JP2008208964A

JP2008208964A - 自動変速機

Info

Publication number: JP2008208964A
Application number: JP2007048650A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Kato; 孝昭加藤; Takeshi Fukaya; 剛深谷; Takashi Ogawa; 隆司小川; Akihito Hongoya; 彰人本郷谷; Hiroyuki Tsukamoto; 広幸塚本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】本発明は、適切に離間した前進８速段、後進２速段のギヤ比を有し、８変速段全てにおいて変速したという適切なフィーリングを得ることができる自動変速機を提供する。
【解決手段】入力軸の回転は、第１複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤに伝達される。入力軸は、第２複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤ、直結されたキャリア及びリングギヤに第１、第２クラッチにより選択的に連結される。第１複式プラネタリギヤのリングギヤの回転が第２複式プラネタリギヤのリングギヤに伝達される。第１複式プラネタリギヤの直結されたキャリアとリングギヤ、第１複式プラネタリギヤのリングギヤ及び第２複式プラネタリギヤのリングギヤ、第１複式プラネタリギヤのキャリア、第２複式プラネタリギヤの直結されたキャリアとリングギヤは、第１乃至第４ブレーキにより選択的に固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１及び第２複式プラネタリギヤの各要素をクラッチにより入力軸に選択的に連結するとともに、ブレーキにより選択的に固定することによって、入力軸の回転を前進８段、後進段に変速して出力軸に伝達する自動変速機に関する。

特許文献１には、入力軸に直結された共通サンギヤが、第１リングギヤとキャリアに支承された段付ピニオンの小径ピニオンを介して噛合され、第２リングギヤと段付ピニオンの大径ピニオンを介して噛合された減速用複式プラネタリギヤと、第１シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第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シングルピニオンプラネタリギヤのキャリア及び第２シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤが直結された変速用複式プラネタリギヤと、入力軸と変速用複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤとを選択的に連結する第１クラッチと、入力軸と変速用複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤとを選択的に連結する第２クラッチと、減速用複式プラネタリギヤの第１リングギヤを選択的に固定する第１ブレーキと、減速用複式プラネタリギヤの第２リングギヤを選択的に固定する第２ブレーキと、直結された減速用複式プラネタリギヤのキャリア及び第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを選択的に固定する第３ブレーキと、変速用複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤを選択的に固定する第４ブレーキと、第２シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアに直結された出力軸を備え、入力軸の回転を前進８速段、後進段に変速して出力軸に伝達する自動変速機が開示されている。
特開２００２−２１３５４５号公報（第５頁、図１，２）

近年、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自動変速機の多段化が求められている。特許文献１に開示された自動変速機もかかる要望に応えるもので、前進８速段及び後進段のギヤ比を得ることができる。しかしながら、特許文献１に開示された自動変速機は、その図２に示された各変速段のギヤ比から明らかなように、ｎ速段のギヤ比を（ｎ＋１）速段のギヤ比で除した各ステップの差が大きく、第１速と第２速間のステップは１．６３８であるのに対し、第６速と第７速間、第３速と第４速間のステップは１．０５３、１．０８５と１に近くて変速感に乏しく、運転者は８変速段全てにおいて変速したという適切なフィーリングを得ることができない。

本発明は、適切に離間した前進８速段、後進２速段のギヤ比を有し、８変速段全てにおいて変速したという適切なフィーリングを得ることができる自動変速機を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、入力軸と、第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第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て前記入力軸の回転が入力され、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリア及び前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤが直結されて構成された第１複式プラネタリギヤと、第１シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第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、前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのキャリア及び前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤが直結されて構成され、前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤの回転が伝達される第２複式プラネタリギヤと、前記入力軸と前記第２複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤとを選択的に連結する第１クラッチと、前記入力軸と前記第２複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤとを選択的に連結する第２クラッチと、前記第１複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤを選択的に固定する第１ブレーキと、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤ及び前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを選択的に固定する第２ブレーキと、前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアを選択的に固定する第３ブレーキと、前記第２複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤを選択的に固定する第４ブレーキと、前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアに直結された出力軸と、を備えることである。

