JP2005054824A

JP2005054824A - 自動変速機

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Publication number: JP2005054824A
Application number: JP2003206253A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Hayabuchi; 正宏早渕; Masaaki Nishida; 正明西田; Satoru Kasuya; 悟糟谷; Toshihiko Aoki; 敏彦青木
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、フィーリングの良好な前進７段のギヤ比を得ることができる自動変速機を提供する。
【解決手段】入力軸の回転を減速する歯車減速装置と、速度線図においてギヤ比に対応した間隔で順次並べられた４個の要素に並び順にそれぞれ対応する第１、第２、第３及び第４要素を有する変速用複式プラネタリギヤとを設ける。第１要素を歯車減速装置の減速回転部材に第３クラッチを介して連結可能とし、又は第１ブレーキにより固定可能とする。第２要素を入力軸に第２クラッチを介して連結可能とし、又は第２ブレーキにより固定可能とする。第３要素を出力軸に常時連結する。第４要素を減速回転部材に第１クラッチを介して連結可能とする。出力軸を第４クラッチを介して入力軸に連結可能とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸に連結可能とされた歯車減速装置及び変速用複式プラネタリギヤの各要素に連結されたクラッチ及びブレーキを係脱して入力軸の回転を複数段に変速して出力軸に伝達する自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力軸が連結されたリングギヤ、トランスミッションケースに固定されたサンギヤ及びリングギヤとサンギヤとに噛合するピニオンを支承するキャリアからなる減速用シングルピニオンプラネタリギヤと、第１及び第２サンギヤ、第１サンギヤに直接噛合し第２サンギヤに中間ピニオンを介して噛合するロングピニオン、該ロングピニオン及び中間ピニオンを支承するキャリア、並びに前記ロングピニオンと噛合するリングギヤを有する変速用複式プラネタリギヤとを設け、該変速用複式プラネタリギヤのリングギヤを出力軸に常時連結し、入力軸の回転より回転数が減速された減速用シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアの回転を変速用プラネタリギヤの第２及び第１サンギヤに第１及び第３クラッチにより選択的に伝達し、入力軸の回転を変速用複式プラネタリギヤのキャリアに第２クラッチにより選択的に伝達し、変速用複式プラネタリギヤの第１サンギヤ及びキャリアを第１及び第２ブレーキで選択的に固定して前進６段、後退１段のギヤ比を成立する自動変速機が特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２１９５５３号公報（第〔００７０〕及び〔００７１〕欄、図１３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動変速機は、全長が短く横置きエンジンの前輪駆動車に適している。しかし、近年は燃費及び動力伝達性能向上を図るため、或いは運転者の嗜好にマッチしたギヤ比を得るために、適切に離間した前進７段のギヤ比を成立することができる自動変速機が求められている。
【０００５】
本発明は係る要望に応えるためになされたもので、高速段側に直結段を追加してギヤ比を更に密にし、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、高効率且つギヤチェンジ時のギヤ比変化が小さくフィーリングの良好な前進７段のギヤ比を得ることができる自動変速機を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、入力軸に連結され入力軸の回転より回転数が小さい減速回転を減速回転部材に生成する歯車減速装置と、速度線図においてギヤ比に対応した間隔で順次並べられた４個の要素に並び順にそれぞれ対応する第１、第２、第３及び第４要素を有する変速用複式プラネタリギヤとを設け、前記第１要素を前記減速回転部材に第３クラッチを介して連結可能とし、又は第１ブレーキにより固定可能とし、前記第２要素を前記入力軸に第２クラッチを介して連結可能とし、又は第２ブレーキにより固定可能とし、前記第３要素を出力軸に常時連結し、前記第４要素を前記減速回転部材に第１クラッチを介して連結可能とし、前記出力軸を第４クラッチを介して前記入力軸に連結可能とすることである。
【０００７】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記出力軸を前記第４クラッチを介して前記入力軸に連結したとき、前記第２クラッチを係合して前記第２要素を前記入力軸に連結することである。
【０００８】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、入力軸に連結され入力軸の回転より回転数が小さい減速回転を減速回転部材に生成する歯車減速装置と、速度線図においてギヤ比に対応した間隔で順次並べられた４個の要素に並び順にそれぞれ対応する第１、第２、第３及び第４要素を有する変速用複式プラネタリギヤとを設け、前記第１要素を前記減速回転部材に第３クラッチを介して連結可能とし、又は第１ブレーキにより固定可能とし、前記第２要素を前記入力軸に第２クラッチを介して連結可能とし、又は第２ブレーキにより固定可能とし、前記第３要素を出力軸に常時連結し、前記第４要素を前記減速回転部材に第１クラッチを介して連結可能とし、前記出力軸を前記第２クラッチ及び第４クラッチを介して前記入力軸に連結可能とすることである。
