JP2001082555A

JP2001082555A - 車両用自動変速機

Info

Publication number: JP2001082555A
Application number: JP25635499A
Authority: JP
Inventors: Kenji Goto; 健次後藤; Masaaki Nishida; 正明西田; Masahiro Hayabuchi; 正宏早渕; Kazumasa Tsukamoto; 一雅塚本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-27
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP4244461B2

Abstract

(57)【要約】【課題】多段の車両用自動変速機において、最少の係
合要素の追加で大幅な多段化を図る。【解決手段】車両用自動変速機は、入力軸１１の回転
に対して、固定の第１の速度比を持つ第１の入力経路Ｔ
１と、第１の速度比と異なる固定の第２の速度比を持つ
第２の入力経路Ｔ２と、複数のプラネタリギヤの組み合
わせからなる４要素のプラネタリギヤセットＧと、プラ
ネタリギヤセットの４要素を、速度線図上での各要素の
並び順に従い第１〜第４要素として、第２の入力経路か
らの回転を第１要素Ｓ３と第４要素Ｓ２とにそれぞれ伝
達する第１クラッチ（Ｃ−１）及び第３クラッチ（Ｃ−
３）と、第１の入力経路からの回転を第３要素Ｃ２（Ｃ
３）と第１要素とにそれぞれ伝達する第２クラッチ（Ｃ
−２）及び第４クラッチ（Ｃ−４）と、第４要素を係止
する第１ブレーキ（Ｂ−１）及び第３要素を係止する第
２ブレーキ（Ｂ−２）と、第２要素Ｒ２（Ｒ３）に連結
された出力軸３３とを有する。この構成により前進１０
段を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載される
多段の自動変速機に関し、特に、そのギヤトレインに関
する。

【０００２】

【従来の技術】車両に搭載させる自動変速機には、ドラ
イバビリティの確保と、省エネルギに不可欠な燃費の向
上のために、多段化の要請がある。こうした要請に応え
るには、ギヤトレインの変速段数当たりの変速要素数と
係合要素数の一層の削減が必要となる。そこで、最小限
の要素からなるプラネタリギヤセットを、３つのクラッ
チと２つのブレーキとからなる５つの係合要素で操作し
て、前進６速・後進１速を達成するコンパクトなギヤト
レインが特開平４−２１９５５３号公報において提案さ
れている。この提案に係るギヤトレインによれば、前進
６段を達成することにより、ワイドなギヤ比幅とクロス
レシオの両立が可能となり、駆動力、燃費において、高
い性能を得ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、考えら
れる様々な走行状態において、最適な駆動力を得、かつ
最良の燃費を確保するためには、６段の変速段でも必ず
しも十分とは言えず、更なる多段化が望ましい。他方、
そのために自動変速機が大型化し重量が増加すること
は、逆に燃費の悪化を招くので避けなければならない。

【０００４】そこで、本発明は、多段の自動変速機にお
いて、装置の大型化を最小限に抑えながら更なる多段化
を達成することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の車両用自動変速機は、入力軸の回転に対し
て、固定の第１の速度比を持つ第１の入力経路と、第１
の速度比と異なる固定の第２の速度比を持つ第２の入力
経路と、複数のプラネタリギヤの組み合わせからなる４
要素のプラネタリギヤセットと、該プラネタリギヤセッ
トの４要素を、速度線図上での各要素の並び順に従い第
１〜第４要素として、第２の入力経路からの回転を第１
要素と第４要素とにそれぞれ伝達する第１クラッチ及び
第３クラッチと、第１の入力経路からの回転を第３要素
と前記第１要素とにそれぞれ伝達する第２クラッチ及び
第４クラッチと、第４要素を係止する第１ブレーキ及び
第３要素を係止する第２ブレーキと、第２要素に連結さ
れた出力軸とを有する。

【０００６】上記の構成において、入力軸からの回転を
減速して出力する減速プラネタリギヤを有し、該減速プ
ラネタリギヤからの入力経路が前記第２の入力経路とさ
れ、減速プラネタリギヤを介さない入力軸からの入力経
路が前記第１の入力経路とされた構成とするのが有効で
ある。

【０００７】あるいは、上記の構成において、入力軸か
らの回転を増速して出力する増速プラネタリギヤを有
し、該増速プラネタリギヤからの入力経路が前記第１の
入力経路とされ、増速プラネタリギヤを介さない入力軸
からの入力経路が前記第２の入力経路とされた構成を採
るのが有効である。

【０００８】また、上記の構成において、入力軸からの
回転を前記第１の速度比で出力する第１のカウンタギヤ
列と、入力軸からの回転を前記第２の速度比で出力する
第２のカウンタギヤ列とを有し、前記第１カウンタギヤ
列からの入力経路が前記第１の入力経路とされ、前記第
２カウンタギヤ列からの入力経路が前記第２の入力経路
とされた構成とするのも有効である。

【０００９】

【発明の作用及び効果】上記請求項１記載の構成では、
第１〜第４クラッチと第１及び第２ブレーキからなる６
つの係合要素により最高で前進１０段を得ることができ
る。よって、少ない係合要素により大幅な多段化が可能
となるので、自動変速機の大型化を最小限に抑えなが
ら、様々な走行状態において、最適なギヤ比の選択が可
能となる。

【００１０】次に、請求項２記載の構成では、入力経路
の回転が、入力回転に対して直結及び減速回転となるこ
とで、プラネタリギヤセットで作られる変速段のギヤ比
を全体的に低いギヤ比とすることができるので、特に、
ＦＦ車やＲＲ車用のトランスアクスルのように、変速機
部にディファレンシャル装置を備える場合には、それへ
の入力部で設定される最終減速比を比較的小さくするこ
とができ、変速機部を小さくすることができる。

【００１１】また、請求項３記載の構成では、入力経路
の回転が、入力回転に対して直結及び増速回転となるこ
とで、プラネタリギヤセットへの両入力経路で伝達され
るトルクの増幅がなくなり、各クラッチ、ブレーキ及び
プラネタリギヤセットをコンパクトに構成でき、変速機
部を小さくすることができる。