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、前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアの高速回転を防止するための第３クラッチを備えることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記第３クラッチは、前記入力軸と前記第１複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤとを選択的に連結することである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記第３クラッチは、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１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤとを選択的に連結することである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記直結された第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤは前記入力軸に直結され、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤは前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに直結されていることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、第１複式プラネタリギヤは、第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第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て入力軸の回転が入力され、第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリア及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤは直結されている。第２複式プラネタリギヤは、第１シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ、キャリアが第２シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ、リングギヤにそれぞれ直結され、第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤの回転が伝達される。入力軸は、第１クラッチにより第２複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤに選択的に連結されるとともに、第２クラッチにより第２複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤに選択的に連結される。第１複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤ、第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤ及び第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤ、第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリア、第２複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤは、第１乃至第４ブレーキにより選択的に固定される。

これにより、本発明によれば、変速段の数が多いために各変速段のステップ比を適切な大きさにすることが困難な前進８速段、後進２速段の自動変速機において、通常使用可能な歯数設定を用いて各変速段の全てのステップ比を適切な大きさにすることができ、エンジンの使いたい回転数域を有効に使用することができる。そして、運転者は８変速段全てにおいて変速したという適切なフィーリングを得ることができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアの高速回転を防止するための第３クラッチを備えるので、請求項１に係る発明の効果に加え、第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアが高速回転することを防止することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、入力軸と第１複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤとを選択的に連結する第３クラッチを備えるので、請求項１に係る発明の効果に加え、第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアが高速回転することを防止することができる。さらに、入力軸を第１、第２複式プラネタリギヤの各要素に選択的に連結する第１乃至第３クラッチを、第１複式プラネタリギヤの前方にまとめて配置することができるので、前進８速段、後進２速段の自動変速機を極めてコンパクトに構成し、軽量、低コスト化することができる。

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ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤと第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤとを選択的に連結する第３クラッチを備えるので、請求項１に係る発明の効果に加え、第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアが高速回転することを防止することができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、直結された第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤを入力軸に直結し、第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに直結しているので、クラッチの個数を減らして、前進８速段、後進２速段の自動変速機を小型、軽量化、低コスト化することができる。

以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態に係る自動変速機について説明する。図１に示す自動変速機１０は、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、第１複式プラネタリギヤ１５、第２複式プラネタリギヤ１６、出力軸１７、第１、第２、第３クラッチC-1、C-2、C-3及び第１、第２、第３、第４ブレーキB-1、B-2、B-3、B-4、及びワンウェイクラッチF-1等で構成されている。

第１複式プラネタリギヤ１５は、共通軸線１３上に配置された第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１を有している。第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１は、サンギヤＳ０、Ｓ１と、互いに噛合する第１ピニオン１９、２０及び第２ピニオン２２、２３を回転可能に支承するキャリアＣ０、Ｃ１と、サンギヤＳ０、Ｓ１に第１ピニオン１９、２０及び第２ピニオン２２、２３を介して噛合するリングギヤＲ０、Ｒ１とを備え、第１ダブルピニオンプラネタリギヤ１８のキャリアＣ０とサンギヤＳ０が第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２１のリングギヤＲ１とサンギヤＳ１にそれぞれ直結されている。なお、直結とは、クラッチを介さずに直接連結されていることである。

第２複式プラネタリギヤ１６は、共通軸線１３上に配置された第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ２４、２６を有している。第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ２４，２６は、サンギヤＳ２、Ｓ３と、ピニオン２５、２７を回転可能に支承するキャリアＣ２、Ｃ３と、サンギヤＳ２、Ｓ３とピニオン２５、２７を介して噛合するリングギヤＲ２、Ｒ３とを備え、第１シングルピニオンプラネタリギヤ２４のサンギヤＳ２とキャリアＣ２が第２シングルピニオンプラネタリギヤ２６のサンギヤＳ３とリングギヤＲ３にそれぞれ直結されている。

