级。

根据以上方面，能够设定十二个前进速度级和一个后退速度级的车辆自动变速机可由四个行星齿轮系和包括两个爪形离合器的八个接合机构所组成。

在以上方面中，四个行星齿轮系可从靠近输入轴的一侧以第一行星齿轮系、第二行星齿轮系、第三行星齿轮系和第四行星齿轮系的顺序布置。第一行星齿轮系可包括第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件。第二行星齿轮系可包括第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件。第三行星齿轮系可包括第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件。第四行星齿轮系可包括第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件。其它接合机构可包括第一摩擦离合器、第二摩擦离合器、第三摩擦离合器、第一摩擦制动器、第二摩擦制动器、第三摩擦制动器和第四摩擦制动器。第一摩擦离合器可被配置为选择性地将第四转动元件耦接到输入轴。第二摩擦离合器可被配置为选择性地将第六转动元件耦接到输入轴。第三摩擦离合器可被配置为选择性地将第三转动元件耦接到第二行星齿轮系的转动元件中的任何两个。第一摩擦制动器可被配置为选择性地将第二转动元件固定于不可转动状态。第二摩擦制动器可被配置为选择性地将第三转动元件固定于不可转动状态。第三摩擦制动器可被配置为选择性地将第六转动元件固定于不可转动状态。第四摩擦制动器可被配置为选择性地将第三行星齿轮系的转动元件或第四行星齿轮系的转动元件中的至少一个固定于不可转动状态。第二转动部件可为第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件中的任何一个。第三转动部件可为第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件中的任何一个。第一接合机构和第二接合机构可为爪形离合器。

自动变速机可被配置为设定十二个前进速度级和一个后退速度级。

根据以上方面，能够设定十二个前进速度级和一个后退速度级的车辆自动变速机可由四个行星齿轮系和包括两个爪形离合器的九个接合机构所组成。

在以上方面中，自动变速机可进一步包括输出轴、前变速机单元和后变速机单元。第一转动部件可为输入轴。前变速机单元可被配置以使当其它接合机构中的至少任何两个被接合时，构成前变速机单元的转动元件以与第一转动部件相同的转速整体转动。后变速机单元可包括多个行星齿轮系。后变速机单元可包括第一元件、第二元件、第三元件和第四元件，其通过将多个行星齿轮系中的预定转动元件互相耦接而互相差动转动。第二转动部件可为第一元件。第一接合机构可被设置在第一元件和输入轴之间。第三转动部件可为第二元件。第二接合机构可被设置在第二元件和输入轴之间。第三元件可被耦接到构成前变速机单元的转动元件中的任何一个。第四元件可被耦接到输出轴。

根据以上方面，车辆自动变速机由输出轴、前变速机单元和后变速机单元所组成。前变速机单元被配置以使通过接合除第一接合机构或第二接合机构以外的预定的两个接合机构，整个前变速机单元整体地以与输入轴相同的转速转动。后变速机单元被配置以使第一元件通过接合第一接合机构被耦接到输入轴且第二元件通过接合第二接合机构被耦接到输入轴。因此，通过将前变速机单元设定到前变速机单元以与输入轴相同的转速转动的状态以及接合第一接合机构或第二接合机构，整个前变速机单元和后变速机单元中的每一个以与输入轴相同的转速转动。即，输入轴和输出轴以相同的转速转动，且具有速度比1的被称作直接耦接的速度级被设定。从而，在第一接合机构和第二接合机构中的一个被接合的状态中，通过控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作，有可能设定直接耦接的速度级。在通过接合第一接合机构并开放第二接合机构而设定的直接耦接的速度级的状态中，通过控制其它接合机构的操作，有可能设定高速度级。在通过接合第二接合机构并开放第一接合机构而设定的直接耦接的速度级的状态中，通过控制其它接合机构的操作，有可能设定低速度级。即，这种情况的直接耦接的速度级为根据本发明的中间速度级，且可通过在第一接合机构和第二接合机构中的一个被接合的状态中，控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作而设定中间速度级。在中间速度级(即直接耦接的速度级)被设定的状态中，甚至当第一接合机构或第二接合机构中的至少一个为爪形离合器时，有可能容易地改变第一接合机构和第二接合机构中的每一个的接合或开放的状态。例如，通过容易地接合第二接合机构，有可能从第一接合机构被接合和第二接合机构被开放的状态变成第一接合机构和第二接合机构两者均被接合的状态。通过容易地开放第一接合机构，有可能从该状态变成第一接合机构被开放且第二接合机构被接合的状态。同样地，通过容易地接合第一接合机构，有可能从第一接合机构被开放且第二接合机构被接合的状态变成第一接合机构和第二接合机构两者被接合的状态。通过容易地开放第二接合机构，有可能从该状态变成第一接合机构被接合且第二接合机构被开放的状态。用这种方式，一旦通过从第一接合机构和第二接合机构中的一个被接合的状态变成第一接合机构和第二接合机构两者被接合的状态，就有可能容易地改变第一接合机构和第二接合机构中每一个的接合或开放的状态。即，有可能容易地交换第一接合机构和第二接合机构之间的传递扭矩。因此，有可能适当地设定至少三个速度级，即，低速度级、中间速度级和高速度级，所以有可能适当地进行于其间的变速。

在以上方面中，后变速机单元的第一元件、第二元件、第三元件和第四元件可基于共线图中的多个行星齿轮系之中的齿轮比，由间隔地互相平行布置的四条线段所表示。后变速机单元的第一元件、第二元件、第三元件和第四元件中每个的转速可由共线图中与四条线段相交的基线的距离来表示。在共线图中，可通过由两点所决定的直线来表示至少一个高速度级，该两点为指示第三元件的转速的点和指示接合的第一接合机构的转速的点。在共线图中，可通过由两点所决定的直线来表示至少一个低速度级，该两点为指示第三元件的转速的点和指示接合的第二接合机构的转速的点。在共线图中，可通过由两点所决定的直线来表示中间速度级，该两点为指示接合的第一接合机构的转速的点和指示接合的第二接合机构的转速的点。

根据以上方面，在第一接合机构被接合的状态中通过控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作，耦接到前变速机单元的后变速机单元的第三元件的转速被多步设定。从而，有可能设定多个高速度级。在第二接合机构被接合的状态中通过控制除第一接合机构或第二接合机构之外的其它接合机构的操作，耦接到前变速机单元的后变速机单元的第三元件的转速被多步设定。从而，有可能设定多个低速度级。经由中间速度级，有可能容易地进行在高速度级和低速度级之间的变速。如上所述，在中间速度级被设定的状态下，有可能容易地交换在第一接合机构和第二接合机构之间的传递扭矩。因此，有可能适当地进行在高速度级和低速度级之间的变速，所以有可能适当地设定多个速度级。

附图说明

本发明的示例性实施例的特点、优势、及技术和工业意义将参照附图描述如下，附图中相同的标号指示相同的元件，且在附图中：

图1为用于说明根据本发明的车辆自动变速机的齿轮系的示例的图；

图2为示出对应于由图1所示的车辆自动变速机设定的每个速度级的接合机构的接合和开放状态的表；

图3为示出在图1所示的车辆自动变速机中所使用的每个行星齿轮系的转动元件的状态的共线图；

图4为用于说明根据本发明的自动变速机的齿轮系的另一示例的图；

图5为示出对应于由图4所示的车辆自动变速机设定的每个速度级的接合机构的接合和开放状态的表；

图6为示出在图4所示的车辆自动变速机中所使用的每个行星齿轮系的转动元件的状态的共线图；

图7为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的行星齿轮系和接合机构的组合的变形的图；

图8为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的行星齿轮系和接合机构的组合的变形的图；

图9为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的行星齿轮系和接合机构的组合的变形的图；

图10为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的行星齿轮系和接合机构的组合的变形的图；

图11为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的行星齿轮系和接合机构的组合的变形的图；

图12为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的行星齿轮系和接合机构的组合的变形的图；

图13为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的第一接合机构和第二接合机构的另一配置示例的图；

图14为用于说明根据本发明的车辆自动变速机中所使用的第一接合机构和第二接合机构的另一配置示例的图；以及

图15A至图15D为用于说明根据本发明的车辆自动变速机的另一配置示例和操作原理的共线图。

具体实施方式

将参考附图对本发明进行描述。图1示出适用于本发明的车辆自动变速机的齿轮系的示例。图1所示的自动变速机1包括四个行星齿轮系和八个接合机构，且被配置为能够设定十二个前进速度级和一个后退速度级。

在图1中，自动变速机1被设置在车辆的驱动力源(未示出)和驱动轮(未示出)之间。从驱动力源输出的动力经由变矩器2被输入到输入轴3。四个行星齿轮系，即第一行星齿轮系P1、第二行星齿轮系P2、第三行星齿轮系P3和第四行星齿轮系P4，从靠近输入轴3的一侧(从图1的左侧)以所陈述的顺序被布置。这些第一行星齿轮系P1、第二行星齿轮系P2、第三行星齿轮系P3和第四行星齿轮系P4沿着与输入轴3相同的轴线被串联布置。在图1所示的示例中，上述第一行星齿轮系P1、第二行星齿轮系P2、第三行星齿轮系P3和第四行星齿轮系P4为根据本发明的“四个行星齿轮系”的示例。

在自动变速机1中，有可能省略变矩器2或降低变矩器2的尺寸。原因在于，如上所述，自动变速机1能够设定大数量的前进速度级，即，十二个前进速度级。因此，与现有的五速或六速自动变速机相比，有可能扩大朝向低速度侧的速度级的可设定的速度比的范围，即，具有高速度比的速度级。从而，有可能设定与现有的速度级相比具有更大的扭矩放大功能的速度级。因为允许设定该大的减速速度级，变矩器2的扭矩放大功能变得不必要。作为替换，变矩器2的扭矩放大功能可被降低。结果是，有可能省略变矩器2或降低变矩器2的尺寸。

第一行星齿轮系P1为双小齿轮型(double-pinion-type)行星齿轮系。具体地，第一行星齿轮系P1包括第一太阳轮Sp1、第一环形齿轮Rp1和第一导轮Cp1。第一环形齿轮Rp1被布置为与第一太阳轮Sp1同心。第一导轮Cp1保持两个小齿轮对(未示出)，以使两个小齿轮对可自转及并可公转。两个小齿轮对每者与这些第一太阳轮Sp1和第一环形齿轮Rp 1相啮合。

第二行星齿轮系P2为单小齿轮型(single-pinion-type)行星齿轮系。具体地，第二行星齿轮系P2包括第二太阳轮Sp2、第二环形齿轮Rp2和第二导轮Cp2。第二环形齿轮Rp2被布置为与第二太阳轮Sp2同心。第二导轮Cp2保持小齿轮(未示出)，以使小齿轮可自转(rotatable)及并可公转(revolvable)。每个小齿轮与这些第二太阳轮Sp2和第二环形齿轮Rp2相啮合。

第三行星齿轮系P3为单小齿轮型行星齿轮系。具体地，第三行星齿轮系P3包括第三太阳轮Sp3、第三环形齿轮Rp3和第三导轮Cp3。第三环形齿轮Rp3被布置为与第三太阳轮Sp3同心。第三导轮Cp3保持小齿轮(未示出)，以使小齿轮可自转及并可公转。每个小齿轮与这些第三太阳轮Sp3和第三环形齿轮Rp3相啮合。