【００１２】次に、請求項４記載の構成では、プラネタ
リギヤセットが、入力軸とは異なる軸、即ち、エンジン
の軸とは異なる軸に配置されることになるので、エンジ
ンの軸上での部材の集中を妨止でき、レイアウトの自由
度が増す。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿い、本発明の実施
形態を説明する。図１〜図４は本発明を具体化した車両
用自動変速機の第１実施形態を示す。図１にそのギヤト
レイン構成を軸間を共通平面内に展開してスケルトンで
示すように、この自動変速機は、互いに並行する主軸
Ｘ、カウンタ軸Ｙ、デフ軸Ｚの各軸上に各要素が配設さ
れた３軸構成の横置式トランスアクスルを構成してい
る。

【００１４】このギヤトレインは、主軸Ｘの入力側に配
置されたロックアップクラッチ付の３要素のトルクコン
バータ４と、出力側に配置された変速機構１と、変速機
構に対して並列配置とされたカウンタ軸Ｙ上のカウンタ
ギヤ機構２と、更にカウンタギヤ機構に対して並列配置
とされたデフ軸Ｚ上のディファレンシャル装置３とで構
成されている。トルクコンバータ４は、ポンプインペラ
４１とタービンランナ４２とステータ４３を備える構成
とされている。また、カウンタギヤ機構２は、カウンタ
軸２０に固定されたカウンタドリブンギヤ２１とデフド
ライブピニオンギヤ２２とを備える構成とされている。
更に、ディファレンシャル装置３は、デフケース３０
と、それに固定のデフリングギヤ３１と、デフケース３
０内に配置された差動歯車３２と、デフサイドギヤに連
結された出力軸３３とを備える構成とされている。これ
ら相互の連結関係は、トルクコンバータ４のタービンラ
ンナ４２が変速機構１の入力軸１１に連結され、変速機
構の出力部材を構成するカンタドライブギヤ１９が噛合
によりカウンタギヤ機構２のカウンタドリブンギヤ２１
に連結され、デフドライブピニオンギヤ２２が噛合によ
りデフリングギヤ３１に連結された構成とされている。

【００１５】主軸Ｘ上の変速機構１は、入力軸１１の回
転に対して、固定の第１の速度比（本形態では、直結の
速度比１）を持つ第１の入力経路Ｔ１と、第１の速度比
と異なる固定の第２の速度比（本形態において、減速
比）を持つ第２入力経路Ｔ２と、複数のプラネタリギヤ
の組み合わせからなる４要素のプラネタリギヤセット
（本形態において、ラビニョタイプのプラネタリギヤセ
ット）Ｇと、プラネタリギヤセットＧの４要素を、速度
線図（図３参照）上での各要素の並び順に従い第１〜第
４要素として、第２の入力経路Ｔ２からの回転を第１要
素Ｓ３と第４要素Ｓ２とにそれぞれ伝達する第１クラッ
チ（Ｃ−１）及び第３クラッチ（Ｃ−３）と、第１の入
力経路Ｔ１からの回転を第１要素Ｓ３と第３要素Ｃ２
（Ｃ３）とにそれぞれ伝達する第４クラッチ（Ｃ−４）
及び第２クラッチ（Ｃ−２）と、第４要素Ｓ２を係止す
る第１ブレーキ（Ｂ−１）及び第３要素Ｃ２（Ｃ３）を
係止する第２ブレーキ（Ｂ−２）と、第２要素Ｒ２（Ｒ
３）に連結された出力軸（本形態において、出力軸は、
カウンタギヤ機構２とデファレンシャル装置３を介して
第２要素に連結）３３とを有する。

【００１６】このギヤトレインは、入力軸１１からの回
転を減速して出力する減速プラネタリギヤＧ１を有し、
減速プラネタリギヤからの入力経路が第２の入力経路Ｔ
２とされ、減速プラネタリギヤを介さない入力軸１１か
らの入力経路が第１の入力経路Ｔ１とされている。

【００１７】プラネタリギヤセットＧを構成する４要素
は、第１要素Ｓ３が小径サンギヤ、第２要素Ｒ２（Ｒ
３）がリングギヤ、第３要素Ｃ２（Ｃ３）が２つのピニ
オンギヤＰ２，Ｐ３を支持するキャリア、第４要素Ｓ２
が大径サンギヤとされ、２つのピニオンギヤＰ２，Ｐ３
は、互いに噛合するロングピニオンＰ２とショートピニ
オンＰ３とで構成され、ショートピニオンＰ３が小径サ
ンギヤＳ３に噛合し、ロングピニオンＰ２が大径サンギ
ヤＳ２とリングギヤＲ２に噛合する関係にある。

【００１８】減速プラネタリギヤＧ１は、３要素のシン
プルプラネタリタイプとされ、サンギヤＳ１、それに外
接噛合するピニオンギヤＰ１を支持するキャリアＣ１、
ピニオンギヤＰ１が内接噛合するリングギヤＲ１を有す
る。この形態では、リングギヤＲ１を入力要素とすべ
く、該ギヤＲ１が入力軸１１に連結され、キャリアＣ１
は出力要素としてクラッチ（Ｃ−１）のドラム側に連結
され、サンギヤＳ１が反力要素として変速機ケース１０
に固定されている。

【００１９】第１クラッチ（Ｃ−１）は多板構成とれ、
そのドラム側を前記のように減速プラネタリギヤＧ１の
キャリアＣ１に連結され、ハブ側は動力伝達部材１２を
介して小径サンギヤＳ３に連結されている。

【００２０】第２クラッチ（Ｃ−２）も多板構成とれ、
そのドラム側を第４クラッチ（Ｃ−４）のドラムを介し
て入力軸１１に連結され、ハブ側はプラネタリギヤセッ
トＧのキャリアＣ２（Ｃ３）に連結されている。

【００２１】第３クラッチ（Ｃ−３）も同様に多板構成
とれ、そのハブ側が第１クラッチ（Ｃ−１）のドラムを
介して減速プラネタリギヤＧ１のキャリアＣ１に連結さ
れ、ドラム側はプラネタリギヤセットＧの大径サンギヤ
Ｓ２に動力伝達部材１３を介して連結されている。