第１複式プラネタリギヤ１５は、第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１がクラッチC-3を介して入力軸１４に連結可能とされている。第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１の直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１は、第１ブレーキB-1により選択的に固定可能とされている。第２ダブルピニオンプラネタリギヤ２１のキャリアＣ１は、第３ブレーキB-3により選択的に固定可能とされている。

第２複式プラネタリギヤ１６は、第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ２４、２６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３が、第１クラッチC-1を介して入力軸１４に連結可能とされている。第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ２４、２６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３は、第２クラッチC-2を介して入力軸１４に連結可能とされ、且つ第４ブレーキB-4を介して固定可能とされるとともに、第４ブレーキB-4と並列に配置されたワンウェイクラッチF-1を介してケース１２に連結されて逆転を阻止されている。第１シングルピニオンプラネタリギヤ２４のリングギヤＲ２は、第１ダブルピニオンプラネタリギヤ１８のリングギヤＲ０に直結されるとともに、第２ブレーキB-2を介して固定可能とされている。第２シングルピニオンプラネタリギヤ２６のキャリアＣ３は出力軸１７に直結されている。

なお、流体トルクコンバータ１１のポンプインペラ２８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、ケース１２にワンウェイクラッチ３２を介して支承されたステータ２９がオイルの反力を受け止めてトルクをタービン３０に発生するようになっている。入力軸１４はタービン３０に直結されている。３１はポンプインペラ２８とタービン３０とを連結可能とするロックアップクラッチである。

以上のように構成された自動変速機１０は、第１乃至第３クラッチC-1〜C-3を選択的に係合し、第１乃至第４ブレーキB-1〜B-4を選択的に係合し、入力軸１４、出力軸１７、第１複式プラネタリギヤ１５及び第２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８速段、後進２速段の変速段を成立することができる。図２の作動表において、第１乃至第３クラッチC-1〜C-3、第１乃至第４ブレーキB-1〜B-4及びワンウェイクラッチF-1の各変速段に対応する欄に白丸が付されている場合、クラッチであれば係合して連結状態、ブレーキであれば係合して固定状態にあることを示す。黒丸が付されている場合、変速が円滑に行われるように変速時に備えて油圧サーボに油圧は供給されているが、クラッチではトルク伝達、ブレーキでは反力支持がなされていない状態を示す。

そして、第１の実施形態においては、図１に示すように、入力軸１４を第１、第２複式プラネタリギヤ１５、１６の各要素に選択的に連結する第１乃至第３クラッチC-1〜C-3を、第１複式プラネタリギヤ１５の前方にまとめて配置することができるので、前進８速段、後進２速段の自動変速機１０を極めてコンパクトに構成し、軽量、低コスト化することができる。

第１複式プラネタリギヤ１５の第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１において、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（１）で示され、第２複式プラネタリギヤ１６の第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ２４、２６において、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（２）で示され、自動変速機１０の各変速段におけるギヤ比は、式（１）、（２）に基づいて算出される。第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１のサンギヤＳ０、Ｓ１の歯数をZs0、Zs1、リングギヤＲ０、Ｒ１の歯数をZr0、Zr1、第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ２４，２６のサンギヤＳ２、Ｓ３の歯数をZs2、Zs3、リングギヤＲ２、Ｒ３の歯数をZr2、Zr3とすると、ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１、シングルピニオンプラネタリギヤ２４、２６のギヤ比はλ０＝Zs0／Zr0、λ１＝Zs1／Zr1、λ２＝Zs2／Zr2、 λ３＝Zs3／Zr3である。

