JP2009079711A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、適切に離間した前進１０速段、後進４速段のギヤ比を有し、構成が簡素で、円滑かつ確実に変速可能な自動変速機を提供することである。
【解決手段】 減速出力装置は入力軸の回転を、減速比が１及び第１減速比で減速して第２要素から選択的に出力するとともに、減速比が第１減速比に近い第２減速比及び第２減速比より大きい第３減速比で減速して第３要素から選択的に出力する。変速用複式プラネタリギヤの第５要素は、第４クラッチを介して減速出力装置の第２要素に選択的に連結され、第３クラッチを介して第３要素に選択的に連結されるとともに、第１ブレーキを介して選択的に固定される。第６要素は、第２クラッチを介して入力軸に選択的に連結されるとともに、第２ブレーキを介して選択的に固定される。第７要素は、出力軸に直結され、第８要素は、第１クラッチを介して第３要素に選択的に連結される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の原動機等によって回転駆動される入力軸の回転を複数変速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、入力軸と、第１キャリアに支承され互いに噛合するピニオンの一方のピニオンが、固定された第１サンギヤに噛合し、他方のピニオンが第１リングギヤに噛合する減速用ダブルピニオンプラネタリギヤと、共通キャリアに支承されて互いに噛合するロングピニオンとピニオンのうちのロングピニオンに第２サンギヤと共通リングギヤとが噛合し、ピニオンに第３サンギヤが噛合する変速用複式プラネタリギヤと、前記第１リングギヤと前記第３サンギヤとを選択的に連結する第１クラッチと、前記第１リングギヤと前記第２サンギヤとを選択的に連結する第２クラッチと、前記入力軸と前記共通キャリアとを選択的に連結する第３クラッチと、前記第１キャリアと前記第２サンギヤとを選択的に連結する第４クラッチと、前記第２サンギヤを選択的に固定する第１ブレーキと、前記共通キャリアを選択的に固定する第２ブレーキと、前記共通リングギヤに直結された出力軸とを備え、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２００１−１８２７８５号公報（段落〔００２４〕〜〔００３７〕、図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、さらなる多段化への要求を満たしながら構成が簡素で、円滑かつ確実に変速可能な自動変速機の開発が求められている。

本発明は、かかる要望を満たすためになされたもので、適切に離間した前進１０速段、少なくとも後進１速段のギヤ比を有し、構成が簡素で、円滑かつ確実に変速可能な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、 該入力軸に連結され、該入力軸の回転及び該入力軸の回転を減速した第１減速比で選択的に出力する第２要素と、減速比が前記第１減速比とは異なるとともに前記入力軸の回転を減速した第２減速比、及び前記第１減速比とは異なるとともに前記第２減速比より大きく前記入力軸の回転を減速した第３減速比で選択的に出力する第３要素とを有する減速出力装置と、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５、第６、第７及び第８要素を有する変速用複式プラネタリギヤと、前記第３要素と前記第８要素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６要素とを選択的に連結する第２クラッチと、前記第３要素と前記第５要素とを選択的に連結する第３クラッチと、前記第２要素と前記第５要素とを選択的に連結する第４クラッチと、前記第５要素を選択的に固定する第１ブレーキと、前記第６要素を選択的に固定する第２ブレーキと、前記第７要素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、前記変速用複式プラネタリギヤは、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する変速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第３サンギヤと、前記ピニオンと噛合する第４サンギヤと、前記ロングピニオンと噛合する変速共通リングギヤとで構成され、前記第５要素は、前記第３サンギヤであり、前記第６要素は、前記変速共通キャリアであり、前記第７要素は、前記変速共通リングギヤであり、前記第８要素は、前記第４サンギヤであることである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記減速出力装置は、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する減速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第１サンギヤと、前記ピニオンと噛合する第２サンギヤと、前記ロングピニオンと噛合する減速共通リングギヤとを有する減速用複式プラネタリギヤであり、前記減速共通キャリアが前記第２要素であるとともに、第６クラッチを介して前記入力軸に連結可能であり、前記減速共通リングギヤが前記第３要素であり、前記第２サンギヤは固定され、前記第１サンギヤは、第５クラッチを介して前記入力軸に連結可能であることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、前記減速出力装置は、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する減速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第１リングギヤと、前記ピニオンと噛合する第２リングギヤと、前記ロングピニオンと噛合する減速共通サンギヤとを有する減速用複式プラネタリギヤであり、前記減速共通キャリアが前記第２要素であるとともに、第６クラッチを介して前記入力軸に連結可能であり、前記第２リングギヤが前記第３要素であり、前記減速共通サンギヤは固定され、前記第１リングギヤは、前記第５クラッチを介して前記入力軸に連結可能であることである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、変速用複式プラネタリギヤの第５要素は、第４クラッチを介して減速出力装置の第２要素に選択的に連結され、第３クラッチを介して第３要素に選択的に連結されるとともに、第１ブレーキを介して選択的に固定される。第６要素は、第２クラッチを介して入力軸に選択的に連結されるとともに、第２ブレーキを介して選択的に固定される。第７要素は、前記出力軸に直結され、第８要素は、第１クラッチを介して第３要素に選択的に連結される。