【０００９】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、第１及び第２サンギヤ、前記第１サンギヤに直接噛合し前記第２サンギヤに中間ピニオンを介して噛合するロングピニオン、該ロングピニオン及び前記中間ピニオンを支承するキャリア、並びに前記ロングピニオンと噛合するリングギヤにより前記変速用複式プラネタリギヤを構成し、前記第１サンギヤを前記第１要素、前記キャリアを前記第２要素、前記リングギヤを前記第３要素、前記第２サンギヤを前記第４要素としたことである。
【００１０】
請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記変速用複式プラネタリギヤを第１ダブルピニオンプラネタリギヤ及び第２シングルピニオンプラネタリギヤで構成し、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアと前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを直結して前記第１要素とし、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアとを直結して前記第２要素とし、前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを前記第３要素とし、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを前記第４要素としたことである。
【００１１】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、前記変速用複式プラネタリギヤを第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤで構成し、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアを前記第１要素とし、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアとを直結して前記第２要素とし、前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを前記第３要素とし、前記第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを連結して前記第４要素としたことである。
【００１２】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至３のいずれか１項において、第１及び第２リングギヤ、前記第１リングギヤに直接噛合し前記第２リングギヤに中間ピニオンを介して噛合するロングピニオン、該ロングピニオン及び前記中間ピニオンを支承するキャリア、並びに前記ロングピニオンと噛合するサンギヤにより前記変速用複式プラネタリギヤを構成し、前記第１リングギヤを前記第１要素、前記キャリアを前記第２要素、前記第２リングギヤを前記第３要素、前記サンギヤを前記第４要素としたことである。
【００１３】
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至７のいずれか１項において、前記歯車減速装置は、回転を規制されたサンギヤ、該サンギヤと噛合するピニオンを支承するキャリア及び前記入力軸に連結され前記ピニオンと噛合するリングギヤからなる減速用シングルピニオンプラネタリギヤであり、該減速用シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアを前記減速回転部材としたことである。
【００１４】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、制御装置により各クラッチ及び各ブレーキが選択的に係脱される。変速用複式プラネタリギヤの第１要素が、入力軸の回転を減速する歯車減速装置の減速回転部材に第３クラッチによりに選択的に連結され、又は第１ブレーキにより選択的に固定される。第２要素が入力軸に第２クラッチにより選択的に連結され、又は第２ブレーキにより選択的に固定される。第３要素は出力軸に常時連結されている。第４要素が減速回転部材に第１クラッチにより選択的に連結される。出力軸が入力軸に第４クラッチ、又は第２及び第４クラッチにより選択的に連結される。これにより、従来の自動変速機に最小限の変更を加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる全長が短いコンパクトな自動変速機を提供することができる。さらに、高速段側のギヤ比を更に密にすることができるので、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。また、入力軸と出力軸とを直結した直結ギヤ段においては、変速用複式プラネタリギヤに負荷が掛からないので、燃費が向上するとともに耐用年数が長くなる。
【００１５】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、出力軸が第４クラッチにより入力軸に連結されるとき、第２要素が第２クラッチにより入力軸に連結される。これにより、変速用複式プラネタリギヤが一体回転されて各要素間での相対回転がなくなり、且つ変速用複式プラネタリギヤ及び歯車減速装置に負荷が掛からなくなるので、燃費が向上するとともに耐用年数が長くなる。また、第１乃至第４クラッチ及び第１、第２ブレーキの中の２個を作動させて各ギヤ段を成立することができ、且つ隣接するギヤ段への切換は作動されている２個のクラッチ又はブレーキの一方のみを他のものに切換えることにより達成することができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、制御装置により各クラッチ及び各ブレーキが選択的に係脱される。変速用複式プラネタリギヤの第１要素が、入力軸の回転を減速する歯車減速装置の減速回転部材に第３クラッチによりに選択的に連結され、又は第１ブレーキにより固定される。