Ｎｒ＝（１−λ）Ｎｃ＋λＮｓ・・・（１）

Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（２）

第１乃至第３クラッチC-1〜C-3を選択的に係合し、第１乃至第４ブレーキB-1〜B-4を選択的に係合したとき、第１及び第２複式プラネタリギヤ１５、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、第１及び第２複式プラネタリギヤ１５、１６の速度線図が左右に並べて記載されている。第１複式プラネタリギヤ１５では、第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１のサンギヤＳ０、Ｓ１が直結され、キャリアＣ０及びリングギヤＲ１が直結されているので、Ｓ０、Ｓ１及びＣ０、Ｒ１が夫々付された各１本の縦線上に直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１の速度比を表している。第２複式プラネタリギヤ１６では、第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ２４、２６のサンギヤＳ２、Ｓ３が直結され、キャリアＣ２及びリングギヤＲ３が直結されているので、Ｓ０、Ｓ１及びＣ２、Ｒ３が夫々付された各１本の縦線上に直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３の速度比を表している。

第１複式プラネタリギヤ１５の第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１については、サンギヤＳ０、Ｓ１の縦線とキャリアＣ０、Ｃ１の縦線との各間隔を１とみなし、リングギヤＲ０、Ｒ１の縦線をキャリアＣ０、Ｃ１の縦線からサンギヤＳ０、Ｓ１の縦線と同じ側にギヤ比λ０、λ１だけ離して配置されている。第２複式プラネタリギヤ１６のシングルピニオンプラネタリギヤ２４、２６については、サンギヤＳ２、Ｓ３の縦線とキャリアＣ２、Ｃ３の縦線との各間隔を１とみなし、リングギヤＲ２、Ｒ３の縦線がキャリアＣ２、Ｃ３の縦線からサンギヤＳ２、Ｓ３の縦線の反対側に間隔λ２、λ３だけ離して配置されている。速度線図には、第１乃至第３クラッチC-1〜C-3、第１乃至第４ブレーキB-1〜B-4及びワンウェイクラッチF-1が選択的に作動された点にC-1〜C-3、B-1〜B-4、F-1が記入されている。

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、出力軸１７の回転数Ｎｖを検出する出力回転数センサ３８、シフトレバーがドライブレンジＤ、ニュートラルレンジＮ、リバースレンジ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変速段を選択し、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部４１に出力して第１乃至第３クラッチC-1〜C-3、第１乃至第４ブレーキB-1〜B-4を図２の作動表に示すように選択的に係合して前進８速、後進２速を達成する。

第１速（１ｓｔ）は、制御装置３５による第１クラッチC-1の係合とワンウェイクラッチF-1の自動係合により達成される。入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３がワンウェイクラッチF-1により逆転を阻止されて反力を受けるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第１速のギヤ比で減速して正回転される。

このとき、入力軸１４の回転を直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に選択的に伝達する第３クラッチC-3は切られるので、第１複式プラネタリギヤ１５のキャリアＣ１が高回転数で逆回転することを防ぐことができる。

下り坂道でエンジンブレーキをかける場合、駆動輪からキャリアＣ３を介して直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に伝達される回転数が、エンジン側から伝達される回転数より大きくなり、キャリアＣ２及びリングギヤＲ３に作用する反力の方向が逆転する。このために、エンジンブレーキをかけるときは、図２において（○）で示すように直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３は第４ブレーキB-4の係合により固定される。

第２速（２ｎｄ）は、第１クラッチC-1と第２ブレーキB-2の係合により達成される。入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力され、リングギヤＲ２が第２ブレーキB-2により固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第２速のギヤ比で減速して正回転される。

第３速（３ｒｄ）は、第１、第３クラッチC-1、C-3及び第１ブレーキB-1の係合により達成される。入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に第３クラッチC-3を介して入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第３速のギヤ比で減速して正回転される。

第４速（４ｔｈ）は、第１、第３クラッチC-1、C-3及び第３ブレーキB-3の係合により達成される。入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に第３クラッチC-3を介して入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第４速のギヤ比で減速して正回転される。