【００２２】第４クラッチ（Ｃ−４）も同様に多板構成
とれ、そのドラム側が入力軸１１に連結され、ハブ側は
プラネタリギヤセットＧの小径サンギヤＳ３に連結され
ている。

【００２３】第１ブレーキ（Ｂ−１）は、第３クラッチ
（Ｃ−３）のドラムをブレーキドラムとするバンドブレ
ーキ構成とされ、第３クラッチ（Ｃ−３）とプラネタリ
ギヤセットＧの連結関係から、その大径サンギヤＳ２を
変速機ケース１０に係止するものとされている。

【００２４】第２ブレーキ（Ｂ−２）は、そのハブ側を
後記するワンウェイクラッチ（Ｆ−１）のインナレース
を介してプラネタリギヤセットＧのキャリアＣ２（Ｃ
３）に連結された多板構成のブレーキとされている。

【００２５】なお、図に示すギヤトレインでは、第２ブ
レーキ（Ｂ−２）に並列させてワンウェイクラッチ（Ｆ
−１）を配しているが、これは、１→２変速時の第２ブ
レーキ（Ｂ−２）と第１ブレーキ（Ｂ−１）の掴み替え
のための複雑な油圧制御を避け、第２ブレーキ（Ｂ−
２）の解放制御を単純化すべく、第１ブレーキ（Ｂ−
１）の係合に伴って自ずと係合力を解放する回転方向に
対して係合・解放に方向性を持つワンウェイクラッチ
（Ｆ−１）を用いたものであり、第２ブレーキ（Ｂ−
２）と同等のものである。

【００２６】こうした構成からなる自動変速機は、図示
しない電子制御装置と油圧制御装置とによる制御で、運
転者により選択されたレンジに応じた変速段の範囲で車
両負荷に基づき、変速を行う。図２は図に略号で示す各
クラッチ及びブレーキの係合及び解放（○印で係合、無
印で解放を表す）で達成される変速段と、各変速段のギ
ヤ比を図表化して示す。この図表におけるギヤ比は、減
速プラネタリギヤＧ１のサンギヤＳ１とリングギヤＲ１
の歯数比λ１＝０．６２５、プラネタリギヤセットＧの
大径サンギヤＳ２とリングギヤＲ２（Ｒ３）すなわちラ
ビニョのシンプル側の歯数比λ２＝０．３９７、小径サ
ンギヤＳ３とリングギヤＲ３すなわちラビニョのダブル
プラネタリ側の歯数比λ３＝０．３８４に設定したもの
で、この場合の入出力ギヤ比は、第１速（１ＳＴ）：（Ａ＋Ｂ）／ＡＣ＝４．２３７第２速（２ＮＤ）：（Ａ＋Ｂ）／Ａ＝２．６０７第３速（３ＲＤ）：（１＋Ａ＋Ｂ）／（１＋Ａ）Ｃ＝
２．３６８第４速（４ＴＨ）：１／Ｃ＝１．６２５第５速（５ＴＨ）：（１＋Ａ＋Ｂ）／（１＋Ａ）＝１．
４５７第６速（６ＴＨ）：（Ａ＋Ｂ）／（Ｂ＋ＡＣ）＝１．１
７３第７速（７ＴＨ）：（１＋Ａ＋Ｂ）／（１＋Ａ＋ＢＣ）
＝１．１３７第８速（８ＴＨ）：１／１＝１．０００第９速（９ＴＨ）：１／（１＋Ａ（１−Ｃ））＝０．８
６７第１０速（１０ＴＨ）：１／（１＋Ａ）＝０．７１６後進（ＲＥＶ）：−１／ＡＣ＝−４．０９１となる。

【００２７】また、図３は各クラッチ及びブレーキの係
合（●印でそれらの係合を表す）により達成される変速
段と、そのときの各要素の速度比との関係を速度線図で
示す。速度線図における縦軸は、それぞれ減速プラネタ
リギヤＧ１及びプラネタリギヤセットＧの各要素を示
し、それら各軸間の横方向幅がギヤ比の関係、縦方向位
置が速度比を示す。ちなみに、減速プラネタリギヤＧ１
のサンギヤＳ１を固定（速度比０）とし、リングギヤＲ
１に入力（速度比１）を与えることで、キャリアＣ１に
減速回転（サンギヤＳ１の速度比０の点とリングギヤＲ
１の速度比１の点とを結ぶ直線とキャリアＣ１を表す縦
線との交点の速度比）が出力され、この減速回転を第１
クラッチ（Ｃ−１）の係合でプラネタリギヤセットＧの
小径サンギヤＳ３に入力させ、かつ、第２ブレーキ（Ｂ
−２）の係止でキャリアＣ２（Ｃ３）を係止（速度比
０）した場合に、リングギヤＲ３（Ｒ２）に第１速（１
ＳＴ）の減速回転が出力され、サンギヤＳ２はサンギヤ
Ｓ３とリングギヤＲ３（Ｒ２）に対して逆回転（速度比
−）で空転する。

【００２８】両図を併せ参照してわかるように、第１速
（１ＳＴ）は、第１クラッチ（Ｃ−1 ）と第２ブレーキ
（Ｂ−２）の係合（本形態において、作動図表を参照し
てわかるように、この第２ブレーキ（Ｂ−２）の係合に
代えてワンウェイクラッチ（Ｆ−１）の自動係合が用い
られているが、この係合を用いている理由及びこの係合
が第２ブレーキ（Ｂ−２）の係合に相当する理由につい
ては前記のとおりである。）により達成される。この場
合、図１を参照して、入力軸１１から減速プラネタリギ
ヤＧ１を経て減速された回転が第１クラッチ（Ｃ−１）
経由で小径サンギヤＳ３に入力され、ワンウェイクラッ
チ（Ｆ−１）の係合により係止されたキャリアＣ２（Ｃ
３）に反力を取って、リングギヤＲ２（Ｒ３）の最大減
速比の減速回転がカウンタドライブギヤ１９に出力され
る。

【００２９】次の第２速（２ＮＤ）〜第７速（７ＴＨ）
は、一般には、プラネタリギヤセットＧの各要素間のギ
ヤ比設定次第で、達成される変速段と変速段の達成関与
する要素との関係が入れ替わる可能性のあるものである
が、これらの変速段については、前記のギヤ比設定の場
合を例として説明する。