第２要素が入力軸に第２クラッチにより選択的に連結され、又は第２ブレーキにより選択的に固定される。第３要素は出力軸に常時連結されている。第４要素が減速回転部材に第１クラッチにより選択的に連結される。出力軸が入力軸に第２クラッチ及び第４クラッチにより選択的に連結される。これにより、従来の自動変速機に最小限の変更を加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる自動変速機を提供することができる。さらに、高速段側のギヤ比を更に密にすることができるので、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化延いては車速変化が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。また、入力軸と出力軸とを直結した直結ギヤ段においては、各要素間での相対回転がなくなり、且つ変速用複式プラネタリギヤ及び歯車減速装置に負荷が掛からなくなるので、燃費が向上するとともに耐用年数が長くなる。さらに、第１乃至第４クラッチ及び第１、第２ブレーキの中の２個を作動させて各ギヤ段を成立することができ、且つ隣接するギヤ段への切換は作動されている２個のクラッチ又はブレーキの一方のみを他のものに切換えることにより達成することができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、第１及び第２サンギヤ、第１サンギヤに直接噛合し第２サンギヤに中間ピニオンを介して噛合するロングピニオン、該ロングピニオン及び中間ピニオンを支承するキャリア、並びにロングピニオンと噛合するリングギヤにより変速用複式プラネタリギヤが構成され、制御装置により各クラッチ及び各ブレーキが選択的に係脱される。第１要素である第１サンギヤが入力軸の回転を減速する歯車減速装置の減速回転部材に第３クラッチにより選択的に連結され、又は第１ブレーキにより選択的に固定される。第２要素であるキャリアが入力軸に第２クラッチにより選択的に連結され、又は第２ブレーキにより選択的に固定される。第３要素であるリングギヤは出力軸に常時連結されている。第４要素である第２サンギヤが第１クラッチにより減速回転部材に選択的に連結される。出力軸が入力軸に第４クラッチ又は第２及び第４クラッチにより選択的に連結される。これにより、全長が短いコンパクトな構成で、入力軸の回転を適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比で変速して出力軸に出力することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、変速用複式プラネタリギヤが、第１ダブルピニオンプラネタリギヤ及び第２シングルピニオンプラネタリギヤで構成され、制御装置により各クラッチ及び各ブレーキが選択的に係脱される。第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアと第２シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤが直結され第１要素として歯車減速装置の減速回転部材に第３クラッチにより選択的に連結され、又は第１ブレーキにより選択的に固定される。第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと第２シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアが直結され第２要素として入力軸に第２クラッチにより選択的に連結され、又は第１ブレーキにより選択的に固定される。第３要素である第２シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤは出力軸に常時連結されている。第４要素である第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤが減速回転部材に第１クラッチにより選択的に連結される。出力軸が入力軸に第４クラッチ又は第２及び第４クラッチにより選択的に連結される。これにより、入力軸の回転を適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比で変速して出力軸に出力することができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、変速用複式プラネタリギヤが、第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤで構成され、制御装置により各クラッチ及び各ブレーキが選択的に係脱される。第１要素である第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアが、入力軸の回転を減速する歯車減速装置の減速回転部材に第３クラッチにより選択的に連結され、又は第１ブレーキにより選択的に固定される。第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアが直結され第２要素として入力軸に第２クラッチにより選択的に連結され、又は第２ブレーキにより選択的に固定される。第３要素である第２ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤは出力軸に常時連結されている。第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤが直結され第４要素として減速回転部材に第１クラッチにより選択的に連結される。出力軸が入力軸に第４クラッチ又は第２及び第４クラッチにより選択的に連結される。これにより、入力軸の回転を適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比で変速して出力軸に出力することができる。
【００２０】