第５速（５ｔｈ）は、第１及び第２クラッチC-1、C-2の係合により達成される。入力軸１４の回転が第１及び第２クラッチC-1、C-2を介して第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３と、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３にそれぞれ入力され、第２複式プラネタリギヤ１６が一体回転され、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第５速のギヤ比で入力軸１４と同一回転数で正回転される。

第６速（６ｔｈ）は、第２、第３クラッチC-2、C-3及び第３ブレーキB-3の係合により達成される。入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に第３クラッチC-3を介して入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第６速のギヤ比で増速して正回転される。

第７速（７ｔｈ）は、第２、第３クラッチC-2、C-3及び第１ブレーキB-1の係合により達成される。入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に第３クラッチC-3を介して入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第７速のギヤ比で増速して正回転される。

第８速（８ｔｈ）は、第２クラッチC-2及び第２ブレーキB-2の係合により達成される。入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力され、リングギヤＲ２が第２ブレーキB-2により固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第８速のギヤ比で増速して正回転される。

後進第１速（Ｒｅｖ１）は、第３クラッチC-3及び第１、第４ブレーキＢ-1、B-4の係合により達成される。入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に第３クラッチC-3を介して入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３が第４ブレーキB-4を介して固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は後進第１速のギヤ比で減速して逆回転される。

後進第２速（Ｒｅｖ２）は、第３クラッチC-3及び第３、第４ブレーキＢ-3、B-4の係合により達成される。入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に第３クラッチC-3を介して入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３が第４ブレーキB-4を介して固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は後進第２速のギヤ比で減速して逆回転される。

第１複式プラネタリギヤ１５の第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ１８、２１の各ギヤ比、及び第２複式プラネタリギヤ１５の第１、第２シングルルピニオンプラネタリギヤ２４、２６の各ギヤ比λ０、λ１、λ２、λ３を、例えば０．４４０、０．４８０、０．３９４、０．３９４に設定し、各変速段におけるギヤ比を、式（１）、（２）に基づいて算出すると、各変速段における入力軸１４と出力軸１７との回転比すなわちギヤ比は、第１速で３．５３８５、第２速で２．０６０４、第３速で１．３６５４、第４速で１．１７６３、第５速で１．０００、第６速で０．８２７２、第７速で０．７２８３、第８速で０．５８２３と適切な値となる。そして、各ギヤ比間のステップは、第１、２速間で１．７１７、第２、３速間で１．５０９、第３、４速間で１．１６１、第４、５速間で１．１７６、第５、６速間で１．２０９、第６、７速間で１．１３６、第７、８速間で１．２５１となり、ギヤ比は、各変速段で適当な割合で減少し、本実施形態に係る自動変速機によれば適切に離間した前進８速、後進２速のギヤ比を得ることができる。これにより、運転者が８変速段全てにおいて変速したという適切なフィーリングを得ることができ、エンジンの使いたい回転数域を有効に使用することができる。

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と第３クラッチC-3により連結可能とされる要素が異なるだけであるので、この相違部分について説明し、他の部分については同一要素に同一参照番号を付して説明を省略する。図５に示すように、第２の実施形態においては、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギＳ０、Ｓ１は、入力軸１４に直結され、リングギヤＲ０が第３クラッチC-3を介して第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に連結可能とされている。

第１、第２複式プラネタリギヤ１５、１６の速度線図は、図６に示すように、第３クラッチC-3が連結する要素以外は第１の実施形態のものとほぼ同じである。第１複式プラネタリギヤ１５のリングギヤＲ０と第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２とが第３クラッチC-3によって選択的に連結されるので、第３クラッチC-3が係合される第３乃至第７速３ｒｄ〜７ｔｈ、及び後進第１、第２速Ｒｅｖ１、Ｒｅｖ２のときだけ、図６に左右に並べて記載された第１及び第２複式プラネタリギヤ１５、１６の速度線図においてＲ０、Ｒ２が夫々付された各１本の縦線上に示されたリングギヤＲ０、Ｒ２の速度比が等しくなる。