第四行星齿轮系P4为单小齿轮型行星齿轮系。具体地，第四行星齿轮系P4包括第四太阳轮Sp4、第四环形齿轮Rp4和第四导轮Cp4。第四环形齿轮Rp4被布置为与第四太阳轮Sp4同心。第四导轮Cp4保持小齿轮(未示出)，以使小齿轮可转自及并可公转。每个小齿轮与这些第四太阳轮Sp4和第四环形齿轮Rp4相啮合。

上述行星齿轮系P1、P2、P3、P4中的相邻两个互相耦接。即，第一行星齿轮系P1的第一太阳轮Sp1被耦接到第二行星齿轮系P2的第二太阳轮Sp2。第一行星齿轮系P1的第一导轮Cp1被耦接到第二行星齿轮系P2的第二环形齿轮Rp2。第二行星齿轮系P2的第二导轮Cp2被耦接到第三行星齿轮系P3的第三环形齿轮Rp3。第三行星齿轮系P3的第三导轮Cp3被耦接到第四行星齿轮系P4的第四环形齿轮Rp4。第三行星齿轮系P3的第三太阳轮Sp3被耦接到第四行星齿轮系P4的第四太阳轮Sp4。第四行星齿轮系P4的第四导轮Cp4被耦接到输出轴4。输出轴4经由例如螺旋轴(未示出)、差动齿轮(未示出)、驱动轴(未示出)等而被耦接到驱动轮。

在图1所示的示例中，在上述四个行星齿轮系P1、P2、P3、P4之中，第一行星齿轮系P1为根据本发明的第一行星齿轮系的示例，第一行星齿轮系P1的第一太阳轮Sp1、第一环形齿轮Rp1和第一导轮Cp1分别为根据本发明的第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件的示例。第二行星齿轮系P2为根据本发明的第二行星齿轮系的示例。第二行星齿轮系P2的第二太阳轮Sp2、第二导轮Cp2和第二环形齿轮Rp2分别为根据本发明的第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件的示例。第三行星齿轮系P3为根据本发明的第三行星齿轮系的示例。第三行星齿轮系P3的第三太阳轮Sp3、第三导轮Cp3和第三环形齿轮Rp3分别为根据本发明的第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件的示例。第四行星齿轮系P4为根据本发明的第四行星齿轮系的示例。第四行星齿轮系P4的第四太阳轮Sp4、第四导轮Cp4和第四环形齿轮Rp4分别为根据本发明的第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件的示例。

离合器C1被设置在输入轴3和第一行星齿轮系P1之间。离合器C1选择性地将输入轴3耦接到第一行星齿轮系P1的第一太阳轮Sp1。离合器C1为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动元件相对于彼此转动。

离合器C2被设置在输入轴3和第一行星齿轮系P1之间。离合器C2选择性地将输入轴3耦接到第一行星齿轮系P1的第一环形齿轮Rp1。与上述离合器C1一样，离合器C2为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动元件相对于彼此转动。

离合器C3被设置在输入轴3和第一行星齿轮系P1之间。离合器C3选择性地将输入轴3耦接到第一行星齿轮系P1的第一导轮Cp1和第二行星齿轮系P2的第二环形齿轮Rp2。与上述离合器C1、C2一样，离合器C3为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动元件相对于彼此转动。

制动器B1被设置在第一行星齿轮系P1的第一导轮Cp1和第二行星齿轮系P2的第二环形齿轮Rp2中。制动器B1选择性地停止这些第一导轮Cp1和第二环形齿轮Rp2的转动。制动器B1为通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器。

制动器B2被设置在在第一行星齿轮系P1的第一环形齿轮Rp1中。制动器B2选择性地停止第一环形齿轮Rp1的转动。与上述制动器B1一样，制动器B2为通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器。

制动器B3被设置在第三行星齿轮系P3的第三导轮Cp3和第四行星齿轮系P4的第四环形齿轮Rp4中。制动器B3选择性地停止这些第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4的转动。与制动器B1、B2一样，制动器B3为通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器。

离合器D1被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P3之间。离合器D1选择性地将输入轴3耦接到第三行星齿轮系P3的第三导轮Cp3。离合器D1被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。离合器D1为将转动部件互相啮合并机械接合的爪形离合器。转动部件相对于彼此转动。

离合器D2被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P3之间。离合器D2选择性地将输入轴3耦接到第三行星齿轮系P3的第三太阳轮Sp3。离合器D2连同上述离合器D1被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。与上述离合器D1一样，离合器D2为将转动部件互相啮合并机械接合的爪形离合器。转动部件相对于彼此转动。

在图1所示的示例中，上述输入轴3为根据本发明的“第一转动部件”的示例。第三导轮Cp3为根据本发明的“第二转动部件”的示例。此外，第三导轮Cp3为根据本发明的后变速机单元Rr(稍后将描述)的“第一元件”的示例。从而，离合器D1为根据本发明的“第一爪形离合器”的示例。上述第三太阳轮Sp3为根据本发明的“第三转动部件”的示例。此外，第三太阳轮Sp3为后变速机单元Rr(稍后将描述)的“第二元件”的示例。从而，离合器D2为根据本发明的“第二爪形离合器”的示例。如上所述，八个接合机构，即作为摩擦离合器的离合器C1、C2、C3，作为摩擦制动器的制动器B1、B2、B3，及作为爪形离合器的离合器D1、D2，为根据本发明的“多个接合机构”的示例。

在上述“多个接合机构”之中，离合器C1、C2、C3和制动器B1、B2、B3为根据本发明的“其它接合机构”的示例。具体地，离合器C1是选择性地将第一太阳轮Sp1(第一转动元件)和第二太阳轮Sp2(第四转动元件)两者都耦接到输入轴3的摩擦离合器，且为根据本发明的“第一摩擦离合器”的示例。离合器C2是选择性地将第一环形齿轮Rp1(第二转动元件)耦接到输入轴3的摩擦离合器，且为根据本发明的“第二摩擦离合器”的示例。离合器C3是选择性地将第一导轮Cp1(第三转动元件)和第二环形齿轮Rp2(第六转动元件)两者都耦接到输入轴3的摩擦离合器，且为根据本发明的“第三摩擦离合器”的示例。制动器B1是选择性地将第一导轮Cp1(第三转动元件)和第二环形齿轮Rp2(第六转动元件)两者都固定于不可转动状态的摩擦离合器，且为根据本发明的“第一摩擦制动器”的示例。制动器B2是选择性地将第一环形齿轮Rp1(第二转动元件)固定于不可转动状态的摩擦制动器，且为根据本发明的“第二摩擦制动器”的示例。制动器B3是选择性地将第三导轮Cp3(第八转动元件)和第四环形齿轮Rp4(第十二转动元件)两者都固定于不可转动状态的摩擦制动器。即，制动器B3是选择性地将第三行星齿轮系P3的转动元件或第四行星齿轮系P4的转动元件中的至少一个固定于不可转动状态的摩擦制动器。从而，制动器B3为根据本发明的“第三摩擦制动器”的示例。

如此配置的自动变速机1能够通过操作接合机构，即离合器C1、C2、C3，制动器B1、B2、B3和离合器D1、D2，设定12个前进速度级和一个后退速度级。图2的表格示出对应于每个速度级的接合机构的接合和开放状态。在图2中，“+”表示接合状态，而空格表示开放状态。“*”表示离合器D1和离合器D2中的一个处于接合状态或者两个离合器D1和离合器D2都处于接合状态。图3的共线图示出在每个速度级被设定的状态中行星齿轮系P1、P2、P3、P4的状态。在图3中，左侧的四条竖线(线段)分别代表在包括第一行星齿轮系P1和第二行星齿轮系P2的前变速机单元Fr中的转动元件(第一太阳轮Sp1、第一环形齿轮Rp1、第一导轮Cp1、第二太阳轮Sp2、第二环形齿轮Rp2和第二导轮Cp2)。这些左侧的四条竖线基于在第一行星齿轮系P1和第二行星齿轮系P2中的转动元件之中的齿轮比而被间隔地互相平行布置。另一方面，右侧的四条竖线(线段)代表在包括第三行星齿轮系P3和第四行星齿轮系P4的后变速机单元Rr中的转动元件(第三太阳轮Sp3、第三环形齿轮Rp3、第三导轮Cp3、第四太阳轮Sp4、第四环形齿轮Rp4和第四导轮Cp4)。这些右侧的四条竖线基于在第三行星齿轮系P3和第四行星齿轮系P4中的转动元件之中的齿轮比也被间隔地互相平行布置。与上述左侧的四条竖线和右侧的四条竖线以直角相交且以“0”表示的横线为在该处转速为“0”的基线。指示沿着每条上述竖线与基线的距离的点表示转动元件中的对应一个的转速。直线Lin为指示输入轴3的转速的横线。

如图2所示，第一速度(1st)通过接合离合器C1、制动器B2和离合器D2并开放离合器C2、离合器C3、制动器B1、制动器B3和离合器D1而被设定。在图3的共线图中，第一速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf1和后变速机单元Rr的直线Lr1来表示。具体地，扭矩经由离合器C1从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2。扭矩经由离合器D2从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。因为制动器B2被接合，输入到第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2的扭矩从第二导轮Cp2输出。第二导轮Cp2沿着与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3连同第二导轮Cp2以与输入轴3的转动方向相反的方向转动，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4的扭矩转速显著降低且从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。从而，通过显著降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4。即，具有最大速度比的第一速度被设定。

第二速度(2nd)通过接合制动器B2、制动器B3和离合器D2并开放离合器C1、离合器C2、离合器C3、制动器B1和离合器D1而被设定。在图3的共线图中，第二速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf2及后变速机单元Rr的直线Lr2来表示。具体地，扭矩经由离合器D2从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。因为制动器B3被接合，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4的扭矩转速降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第一速度中第四导轮Cp4的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第一速度更低的速度比的第二速度被设定。

第三速度(3rd)通过接合制动器B1、制动器B2和离合器D2并开放离合器C1、离合器C2、离合器C3、制动器B3和离合器D1而被设定。在图3的共线图中，第三速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf3及后变速机单元Rr的直线Lf3来表示。具体地，因为制动器B1和制动器B2两者都被接合，所有前变速机单元Fr的转动元件的转速均为“0”。相应地，被耦接到前变速机单元Fr的第二导轮Cp2的后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3的转速也为“0”。

另一方面，扭矩经由离合器D2从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。因为第三环形齿轮Rp3的转速被固定到“0”，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4的扭矩转速降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第二速度中第四导轮Cp4的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第二速度更低的速度比的第三速度被设定。

第四速度(4th)通过接合离合器C3、制动器B2和离合器D2并开放离合器C1、离合器C2、制动器B1、制动器B3和离合器D1而被设定。在图3的共线图中，第四速度的状态由前变速机单元Fr直线Lf4及后变速机单元Rr的直线Lr4来表示。具体地，扭矩经由离合器C3从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一导轮Cp1和第二环形齿轮Rp2。扭矩经由离合器D2从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。因为制动器B2被接合，输入到第一导轮Cp1和第二环形齿轮Rp2的扭矩转速降低并从第二导轮Cp2输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3的转速低于输入轴3的转速，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4的扭矩转速降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第三速度情况下第四导轮Cp4的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第三速度更低的速度比的第四速度被设定。