【００３０】上記の前提の下に、第２速（２ＮＤ）は、
第４クラッチ（Ｃ−４）とワンウェイクラッチ（Ｆ−
１）の係合により達成される。この場合、入力軸１１か
らの非減速回転が第４クラッチ（Ｃ−４）経由で小径サ
ンギヤＳ３に入力され、ワンウェイクラッチ（Ｆ−１）
の係合により係止されたキャリアＣ２（Ｃ３）に反力を
取って、リングギヤＲ２（Ｒ３）の減速回転がカウンタ
ドライブギヤ１９に出力される。このときの減速比は、
入力回転が非減速回転であるため、ギヤ比の設定に関わ
りなく入力回転が減速回転である第１速（１ＳＴ）より
小さくなる。

【００３１】次に、第３速（３ＲＤ）は、第１クラッチ
（Ｃ−１）と第１ブレーキ（Ｂ−１）の係合により達成
される。この場合、減速プラネタリギヤＧ１経由の減速
回転が第１クラッチ（Ｃ−１）経由で小径サンギヤＳ３
に入力され、第１ブレーキ（Ｂ−１）の係合により係止
された大径サンギヤＳ２に反力を取って、リングギヤＲ
２（Ｒ３）の減速回転がカウンタドライブギヤ１９に出
力される。この場合の速度比は図３の速度線図を参照し
て解かるように第２速（２ＮＤ）と接近したものであ
り、ギヤ比設定によっては、第２速（２ＮＤ）と減速比
が逆転する可能性のあるものである。

【００３２】次の第４速（４ＴＨ）は、第１クラッチ
（Ｃ−１）と第３クラッチ（Ｃ−３）の同時係合により
達成される。この場合、一方で入力軸１１から減速プラ
ネタリギヤＧ１を経て減速された回転が第１クラッチ
（Ｃ−１）経由で小径サンギヤＳ３に入力され、他方で
入力軸１１から第３クラッチ（Ｃ−３）経由で入力され
た減速回転が大径サンギヤＳ２に入力され、プラネタリ
ギヤセットＧは直結状態となって、減速プラネタリギヤ
Ｇ１により減速された回転がそのままリングギヤＲ２
（Ｒ３）の回転としてカウンタドライブギヤ１９に出力
される。したがって、この場合の減速比は、減速入力を
更に減速して出力する第３速（３ＲＤ）とはギヤ比設定
の如何に関わらず入れ替わらない。

【００３３】次に、第５速（５ＴＨ）は、第４クラッチ
（Ｃ−４）と第１ブレーキ（Ｂ−１）の係合により達成
される。この場合、入力軸１１からの回転が第４クラッ
チ（Ｃ−４）経由で小径サンギヤＳ３に入力され、第１
ブレーキ（Ｂ−１）の係合で係止された大径サンギヤＳ
２に反力を取るリングギヤＲ２（Ｒ３）の回転がカウン
タドライブギヤ１９に出力される。この場合の減速比
は、第４速（４ＴＨ）のものと入れ替わる可能性があ
る。

【００３４】そして、第６速（６ＴＨ）は、第１クラッ
チ（Ｃ−１）と第２クラッチ（Ｃ−２）の同時係合によ
り達成される。この場合、一方で減速プラネタリギヤＧ
１を経て減速された第１クラッチ（Ｃ−１）経由の回転
が小径サンギヤＳ３に入力され、他方で入力軸１１から
第３クラッチ（Ｃ−２）経由の非減速回転がキャリアＣ
２（Ｃ３）に入力されて、キャリアＣ２（Ｃ３）と小径
サンギヤＳ３の回転に対する中間の回転がリングギヤＲ
２（Ｒ３）からカウンタドライブギヤ１９に出力され
る。この第６速（６ＴＨ）の減速比は第５速（５ＴＨ）
の減速比と入れ替わることはない。

【００３５】次の第７速（７ＴＨ）は、第３クラッチ
（Ｃ−３）と第４クラッチ（Ｃ−４）の同時係合により
達成される。この場合、一方で減速プラネタリギヤＧ１
を経て減速された第３クラッチ（Ｃ−３）経由の回転が
大径サンギヤＳ２に入力され、他方で入力軸１１から第
４クラッチ（Ｃ−４）経由の非減速回転が小径サンギヤ
Ｓ３に入力されて、大径サンギヤＳ２と小径サンギヤＳ
３の回転に対する中間の回転がリングギヤＲ２（Ｒ３）
からカウンタドライブギヤ１９に出力される。この第７
速（７ＴＨ）の減速比も第６速（６ＴＨ）の減速比と入
れ替わる可能性がある。

【００３６】第８速（８ＴＨ）は、第２クラッチ（Ｃ−
２）と第４クラッチ（Ｃ−４）の同時係合により達成さ
れる。この場合、両クラッチとも入力軸１１の回転をそ
のまま入力するクラッチであるので、プラネタリギヤセ
ットＧは直結状態となり、入力軸１１の回転がそのまま
リングギヤＲ２（Ｒ３）からカウンタドライブギヤ１９
に出力される。この第８速（８ＴＨ）の速度比は、他の
変速段に対して絶対的なものであり、それらと入れ替わ
ることはない。

【００３７】第９速（９ＴＨ）は、第２クラッチ（Ｃ−
２）と第３クラッチ（Ｃ−３）の同時係合により達成さ
れる。この場合、第３クラッチ経由の大径サンギヤＳ２
への入力は減速回転となるのに対して、第２クラッチ経
由のキャリアＣ２（Ｃ３）への入力は非減速回転となる
ため、リングギヤＲ２（Ｒ３）出力はオーバドライブと
なってカウンタドライブギヤ１９に出力される。このと
きの速度比も他の変速段に対して絶対的なものであり、
それらと入れ替わることはない。