第２の実施形態に係る自動変速機１０においても、第１乃至第３クラッチC-1〜C-3、第１乃至第４ブレーキB-1〜B-4を図２の作動表に示すように選択的に係合して前進８速、後進２速を達成することができる。

第１速（１ｓｔ）では、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３がワンウェイクラッチF-1により逆転を阻止されて反力を受けるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第１速のギヤ比で減速して正回転される。エンジンブレーキをかけるときは、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３は第４ブレーキB-4の係合により固定される。

第２速（２ｎｄ）では、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力され、リングギヤＲ２が第２ブレーキB-2により固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第２速のギヤ比で減速して正回転される。

第３速（３ｒｄ）は、第１、第３クラッチC-1、C-3及び第１ブレーキB-1の係合により達成される。入力軸１４の回転が、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、リングギヤＲ０が入力軸１４の回転を減速して回転される。このリングギヤＲ０の回転が、第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２にクラッチC-3を介して伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第３速のギヤ比で減速して正回転される。

第４速（４ｔｈ）では、入力軸１４の回転が、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２にクラッチC-3を介して伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第４速のギヤ比で減速して正回転される。

第５速（５ｔｈ）では、入力軸１４の回転が第１及び第２クラッチC-1、C-2を介して第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３と、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３にそれぞれ入力され、第２複式プラネタリギヤ１６が一体回転され、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第５速のギヤ比で入力軸１４と同一回転数で正回転される。

第６速（６ｔｈ）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２にクラッチC-3を介して伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第６速のギヤ比で増速して正回転される。

第７速（７ｔｈ）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２にクラッチC-3を介して伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第７速のギヤ比で増速して正回転される。

第８速（８ｔｈ）では、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力され、リングギヤＲ２が第２ブレーキB-2により固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第８速のギヤ比で増速して正回転される。

後進第１速（Ｒｅｖ１）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２にクラッチC-3を介して伝達され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３が第４ブレーキB-4を介して固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は後進第１速のギヤ比で減速して逆回転される。

後進第２速（Ｒｅｖ２）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２にクラッチC-3を介して伝達され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３が第４ブレーキB-4を介して固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は後進第２速のギヤ比で減速して逆回転される。

次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第３クラッチC-3を設けることなく、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１を入力軸１４に直結した点が第１の実施形態と異なるだけであるので、この相違部分について説明し、他の部分については同一要素に同一参照番号を付して説明を省略する。図７に示すように、第３の実施形態においては、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギＳ０、Ｓ１が、入力軸１４に直結され、第１複式プラネタリギヤ１５のリングギヤＲ０が第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に直結されている。

第１、第２複式プラネタリギヤ１５、１６の速度線図は、図８に示すように、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１の速度比が常に１である点以外は第１の実施形態のものとほぼ同じである。

第３の実施形態に係る自動変速機１０においても、第１、第２クラッチC-1、C-2、第１乃至第４ブレーキB-1〜B-4を図９の作動表に示すように選択的に係合して前進８速、後進２速を達成することができる。

第３速（３ｒｄ）は、第１クラッチC-1及び第１ブレーキB-1の係合により達成される。入力軸１４の回転が、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、リングギヤＲ０が入力軸１４の回転を減速して回転される。このリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第３速のギヤ比で減速して正回転される。

第４速（４ｔｈ）では、入力軸１４の回転が、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたサンギヤＳ２、Ｓ３に第１クラッチC-1を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第４速のギヤ比で減速して正回転される。

第６速（６ｔｈ）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第６速のギヤ比で増速して正回転される。

第７速（７ｔｈ）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、入力軸１４の回転が第２複式プラネタリギヤ１６の直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３に第２クラッチC-2を介して入力されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は第７速のギヤ比で増速して正回転される。