第五速度(5th)通过接合离合器C1、制动器B1和离合器D2并开放离合器C2、离合器C3、制动器B2、制动器B3和离合器D1而被设定。在图3的共线图中，第五速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf5及后变速机单元Rr的直线Lr5来表示。具体地，扭矩经由离合器C1从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2。扭矩经由离合器D2从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。因为制动器B1被接合，输入到第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2的扭矩转速降低并从第二导轮Cp2输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3的转速低于输入轴3的转速，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4的扭矩转速降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第四速度情况下第四导轮Cp4的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第四速度更低的速度比的第五速度被设定。

第六速度(6th)通过接合离合器C2、制动器B1和离合器D2并开放离合器C1、离合器C3、制动器B2、制动器B3和离合器D1而被设定。在图3的共线图中，第六速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf6及后变速机单元Rr的直线Lr6来表示。具体地，扭矩经由离合器C2从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一环形齿轮Rp1。扭矩经由离合器D2从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。因为制动器B1被接合，输入到第一环形齿轮Rp1的扭矩转速降低并从第二导轮Cp2输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3的转速低于输入轴3的转速，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4的扭矩转速降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于在上述第五速度情况下第四导轮Cp4的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第五速度更低的速度比的第六速度被设定。

第七速度(7th)通过接合离合器C1和离合器C2，开放制动器B1、制动器B2和制动器B3，并接合离合器D1和离合器D2中的一个而被设定。例如，在从上述第六速度的状态升速的时候，允许通过接合开放的离合器C1并开放接合的制动器B1而设定第七速度。在这种情况下，离合器C2和离合器D2每者保持接合状态，且离合器D1、制动器B2和制动器B3每者保持开放状态。作为替换，在从第八速度(稍后将描述)的状态降速的时候，允许通过接合开放的离合器C1并开放接合的制动器B1而设定第七速度。在这种情况下，离合器C2和离合器D1每者保持接合状态，且离合器D2、制动器B2和制动器B3每者保持开放状态。

如图1所示配置的自动变速机1中，第七速度被设定为具有速度比“1”的被称作直接耦接的速度级。在图3的共线图中，第七速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf7及后变速机单元Rr的直线Lr7来表示。例如，在从包括第一速度至第六速度的减速速度级中的任何一级升速到第七速度的时候，第七速度被设定处于离合器D1保持开放状态而离合器D2保持接合状态的状态。在这种情况下，扭矩经由离合器C1从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2。扭矩经由离合器C2从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一环形齿轮Rp1。此外，扭矩经由离合器D2从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。当输入轴3的扭矩同时被输入到第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2两者及第一环形齿轮Rp1时，第一行星齿轮系P1和第二行星齿轮系P2中的每一个的所有转动元件以与输入轴3相同的转速转动。即，整个前变速机单元Fr整体地与输入轴3一起转动。从而，从输入轴3输入到前变速机单元Fr的扭矩从第二导轮Cp2直接输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

例如，在从包括第八速度至第十二速度(稍后将描述)的加速速度级中的任何一级到第七速度降速的时候，第七速度被设定处于离合器D1保持接合状态且离合器D2保持开放状态的状态。在这种情况下，扭矩经由离合器C1从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2。扭矩经由离合器C2从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一环形齿轮Rp1。此外，扭矩经由离合器D1从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。

另一方面，当后变速机单元Rr中离合器D2被接合时，扭矩也从输入轴3输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。作为替换，当离合器D1被接合时，扭矩也从输入轴3输入到第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。无论如何，输入轴3的扭矩同时被输入到第三行星齿轮系P3的转动元件中的任何两个。因此，第三行星齿轮系P3的所有转动元件以与输入轴3相同的转速转动。相应地，第四行星齿轮系P4的所有转动元件以与输入轴3相同的转速转动。即，整个后变速机单元Rr也整体地与输入轴3一起转动。从而，输入轴3的扭矩从第四导轮Cp4直接输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速与输入轴3的转速相同，且高于上述第六速度情况下第四导轮Cp4的转速。从而，与驱动力源的转速相同的转速的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第六速度更低的速度比并且具有速度比为“1”的第七速度被设定。

第八速度(8th)通过接合离合器C2、制动器B1和离合器D1并开放离合器C1、离合器C3、制动器B2、制动器B3和离合器D2而被设定。在图3的共线图中，第八速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf6及后变速机单元Rr的直线Lr8来表示。具体地，扭矩经由离合器C2从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一环形齿轮Rp1。扭矩经由离合器D1从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。因为制动器B1被接合，输入到第一环形齿轮Rp1的扭矩转速降低并从第二导轮Cp2输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3的转速低于输入轴3的转速，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4的扭矩转速降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第七速度情况下第四导轮Cp4的转速。从而，通过增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第七速度更低的速度比的第八速度被设定。

第九速度(9th)通过接合离合器C1、制动器B1和离合器D1并开放离合器C2、离合器C3、制动器B2、制动器B3和离合器D2而被设定。在图3的共线图中，第九速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf5及后变速机单元Rr的直线Lr9来表示。具体地，扭矩经由离合器C1从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2。扭矩经由离合器D1从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。因为制动器B1被接合，输入到第一环形齿轮Rp1的扭矩转速降低并从第二导轮Cp2输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3的转速低于输入轴3的转速，输入到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4扭矩转速增加并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第八速度的情况下第四导轮Cp4的转速。从而，通过增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第八速度更低的速度比的第九速度被设定。

第十速度(10th)通过接合离合器C3、制动器B2和离合器D1并开放离合器C1、离合器C2、制动器B1、制动器B3和离合器D2而被设定。在图3的共线图中，第十速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf4及后变速机单元Rr的直线Lr10来表示。具体地，扭矩经由离合器C3从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一导轮Cp1和第二环形齿轮Rp2。扭矩经由离合器D1从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。因为制动器B2被接合，输入到第一导轮Cp1和第二环形齿轮Rp2的扭矩转速降低并从第二导轮Cp2输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3的转速低于输入轴3的转速，输入到第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4的扭矩转速增加并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第九速度的情况下第四导轮Cp4的转速。从而，通过增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第九速度更低的速度比的第十速度被设定。

第十一速度(11th)通过接合制动器B1、制动器B2和离合器D1并开放离合器C1、离合器C2、离合器C3、制动器B3和离合器D2而被设定。在图3的共线图中，第十速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf3及后变速机单元Rr的直线Lr11来表示。具体地，当制动器B1和制动器B2两者都被接合时，前变速机单元Fr的所有转动元件的转速为“0”。相应地，被耦接到前变速机单元Fr的第二导轮Cp2的后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3的转速也为“0”。

另一方面，扭矩经由离合器D1从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。因为第三环形齿轮Rp3的转速被固定到“0”，输入到第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4的扭矩转速降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速高于上述第十速度情况下第四导轮Cp4的转速。从而，通过增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第十速度更低的速度比的第十一速度被设定。

第十二速度(12th)通过接合离合器C1、制动器B2和离合器D1并开放离合器C2、离合器C3、制动器B1、制动器B3和离合器D2而被设定。在图3的共线图中，第十二速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf1及后变速机单元Rr的直线Lr12来表示。具体地，扭矩经由离合器C1从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2。扭矩经由离合器D1从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。因为制动器B2被接合，输入到第一太阳轮Sp1和第二太阳轮Sp2的扭矩从第二导轮Cp2输出。第二导轮Cp2以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为第三环形齿轮Rp3连同第二导轮Cp2以与输入轴3的转动方向相反的方向转动，输入到第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4的扭矩转速显著降低并从第四导轮Cp4输出。然后扭矩被传递到输出轴4。从而，通过显著增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4。即，具有最小速度比的第十二速度被设定。

如图1所示配置的自动变速机1中，离合器D1和离合器D2的接合状态在包括第一速度至第六速度的减速速度级和包括第八速度至第十二速度的加速速度级之间互换。即，在包括第一速度至第六速度的减速速度级中，离合器D1被开放及离合器D2被接合是不可或缺的。与此相反，在包括第八速度至第十二速度的加速速度级中，离合器D1被接合及离合器D2被开放是不可或缺的。如上所述，因为离合器D1和离合器D2为爪形离合器，当进行接合或开放这些离合器D1和离合器D2的操作时，要求使通过离合器D1和离合器D2而互相接合的转动部件的转速同步。作为替换，要求离合器D1和离合器D2被置于空载状态。与此相反，根据本发明的自动变速机1被配置以使，当第七速度被设定时，通过离合器D1和离合器D2而互相接合的转动部件的转速同步，或者离合器D1和离合器D2每者都置于空载状态。

如上所述，自动变速机1被配置以使第七速度为具有速度比“1”的直接耦接的速度级。因此，在第七速度被设定的状态中，所有第一行星齿轮系P1、第二行星齿轮系P2、第三行星齿轮系P3和第四行星齿轮系P4整体地与输入轴3一起转动。从而，在第七速度被设定的状态中，通过离合器D1选择性地耦接到输入轴3的第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4每者也以与输入轴3相同的转速转动。同样地，通过离合器D2选择性地耦接到输入轴3的第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4每者也以与输入轴3相同的转速转动。

以这种方式，在根据本发明的自动变速机1中，第七速度通过将均为爪形离合器的离合器D1和离合器D2保持于接合状态或开放状态，并改变除这些爪形离合器Dl、D2的其它接合机构(具体地离合器C1和制动器B1)的每一个的接合或开放的状态而被设定。自动变速机1被配置以使在第七速度中，通过离合器D1接合的转动部件的转速及通过离合器D2接合的转动部件的转速全部互相一致。换言之，在根据本发明的自动变速机1中，均为爪形离合器的离合器D1和离合器D2被布置以使得以在如图3所示的用于行星齿轮系P1、P2、P3、P4的共线图中转速相同的线来表示(即，表示输入轴3的转速的直线Lin)。如上所述，由自动变速机1设定的第七速度为具有速度比“1”的速度级。由自动变速机1设定的第七速度是在包括第一速度至第六速度并具有较高速度比的减速速度级和包括第八速度至第十二速度并具有较低速度比的加速速度级之间的速度级。

从而，在根据本发明的自动变速机1中，当第七速度被设定时，通过离合器D1和离合器D2耦接的所有转动部件的转速互相一致。因此，在离合器D1和离合器D2之间，例如，在开放的离合器D1(或离合器D2)中，此后接合的两个转动部件的转速互相同步化。在接合的离合器D2(或离合器D1)中，通过接合其它开放的离合器D1(或离合器D2)将离合器D1和离合器D2两者都设定为接合状态，则在此后开放的两个转动部件之间没有负载被施加。从而，通过设定第七速度，离合器D1和离合器D2中的每一个可操作地被接合或开放。在此状态下，通过接合离合器Dl并开放离合器D2，有可能设定包括第八速度至第十二速度的加速速度级中的任何一个。作为替换，通过开放离合器D1并接合离合器D2，有可能设定包括第一速度至第六速度的减速速度级中的任何一个。因此，采用根据本发明的自动变速机1，例如，无需设置诸如同步接合机构的特殊装置或机构，有可能使通过离合器D1和离合器D2耦接的转动部件的转速互相一致。作为替换，无需为了这个目的而执行特殊的控制，有可能使通过离合器D1和离合器D2耦接的转动部件的转速互相一致。因为，除了离合器D1或离合器D2以外的其它接合机构仅为了如上所述操作离合器D1或离合器D2的目的而未被接合，因此有可能抑制这些其它接合装置的耐久性的降低。