【００３８】第１０速（１０ＴＨ）は、第２クラッチ
（Ｃ−２）と第１ブレーキ（Ｂ−１）の係合により達成
される。この場合、第２クラッチ経由のキャリアＣ２
（Ｃ３）への非減速回転入力に対して、第１ブレーキ
（Ｂ−１）の係合により大径サンギヤＳ２が係止される
ため、リングギヤＲ２（Ｒ３）出力は更にオーバドライ
ブとなってカウンタドライブギヤ１９に出力される。こ
のときの速度比も同様に他の変速段に対して絶対的なも
のであり、それらと入れ替わることはない。

【００３９】なお、後進（ＲＥＶ）は、第３クラッチ
（Ｃ−３）と第２ブレーキ（Ｂ−２）の係合により達成
される。この場合、入力軸１１から減速プラネタリギヤ
Ｇ１を経て減速された回転が第３クラッチ（Ｃ−３）経
由で大径サンギヤＳ２に入力され、ブレーキ（Ｂ−２）
の係合により係止されたキャリアＣ２（Ｃ３）に反力を
取るリングギヤＲ２（Ｒ３）の逆転がカウンタドライブ
ギヤ１９に出力され、リバースが達成される。なお、こ
の場合の大径サンギヤＳ２にかかる反力は、エンジンド
ライブ状態での第１速（１ＳＴ）や第２速（２ＮＤ）と
は逆回転方向となるため、これらの変速段のようにワン
ウェイクラッチ（Ｆ−１）の係合を代用することはでき
ない。この点は、同様に大径サンギヤＳ２にかかる反力
が逆向きとなるエンジンコースト状態においても同様で
ある。したがって、図２の係合図表にみるように、図に
括弧付きで係合を示すエンジンブレーキ状態では、これ
らの変速段においても、エンジンブレーキ達成のために
は、ワンウェイクラッチ（Ｆ−１）の係合による第２ブ
レーキ（Ｂ−２）係合の代用はできない。

【００４０】かくして、上記第１実施形態のギヤトレイ
ンによれば、６つの係合要素により前進１０段を得るこ
とができる。したがって、従来の５つの係合要素により
前進６段を達成するものに対して、１つの係合要素の増
加だけの少ない係合要素により自動変速機の大型化を最
小限に抑えながら、大幅な多段化が可能となる。しか
も、このようにして達成される各変速段は、図３の速度
線図上で、リングギヤＲ２（Ｒ３）の速度比を示す○印
の上下方向の間隔を参照して定性的にわかるように、特
にアンダドライブ側の第１速（１ＳＴ）〜第８速（８Ｔ
Ｈ）間で極めて間隔の詰まった速度ステップとなるた
め、様々な走行状態において、エンジン特性に応じた最
適な駆動力を得るギヤ比の選択が可能となる。

【００４１】また、入力経路Ｔ１，Ｔ２の回転が、直結
及び減速回転となるので、プラネタリギヤセットＧで作
られる変速段のギヤ比を全体的に低いギヤ比とすること
ができ、最終減速比を小さくすることができるため、該
減速比を設定するデフリングギヤ３１径を小さくするこ
とで、３軸間の距離を縮めて変速機全体を小さくするこ
とができる。

【００４２】ところで、上記実施形態のような係合関係
から各変速段を達成する場合、図２の係合図表を参照し
て解かるように、第４速（４ＴＨ）〜第７速（７ＴＨ）
間で、２つずつの係合要素の一方を解放し、他方を同時
に係合させる変速操作、いわゆる２係合要素同士の掴み
替えを必要とすることになる。こうした操作は、不可能
ではないにしても、複雑な制御を要するため、コストパ
フォーマンスの点で実現性に乏しいものである。そこ
で、こうした変速操作を経ることなく、１つの係合要素
の追加係合又は１つずつの係合要素の掴み替えにより達
成可能な変速のシーケンスを図４に模式化して示す。こ
の場合、各変速段を示すブロック（それらの上下位置で
速度比の大小関係を表す）間を結ぶ線がアップダウンシ
フトのシーケンスを示す。

【００４３】ちなみに、アップシフトの場合、第１速
（１ＳＴ）からは、第２速（２ＮＤ）、第３速（３Ｅ
Ｄ）、第４速（４ＴＨ）又は第６速（６ＴＨ）への直接
変速が可能であり、それより上位の一方の変速系列とし
て、第２速（２ＮＤ）からは、第５速（５ＴＨ）、第７
速（７ＴＨ）又は第８速（８ＴＨ）への直接変速が可能
であり、第５速（５ＴＨ）からは、第７速（７ＴＨ）、
第８速（８ＴＨ）又は第１０速（１０ＴＨ）への変速、
第７速（７ＴＨ）からは第８速（８ＴＨ）又は第９速
（９ＴＨ）、第８速（８ＴＨ）からは第９速（９ＴＨ）
又は第１０速（１０ＴＨ）への変速が可能である。ま
た、他の系列として、第３速（３ＲＤ）からは、第４速
（４ＴＨ）、第５速（５ＴＨ）、第６速（６ＴＨ）又は
第１０速（１０ＴＨ）への跳び変速が可能であり、第４
速（４ＴＨ）からは、第６速（６ＴＨ）、第７速（７Ｔ
Ｈ）又は第９速（９ＴＨ）への変速、第６速（６ＴＨ）
からは、第８速（８ＴＨ）、第９速（９ＴＨ）又は第１
０速（１０ＴＨ）への変速が可能である。またダウンシ
フトの場合、上記と逆の系統を辿る変速が可能である。