後進第１速（Ｒｅｖ１）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、直結されたキャリアＣ０及びリングギヤＲ１が第１ブレーキB-1を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３が第４ブレーキB-4を介して固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は後進第１速のギヤ比で減速して逆回転される。

後進第２速（Ｒｅｖ２）では、入力軸１４の回転が第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１に直接入力され、キャリアＣ１が第3ブレーキB-3を介して固定されることにより、入力軸１４の回転を減速したリングギヤＲ０の回転が、リングギヤＲ０に直結された第２複式プラネタリギヤ１６のリングギヤＲ２に伝達され、直結されたキャリアＣ２及びリングギヤＲ３が第４ブレーキB-4を介して固定されるので、キャリアＣ３延いては出力軸１７は後進第２速のギヤ比で減速して逆回転される。

第３の実施形態では、第１複式プラネタリギヤ１５の直結されたサンギヤＳ０、Ｓ１を入力軸１４に直結して第３クラッチC-3を設けていないので、自動変速機１０を小型、軽量化してコストを低減することができる。

本発明に係る自動変速機の第１の実施形態を示すスケルトン図。第１の実施形態の各変速段におけるブレーキ及びクラッチの作動表を示す図。第１の実施形態の各変速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。制御装置を示すブロック図。第２の実施形態に係る自動変速機を示すスケルトン図。第２の実施形態の各変速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。第３の実施形態に係る自動変速機を示すスケルトン図。第３の実施形態の各変速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。第３の実施形態の各変速段におけるブレーキ及びクラッチの作動表を示す図。

符号の説明

１０…自動変速機、１１…流体トルクコンバータ、１２…トランスミッションケース、１３…共通軸線、１４…入力軸、１５…第１複式プラネタリギヤ、１６…第２複式プラネタリギヤ、１７…出力軸、１８，２１…第１、第２ダブルピニオンプラネタリギヤ、１９，２０…第１ピニオン、２２，２３…第２ピニオン、２４，２６…第１、第２シングルピニオンプラネタリギヤ、２５，２７…ピニオン、２８…ポンプインペラ、２９…ステータ、３０…タービン、３１…ポンプインペラ、３０…制御装置、４１…油圧サーボ部。

Claims

入力軸と、
第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第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て前記入力軸の回転が入力され、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリア及び前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤが直結されて構成された第１複式プラネタリギヤと、
第１シングルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第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、前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのキャリア及び前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤが直結されて構成され、前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤの回転が伝達される第２複式プラネタリギヤと、
前記入力軸と前記第２複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤとを選択的に連結する第１クラッチと、
前記入力軸と前記第２複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤとを選択的に連結する第２クラッチと、
前記第１複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤを選択的に固定する第１ブレーキと、
前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤ及び前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤを選択的に固定する第２ブレーキと、
前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアを選択的に固定する第３ブレーキと、
前記第２複式プラネタリギヤの直結されたキャリア及びリングギヤを選択的に固定する第４ブレーキと、
前記第２シングルピニオンプラネタリギヤのキャリアに直結された出力軸と、
を備えることを特徴とする自動変速機。
請求項１において、前記第２ダブルピニオンプラネタリギヤのキャリアの高速回転を防止するための第３クラッチを備えることを特徴とする自動変速機。
請求項２において、前記第３クラッチは、前記入力軸と前記第１複式プラネタリギヤの直結されたサンギヤとを選択的に連結することを特徴とする自動変速機。
請求項２において、前記第３クラッチは、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１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤとを選択的に連結することを特徴とする自動変速機。
請求項１において、前記直結された第１ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤ及び第２ダブルピニオンプラネタリギヤのサンギヤは前記入力軸に直結され、前記第１ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤは前記第１シングルピニオンプラネタリギヤのリングギヤに直結されていることを特徴とする自動変速機。