与如上所述而设定的包括第一速度至第十二速度的前进速度级相反，后退速度级(Rev)通过接合离合器C3、制动器B2和制动器B3并开放离合器C1、离合器C2、制动器B1、离合器D1和离合器D2而被设定。在图3的共线图中，后退速度级的状态由前变速机单元Fr的直线Lf4及后变速机单元Rr的直线Lr13来表示。具体地，扭矩经由离合器C3从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一导轮Cp1和第二环形齿轮Rp2。因为制动器B2被接合，输入到这些第一导轮Cp1和第二环形齿轮Rp2的扭矩转速降低并从第二导轮Cp2输出。从第二导轮Cp2输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp3。

另一方面，因为制动器B3被接合，输入到第三环形齿轮Rp3的扭矩从第四导轮Cp4输出。第四导轮Cp4以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp4的转速低于输入轴3的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4。扭矩以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。即，后退速度级被设定。

在自动变速机1一旦从前进速度级中的任何一个被设定的状态变为中性状态之后，上述后退速度级就被设定。作为替换，后退速度级从在自动变速机1中中性状态被设定的状态而被设定。自动变速机1的中性状态通过开放所有离合器C1、C2、C3、Dl、D2和制动器B1、B2、B3而被设定。从而，当后退速度级被设定时，离合器D1和离合器D2就被置于空载状态。因此，为了设定后退速度级，允许开放均为爪形离合器的离合器D1和离合器D2。

图4示出适用于本发明的变速机的齿轮系的另一示例。图4中示出的齿轮系为其中能够设定十二个前进速度级和一个后退速度级的变速机包括四个行星齿轮系和九个接合机构的示例。

在图4中，自动变速机10包括四个行星齿轮系，即，第一行星齿轮系P11、第二行星齿轮系P12、第三行星齿轮系P13和第四行星齿轮系P14。这四个行星齿轮系从靠近输入轴3的一侧(在图4中从左侧)以第一行星齿轮系P11、第二行星齿轮系P12、第三行星齿轮系P13和第四行星齿轮系P14的顺序串联布置。在图4所示的示例中，上述第一行星齿轮系P11、第二行星齿轮系P12、第三行星齿轮系P13和第四行星齿轮系P14为根据本发明的“四个行星齿轮系”的示例。

第一行星齿轮系P11为双小齿轮型行星齿轮系。具体地，第一行星齿轮系P11包括第一太阳轮Sp11、第一环形齿轮Rp11和第一导轮Cp11。第一环形齿轮Rp11被布置为与第一太阳轮Sp11同心。第一导轮Cp11保持两个小齿轮对(未示出)，以使两个小齿轮对可自转及并可公转。两个小齿轮对每者与这些第一太阳轮Sp11和第一环形齿轮Rp11相啮合。

第二行星齿轮系P12为双小齿轮型行星齿轮系。具体地，第二行星齿轮系P12包括第二太阳轮Sp12、第二环形齿轮Rp12和第二导轮Cp12。第二环形齿轮Rp12被布置为与第二太阳轮Sp12同心。第二导轮Cp12保持小齿轮对(未示出)，以使小齿轮对可自转及并可公转。小齿轮对每者与这些第二太阳轮Sp12和第二环形齿轮Rp12相啮合。

第三行星齿轮系P13为单小齿轮型行星齿轮系。具体地，第三行星齿轮系P13包括第三太阳轮Sp13、第三环形齿轮Rp13和第三导轮Cp13。第三环形齿轮Rp13被布置为与第三太阳轮Sp13同心。第三导轮Cp13保持小齿轮(未示出)，以使小齿轮可自转及并可公转。每个小齿轮与这些第三太阳轮Sp13和第三环形齿轮Rp13相啮合。

第四行星齿轮系P14单小齿轮型行星齿轮系。具体地，第四行星齿轮系P14包括第四太阳轮Sp14、第四环形齿轮Rp14和第四导轮Cp14。第四环形齿轮Rp14被布置为与第四太阳轮Sp14同心。第四导轮Cp14保持小齿轮(未示出)，以使小齿轮可自转及并可公转。每个小齿轮与这些第四太阳轮Sp14和第四环形齿轮Rp14相啮合。

上述行星齿轮系P11、P12、P13、P14中相邻的两个互相耦接。即，第一行星齿轮系P11的第一导轮Cp11和第二行星齿轮系P12的第二太阳轮Sp12互相耦接。第二行星齿轮系P12的第二环形齿轮Rp12和第三行星齿轮系P13的第三环形齿轮Rp13互相耦接。第三行星齿轮系P13的第三导轮Cp13和第四行星齿轮系P14的第四环形齿轮Rp14互相耦接。第三行星齿轮系P13的第三太阳轮Sp13和第四行星齿轮系P14的第四太阳轮Sp14互相耦接。第一行星齿轮系P11的第一太阳轮Sp11被耦接到输入轴3。第四行星齿轮系P14的第四导轮Cp14被耦接到输出轴4。

在图4所示的示例中，在上述四个行星齿轮系P11、P12、P13、P14之中，第一行星齿轮系P11为根据本发明的第一行星齿轮系的示例，第一行星齿轮系P11的第一太阳轮Sp11、第一环形齿轮Rp11和第一导轮Cp11分别为根据本发明的第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件的示例。第二行星齿轮系P12为根据本发明的第二行星齿轮系的示例。第二行星齿轮系P12的第二太阳轮Sp12、第二环形齿轮Rp12和第二导轮Cp12分别为根据本发明的第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件的示例。第三行星齿轮系P13为根据本发明的第三行星齿轮系的示例。第三行星齿轮系P13的第三太阳轮Sp13、第三导轮Cp13和第三环形齿轮Rp13分别为根据本发明的第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件的示例。第四行星齿轮系P14为根据本发明的第四行星齿轮系的示例。第四行星齿轮系P14的第四太阳轮Sp14、第四导轮Cp14和第四环形齿轮Rp14分别为根据本发明的第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件的示例。

离合器C11被设置在输入轴3和第二行星齿轮系P12之间。离合器C11选择性地将输入轴3耦接到第二行星齿轮系P12的第二太阳轮Sp12。离合器C11为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动部件相对于彼此转动。

离合器C12被设置在输入轴3和第二行星齿轮系P12之间。离合器C12选择性地将输入轴3耦接到第二行星齿轮系P12的第二导轮Cp12。与上述离合器C11一样，离合器C12为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动部件相对于彼此转动。

离合器C13被设置在第一行星齿轮系P11和第二行星齿轮系P12之间。离合器C13选择性地将第一行星齿轮系P11的第一导轮Cp11耦接到第二行星齿轮系P12的第二导轮Cp12。与上述离合器C11、C12一样，离合器C13为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动部件相对于彼此转动。

制动器B11被设置在第一行星齿轮系P11的第一环形齿轮Rp11中。制动器B11选择性地停止第一环形齿轮Rp11的转动。制动器B11为通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器。

制动器B12被设置在第一行星齿轮系P11的第一导轮Cp11中。制动器B12选择性地停止第一导轮Cp11的转动。与上述制动器B11一样，制动器B12为通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器。

制动器B13被设置在第二行星齿轮系P12的第二导轮Cp12中。制动器B13选择性地停止第二导轮Cp12的转动。与上述制动器B11、B12一样，制动器B13为通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器。

制动器B14被设置在第三行星齿轮系P13的第三导轮Cp13和第四行星齿轮系P14的第四环形齿轮Rp14中。制动器B14选择性地停止这些第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14的转动。与上述制动器B11、B12、B13一样，制动器B14为通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器。

离合器D11被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P13之间。离合器D11选择性地将输入轴3耦接到第三行星齿轮系P13的第三导轮Cp13。离合器D11被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。离合器D11为将转动部件互相啮合以及机械接合的爪形离合器。转动部件相对于彼此转动。

离合器D12被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P13之间。离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第三行星齿轮系P13的第三太阳轮Sp13。离合器D12连同上述离合器D11被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。与上述离合器D11一样，离合器D12为将转动部件互相啮合以及机械接合的爪形离合器。转动部件相对于彼此转动。

在图4所示的示例中，上述输入轴3为根据本发明的“第一转动部件”的示例，且第三导轮Cp13为根据本发明的“第二转动部件”的示例。此外，第三导轮Cp13为根据本发明的后变速机单元Rr的“第一元件”的示例。从而，离合器D11为根据本发明的“第一爪形离合器”的示例。上述第三太阳轮Sp13为根据本发明的“第三转动部件”的示例。此外，第三太阳轮Sp13为后变速机单元Rr(稍后将描述)的“第二元件”的示例。从而，离合器D12为根据本发明的“第二爪形离合器”的示例。如上所述，九个接合机构，即作为摩擦离合器的离合器C11、Cl2、C13，作为摩擦制动器的制动器B11、B12、B13、B14以及作为爪形离合器的离合器D11、D12，为根据本发明的“多个接合机构”的示例。

在上述“多个接合机构”之中，离合器C11、C12、C13和制动器B11、B12、B13、B14为根据本发明的“其它接合机构”的示例。具体地，离合器C11为选择性地将第二太阳轮Sp12(第四转动元件)耦接到输入轴3的摩擦离合器，且为根据本发明的“第一摩擦离合器”的示例。离合器C12为选择性地将第二导轮Cp12(第六转动元件)耦接到输入轴3的摩擦离合器，且为根据本发明的“第二摩擦离合器”的示例。离合器C13为选择性地将第一导轮Cp11(第三转动元件)耦接到第二太阳轮Sp12(第四转动元件)、第二环形齿轮Rp12(第五转动元件)和第二导轮Cp12(第六转动元件)中的任两个的摩擦离合器，且为根据本发明的“第三摩擦离合器”的示例。在图6所示的示例中，离合器C13被配置为选择性地将第一导轮Cp11(第三转动元件)耦接到第二太阳轮Sp12(第四转动元件)和第二导轮Cp12(第六转动元件)两者。制动器B11为选择性地将第一环形齿轮Rp11(第二转动元件)固定于不可转动状态的摩擦制动器，且为根据本发明的“第一摩擦制动器”的示例。制动器B12为选择性地将第一导轮Cp11(第三转动元件)固定于不可转动状态的摩擦制动器，且为根据本发明的“第二摩擦制动器”的示例。制动器B13为选择性地将第二导轮Cp12(第六转动元件)固定于不可转动状态的摩擦制动器，且为根据本发明的“第三摩擦制动器”的示例。制动器B14为选择性地将第三导轮Cp13(第八转动元件)和第四环形齿轮Rp14(第十二转动元件)两者都固定于不可转动状态的摩擦制动器。即，制动器B14为选择性地将第三行星齿轮系P13的转动元件或者第四行星齿轮系P14的转动元件中的至少一个固定于不可转动状态的摩擦制动器。从而，制动器B14为根据本发明的“第四摩擦制动器”的示例。