【００４４】この変速関係から明らかように、このギヤ
トレインでは、最小の３段（１ＳＴ→３ＲＤ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→６ＴＨ→１０ＴＨ）から、４段（１ＳＴ→
２ＮＤ→５ＴＨ→１０ＴＨ、１ＳＴ→２ＮＤ→８ＴＨ→
１０ＴＨ、１ＴＨ→３ＲＤ→５ＴＨ→１０ＴＨ、１ＳＴ
→４ＴＨ→９ＴＨ→１０ＴＨ、１ＳＴ→６ＴＨ→８ＴＨ
→１０ＴＨ）、５段（１ＳＴ→２ＮＤ→７ＴＨ→８ＴＨ
→１０ＴＨ、１ＳＴ→４ＴＨ→７ＴＨ→８ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→３ＲＤ→４ＴＨ→６ＴＨ→１０ＴＨ、１Ｓ
Ｔ→３ＲＤ→４ＴＨ→９ＴＨ→１０ＴＨ）、最大の６段
（１ＳＴ→２ＮＤ→５ＴＨ→７ＴＨ→８ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→２ＮＤ→５ＴＨ→７ＴＨ→９ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→３ＲＤ→４ＴＨ→７ＴＨ→８ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→３ＲＤ→５ＴＨ→７ＴＨ→８ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→３ＲＤ→５ＴＨ→７ＴＨ→９ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→３ＲＤ→４ＴＨ→６ＴＨ→８ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ、１ＳＴ→３ＲＤ→４ＴＨ→６ＴＨ→９ＴＨ→１０Ｔ
Ｈ）まで、各段数に対応して複数のシーケンスが成立す
る。したがって、これらのシーケンスから運転状況や所
期の変速特性に適したものをマップ等で状況に応じて選
択することにより、エンジン特性への適合のための微細
な設定や、所望とする変速モードへのきめ細かなギヤ比
ステップの適合が可能となる。

【００４５】なお、他の変速段の設定方法として、運転
者のアクセルペダルやブレーキペダルの操作状況、車両
の車速や加速度などの走行状況、更には、車両の走行し
ている道路の勾配などの道路状況等から、最適なギヤ比
を求め、現在の変速段から２係合要素同士の掴み替えを
必要としない変速を行うことができる変速段の中で、求
められる最適なギヤ比に一番近い変速段を設定すること
も可能である。

【００４６】ところで、上記第１実施形態では、減速プ
ラネタリギヤＧ１をシンプルプラネタリタイプとした
が、ギヤ比ステップをより良好なものとする上では、減
速プラネタリギヤＧ１が若干大型化するものの、それを
ダブルピニオンタイプとするのも有効である。図５〜図
８はこのようにした第２実施形態を示す。この場合の第
１実施形態に対する相違点のみ説明すると、図５のスケ
ルトンを参照して、第１実施形態において出力要素とさ
れていたキャリアＣ１が反力要素として変速機ケース１
０に固定され、入力要素とされていたリングギヤＲ１が
出力要素として第１クラッチ（Ｃ−１）のドラムに連結
され、反力要素とされていたサンギヤＳ１が入力要素と
して入力軸１１に連結されている。こうした連結関係を
採ると、減速プラネタリギヤＧ１の内周側のサンギヤＳ
１をより内周側の入力軸１１に自然に連結し、キャリア
Ｃ１をその直前の変速機ケース１０に固定することで、
出力を後側に無理な引回しなく自然な形態で導くことが
できるため、減速プラネタリギヤＧ１周りの取回しを簡
素化することができる。

【００４７】この第２実施形態においては、図６の作動
図表に示すように、減速プラネタリギヤＧ１のギヤ比λ
１＝０．５４２、プラネタリギヤセットＧのラビニョの
シンプル側のギヤ比λ２＝０．５００、同じくダブルプ
ラネタリ側のギヤ比＝０．４５８に設定した場合、図６
と図２との対比で解かるように、第２速（２ＮＤ）と第
３速（３ＲＤ）が第１実施形態に対して逆転する。した
がって、この場合の第２速（２ＮＤ）は、図７の速度線
図を参照して、第１クラッチ（Ｃ−１）と第１ブレーキ
（Ｂ−１）の係合で達成され、第３速（３ＲＤ）は、第
４クラッチ（Ｃ−４）と第２ブレーキ（Ｂ−２）（ただ
し、実際にはワンウェイクラッチ（Ｆ−１））の係合で
達成される。

【００４８】そして、この第２、第３速の入れ替わり
で、アップダウンシフトのシーケンスは図８に示すよう
なものとなる。具体的には、アップシフトの場合、第１
速（１ＳＴ）からは、第２速（２ＮＤ）、第３速（３Ｅ
Ｄ）、第４速（４ＴＨ）又は第６速（６ＴＨ）への直接
変速が可能である点は同様であり、一方の系列として、
第２速（２ＮＤ）からは、第４速（４ＴＨ）、第５速
（５ＴＨ）又は第６速（６ＴＨ）への直接変速が可能と
なり、他の系列として、第３速（３ＲＤ）からは、第５
速（５ＴＨ）、第７速（７ＴＨ）又は第８速（８ＴＨ）
への跳び変速が可能となる。これより上位の第４速（４
ＴＨ）と第５速（５ＴＨ）からのアップシフトについて
は、第１実施形態の場合と同様となる。またダウンシフ
トの場合、上記と逆の系統を辿る変速が可能となる。

【００４９】この第２実施形態においては、各変速段の
ギヤ比を図６の係合図表に具体的数値で例示し、また図
７の変速線図に○印で示すように設定することができ、
これらを参照して解かるように、比較的等間隔の良好な
ギヤ比ステップが得られる。

【００５０】前記両実施形態では、プラネタリギヤセッ
トＧをラビニョタイプとしたが、これをより単純なシン
プルプラネタリタイプの組み合わせとすることもでき
る。図９〜図１１は第１実施形態に対して上記のように
プラネタリギヤセットを変更した第３実施形態を示す。
この場合、図９にスケルトンで示すように、プラネタリ
ギヤセットＧは、３要素のシンプルプラネタリギヤＧ２
と同じく３要素のシンプルプラネタリギヤＧ３との組み
合わせで構成されている。そして、この形態におけるプ
ラネタリギヤセットの４要素は、図１１に示す速度線図
の順番で、第１要素が互いに連結されたサンギヤＳ３と
リングギヤＲ２、第２要素が同じく互いに連結されたキ
ャリアＣ２とキャリアＣ３、第３要素がリングギヤＲ
３、そして第４要素がサンギヤＳ２となる。したがっ
て、第１要素Ｓ３，Ｒ２と第４要素Ｓ２に第２の入力経
路Ｔ２からの回転をそれぞれ伝達する第１クラッチ（Ｃ
−１）及び第３クラッチ（Ｃ−３）は、図９のスケルト
ンに示すように、それぞれサンギヤＳ３とリングギヤＲ
２に連結され、第１要素Ｓ３，Ｒ２と第３要素Ｒ３に第
１の入力経路Ｔ１からの回転をそれぞれ伝達する第４ク
ラッチ（Ｃ−４）及び第２クラッチ（Ｃ−２）は、それ
ぞれサンギヤＳ３とリングギヤＲ３に連結され、第４要
素Ｓ２と第３要素Ｒ３をそれぞれ係止する第１ブレーキ
（Ｂ−１）及び第２ブレーキ（Ｂ−２）は、サンギヤＳ
２とリングギヤＲ３に連結され、第２要素としてのキャ
リアＣ２，Ｃ３がカウンタドライブギヤ１９経由で出力
軸３３に連結された構成となる。