これにより、本発明によれば、変速段の数が前進１０速段、後進４速段と極めて多いにも拘らず、構成が簡素で、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。さらに、隣接する変速段に変速する場合、複数のクラッチ及びブレーキのうちの１個を係合状態から非係合状態に、他の１個を非係合状態から係合状態に切り換えるだけで、円滑かつ確実に変速することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、変速用複式プラネタリギヤは、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する変速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第３サンギヤと、前記ピニオンと噛合する第４サンギヤと、前記ロングピニオンと噛合する変速共通リングギヤとで構成され、第３サンギヤは、第４クラッチを介して減速出力装置の第２要素に選択的に連結され、第３クラッチを介して第３要素に選択的に連結されるとともに、第１ブレーキを介して選択的に固定される。変速共通キャリアは、第２クラッチを介して入力軸に選択的に連結されるとともに、第２ブレーキを介して選択的に固定される。変速共通リングギヤは、出力軸に直結され、第４サンギヤは、第１クラッチを介して第３要素に選択的に連結される。

これにより、請求項１に係る発明の効果に加え、簡素で小型、軽量化が可能な前進１０速段、後進４速段のギヤ比を有する自動変速機を得ることができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、減速出力装置は、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する減速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第１サンギヤと、前記ピニオンと噛合する第２サンギヤと、前記ロングピニオンと噛合する減速共通リングギヤとを有する減速用複式プラネタリギヤであり、第１サンギヤは、第５クラッチを介して入力軸に選択的に連結され、第２サンギヤは固定されている。減速共通キャリアは、第６クラッチを介して入力軸に選択的に連結されるとともに、第４クラッチを介して変速用複式プラネタリギヤの第３サンギヤに選択的に連結される。減速共通リングギヤは、第３クラッチを介して第３サンギヤに選択的に連結されるとともに、第１クラッチを介して第４サンギヤに選択的に連結される。これにより、前進１０速段、後進４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、減速出力装置は、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する減速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第１リングギヤと、前記ピニオンと噛合する第２リングギヤと、前記ロングピニオンと噛合する減速共通サンギヤとを有する減速用複式プラネタリギヤである。減速共通サンギヤは固定され、第１リングギヤは、第５クラッチを介して入力軸に選択的に連結される。減速共通キャリアは、第６クラッチを介して入力軸に選択的に連結されるとともに、第４クラッチを介して変速用複式プラネタリギヤの第３サンギヤに選択的に連結される。第２リングギヤは、第３クラッチを介して第３サンギヤに選択的に連結されるとともに、第１クラッチを介して第４サンギヤに選択的に連結される。これにより、前進１０速段、後進４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。

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、減速出力装置である減速用複式プラネタリギヤ１５、変速用複式プラネタリギヤ１６、出力軸１７、第１、第２、第３、第４、第５、第６クラッチC-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、第１、第２レーキB-1、B-2及びワンウェイクラッチF-1等で構成されている。

減速用複式プラネタリギヤ１５は、互いに噛合するロングピニオン２０とピニオン２１とを回転可能に支承する減速共通キャリアC0C1と、ロングピニオン２０と噛合する第１サンギヤS0と、ピニオン２１と噛合する第２サンギヤS1と、ロングピニオン２０と噛合する減速共通リングギヤR0R1とで構成されている。