上記のように構成した請求項７に係る発明においては、第１及び第２リングギヤ、第１リングギヤに直接噛合し第２リングギヤに中間ピニオンを介して噛合するロングピニオン、該ロングピニオン及び中間ピニオンを支承するキャリア、並びに前記ロングピニオンと噛合するサンギヤにより前記変速用複式プラネタリギヤが構成され、制御装置により各クラッチ及び各ブレーキが選択的に係脱される。第１要素である第１リングギヤが、入力軸の回転を減速する歯車減速装置の減速回転部材に第３クラッチにより選択的に連結され、又は第１ブレーキにより選択的に固定される。第２要素であるキャリアが入力軸に第２クラッチにより選択的に連結され、又は第２ブレーキにより選択的に固定される。第３要素である第２リングギヤは出力軸に常時連結されている。第４要素であるサンギヤが減速回転部材に第１クラッチにより選択的に連結される。出力軸が入力軸に第４クラッチ又は第２及び第４クラッチにより選択的に連結される。これにより、全長が短いコンパクトな構成で、入力軸の回転を適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比で変速して出力軸に出力することができる。
【００２１】
上記のように構成した請求項８に係る発明においては、歯車減速装置が、回転を規制されたサンギヤ、該サンギヤと噛合するピニオンを支承するキャリア及び入力軸に連結されピニオンと噛合するリングギヤからなる減速用シングルピニオンプラネタリギヤで構成されている。制御装置により各クラッチ及び各ブレーキが選択的に係脱され、変速用プラネタリギヤの第１及び第４要素が、該減速用シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアに第３及び第１クラッチにより夫々選択的に連結される。これにより、簡単な構成で減速歯車装置を構成し、入力軸の回転を適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比で変速して出力軸に出力することができる。
【００２２】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係る自動変速機の第１の実施形態について説明する。図１において、１０は本発明に係る自動変速機で、例えば自動車のエンジンにより回転駆動される流体トルクコンバータ１１の出力回転を変速して駆動輪に伝達するために使用される。自動変速機１０は、車体に取り付けられたトランスミッションケース１２内に共通軸線１３上に順次支承された入力軸１４、減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５、変速用複式プラネタリギヤ１６、出力軸１７、クラッチＣ−１乃至Ｃ−４及びブレーキＢ−１，Ｂ−２で構成されている。
【００２３】
入力軸１４に連結され入力軸１４の回転より回転数が小さい減速回転を減速回転部材に生成する歯車減速装置としての減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５は、ケース１２に連結されて回転を規制されたサンギヤＳ１、該サンギヤＳ１と噛合するピニオン１８を支承するキャリアＣ１、及び入力軸１４に連結されピニオン１８と噛合するリングギヤＲ１から構成され、キャリアＣ１が減速回転部材として機能する。
【００２４】
変速用複式プラネタリギヤ１６は、第１シングルピニオンプラネタリギヤ２１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２２においてキャリアＣ２，Ｃ３及びリングギヤＲ２，Ｒ３を夫々直結、共通化して構成されている。即ち、変速用複式プラネタリギヤ１６は、共通軸線１３上に回転可能に支承された第１及び第２サンギヤＳ２，Ｓ３、第１サンギヤＳ２に直接噛合し第２サンギヤＳ３に中間ピニオン２４を介して噛合するロングピニオン２３、該ロングピニオン２３及び中間ピニオン２４を支承するキャリアＣ２，Ｃ３、並びにロングピニオン２３と噛合するリングギヤＲ２，Ｒ３により構成されている。
【００２５】
変速用複式プラネタリギヤ１６の第１サンギヤＳ２は、減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１に第３クラッチＣ−３を介して係脱可能に連結され、又は第１ブレーキＢ−１を介してケース１２に係脱可能に連結される。キャリアＣ２，Ｃ３は、入力軸１４に第２クラッチＣ−２を介して係脱可能に連結され、又は第２ブレーキＢ−２を介してケース１２に係脱可能に連結される。リングギヤＲ２，Ｒ３は出力軸１７に常時連結されている。第２サンギヤＳ３は第１クラッチＣ−１によりキャリアＣ１に係脱可能に連結される。出力軸１７は入力軸１４に第４クラッチＣ−４を介して係脱可能に連結される。
【００２６】
なお、流体トルクコンバータ１１のポンプインペラ３０は図略のエンジンによって回転駆動されてオイルを送り出し、ステータ３１がオイルの反力を受け止めてトルクをタービン３２に発生するようになっている。入力軸１４はタービン３２に直結されている。３３はポンプインペラ３０とタービン３２とを連結するロックアップクラッチである。
【００２７】
以上のように構成された自動変速機１０は、第１乃至第４クラッチＣ−１〜Ｃ−４を選択的に係脱し、第１、第２ブレーキＢ−１，Ｂ−２を選択的に作動し、入力軸１４、出力軸１７、減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５及び変速用複式プラネタリギヤ１６の各要素を選択的に連結、或いは固定することにより、前進７段、後進１段のギヤ比を成立することができる。図２において、各ギヤ段に対応する各クラッチ、ブレーキの欄に丸が付されている場合、クラッチであれば係合状態、ブレーキであれば固定状態にあることを示す。
【００２８】