【００５１】この第３実施形態においては、図１０に係
合図表を示すように、減速プラネタリギヤＧ１のギヤ比
λ１＝０．５９７、プラネタリギヤセットのシンプルプ
ラネタリギヤＧ２側のギヤ比λ２＝０．４３１、シンプ
ルプラネタリギヤＧ３側のギヤ比＝０．５６９に設定し
た場合、各変速段について図１０の係合図表に示すよう
なギヤ比が得られる。そして、図１０と図２との対比及
び図１１と図３の対比で解かるように、各係合要素とそ
れにより達成される変速段の関係は、第１実施形態と同
様となる。したがって、この場合の変速のアップダウン
シフトのシーケンスは第１実施形態の場合と全く同様と
なるので、第１実施形態におけるアップダウンシフトの
シーケンスを示す図４及びそれに関連する説明の参照を
もって説明に代える。

【００５２】以上の各実施形態は、固定の第１の速度比
を１とし、第１の速度比とは異なる固定の第２の速度比
を減速側としたものであるが、第１の速度比を増速側と
し、第２の速度比を１とする選択により本発明を具体化
することもできる。この場合、入力軸からの回転を増速
して出力する増速プラネタリギヤを用いたものが、図１
２に示す第４実施形態である。この形態では、図にスケ
ルトンで示すように、増速プラネタリギヤＧ１’を経た
入力経路が第１の入力経路Ｔ１、増速プラネタリギヤＧ
１’を介さずに入力軸１１に直結した入力経路が第２の
入力経路Ｔ２とされる。

【００５３】この形態においても、プラネタリギヤセッ
トＧは第１実施形態の場合と同様にラビニョタイプとさ
れているので、以下第１実施形態との相違点を主として
説明する。増速プラネタリギヤＧ１’は、この例では３
要素のシンプルプラネタリタイプとされ、変速機構１の
最後部に配置されている。増速プラネタリギヤＧ１’の
サンギヤＳ１’は反力要素として変速機ケース１０に固
定され、キャリアＣ１’が入力要素として入力軸１１に
連結され、リングギヤＲ１’が出力要素として第４クラ
ッチ（Ｃ−４）と第２クラッチ（Ｃ−２）のドラム側に
連結されている。一方、第１クラッチ（Ｃ−１）のドラ
ム側と第３クラッチ（Ｃ−３）のハブ側は、入力軸１１
に直結の第２の入力経路Ｔ２に連結されている。この場
合の各係合要素とプラネタリギヤセットＧの４要素との
連結関係及び出力側への連結関係は、第１実施形態の場
合と同様である。

【００５４】こうした形態を採ると、入力経路Ｔ１，Ｔ
２の回転が、入力回転に対して直結及び増速回転となる
ことで、プラネタリギヤセットＧへの両入力経路Ｔ１，
Ｔ２で伝達されるトルクの増幅がなくなり、各クラッ
チ、ブレーキ及びプラネタリギヤセットＧをコンパクト
に構成でき、変速機構を小さくすることができる。

【００５５】最後に、図１３はこれまでの各実施形態と
異なり、変速機構１をカウンタ軸Ｙ上に配置した第５実
施形態を示す。こうした形態を採っても、本発明の基本
とする概念である、固定の第１の速度比を持つ第１の入
力経路と、第１の速度比と異なる固定の第２の速度比を
持つ第２の入力経路と、プラネタリギヤセットの４要素
と、各係合要素との関係は貫かれる。この形態では、第
１の速度比と第２の速度比は、主軸Ｘ上の両カウンタド
ライブギヤ１４，１５と、それらに噛合するカウンタ軸
Ｙ上の両カウンタドリブンギヤ２３，２４との歯数比の
設定により実現される。

【００５６】この形態では、入力軸１１からの回転を第
１の速度比で出力する第１のカウンタギヤ列１４，２３
からの入力経路が第１の入力経路Ｔ１とされ、入力軸１
１からの回転を第２の速度比で出力する第２のカウンタ
ギヤ列１５，２４からの入力経路が第２の入力経路Ｔ２
とされている。

【００５７】この形態について、若干詳しく説明する
と、図示しないエンジンのクランク軸と同軸とされる主
軸Ｘ上には、ロックアップクラッチ付のトルクコンバー
タ４と、そのタービンランナ４２に連結された入力軸１
１と、入力軸に固定した２つのカウンタドライブギヤ１
４，１５が配置されている。

【００５８】カウンタ軸Ｙ上には、カウンタ軸２０と、
第１実施形態における変速機構と同様の変速機構１が減
速プラネタリギヤを除いた形態で配置され、カウンタ軸
２０の軸端に固定してカウンタドリブンギヤ２４がカウ
ンタドライブギヤ１５と噛合させて配置され、カウンタ
軸２０に対して回転自在にカウンタドリブンギヤ２３が
カウンタドライブギヤ１４に噛合させて配置されてい
る。この場合、前記のように第１のカウンタギヤ列１
４，２３からの入力経路が第１の入力経路Ｔ１を構成す
ることから、この入力経路に第４クラッチ（Ｃ−４）と
第２クラッチ（Ｃ−２）の両ドラム側が連結され、同様
に第２のカウンタギヤ列１５，２４からの入力経路が第
２の入力経路Ｔ２を構成することから、この入力経路に
カウンタ軸２０を介して第１クラッチ（Ｃ−１）のドラ
ム側と第３クラッチ（Ｃ−３）のハブ側が連結されてい
る。この場合も各係合要素とプラネタリギヤセットＧの
４要素との連結関係は、第１実施形態の場合と同様であ
る。なお、この形態では、変速機構１がカウンタ軸Ｙ上
に配置されたことから、プラネタリギヤセットＧの出力
要素としてのリングギヤＲ２（Ｒ３）に連結したカウン
タギヤは、直接デフリングギヤ３１に噛合するデフドラ
イブピニオンギヤ２５の形態を採っている。