変速用複式プラネタリギヤ１６は、互いに噛合するロングピニオン２４とピニオン２５とを回転可能に支承する変速共通キャリアC2C3と、ロングピニオン２４と噛合する第３サンギヤS2と、ピニオン２５と噛合する第４サンギヤS3と、ロングピニオン２４と噛合する変速共通リングギヤR2R3とで構成されている。

減速用複式プラネタリギヤ１５は、第１サンギヤS0が第５クラッチC-5を介して入力軸１４に連結可能とされ、第２サンギヤS1がトランスミッションケース１２に固定されている。減速共通キャリアC0C1は、第６クラッチC-6を介して入力軸１４に連結可能とされている。

変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2は、第４クラッチC-4を介して減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に選択的に連結され、第３クラッチC-3を介して減速共通リングギヤR0R1に選択的に連結されるとともに、第１ブレーキB-1を介して選択的に固定される。変速共通キャリアC2C3は、第２クラッチC-2を介して入力軸に選択的に連結され、かつ第２ブレーキB-2を介して選択的に固定されるとともに、第２ブレーキB-2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に連結され逆転を阻止されている。第４サンギヤS3は、第１クラッチC-1を介して第減速共通リングギヤR0R1に選択的に連結される。変速共通リングギヤR2R3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６クラッチC-1〜C-6を選択的に係合し、第１、第２ブレーキB-1、B-2を選択的に係合し、入力軸１４、出力軸１７、減速用複式プラネタリギヤ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１０速段、後進４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６クラッチC-1〜C-6、第１、第２ブレーキB-1、B-2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○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。●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、クラッチがトルク伝達していない状態を示す。図２において（○）が付されている場合は、エンジンブレーキをかけるときにブレーキが係合される状態を示す。

減速用複式プラネタリギヤ１５の第１サンギヤS0、ロングピニオン２０とピニオン２１とを支承する減速共通キャリアC0C1、ロングピニオン２０を介して第１サンギヤS0と噛合する減速共通リングギヤR0R1で構成される減速シングルピニオンプラネタリギヤ２２、及び変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2、ロングピニオン２４とピニオン２５とを支承する変速共通キャリアC2C3、ロングピニオン２４を介して第３サンギヤS2と噛合する変速共通リングギヤR2R3で構成される変速シングルピニオンプラネタリギヤ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（１）で示される。

減速用複式プラネタリギヤ１５の第２サンギヤS1、ロングピニオン２０とピニオン２１とを支承する減速共通キャリアC0C1、ロングピニオン２０とピニオン２１とを介して第２サンギヤS1と噛合する減速共通リングギヤR0R1で構成される減速ダブルピニオンプラネタリギヤ２３、及び変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3、ロングピニオン２４とピニオン２５とを支承する変速共通キャリアC2C3、ロングピニオン２４とピニオン２５とを介して第４サンギヤS3と噛合する変速共通リングギヤR2R3で構成される変速ダブルピニオンプラネタリギヤ２７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（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。

減速及び変速シングルピニオンプラネタリギヤ２２，２６のサンギヤS0、S2の歯数をZs0、Zs2、リングギヤR0、R2の歯数をZr0、Zr2、減速及び変速ダブルピニオンプラネタリギヤ２３、２７のサンギヤS1、S3の歯数をZs1、Zs3、リングギヤR1、R3の歯数をZr1、Zr3とすると、シングルピニオンプラネタリギヤ２２、２６、ダブルピニオンプラネタリギヤ２３、２７、のギヤ比はλ０＝Zs0／Zr0、λ２＝Zs2／Zr2、λ１＝Zs1／Zr1、λ３＝Zs3／Zr3である。

（数１）
Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（１）

（数２）
Ｎｒ＝（１−λ）Ｎｃ＋λＮｓ・・・（２）

第１乃至第６クラッチC-1〜C-6を選択的に係合し、第１、第２ブレーキB-1、B-2を選択的に係合したとき、減速用及び変速用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、減速用及び変速用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。減速用複式プラネタリギヤ１５では、S0、C0C1、R0R1、S1が夫々付された各１本の縦線上に第１サンギヤS0、減速共通キャリアC0C1、減速共通リングギヤR0R1及び第２サンギヤS1の速度比を表している。変速用複式プラネタリギヤ１６では、S2、C2C3、R2R3、S3が夫々付された各１本の縦線上に第３サンギヤS2、変速共通キャリアC2C3、変速共通リングギヤR2R3及び第４サンギヤS3の速度比を表している。