如此配置的自动变速机10能够通过操作离合器C11、C12、C13，制动器B11、B12、B13、B14及离合器D11、D12的接合机构来设定十二个前进速度级和一个后退速度级。图5的表示出对应于每个速度级的接合机构的接合和开放状态。在图5中，如图2的情况，“+”表示接合的状态，而空格表示开放的状态。“*”表示离合器D11和离合器D12中的一个处于接合状态或者离合器D11和离合器D12两者都处于接合状态。图6的共线图示出行星齿轮系P11、P12、P13、P14处于每个速度级被设定的状态的状态。在图6中，左侧的六条竖线(线段)分别代表包括第一行星齿轮系P11和第二行星齿轮系P12的前变速机单元Fr中的转动元件(第一太阳轮Sp11、第一环形齿轮Rp11、第一导轮Cp11、第二太阳轮Sp12、第二环形齿轮Rp12和第二导轮Cp12)。这些左侧的六条竖线基于在第一行星齿轮系P11和第二行星齿轮系P12中的转动元件之中的齿轮比而被间隔地互相平行布置。另一方面，右侧的四条竖线(线段)代表包括第三行星齿轮系P13和第四行星齿轮系P14的后变速机单元Rr中的转动元件(第三太阳轮Sp13、第三环形齿轮Rp13、第三导轮Cp13、第四太阳轮Sp14、第四环形齿轮Rp14和第四导轮Cp14)。这些右侧的四条竖线基于在第三行星齿轮系P13和第四行星齿轮系P14中的转动元件之中的齿轮比也被间隔地互相平行布置。与上述左侧的六条竖线和右侧的四条竖线以直角相交且由“0”表示的横线为转速为“0”的基线。表示沿着每条上述竖线与基线的距离的点代表转动元件中的对应一个转动元件的转速。直线Lin为表示输入轴3的转速的横线。

如图5所示，第一速度(1st)通过接合制动器B11、制动器B13和制动器B14并开放离合器C11、离合器C12、离合器C13、制动器B12、离合器D11和离合器D12而被设定。在图6的共线图中，第一速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf102及后变速机单元Rr的直线Lr101来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp11。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。因为制动器B13被接合，与第二导轮Cp12的转速相比，传递到第二太阳轮Sp12的扭矩转速降低并从第二环形齿轮Rp12输出。在这种情况下第二环形齿轮Rp12的转动方向仍为与输入轴3的转动方向相反的转动方向。

另一方面，从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。因为制动器B14被接合，传递到第三环形齿轮Rp13的扭矩从第四导轮Cp14输出。第四导轮Cp14以与第三环形齿轮Rp13的转动方向相反的方向转动。即，扭矩从以与输入轴3相同方向转动的第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速显著低于输入轴3的转速。从而，通过显著降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4。即，具有最大速度比的第一速度被设定。

在从如此设定的第一速度升速到第二速度的时候(稍后将描述)，首先，在制动器B14保持接合状态的同时制动器B13逐渐开放。离合器C13逐渐接合。因为制动器B13开放且离合器C13接合，第二导轮Cp12和第二太阳轮Sp12的转速逐渐增加，趋向以与输入轴3的转动方向的相反方向转动的第一导轮Cp11的转速。随着第二导轮Cp12和第二太阳轮Sp12的转速以与输入轴3的转动方向相反的转动方向而逐渐增加，第二环形齿轮Rp12的转速和耦接到第二环形齿轮Rp12的第三环形齿轮Rp13的转速也以与输入轴3的转动方向相反的转动方向而逐渐增加。因为在制动器B14接合的状态下第三环形齿轮Rp13的转速以与输入轴3的转动方向相反的转动方向增加，第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的转速以与输入轴3相同的转动方向而逐渐增加。在此之后，在预定的时间点，第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的转速与输入轴3的转速一致。即，通过离合器D12而互相接合的输入轴3和第三太阳轮Sp13的转速互相同步，所以允许开放的离合器D12被接合。在此状态下离合器D12接合。在此之后，制动器B14开放，离合器C13完全接合，且制动器B13完全开放。从而，第三环形齿轮Rp13沿着与输入轴3的转动方向相反的转动方向以与第一导轮Cp11的转速相同的转速而转动，且从第一速度至第二速度的升速完成。

从第二速度降速至第一速度可按照同从第一速度升速到第二速度的情况相反的顺序而进行。即，在第二速度通过接合离合器C13、制动器B11和离合器D12而设定的状态中，首先，离合器C13逐渐开放，而制动器B13逐渐接合。制动器B14接合。因为在制动器B14被接合的预定时间点离合器C13和制动器B13的操作被控制，在离合器D12被置于空载状态且允许接合的离合器D12被开放的状态下离合器D12被开放。在此之后，制动器B14接合，离合器C13完全开放，且制动器B13完全接合。从而，第三环形齿轮Rp13沿着与输入轴3的转动方向相反的方向以与第二环形齿轮Rp12的转速相同的转速而转动。第二环形齿轮Rp12的转速低于第一导轮Cp11的转速。从而，从第二速度至第一速度的降速完成。

如上所述，第二速度(2nd)通过接合离合器C13、制动器B11和离合器D12并开放离合器C11、离合器C12、制动器B12、制动器B13、制动器B14和离合器D11而被设定。在图6的共线图中，第二速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf103及后变速机单元Rr的直线Lr102来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp11。扭矩经由离合器D12从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。在这种情况下，因为离合器C13被接合，整个的第二行星齿轮系P12整体地转动。从而，传递到第二太阳轮Sp12的扭矩经由第二行星齿轮系P12被直接传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

另一方面，因为如上所述，沿着与输入轴3的转动方向的相反方向转动的扭矩被输入到第三环形齿轮Rp13，经由离合器D12输入到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的扭矩转速显著降低并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于在上述第一速度的情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第一速度更低的速度比的第二速度被设定。

第三速度(3rd)通过接合制动器B11、制动器B14和离合器D12并开放离合器C11、离合器C12、离合器C13、制动器B12、制动器B13和离合器D11而被设定。在图6的共线图中，第三速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf104及后变速机单元Rr的直线Lr103来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp11。扭矩经由离合器D12从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。在这种情况下，在第二行星齿轮系P12中，如上所述，来自第一导轮Cp11的扭矩被输入到第二太阳轮Sp12，且如稍后将描述的，来自后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13的扭矩被输入到第二环形齿轮Rp12。从而，第二行星齿轮系P12基于输入到第二太阳轮Sp12和第二环形齿轮Rp12的扭矩及在转动元件之中的齿轮比而差动地转动。

另一方面，因为制动器B14被接合且第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14的转速被固定到“0”，经由离合器D12输入到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的的扭矩转速降低并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于在上述第二速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第二速度更低的速度比的第三速度被设定。因为如上所述第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14的转速被固定到“0”，在这种情况下第三环形齿轮Rp13以与输入轴3的转动方向相反的方向转动，且第三环形齿轮Rp13的转速增加。扭矩从第三环形齿轮Rp13被传递到前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rp12。

第四速度(4th)通过接合制动器B11、制动器B13和离合器D12并开放离合器C11、离合器C12、离合器C13、制动器B12、制动器B14和离合器D11而被设定。在图6的共线图中，第四速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf102及后变速机单元Rr的直线Lr104来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp11。扭矩经由离合器D12从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。因为制动器B13被接合，与第二导轮Cp12的转速相比，传递到第二太阳轮Sp12的扭矩转速降低并从第二环形齿轮Rp12输出。在这种情况下第二环形齿轮Rp12的转动方向仍为与输入轴3的转动方向相反的方向。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

另一方面，因为如上所述，以与输入轴3的转动方向的相反方向转动的扭矩被输入到第三环形齿轮Rp13，经由离合器D12输入到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的扭矩转速降低并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于上述第三速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第三速度更低的速度比的第四速度被设定。

第五速度(5th)通过接合制动器B12、制动器B13和离合器D12并开放离合器C11、离合器C12、离合器C13、制动器B11、制动器B14和离合器D11而被设定。在图6的共线图中，第五速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf105及后变速机单元Rr的直线Lr105来表示。具体地，因为制动器B12和制动器B13两者都被接合，第二行星齿轮系P12的所有转动元件的转速为“0”。相应地，耦接到第二行星齿轮系P12的第二环形齿轮Rp12的后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13的转速也为“0”。扭矩经由离合器D12从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。因为如上所述，第三环形齿轮Rp13的转速被固定到“0”，输入到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的扭矩转速降低并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于上述第四速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第四速度更低的速度比的第五速度被设定。

第六速度(6th)通过接合离合器C12、制动器B11和离合器D12并开放离合器C11、离合器C13、制动器B12、制动器B13、制动器B14和离合器D11而被设定。在图6的共线图中，第六速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf106及后变速机单元Rr的直线Lr106来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp 11。扭矩经由离合器C12从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二导轮Cp12。此外，扭矩经由离合器D12从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。从而，因为如上所述，第二太阳轮Sp12以与输入轴3的转动方向相反的方向转动，经由离合器C12输入到第二导轮Cp12的扭矩转速降低并从第二环形齿轮Rp12输出。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

另一方面，因为如上所述，第三环形齿轮Rp13的转速低于输入轴3的转速，经由离合器D12输入到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的扭矩转速降低并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于上述第五速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第五速度更低的速度比的第六速度被设定。

第七速度(7rd)通过接合离合器C12、制动器B12和离合器D12并开放离合器C11、离合器C13、制动器B11、制动器B13、制动器B14和离合器D11而被设定。在图6的共线图中，第七速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf107和直线Lf108及后变速机单元Rr的直线Lr107来表示。具体地，扭矩经由离合器C12从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二导轮Cp12。扭矩经由离合器D12从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。因为制动器B12被接合，第二太阳轮Sp12连同第一导轮Cp11的转速为“0”。因此，因为第二太阳轮Sp12的转速被固定到“0”，经由离合器C12输入到第二导轮Cp12的扭矩转速降低并从第二环形齿轮Rp12输出。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

另一方面，因为如上所述第三环形齿轮Rp13的转速低于输入轴3的转速，经由离合器D12输入到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14的扭矩转速降低并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下，第四导轮Cp14的转速高于上述第六速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过降低驱动力源的转速而获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第六速度更低的速度比的第七速度被设定。

第八速度(8th)通过接合离合器C11和离合器C12，开放离合器C13、制动器B11、制动器B12、制动器B13和制动器B14，并接合离合器D11和离合器D12中的一个而被设定。例如，从上述第七速度的状态升速的时候，允许通过接合开放的离合器C11并开放接合的制动器B12来设定第八速度。在这种情况下，离合器C12和离合器D12每者保持接合状态，且离合器C13、制动器B11、制动器B13、制动器B14和离合器D11每者保持开放状态。作为替换，从第九速度的状态(稍后将描述)降速的时候，通过接合开放的离合器C11并开放接合的制动器B12来设定第八速度。在这种情况下，离合器C12和离合器D11每者保持接合状态，而离合器C13、制动器B11、制动器B13、制动器B14和离合器D12每者保持开放状态。