減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５及び変速用複式プラネタリギヤ１６の第１シングルピニオンプラネタリギヤ２１においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリアの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒとシングルピニオンプラネタリギヤのギヤ比λとの関係は、式（１）で示され、変速用複式プラネタリギヤ１６の第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２２においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリアの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒとダブルピニオンプラネタリギヤのギヤ比λとの関係は、式（２）で示され、各ギヤ段におけるギヤ比は、式（１）、（２）に基づいて算出される。サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３の歯数をＺｓ１，Ｚｓ２，Ｚｓ３、リングギヤＲ１，Ｒ２（Ｒ３）の歯数をＺｒ１，Ｚｒ２３とすると、減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５、第１シングルピニオンプラネタリギヤ２１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２２、のギヤ比はλ１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１，λ２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２３，λ３＝Ｚｓ３／Ｚｒ２３である。
【００２９】
Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（１）
【００３０】
Ｎｒ＝（１−λ）Ｎｃ＋λＮｓ・・・（２）
【００３１】
第１乃至第４クラッチＣ−１〜Ｃ−４を選択的に接続し、第１及び第２ブレーキＢ−１，Ｂ−２を選択的に作動したとき、減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５及び変速用複式プラネタリギヤ１６の各要素の速度比は、図３に示す速度線図のようになる。速度線図は、プラネタリギヤのサンギヤ、キャリア、リングギヤからなる各要素を横軸方向にギヤ比に対応させた間隔で配置し、縦軸方向に各要素に対応してその速度比を取ったものである。図３には、減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５及び変速用複式プラネタリギヤ１６の速度線図が左右に並べて記載されている。変速用複式プラネタリギヤ１６では、第１シングルピニオンプラネタリギヤ２１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２２のキャリアＣ２及びＣ３、リングギヤＲ２及びＲ３が夫々直結されているので、Ｃ２，Ｃ３及びＲ２，Ｒ３が夫々付された各１本の縦線上に直結されたキャリアＣ２，Ｃ３、リングギヤＲ２，Ｒ３の速度比を表している。減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５については、キャリアＣ１の縦線とサンギヤＳ１の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ１の縦線がキャリアＣ１の縦線からサンギヤＳ１の縦線の反対側に間隔λ１だけ離して配置されている。第１シングルピニオンプラネタリギヤ２１については、キャリアＣ２の縦線とサンギヤＳ２縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ２の縦線がキャリアＣ２の縦線からサンギヤＳ２の縦線の反対側に間隔λ２だけ離して配置されている。第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２２については、キャリアＣ３の縦線とサンギヤＳ３の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ３の縦線をキャリアＣ３の縦線からサンギヤＳ３の縦線と同じ側にギヤ比λ３だけ離して配置されている。速度線図には、第１乃至第４クラッチＣ−１〜Ｃ−４、第１及び第２ブレーキＢ−１，Ｂ−２が選択的に作動された点にＣ−１〜Ｃ−４、Ｂ−１，Ｂ−２が記入されている。減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５第１シングルピニオンプラネタリギヤ２１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２２の各ギヤ比λ１，λ２，λ３（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）は、０．５５６，０．４５８，０．３７５である。
【００３２】
このように作成された変速用複式プラネタリギヤ１６の速度線図において、４本の各縦線に対応する要素を縦線の左から並び順に第１、第２、第３、第４要素とする。第１実施形態の場合、変速用複式プラネタリギヤ１６の第１サンギヤＳ２が第１要素、直結されたキャリアＣ２，Ｃ３が第２要素、直結されたリングギヤＲ２，Ｒ３が第３要素、第２サンギヤＳ３が第４要素である。
【００３３】
自動変速機１０の制御装置を図４に示すブロック図に基づいて説明する。ＣＰＵを内蔵した制御装置３５は、エンジンの回転が伝達されるトルクコンバータ１１のエンジン側回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ３６、入力軸１４の回転数Ｎｉを検出する入力回転数センサ３７、出力部材１７の回転数Ｎｖを検出する出力回転数センサ３８、シフトレバーが前進走行レンジＤ、ニュートラルレンジＮ、後進走行レンジＲにシフトされているとき、検出信号Ｄ，Ｎ，Ｒを送出するレンジ位置センサ３９、アクセルの踏み込み量Ｓｓを検出するスロットル開度センサ４０等から各検出信号が入力され、これら検出信号に基づいて最適なギヤ段を選択し、制御電流を各クラッチ、ブレーキを作動させる各油圧サーボ装置４１に出力して第１乃至第４クラッチＣ−１〜Ｃ−４、第１及び第２ブレーキＢ−１，Ｂ−２を図２に示すように選択的に係脱して前進７段、後進１段を達成する。