減速用複式プラネタリギヤ１５の減速シングルピニオンプラネタリギヤ２２については、第１サンギヤS0の縦線と減速共通キャリアC0C1の縦線との間隔を１とみなし、減速共通キャリアR0R1の縦線を減速共通キャリアC0C1の縦線から第１サンギヤS0の縦線の反対側にギヤ比λ０だけ離して配置されている。減速ダブルピニオンプラネタリギヤ２３については、第２サンギヤＳ１の縦線と減速共通キャリアC0C1の縦線との間隔を１とみなし、減速共通リングギヤR0R1の縦線を減速共通キャリアC0C1の縦線から第２サンギヤＳ１の縦線と同じ側にギヤ比λ１だけ離して配置されている。

減速用複式プラネタリギヤ１５では、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個の要素である第１サンギヤS0、減速共通キャリアC0C1、減速共通リングギヤR0R1及び第２サンギヤS1が、並び順にそれぞれ第１、第２、第３及び第４要素をなす。

速度線図から明らかなように、減速用複式プラネタリギヤ１５は、第６クラッチC-6が係合されると、入力軸１４の回転を第２要素である減速共通キャリアC0C1から減速比１で出力し、第３要素である減速共通リングギヤR0R1から第２減速比で出力し、第５クラッチC-5が係合されると、入力軸１４の回転を減速共通キャリアC0C1から減速比が１より大きく第２減速比より僅かに小さい第１減速比で出力し、減速共通リングギヤR0R1から第２減速比より大きい第３減速比で出力する。このように、減速用複式プラネタリギヤ１５は、入力軸１４に連結され、入力軸１４の回転を減速比が１及び１より大きい第１減速比で減速して選択的に出力する第２要素と、減速比が第１減速比に近い第２減速比及び第２減速比より大きい第３減速比で減速して選択的に出力する第３要素を有する減速出力装置３３を構成する。

変速用複式プラネタリギヤ１６の変速シングルピニオンプラネタリギヤ２６については、第３サンギヤS2の縦線と変速共通キャリアC2C3の縦線との間隔を１とみなし、変速共通リングギヤR2R3の縦線を変速共通キャリアC2C3の縦線から第３サンギヤS2の縦線の反対側にギヤ比λ２だけ離して配置されている。変速ダブルピニオンプラネタリギヤ２７については、第４サンギヤS3の縦線と変速共通キャリアC2C3の縦線との間隔を１とみなし、変速共通リングギヤR2R3の縦線を変速共通キャリアC2C3の縦線から第４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。

変速用複式プラネタリギヤ１６では、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個の要素である第４サンギヤS3、変速共通キャリアC2C3、変速共通リングギヤR2R3及び第４サンギヤS3が、並び順にそれぞれ第５、第６、第７及び第８要素をなす。

速度線図には、第１乃至第６クラッチC-1〜C-6、第１、第２ブレーキB-1、B-2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-6、B-1、B-2、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６クラッチC-1〜C-6、第１、第２ブレーキB-1、B-2を図２の作動表に示すように選択的に係合して前進１０速段、後進４速段を達成する。

第１速（１ｓｔ）は、制御装置３５による第１、第５クラッチC-1、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の第１サンギヤS0に第５クラッチC-5を介して入力され、第３減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、変速共通キャリアC2C3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、変速共通リングギヤR2R3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。

下り坂道でエンジンブレーキをかける場合、駆動輪から変速共通リングギヤR2R3を介して変速共通キャリアC2C3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、変速共通キャリアC2C3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（○）で示すように変速共通キャリアC2C3は第２ブレーキB-2の係合により固定される。

第２速（２ｎｄ）は、第１、第５クラッチC-1、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の第１サンギヤS0に第５クラッチC-5を介して入力され、第３減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、第３サンギヤS2が第１ブレーキB-1を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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６クラッチC-1、C-6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の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、第３サンギヤS2が第１ブレーキB-1を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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、第６クラッチC-1、C-3、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に伝達されるとともに、第３クラッチC-3を介して第３サンギヤS2に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第２減速比である第４速のギヤ比で減速して正回転される。