如图4所示配置的自动变速机10中，第八速度为具有速度比“1”的被称作直接耦接的速度级。在图6的共线图中，第八速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf109及后变速机单元Rr的直线Lr108来表示。例如，从包括第一速度至第七速度的减速速度级中的任何一级升速到第八速度的时候，第八速度被设定为处于离合器D11保持开放状态而离合器D12保持接合状态的状态。在这种情况下，扭矩经由离合器C11从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。扭矩经由离合器C12从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二导轮Cp12。此外，扭矩经由离合器D12从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。因为输入轴3的扭矩同时被输入到第二太阳轮Sp12和第二导轮Cp12，第二行星齿轮系P12的所有转动元件以与输入轴3相同的转速转动。即，整个第二行星齿轮系P12整体地与输入轴3一起转动。相应地，第一行星齿轮系P11的所有转动元件也以与输入轴3相同的转速转动。从而，从输入轴3输入到前变速机单元Fr的扭矩直接从第二环形齿轮Rp12输出。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

例如，在从第九速度(稍后将描述)变速至第八速度的时候，第八速度被设定于离合器D11接合而离合器D12开放的状态。在这种情况下，扭矩经由离合器C11从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。扭矩经由离合器C12从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二导轮Cp12。此外，扭矩经由离合器D11从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14。

另一方面，在后变速机单元Rr中，当离合器D11被接合时，来自输入轴3的扭矩也被输入到第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14。作为替换，当离合器D12被接合时，来自输入轴3的扭矩也被输入到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。无论如何，输入轴3的扭矩同时被输入到第三行星齿轮系P13的转动元件中的任何两个。因此，第三行星齿轮系P13的所有转动元件以与输入轴3相同的转速转动。相应地，第四行星齿轮系P14的所有转动元件以与输入轴3相同的转速转动。即，整个后变速机单元Rr也整体地与输入轴3一起转动。从而，输入轴3的扭矩被直接从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速与输入轴3的转速相同，且高于上述第七速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，与驱动力源的转速相同的转速的扭矩被传递到输出轴4，以及具有比第七速度更低的速度比且具有速度比“1”的第八速度被设定。

第九速度(9rd)通过接合离合器C12、制动器B12和离合器D11并开放离合器C11、离合器C13、制动器B11、制动器B13、制动器B14和离合器D12而被设定。在图6的共线图中，第九速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf107和直线Lf108及后变速机单元Rr的直线Lr109来表示。具体地，扭矩经由离合器C12从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二导轮Cp12。此外，扭矩经由离合器D11从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14。因为制动器B12被接合，第二太阳轮Sp12连同第一导轮Cp11的转速为“0”。从而，因为第二太阳轮Sp12的转速被固定到“0”，经由离合器C12输入到第二导轮Cp12的扭矩转速降低并从第二环形齿轮Rp12输出。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

另一方面，因为如上所述，第三环形齿轮Rp13的转速低于输入轴3的转速，经由离合器D11输入到第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14的扭矩转速增加并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于上述第八速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第八速度更低的速度比的第九速度被设定。

第十速度(10th)通过接合离合器C12、制动器B11和离合器D11并开放离合器C11、离合器C13、制动器B12、制动器B13、制动器B14和离合器D12而被设定。在图6的共线图中，第十速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf106及后变速机单元Rr的直线Lr110来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp11。扭矩经由离合器C12从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二导轮Cp12。此外，扭矩经由离合器D11从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。从而，因为如上所述，第二太阳轮Sp12以与输入轴3的转动方向相反的方向转动，经由离合器C12输入到第二导轮Cp12的扭矩转速降低并从第二环形齿轮Rp12输出。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

另一方面，经由离合器D11输入到第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14的扭矩从转速增加的第四导轮Cp14输出，因为如上所述，第三环形齿轮Rp13的转速低于输入轴3的转速。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于上述第九速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第九速度更低的速度比的第十速度被设定。

第十一速度(11th)通过接合制动器B12、制动器B13和离合器D11并开放离合器C11、离合器C12、离合器C13、制动器B11、制动器B14和离合器D12而被设定。在图6的共线图中，第十一速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf105及后变速机单元Rr的直线Lr111来表示。具体地，因为制动器B12和制动器B13两者都被接合，第二行星齿轮系P12的所有转动元件的转速为“0”。相应地，耦接到第二行星齿轮系P12的第二环形齿轮Rp12的后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13的转速也为“0”。

另一方面，扭矩经由离合器D11从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14。因为如上所述，第三环形齿轮Rp13的转速被固定到“0”，输入到第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14的扭矩转速增加并从第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速高于上述第十速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4，且具有比第十速度更低的速度比的第十一速度被设定。

第十二速度(12th)通过接合制动器B11、制动器B13和离合器D11并开放离合器C11、离合器C12、离合器C13、制动器B12、制动器B14和离合器D12而被设定。在图6的共线图中，第十二速度的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf102及后变速机单元Rr的直线Lr112来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp11。扭矩经由离合器D11从输入轴3输入到后变速机单元Rr的第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。因为制动器B13被接合，与第二太阳轮Sp12的转速相比，传递到第二太阳轮Sp12的扭矩转速降低，并从第二环形齿轮Rp12输出。在这种情况下，第二环形齿轮Rp12的转动方向仍为与输入轴3的转动方向相反的方向。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

另一方面，经由离合器D11输入到第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14的扭矩从转速增加的第四导轮Cp14输出，因为如上所述，以与输入轴3的转动方向的相反方向转动的扭矩被输入到第三环形齿轮Rp13。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下，第四导轮Cp14的转速高于上述第十一速度情况下第四导轮Cp14的转速。从而，通过显著增加驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4。即，具有最小速度比的第十二速度被设定。

如图4所示配置的自动变速机10中，离合器D11和离合器D12的接合状态在包括除了第一速度的第二速度至第七速度的减速速度级和包括第九速度至第十二速度的加速速度级之间互换。即，在包括第二速度至第七速度的减速速度级中，离合器D11开放而离合器D12接合是不可或缺的。与此相反，在包括第九速度至第十二速度的加速速度级中，离合器D11接合而离合器D12开放是不可或缺的。与上述离合器D1和离合器D2一样，离合器D11和离合器D12为爪形离合器。因此，当进行接合或开放这些离合器D11和离合器D12的操作时，要求使通过离合器D11和离合器D12互相接合的转动部件的转速同步。作为替换，要求离合器D11和离合器D12置于空载状态。与此相反，根据本发明的自动变速机10被配置以使，当第八速度被设定时，通过离合器D11和离合器D12互相接合的转动部件的转速为同步的或离合器D11和离合器D12每者被置于空载状态。

如上所述，自动变速机10被配置以使第八速度为具有速度比“1”的直接耦接的速度级。因此，在第八速度被设定的状态中，所有第一行星齿轮系P11、第二行星齿轮系P12、第三行星齿轮系P13和第四行星齿轮系P14整体地与输入轴3一起转动。从而，在第八速度被设定的状态中，通过离合器D11选择性地耦接到输入轴3的第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14每者还以与输入轴3相同的转速转动。同样地，通过离合器D12选择性地耦接到输入轴3的第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14每者还以与输入轴3相同的转速转动。

以这种方式，在根据本发明的自动变速机10中，通过将均为爪形离合器的离合器D11和离合器D12每者保持于接合状态或开放状态，并改变除这些爪形离合器D11、D12外的其它接合机构(具体地，离合器C11和制动器B11)每者的接合或开放的状态来设定第八速度。自动变速机10被配置以使在第八速度中，通过离合器D11接合的转动部件的转速及通过离合器D12接合的转动部件的转速全部互相一致。换言之，在根据本发明的自动变速机10中，作为爪形离合器的离合器D11和离合器D12被布置以使其以如图6所示的行星齿轮系P11、P12、P13、P14的共线图中转速相同的线(即，表示输入轴3的转速的直线Lin)来表示。如上所述，由自动变速机10设定的第八速度为具有速度比“1”的速度级。由自动变速机10设定的第八速度速度级为在包括第二速度至第七速度且具有较高速度比的减速速度级与包括第九速度至第十二速度且具有较低速度比的加速速度级之间的速度级。

从而，在根据本发明的自动变速机10中，当第八速度被设定时，通过离合器D11和离合器D12耦接的所有转动部件的转速互相一致。因此，在离合器D11和离合器D12之间，例如，在开放的离合器D11(或离合器D12)中，此后接合的两个转动部件的转速互相同步化。在接合的离合器D12(或离合器D11)中，通过接合其它开放的离合器D11(或离合器D12)将离合器D11和离合器D12两者都设定于接合状态，则在此后开放的两个转动部件之间没有负载被施加。从而，通过设定第八速度，离合器D11和离合器D12的每一个可操作地被接合或开放。在此状态下，通过接合离合器D11并开放离合器D12，有可能设定包括第九速度至第十二速度的加速速度级中的任何一个。作为替换，通过开放离合器D11并接合离合器D12，有可能设定包括第二速度至第七速度的减速速度级中的任何一个。因此，采用根据本发明的自动变速机10，例如，无需提供诸如同步接合机构的特殊的装置或机构，有可能使通过为爪形离合器的离合器D11和离合器D12耦接的转动部件的转速互相一致。作为替换，无需仅为该目的而执行特殊的控制，有可能使通过爪形离合器耦接的转动部件的转速互相一致。因为如上所述，除离合器D11或离合器D12以外的其它接合机构仅为了操作离合器D11或离合器D12的目的而未被接合，因此有可能抑制这些其它接合装置的耐久性的降低。

与如上所述设定的包括第一速度至第十二速度的前进速度级相反，后退速度级(Rev)通过接合离合器C12、制动器B11和制动器B14并开放离合器C11、离合器C13、制动器B12、制动器B13、离合器D11和离合器D12而被设定。在图6的共线图中，后退速度级的状态由前变速机单元Fr的直线Lf101和直线Lf106及后变速机单元Rr的直线Lr113来表示。具体地，扭矩从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第一太阳轮Sp11。扭矩经由离合器C12从输入轴3输入到前变速机单元Fr的第二导轮Cp12。因为制动器B11被接合，输入到第一太阳轮Sp11的扭矩从第一导轮Cp11输出。第一导轮Cp11以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。从第一导轮Cp11输出的扭矩被传递到前变速机单元Fr的第二太阳轮Sp12。从而，因为如上所述第二太阳轮Sp12以与输入轴3的转动方向相反的方向转动，经由离合器C12输入到第二导轮Cp12的扭矩转速降低并从第二环形齿轮Rp12输出。从第二环形齿轮Rp12输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13。

因为制动器B14被接合，传递到后变速机单元Rr的第三环形齿轮Rp13的扭矩从第四导轮Cp14输出。第四导轮Cp14以与第三环形齿轮Rp13的转动方向相反的方向转动。即，扭矩从以与输入轴3的转动方向相反的方向转动的第四导轮Cp14输出。然后扭矩被传递到输出轴4。在这种情况下第四导轮Cp14的转速低于输入轴3的转速。从而，通过降低驱动力源的转速获得的扭矩被传递到输出轴4。扭矩以与输入轴3的转动方向相反的方向转动。即，后退速度级被设定。

在自动变速机10一旦从前进速度级中的任何一个被设定的状态变化到中性状态之后，上述后退速度级就被设定。作为替换，后退速度级在自动变速机10中从中性状态被设定的状态而被设定。自动变速机10的中性状态通过开放所有离合器C11、C12、C13、D11、D12及制动器B11、B12、B13、B14而被设定。从而，当后退速度级被设定时，离合器D11和离合器D12就被置于空载状态。因此，为了设定后退速度级，允许开放为爪形离合器的离合器D11或离合器D12。