【００３４】
以下、各ギヤ段の作動について説明する。制御装置３５により第１クラッチＣ−１、第２ブレーキＢ−２が係合される前進１速の場合、変速用複式プラネタリギヤ１６の第４要素である第２サンギヤＳ３に減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１の回転が第１クラッチＣ−１を介して入力され、第２要素であるキャリアＣ２，Ｃ３が第２ブレーキＢ−２により固定されるので、第３要素であるリングギヤＲ２，Ｒ３延いては出力部材１７は１速のギヤ比で減速して正回転される。
【００３５】
第１クラッチＣ−１が係合され、第１ブレーキＢ−１が作動される２速の場合、第４要素である第２サンギヤＳ３に減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１の回転が第１クラッチＣ−１を介して入力され、第１要素である第１サンギヤＳ２が第１ブレーキＢ−１により固定されるので、リングギヤＲ２，Ｒ３延いては出力部材１７は２速のギヤ比で減速して正回転される。
【００３６】
第１及び第３クラッチＣ−１，Ｃ−３が係合される３速の場合、第４及び第１要素である第２及び第１サンギヤＳ３，Ｓ２に減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１の回転が第１及び第３クラッチＣ−１，Ｃ−３を介して入力され、変速用複式プラネタリギヤ１６が一体回転されてリングギヤＲ２，Ｒ３延いては出力部材１７は、入力軸１４が減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５により減速された３速のギヤ比で正回転される。
【００３７】
第１及び第２クラッチＣ−１，Ｃ−２が係合される４速の場合、第４要素である第２サンギヤＳ３に減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１の回転が第１クラッチＣ−１を介して入力され、入力軸１４の回転が第２クラッチＣ−２を介して第２要素であるキャリアＣ２，Ｃ３に入力されるので、リングギヤＲ２，Ｒ３延いては出力部材１７は４速のギヤ比で減速して正回転される。
【００３８】
第２及び第４クラッチＣ−２，Ｃ−４が係合される５速の場合、出力軸１７が入力軸１４に第４クラッチＣ−４を介して直接連結され、出力軸１７が入力軸１４と同じ速度で正回転される。このとき、出力軸１７と入力軸１４とが直結されるので、変速用複式プラネタリギヤ１６に負荷が掛からない。また、第４及び第２クラッチＣ−４，Ｃ−２によりキャリアＣ２，Ｃ３とリングギヤＲ２，Ｒ３とが連結されるので、変速用複式プラネタリギヤ１６が一体回転され、各要素間での相対回転がなくなる。これにより、燃費が向上するとともに耐用年数が長くなる。
【００３９】
第２及び第３クラッチＣ−２，Ｃ−３が係合される６速の場合、減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１の回転が第３クラッチＣ−３を介して第１要素である第１サンギヤＳ２に入力され、入力軸１４の回転が第２クラッチＣ−２を介して第２要素であるキャリアＣ２，Ｃ３に入力されるので、リングギヤＲ２，Ｒ３延いては出力部材１７は６速のギヤ比で増速して正回転される。
【００４０】
第２クラッチＣ−２が係合され、第１ブレーキＢ−１が作動される７速の場合、第１要素である第１サンギヤＳ２が固定され、入力軸１４の回転が第２クラッチＣ−２を介して第２要素であるキャリアＣ２，Ｃ３に入力されるので、リングギヤＲ２，Ｒ３延いては出力部材１７は７速のギヤ比で増速して正回転される。
【００４１】
第３クラッチＣ−３及び第２ブレーキＢ−２が係合される後進１速の場合、第１要素である第１サンギヤＳ２に減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１の回転が第３クラッチＣ−３を介して入力され、第２要素であるキャリアＣ２，Ｃ３がブレーキＢ−２により固定されるので、変速用複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２，Ｒ３延いては出力部材１７は後進１速のギヤ比で減速して逆回転される。
【００４２】
入力軸１４の回転数を１とした場合の各ギヤ段における第１及び第２サンギヤＳ２，Ｓ３、キャリアＣ２，Ｃ３、及びリングギヤＲ２，Ｒ３の回転比を示す図３の速度線図から明らかなように、各ギヤ段における第３要素であるリングギヤＲ２，Ｒ３の回転比すなわちギヤ比は、適当な間隔をもって配列し、本発明に係る自動変速機によれば適切に離間した前進７段、後進１段のギヤ比を得ることができる。
【００４３】
図５に示す第２実施形態は、第１実施形態と変速用プラネタリギヤ１６が同じであるが、第２クラッチＣ−２の配置位置のみが異なる。即ち、第１の実施形態では、出力軸１７は第４クラッチＣ−４を介して入力軸１４に係脱可能に連結されるのに対し、第５実施形態では、出力軸１７は第２クラッチＣ−２及び第４クラッチＣ−４を介して入力軸１４に係脱可能に連結される。各ギヤ段における各クラッチ、ブレーキの係合状態は第１実施形態と同じである。速度線図は図６に示すようになる。作動は第１実施形態と略同じであるので説明を省略する。
【００４４】
次に、第３の実施形態について、図７に基づいて説明する。第３の実施形態は、変速用複式プラネタリギヤ４５の構成以外は第１の実施形態と同じであるので、同一部分は図面に同一符号を付けて詳細説明を省略し、第１実施形態と異なる点のみについて説明する。
【００４５】