【００５９】こうした形態を採っても、第１実施形態の
場合と同様の効果を達成することができる。そして、特
にこの形態の特徴として、プラネタリギヤセットＧが、
入力軸１１とは異なる軸２０、すなわち、エンジンの軸
とは異なる軸に配置されることになるので、エンジンの
軸上での部材の集中を妨止でき、レイアウトの自由度が
増す利点が得られる。

【００６０】なお、以上の各実施形態では、前進１０段
をすべて使用するものとして説明したが、ギヤ比の設定
によっては、達成可能な前進１０段すべてを使用するの
ではなく、例えば、それら変速段のうちの前進９段や８
段のみを使用する形態を採ることも可能である。

【００６１】以上、本発明をトランスアクスルの形態を
基として、各構成要素の形式及び配置並びに連結関係を
変更した実施形態を挙げて詳説したが、これらは、代表
例の例示であって、本発明は、これら実施形態に限定さ
れるものではなく、ディファレンシャル装置を備えない
ＦＲ車用の変速機にも当然に適用可能なものであり、特
許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で種
々に具体的な構成を変更して実施することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した車両用自動変速機の第１実施
形態のギヤトレインを展開して示すスケルトン図であ
る。

【図２】第１実施形態のギヤトレインの作動及び達成さ
れるギヤ比を示す図表である。

【図３】第１実施形態のギヤトレインの速度線図であ
る。

【図４】第１実施形態のギヤトレインのアップダウンシ
フトのシーケンスを示す線図である。

【図５】第１実施形態に対して減速プラネタリギヤを変
更した第２実施形態のギヤトレインを展開して示すスケ
ルトン図である。

【図６】第２実施形態のギヤトレインの作動及び達成さ
れるギヤ比を示す図表である。

【図７】第２実施形態のギヤトレインの速度線図であ
る。

【図８】第２実施形態のギヤトレインのアップダウンシ
フトのシーケンスを示す線図である。

【図９】第１実施形態に対してプラネタリギヤセットを
変更した第３実施形態のギヤトレインを展開して示すス
ケルトン図である。

【図１０】第３実施形態のギヤトレインの作動及び達成
されるギヤ比を示す図表である。

【図１１】第３実施形態のギヤトレインの速度線図であ
る。

【図１２】第１実施形態に対して入力経路の速度比を変
更した第４実施形態のギヤトレインを展開して示すスケ
ルトン図である。

【図１３】第１実施形態に対して変速機構の配置軸を変
更した第５実施形態のギヤトレインを展開して示すスケ
ルトン図である。

【符号の説明】

Ｔ１第１の入力経路Ｔ２第２の入力経路Ｔ１’ 第１のカウンタギヤ列Ｔ２’ 第２のカウンタギヤ列ＧプラネクタギヤセットＧ１減速プラネタリギヤＧ１’増速プラネタリギヤＳ３小径サンギヤ（第１要素）Ｒ２（Ｒ３）ラビニョタイプのリングギヤ（第２要
素）Ｃ２（Ｃ３）ラビニョタイプのキャリア（第３要素）Ｓ２大径サンギヤ（第４要素）Ｓ３シンプルタイプのサンギヤ（第１要素）Ｒ２シンプルタイプのリングギヤ（第１要素）Ｃ２，Ｃ３シンプルタイプのキャリア（第２要素）Ｒ３シンプルタイプのリングギヤ（第３要素）Ｓ２シンプルタイプのサンギヤ（第４要素）Ｃ−１第１クラッチＣ−２第２クラッチＣ−３第３クラッチＣ−４第４クラッチＢ−１第１ブレーキＢ−２第２ブレーキ１１入力軸３３出力軸

フロントページの続き (72)発明者早渕正宏愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者塚本一雅愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内Ｆターム(参考） 3J028 EA25 EB09 EB13 EB31 EB33 EB37 EB66 FB06 FC02 FC18 FC25 FC64 GA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力軸の回転に対して、固定の第１の速
度比を持つ第１の入力経路と、第１の速度比と異なる固定の第２の速度比を持つ第２の
入力経路と、複数のプラネタリギヤの組み合わせからなる４要素のプ
ラネタリギヤセットと、該プラネタリギヤセットの４要素を、速度線図上での各
要素の並び順に従い第１〜第４要素として、第２の入力
経路からの回転を第１要素と第４要素とにそれぞれ伝達
する第１クラッチ及び第３クラッチと、第１の入力経路からの回転を第３要素と前記第１要素と
にそれぞれ伝達する第２クラッチ及び第４クラッチと、第４要素を係止する第１ブレーキ及び第３要素を係止す
る第２ブレーキと、第２要素に連結された出力軸とを有する車両用自動変速
機。
【請求項２】入力軸からの回転を減速して出力する減
速プラネタリギヤを有し、該減速プラネタリギヤからの入力経路が前記第２の入力
経路とされ、減速プラネタリギヤを介さない入力軸からの入力経路が
前記第１の入力経路とされたことを特徴とする、請求項
１記載の車両用自動変速機。
【請求項３】入力軸からの回転を増速して出力する増
速プラネタリギヤを有し、該増速プラネタリギヤからの入力経路が前記第１の入力
経路とされ、増速プラネタリギヤを介さない入力軸からの入力経路が
前記第２の入力経路とされたことを特徴とする、請求項
１記載の車両用自動変速機。
【請求項４】入力軸からの回転を前記第１の速度比で
出力する第１のカウンタギヤ列と、入力軸からの回転を前記第２の速度比で出力する第２の
カウンタギヤ列とを有し、前記第１カウンタギヤ列からの入力経路が前記第１の入
力経路とされ、前記第２カウンタギヤ列からの入力経路が前記第２の入
力経路とされたことを特徴とする、請求項１記載の車両
用自動変速機。