图7至图12示出适用于本发明的自动变速机的齿轮系的进一步的其它示例。具体地，图1和图4示出齿轮系中后变速机单元Rr的其它配置的示例。图1所示的自动变速机1的后变速机单元Rr包括同为单小齿轮型行星齿轮系的第三行星齿轮系P3和第四行星齿轮系P4的对。图4所示的自动变速机10的后变速机单元Rr包括同为单小齿轮型行星齿轮系的第三行星齿轮系P13和第四行星齿轮系P14的对。第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4互相耦接。作为替换，第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14互相耦接。自动变速机1的后变速机单元Rr被配置以使输入轴3通过离合器D1选择性地耦接到第三导轮Cp3和第四环形齿轮Rp4。自动变速机1的后变速机单元Rr被配置以使输入轴3通过离合器D2选择性地耦接到第三太阳轮Sp3和第四太阳轮Sp4。作为替换，自动变速机10的后变速机单元Rr被配置以使输入轴3通过离合器D11选择性地耦接到第三导轮Cp13和第四环形齿轮Rp14。自动变速机10的后变速机单元Rr被配置以使输入轴3通过离合器D12选择性地耦接到第三太阳轮Sp13和第四太阳轮Sp14。

与此相反，根据本发明的自动变速机的后变速机单元Rr可利用双小齿轮型行星齿轮系替换单小齿轮型行星齿轮系。构成后变速机单元Rr的两个行星齿轮系之间的耦接关系可被改变。选择性地被耦接到输入轴3的转动元件可通过离合器D1和离合器D2来改变或者可通过离合器D11和离合器D12来改变。

例如，图7所示的后变速机单元Rr包括单小齿轮型第三行星齿轮系P23和单小齿轮型第四行星齿轮系P24。第三行星齿轮系P23的第三导轮Cp23被耦接到第四行星齿轮系P24的第四太阳轮Sp24。第三行星齿轮系P23的第三太阳轮Sp23被耦接到第四行星齿轮系P24的第四导轮Cp24。制动器B3或制动器B14被设置在第三太阳轮Sp23和第四导轮Cp24中。制动器B3或制动器B14选择性地停止这些第三太阳轮Sp23和第四导轮Cp24的转动。第三行星齿轮系P23的第三环形齿轮Rp23被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rp12。第四行星齿轮系P24的第四环形齿轮Rp24被耦接到输出轴4。离合器D1或离合器D11被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P23之间。离合器D1或离合器D11选择性地将输入轴3耦接到第三导轮Cp23和第四太阳轮Sp24。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P24之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第三太阳轮Sp23和第四导轮Cp24。同样在这种情况下，离合器D1、D2或离合器D11、D12每者被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。

图8所示的后变速机单元Rr包括单小齿轮型第三行星齿轮系P33和单小齿轮型第四行星齿轮系P34。第三行星齿轮系P33的第三导轮Cp33被耦接到第四行星齿轮系P34的第四环形齿轮Rp34。第三行星齿轮系P33的第三环形齿轮Rp33被耦接到第四行星齿轮系P34的第四导轮Cp34。制动器B3或制动器B14被设置在第三导轮Cp33和第四环形齿轮Rp34之间。制动器B3或制动器B14选择性地停止这些第三导轮Cp33和第四环形齿轮Rp34的转动。第三行星齿轮系P33的第三太阳轮Sp33被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或者图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rp14。第四行星齿轮系P34的第四导轮Cp34和第三行星齿轮系P33的第三环形齿轮Rp33被耦接到输出轴4。离合器D1或离合器D11被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P33之间。离合器D1或离合器D11选择性地将输入轴3耦接到第三导轮Cp33和第四环形齿轮Rp34。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P34之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四太阳轮Sp34。同样在这种情况下，离合器D1、D2或离合器D11、D12每者被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。

图9所示的后变速机单元Rr包括单小齿轮型第三行星齿轮系P43和单小齿轮型第四行星齿轮系P44。第三行星齿轮系P43的第三导轮Cp43被耦接到第四行星齿轮系P44的第四环形齿轮Rp44。第三行星齿轮系P43的第三太阳轮Sp43被耦接到第四行星齿轮系P44的第四导轮Cp44。制动器B3或制动器B14被设置在第三导轮Cp43和第四环形齿轮Rp44之间。制动器B3或制动器B14选择性地停止这些第三导轮Cp43和第四环形齿轮Rp44的转动。第三行星齿轮系P43的第三环形齿轮Rp43被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rp12。第四行星齿轮系P44的第四导轮Cp44被耦接到输出轴4。离合器D1或离合器D11被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P43之间。离合器D1或离合器D11选择性地将输入轴3耦接到第三导轮Cp43和第四环形齿轮Rp44。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P44之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四太阳轮Sp44。同样在这种情况下，离合器D1、D2或离合器D11、D12每者被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。

图10所示的后变速机单元Rr包括单小齿轮型第三行星齿轮系P53和双小齿轮型第四行星齿轮系P54。第三行星齿轮系P53的第三导轮Cp53被耦接到第四行星齿轮系P54的第四太阳轮Sp54。第三行星齿轮系P53的第三环形齿轮Rp53被耦接到第四行星齿轮系P54的第四环形齿轮Rp54。制动器B3或制动器B14被设置在第三导轮Cp53和第四太阳轮Sp54中。制动器B3或制动器B14选择性地停止这些第三导轮Cp53和第四太阳轮Sp54的转动。第三行星齿轮系P53的第三太阳轮Sp53被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或者图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rp12。第四行星齿轮系P54的第四环形齿轮Rp54被耦接到输出轴4。离合器D1或离合器D11被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P53之间。离合器D1或离合器D11选择性地将输入轴3耦接到第三导轮Cp53和第四太阳轮Sp54。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P54之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四导轮Cp54。同样在这种情况下，离合器D1、D2或离合器D11、D12每者被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。

图11所示的后变速机单元Rr包括单小齿轮型第三行星齿轮系P63和双小齿轮型第四行星齿轮系P64。第三行星齿轮系P63的第三导轮Cp63被耦接到第四行星齿轮系P64的第四太阳轮Sp64。第三行星齿轮系P63的第三太阳轮Sp63被耦接到第四行星齿轮系P64的第四环形齿轮Rp64。制动器B3或制动器B14被设置在第三导轮Cp63和第四太阳轮Sp64。制动器B3或制动器B14选择性地停止这些第三导轮Cp63和第四太阳轮Sp64的转动。第三行星齿轮系P63的第三环形齿轮Rp63被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rp12。第四行星齿轮系P64的第四环形齿轮Rp64被耦接到输出轴4。离合器D1或离合器D11被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P63之间。离合器D1或离合器D11选择性地将输入轴3耦接到第三导轮Cp63和第四太阳轮Sp64。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P64之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四导轮Cp64。同样在这种情况下，离合器Dl、D2或离合器D11、D12每个被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。

图12所示的后变速机单元Rr包括双小齿轮型第三行星齿轮系P73和单小齿轮型第四行星齿轮系P74。第三行星齿轮系P73的第三导轮Cp73被耦接到第四行星齿轮系P74的第四太阳轮Sp74。制动器B3或制动器B14被设置在第三行星齿轮系P73的第三环形齿轮Rp73中。制动器B3或制动器B14选择性地停止第三环形齿轮Rp73的转动。第三行星齿轮系P73的第三导轮Cp73被耦接到图1所示的前变速机单元Fr的第二导轮Cp2或图4所示的前变速机单元Fr的第二环形齿轮Rp12。第四行星齿轮系P74的第四环形齿轮Rp74被耦接到输出轴4。离合器D1或离合器D11被设置在输入轴3和第三行星齿轮系P73之间。离合器D1或离合器D11选择性地将输入轴3耦接到第三太阳轮Sp73。离合器D2或离合器D12被设置在输入轴3和第四行星齿轮系P74之间。离合器D2或离合器D12选择性地将输入轴3耦接到第四导轮Cp74。同样在这种情况下，离合器D1、D2或离合器D11、D12每者被布置在输入轴3上或连接到输入轴3的转动轴上。

上述特定实施例中，根据本发明的第一接合机构和第二接合机构每者均为爪形离合器。然而，根据本发明的第一接合机构或第二接合机构中的至少一个只需要为爪形离合器。即，如图13所示，替换图1所示的示例中的离合器D1，可设置作为摩擦离合器的离合器C21。作为替换，如图14所示，替换图4所示的示例中的离合器D12，可设置作为摩擦离合器的离合器C22。

在上述特定实施例中，第一转动部件(特定实施例中的输入轴3)、第二转动部件(图1所示的示例中的第三导轮Cp3，图4所示的示例中的第三导轮Cp13)和第三转动部件(图1所示的示例中的第三太阳轮Sp3，图4所示的示例中的第三太阳轮Sp13)通过根据本发明的第一接合机构和第二接合机构选择性地接合，且通过设定根据本发明的中间速度级(在图1所示的示例中第七速度，在图4所示的示例中第八速度)，第一转动部件、第二转动部件和第三转动部件被配置以使第一转动部件的转速、第二转动部件的转速和的第三转动部件转速全部与输入轴3的转速一致。然而，在根据本发明的车辆自动变速机中，当中间速度级被设定时，并非所有第一转动部件的转速、第二转动部件的转速和第三转动部件的转速总是需要与输入轴的转速一致。即，中间速度级不一定为具有速度比“1”的速度级。例如，如图15A至图15D所示，在中间速度级被设定的状态下，具有高于“1”的速度比的减速速度级可被设定。图15A至图15D为用于说明适用于本发明的车辆自动变速机的操作原理的共线图。

具体地，在图15A至图15D的共线图中，左侧的三条竖线代表前变速机单元Fr的三个转动元件，而右侧的四条竖线代表后变速机单元Rr的四个转动元件。由“0”表示的横线为转速为“0”的基线。直线Lin为表示输入轴的转速的横线。在图15A至图15D示出的车辆自动变速机中，前变速机单元Fr包括第一元件101、第二元件102和第三元件103。第一元件101、第二元件102和第三元件103互相差动转动。前变速机单元Fr包括离合器C101、离合器C102和离合器C103。离合器C101选择性地将输入轴耦接到第三元件103。离合器C102选择性地将输入轴耦接到第二元件102。离合器C103选择性地将预定的转动部件与第二元件102耦接。预定的转动部件以低于输入轴转速的转速转动。上述离合器C101、C102、C103每者都为通过摩擦力将转动部件互相接合的摩擦离合器。转动部件相对于彼此转动。前变速机单元Fr的第一元件101被固定以使其不可转动。

后变速机单元Rr包括第一元件201、第二元件202、第三元件203和第四元件204。后变速机单元Rr包括制动器B101和离合器D101。制动器B101选择性地停止第三元件203的转动。离合器D101选择性地将输入轴耦接到第一元件201。离合器D101为将转动部件互相啮合以及机械接合的爪形离合器。转动部件相对于彼此转动。制动器B101由通过摩擦力将转动部件与固定部件接合的摩擦制动器组成。制动器B101可为将转动部件和固定部件互相啮合以及机械接合的爪式制动器。后变速机单元Rr的第二元件202被耦接到上述前变速机单元Fr的第三元件103。后变速机单元Rr的第四元件204被耦接到输出轴。