第３実施形態では、変速用複式プラネタリギヤ４５は、共通軸線１３上に支承された第１ダブルピニオンプラネタリギヤ４６及び第２シングルピニオンプラネタリギヤ４７においてキャリアＣ２とサンギヤＳ３とが連結され、リングギヤＲ２とキャリアＣ３とが連結されて構成されている。第１ダブルピニオンプラネタリギヤ４６は、サンギヤＳ２、サンギヤＳ２に噛合するピニオン４８と該ピニオン４８に噛合するピニオン４９とを支承するキャリヤＣ２、及びピニオン４９と噛合するリングギヤＲ２から構成されている。第２シングルピニオンプラネタリギヤ４７は、サンギヤＳ３、サンギヤＳ３に噛合するピニオン５０を支承するキャリアＣ３、及びピニオン５０と噛合するリングギヤＲ３から構成されている。
【００４６】
第１ダブルピニオンプラネタリギヤ４６のキャリアＣ２と第２シングルピニオンプラネタリギヤ４７のサンギヤＳ３は直結され第１要素として減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５キャリアＣ１に第３クラッチＣ−３を介して係脱可能に連結され、又は第１ブレーキＢ−１を介してケース１２に係脱可能に連結される。リングギヤＲ２及びキャリアＣ３は直結され第２要素として入力軸１４に第２クラッチＣ−２を介して係脱可能に連結され、又は第２ブレーキＢ−２を介してケース１２に係脱可能に連結される。リングギヤＲ３は第３要素として出力軸１７に常時連結されている。サンギヤＳ２は第４要素としてキャリアＣ１に第１クラッチＣ−１を介して係脱可能に連結される。入力軸１４は第４クラッチＣ−４を介して出力軸１７に係脱可能に連結される。
【００４７】
減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５、第１ダブルピニオンプラネタリギヤ４６、第２シングルピニオンプラネタリギヤ４７の各ギヤ比は、λ１＝０．５５６、λ２＝０．４５８、λ３＝０．３７５である。各ギヤ段における各クラッチ、ブレーキの係合状態は第１実施形態と同じである。速度線図は図８に示すようになる。作動は第１実施形態と略同じであるので説明を省略する。
【００４８】
次に、第４の実施形態について、図９に基づいて説明する。以降の実施形態については、第１の実施形態と相違する点のみについて説明する。第４実施形態では、変速用複式プラネタリギヤ５０は、共通軸線１３上に支承された第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤ５１，５２においてサンギヤＳ２，Ｓ３が連結され、リングギヤＲ２とキャリアＣ３とが連結されて構成されている。第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤ５１，５２は、サンギヤＳ２，Ｓ３、サンギヤＳ２，Ｓ３に噛合するピニオン５３，５５と該ピニオン５３，５５に噛合するピニオン５４，５６とを支承するキャリヤＣ２，Ｃ３、及びピニオン５４，５６と噛合するリングギヤＲ２，Ｒ３から構成されている。
【００４９】
第１ダブルピニオンプラネタリギヤ５１のキャリアＣ２は第１要素として減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５キャリアＣ１に第３クラッチＣ−３を介して係脱可能に連結され、又は第１ブレーキＢ−１を介してケース１２に係脱可能に連結される。リングギヤＲ２及びキャリアＣ３は直結され第２要素として入力軸１４に第２クラッチＣ−２を介して係脱可能に連結され、又は第２ブレーキＢ−２を介してケース１２に係脱可能に連結される。リングギヤＲ３は第３要素として出力軸１７に常時連結されている。サンギヤＳ２，Ｓ３は第４要素としてキャリアＣ１に第１クラッチＣ−１を介して係脱可能に連結される。入力軸１４は第４要素として第４クラッチＣ−４を介して出力軸１７に係脱可能に連結される。
【００５０】
各ギヤ段における各クラッチ、ブレーキの係合状態は第１実施形態と同じである。速度線図は図１０に示すようになる。作動は第１実施形態と略同じであるので説明を省略する。
【００５１】
第５実施形態の変速用複式プラネタリギヤ６０は、図１１に示すように、シングルピニオンプラネタリギヤ６１及びダブルピニオンプラネタリギヤ６２においてサンギヤＳ２，Ｓ３、キャリアＣ２，Ｃ３をそれぞれ直結、共通化して構成されている。即ち、第１及び第２リングギヤＲ２，Ｒ３、第１リングギヤＲ２に直接噛合し第２リングギヤＲ３に中間ピニオン６３を介して噛合するロングピニオン６４、該ロングピニオン６４及び中間ピニオン６３を支承するキャリアＣ２，Ｃ３、並びにロングピニオン６４と噛合するサンギヤＳ２，Ｓ３により変速用複式プラネタリギヤ６０が構成されている。
【００５２】
リングギヤＲ２は第１要素として減速用シングルピニオンプラネタリギヤ１５のキャリアＣ１に第３クラッチＣ−３を介して係脱可能に連結され、又は第１ブレーキＢ−１を介してケース１２に係脱可能に連結される。キャリアＣ２，Ｃ３は第２要素として入力軸１４に第２クラッチＣ−２を介して係脱可能に連結され、又は第２ブレーキＢ−２を介してケース１２に係脱可能に連結される。リングギヤＲ３は第３要素として出力軸１７に常時連結されている。サンギヤＳ２，Ｓ３は第４要素としてキャリアＣ１に第１クラッチＣ−１を介して係脱可能に連結される。入力軸１４は第４クラッチＣ−４を介して出力軸１７に係脱可能に連結される。
【００５３】
各ギヤ段における各クラッチ、ブレーキの係合状態は第１実施形態と同じである。速度線図は図１２に示すようになる。作動は第１実施形態と略同じであるので説明を省略する。
【００５４】
第２乃至４実施形態においては、出力軸１７を第１実施形態のように第４クラッチＣ−４を介して入力軸１４に選択的に連結するようにしているが、第２実施形態のように、出力軸１７を第２クラッチＣ−２及び第４クラッチＣ−４を介して入力軸１４に連結するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動変速装置の第１実施形態を示すスケルトン図。
【図２】第１実施形態の各ギヤ段におけるブレーキ及びクラッチの係合状態を示す図。
【図３】第１実施形態の各ギヤ段におけるプラネタリギヤの各要素の回転比を示す速度線図。
【図４】制御装置を示すブロック図。
【図５】第２実施形態を示すスケルトン図。