在图15A至图15D所示的车辆自动变速机中，具有最大速度比的第一速度(1st)通过接合前变速机单元Fr的离合器C101，开放前变速机单元Fr的离合器C102和离合器C103两者，接合后变速机单元Rr的制动器B101并开放后变速机单元Rr的离合器D101而被设定。在第一速度中，因为离合器C101被接合，扭矩从输入轴输入到前变速机单元Fr的第三元件103和后变速机单元Rr的第二元件202。在后变速机单元Rr中，因为制动器B101被接合和离合器D101被开放，传递到第二元件202的扭矩转速显著降低并从第四元件204输出。

在上述第一速度的状态中，第二速度(2nd)通过改变前变速机单元Fr的离合器C101和离合器C102中的每一个的接合或开放的状态，即，开放离合器C101并接合离合器C102而被设定。在第二速度中，因为离合器C101被开放而离合器C102被接合，输入到第二元件102的扭矩转速增加并从第三元件103输出。从第三元件103输出的扭矩被传递到后变速机单元Rr的第二元件202。在后变速机单元Rr中，制动器B101被接合，离合器D101被开放，且比输入轴转速更高的扭矩被输入到第二元件202，所以传递到第二元件202的扭矩转速降低并从第四元件204输出。在这种情况下第四元件204的转速高于上述第一速度被设定情况下第四元件204的转速。从而，具有比第一速度更低的速度比的第二速度被设定。

图15B所示的的车辆自动变速机被配置以使，在第二速度被设定的状态中，通过作为爪形离合器的离合器D101而耦接到输入轴的第一元件201的转速与输入轴的转速一致。即，图15B所示的车辆自动变速机被配置以使，在第二速度被设定的状态中，通过离合器D101接合的两个转动部件的转速互相为同步，或者没有负载被施加于通过离合器D101接合的两个转动部件之间。从而，通过设定第二速度，为爪形离合器的离合器D101可操作地接合或开放。在第二速度中，离合器D101可处于接合状态或开放状态。

在上述第二速度的状态中，第三速度(3rd)通过开放离合器C102并接合前变速机单元Fr中的离合器C101，接合离合器D101并开放制动器B101而被设定。在第三速度中，因为离合器C102被开放而离合器C101被接合，输入到第三元件103的扭矩被直接传递到后变速机单元Rr的第二元件202。在后变速机单元Rr中，因为离合器D101被接合且与输入轴相同转速的扭矩被输入到第二元件202，整个后变速机单元Rr整体地转动。从而，传递到第二元件202的扭矩直接从第四元件204输出。即，具有比第二速度更低的速度比且具有速度比“1”的被称作直接耦接的速度级被设定。

在上述第三速度的状态中，第四速度(4th)通过开放前变速机单元Fr的离合器C101并接合离合器C103被设定。在第四速度中，因为离合器C103被接合且离合器C101和离合器C102两者都被开放，来自输入轴的扭矩不输入到前变速机单元Fr，且第三元件103以低于输入轴转速的转速转动。另一方面，在后变速机单元Rr中，因为离合器D101被接合，来自输入轴的扭矩被输入到第一元件201。因为离合器D101被接合，制动器B101被开放且第二元件202连同前变速机单元Fr的第二元件102以低于输入轴转速的转速转动，传递到第一元件201的扭矩转速增加并从第四元件204输出。即，在这种情况下第四元件204的转速高于在上述第三速度被设定情况下第四元件204的转速。从而，具有比第三速度更低的速度比的第四速度被设定。

如上所述，在配置为图15A至图15D所示的车辆自动变速机中，通过设定对应于根据本发明的中间速度级的第二速度，通过为爪形离合器的离合器D101耦接的两个转动部件的转速互相为同步或者没有负载被施加在这两个转动部件之间。即，通过控制除爪形离合器以外的其它接合机构(在图15A至图15D所示的示例中，离合器C101和离合器C102)的操作，离合器D101(即爪形离合器)可操作地接合或开放。从而，有可能容易地改变爪形离合器的接合或开放的状态。因此，有可能适当地设定多个速度级，即，具有比第二速度更高的速度比的第一速度，以及具有比第二速度更低的速度比的第三速度和第四速度。

Claims (7)

1.一种用于车辆的自动变速机，所述自动变速机的特征在于包括：

输入轴；

输出轴；

前变速机单元；以及

后变速机单元，包括多个行星齿轮系，所述后变速机单元通过摩擦离合器或摩擦制动器被配置，

所述输入轴与所述前变速机单元连接，

所述前变速机单元与所述多个行星齿轮系的前侧行星齿轮系连接，

所述输出轴与所述多个行星齿轮系的后侧行星齿轮系连接，

第一接合机构，与所述前侧行星齿轮系的齿轮连接，所述前侧行星齿轮系的齿轮不同于与所述前变速机单元连接的齿轮；

第二接合机构，与所述后侧行星齿轮系的齿轮连接，所述后侧行星齿轮系的齿轮不同于与所述输出轴连接的齿轮；以及

四个行星齿轮系，其被布置在所述输入轴和所述输出轴之间。

2.根据权利要求1所述的自动变速机，进一步包括：

第二转动部件；以及

第三转动部件；

其中中间速度级、具有比所述中间速度级更低速度比的至少一个高速度级以及具有比所述中间速度级更高速度比的至少一个低速度级通过选择性地接合所述前变速机单元、所述后变速机单元、所述第一接合机构和所述第二接合机构而被设定；

所述第一接合机构被配置为将所述输入轴与所述第二转动部件接合，

所述第一接合机构被配置为：

当所述至少一个高速度级被设定时被接合；

当所述至少一个低速度级被设定时被开放；

在从所述至少一个高速度级变速到所述中间速度级时保持于接合的状态；以及

在从所述至少一个低速度级变速到所述中间速度级时保持于开放的状态，

所述第二接合机构被配置为：

当所述至少一个高速度级被设定时被开放；

当所述至少一个低速度级被设定时被接合；

在从所述至少一个高速度级变速到所述中间速度级时保持于开放的状态；以及

在从所述至少一个低速度级变速到所述中间速度级时保持于接合的状态，

所述第一接合机构或所述第二接合机构中的至少一个接合机构为爪形离合器，所述爪形离合器被配置为机械接合所述输入轴和所述第二转动部件或所述第三转动部件，以及

所述自动变速机被配置以使当所述中间速度级被设定时，通过所述爪形离合器耦接到所述输入轴的所述第二转动部件或所述第三转动部件中的至少一个转动部件的转速与所述输入轴的转速一致。

3.根据权利要求2所述的自动变速机，其中

所述中间速度级为具有速度比为“1”的速度级。

4.根据权利要求2或3所述的自动变速机，其中

所述第一接合机构和所述第二接合机构为爪形离合器，以及

所述自动变速机被配置以使当所述中间速度级被设定时，所述输入轴的转速、所述第二转动部件的转速以及所述第三转动部件的转速互相一致。

5.根据权利要求1所述的自动变速机，还包括多个第三接合机构，其中

所述四个行星齿轮系从靠近所述输入轴的一侧以第一行星齿轮系、第二行星齿轮系、第三行星齿轮系和第四行星齿轮系的顺序而布置，

所述第一行星齿轮系包括第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件，

所述第二行星齿轮系包括第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件，

所述第三行星齿轮系包括第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件，以及

所述第四行星齿轮系包括第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件，

所述多个第三接合机构包括第一摩擦离合器、第二摩擦离合器、第三摩擦离合器、第一摩擦制动器、第二摩擦制动器和第三摩擦制动器，

所述第一摩擦离合器被配置为选择性地将所述第一转动元件和所述第四转动元件耦接到所述输入轴，

所述第二摩擦离合器被配置为选择性地将所述第二转动元件耦接到所述输入轴，

所述第三摩擦离合器被配置为选择性地将所述第三转动元件和所述第六转动元件耦接到所述输入轴，

所述第一摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三转动元件和所述第六转动元件中的每一个转动元件固定于不可转动状态，

所述第二摩擦制动器被配置为选择性地将所述第二转动元件固定于不可转动状态，以及

所述第三摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三行星齿轮系的转动元件或所述第四行星齿轮系的转动元件中的至少一个转动元件固定于不可转动状态，

所述第二转动部件为所述第七转动元件、所述第八转动元件和所述第九转动元件中的任意一个，

所述第三转动部件为所述第十转动元件、所述第十一转动元件和所述第十二转动元件中的任意一个，

所述第一接合机构和所述第二接合机构为爪形离合器，以及

所述自动变速机被配置为设定十二个前进速度级和一个后退速度级。

6.根据权利要求1所述的自动变速机，还包括多个第三接合机构，其中

所述四个行星齿轮系从靠近所述输入轴的一侧以第一行星齿轮系、第二行星齿轮系、第三行星齿轮系和第四行星齿轮系的顺序而布置，

所述第一行星齿轮系包括第一转动元件、第二转动元件和第三转动元件，所述第二行星齿轮系包括第四转动元件、第五转动元件和第六转动元件，所述第三行星齿轮系包括第七转动元件、第八转动元件和第九转动元件，并且所述第四行星齿轮系包括第十转动元件、第十一转动元件和第十二转动元件，

所述多个第三接合机构包括第一摩擦离合器、第二摩擦离合器、第三摩擦离合器、第一摩擦制动器、第二摩擦制动器、第三摩擦制动器和第四摩擦制动器，

所述第一摩擦离合器被配置为选择性地将所述第四转动元件耦接到所述输入轴，

所述第二摩擦离合器被配置为选择性地将所述第六转动元件耦接到所述输入轴，

所述第三摩擦离合器被配置为选择性地将所述第三转动元件耦接到所述第二行星齿轮系的所述转动元件中的任何两个转动元件，

所述第一摩擦制动器被配置为选择性地将所述第二转动元件固定于不可转动状态，

所述第二摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三转动元件固定于不可转动状态，

所述第三摩擦制动器被配置为选择性地将所述第六转动元件固定于不可转动状态，以及

所述第四摩擦制动器被配置为选择性地将所述第三行星齿轮系的转动元件或所述第四行星齿轮系的转动元件中的至少一者固定于不可转动状态，

所述第二转动部件为所述第七转动元件、所述第八转动元件和所述第九转动元件中的任意一个，

所述第三转动部件为所述第十转动元件、所述第十一转动元件和所述第十二转动元件中的任意一个，

所述第一接合机构和所述第二接合机构为爪形离合器，以及

所述自动变速机被配置为设定十二个前进速度级和一个后退速度级。

7.根据权利要求2所述的自动变速机，还包括多个第三接合机构，其中：

所述前变速机单元被配置以使当所述多个第三接合机构中的至少任何两个被接合时，构成所述前变速机单元的转动元件整体地以与所述输入轴相同的转速而转动；以及

所述后变速机单元包括通过将所述多个行星齿轮系中的预定的转动元件互相耦接而互相差动转动的第一元件、第二元件、第三元件和第四元件，

所述第二转动部件为所述第一元件，

所述第一接合机构被设置在所述第一元件和所述输入轴之间，

所述第三转动部件为所述第二元件，

所述第二接合机构被设置在所述第二元件和所述输入轴之间，

所述第三元件被耦接到构成所述前变速机单元的所述转动元件中的任何一个，以及

所述第四元件被耦接到所述输出轴。