【図６】第２実施形態の速度線図。
【図７】第３実施形態を示すスケルトン図。
【図８】第３実施形態の速度線図。
【図９】第４実施形態を示すスケルトン図。
【図１０】第４実施形態の速度線図。
【図１１】第５実施形態を示すスケルトン図。
【図１２】第５実施形態の速度線図。
【符号の説明】
１０…自動変速機、１１…トルクコンバータ、１２…トランスミッションケース、１３…共通軸線、１４…入力軸、１５…減速用シングルピニオンプラネタリギヤ、１６，４５，５０，６０…変速用複式プラネタリギヤ、１７…出力軸、２１，６１…第１シングルピニオンプラネタリギヤ、２２，５２，６２…第２ダブルピニオンプラネタリギヤ、４０…制御装置、４６，５１…第１ダブルピニオンプラネタリギヤ、４７…第２シングルピニオンプラネタリギヤ、Ｃ−１〜Ｃ−４…第１乃至第４クラッチ、Ｂ−１，Ｂ−２…第１、第２ブレーキ、Ｓ１〜Ｓ３…サンギヤ、Ｃ１〜Ｃ３…キャリア、Ｒ１〜Ｒ３…リングギヤ。

Claims

入力軸に連結され入力軸の回転より回転数が小さい減速回転を減速回転部材に生成する歯車減速装置と、速度線図においてギヤ比に対応した間隔で順次並べられた４個の要素に並び順にそれぞれ対応する第１、第２、第３及び第４要素を有する変速用複式プラネタリギヤとを設け、前記第１要素を前記減速回転部材に第３クラッチを介して連結可能とし、又は第１ブレーキにより固定可能とし、前記第２要素を前記入力軸に第２クラッチを介して連結可能とし、又は第２ブレーキにより固定可能とし、前記第３要素を出力軸に常時連結し、前記第４要素を前記減速回転部材に第１クラッチを介して連結可能とし、前記出力軸を第４クラッチを介して前記入力軸に連結可能とすることを特徴とする自動変速機。
請求項１において、前記出力軸を前記第４クラッチを介して前記入力軸に連結したとき、前記第２クラッチを係合して前記第２要素を前記入力軸に連結することを特徴とする自動変速機。
入力軸に連結され入力軸の回転より回転数が小さい減速回転を減速回転部材に生成する歯車減速装置と、速度線図においてギヤ比に対応した間隔で順次並べられた４個の要素に並び順にそれぞれ対応する第１、第２、第３及び第４要素を有する変速用複式プラネタリギヤとを設け、前記第１要素を前記減速回転部材に第３クラッチを介して連結可能とし、又は第１ブレーキにより固定可能とし、前記第２要素を前記入力軸に第２クラッチを介して連結可能とし、又は第２ブレーキにより固定可能とし、前記第３要素を出力軸に常時連結し、前記第４要素を前記減速回転部材に第１クラッチを介して連結可能とし、前記出力軸を前記第２クラッチ及び第４クラッチを介して前記入力軸に連結可能とすることを特徴とする自動変速機。
請求項１乃至３のいずれか１項において、第１及び第２サンギヤ、前記第１サンギヤに直接噛合し前記第２サンギヤに中間ピニオンを介して噛合するロングピニオン、該ロングピニオン及び前記中間ピニオンを支承するキャリア、並びに前記ロングピニオンと噛合するリングギヤにより前記変速用複式プラネタリギヤを構成し、前記第１サンギヤを前記第１要素、前記キャリアを前記第２要素、前記リングギヤを前記第３要素、前記第２サンギヤを前記第４要素としたことを特徴とする自動変速機。
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記変速用複式プラネタリギヤを第１ダブルピニオンプラネタリギヤ及び第２シングルピニオンプラネタリギヤで構成し、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアと前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤとを直結して前記第１要素とし、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアとを直結して前記第２要素とし、前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを前記第３要素とし、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを前記第４要素としたことを特徴とする自動変速機。
請求項１乃至３のいずれか１項において、前記変速用複式プラネタリギヤを第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤで構成し、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアを前記第１要素とし、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアとを直結して前記第２要素とし、前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを前記第３要素とし、前記第１及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを連結して前記第４要素としたことを特徴とする自動変速機。
請求項１乃至３のいずれか１項において、第１及び第２リングギヤ、前記第１リングギヤに直接噛合し前記第２リングギヤに中間ピニオンを介して噛合するロングピニオン、該ロングピニオン及び前記中間ピニオンを支承するキャリア、並びに前記ロングピニオンと噛合するサンギヤにより前記変速用複式プラネタリギヤを構成し、前記第１リングギヤを前記第１要素、前記キャリアを前記第２要素、前記第２リングギヤを前記第３要素、前記サンギヤを前記第４要素としたことを特徴とする自動変速機。
請求項１乃至７のいずれか１項において、前記歯車減速装置は、回転を規制されたサンギヤ、該サンギヤと噛合するピニオンを支承するキャリア及び前記入力軸に連結され前記ピニオンと噛合するリングギヤからなる減速用シングルピニオンプラネタリギヤであり、該減速用シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアを前記減速回転部材としたことを特徴とする自動変速機。