第５速（５ｔｈ）は、第１、第４、第６クラッチC-1、C-4、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に伝達され、入力軸１４の回転が第６、第４クラッチC-6、C-4を介して第３サンギヤS2に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第５速のギヤ比で減速して正回転される。

第６速（６ｔｈ）は、第１、第２、第６クラッチC-1、C-2、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に伝達され、入力軸１４の回転が第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第６速のギヤ比で減速して正回転される。

第７速（７ｔｈ）は、第２、第４、第６クラッチC-2、C-4、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が、第６、第４クラッチC-6、C-4の係合により減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４と同一回転数で正回転される。

第８速（OD1）は、第２、第３、第６クラッチC-2、C-3、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、入力軸１４の回転が第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第８速のギヤ比で増速して正回転される。

第９速（OD2）は、第２、第３、第５クラッチC-2、C-3、C-5の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の第１サンギヤS0に第５クラッチC-5を介して入力され、第３減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、入力軸１４の回転が第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第９速のギヤ比で増速して正回転される。

第１０速（OD3）は、第２、第５クラッチC-2、C-5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２クラッチC-2を介して変速用複式プラネタリギヤ１５の変速共通キャリアC2C3に伝達され、第３サンギヤS2が第１ブレーキB-1を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第１０速のギヤ比で増速して正回転される。この場合、第５クラッチC-5は、油圧サーボに油圧を供給されているが、トルクは伝達しない。

後進第１速（Ｒｅｖ１）は、第３、第５クラッチC-3、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の第１サンギヤS0に第５クラッチC-5を介して入力されることにより入力軸１４の回転が第３減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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、第６クラッチC-3、C-6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の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力されることにより入力軸１４の回転が第２減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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。

後進第３速（Ｒｅｖ３）は、第４、第５クラッチC-4、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の第１サンギヤS0に第５クラッチC-5を介して入力されることにより入力軸１４の回転が第１減速比で減速された減速共通キャリアC0C1の回転が、第４クラッチC-4を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、後進第３速のギヤ比で減速して逆回転される。

後進第４速（Ｒｅｖ４）は、第４、第６クラッチC-4、C-6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６クラッチC-6を介して減速比１で伝達される減速用複式プラネタリギヤ１５の共通キャリアC0C1の回転が、第４クラッチC-4を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、後進第４速のギヤ比で減速して逆回転される。

第１の実施形態において、図５に示す作動表のように、第２速（２ｎｄ）を、第１、第６クラッチC-1、C-6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するようにしてもよい。この場合、図６に示す速度線図のように、入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ１５の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された減速共通リングギヤR0R1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、変速共通キャリアC2C3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、変速共通リングギヤR2R3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。

下り坂道でエンジンブレーキをかける場合、駆動輪から変速共通リングギヤR2R3を介して変速共通キャリアC2C3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、変速共通キャリアC2C3に作用する反力の方向が逆転する。このために、第２速で走行中にエンジンブレーキをかけるときは、図５において（○）で示すように変速共通キャリアC2C3は第２ブレーキB-2の係合により固定される。第２速以外は、図２の作動表と同じである。

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の実施形態と減速用複式プラネタリギヤ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７に示すように、第２の実施形態においては、減速出力装置３３が、互いに噛合するロングピニオン４５とピニオン４６とを回転可能に支承する減速共通キャリアC0C1と、ロングピニオン４５と噛合する減速共通サンギヤS0S1と、ロングピニオン４５と噛合する第１リングギヤR0と、ピニオン４６と噛合する第２リングギヤR1とを有する減速用複式プラネタリギヤ４７で構成されている。

減速用複式プラネタリギヤ４７は、第１リングギヤR0が第５クラッチC-5を介して入力軸１４に連結可能とされ、減速共通サンギヤS0S1がトランスミッションケース１２に固定されている。減速共通キャリアC0C1は、第６クラッチC-6を介して入力軸１４に連結可能とされているとともに、第４クラッチC-4を介して変速用プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に連結可能とされている。第２リングギヤR1は、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に連結可能とされているとともに、第３クラッチC-3を介して第３サンギヤS2に連結可能とされている。

減速用、変速用複式プラネタリギヤ４７、１６の速度線図は、図８に示すように、第１の実施形態のものとほぼ同じである。

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６クラッチC-1〜C-6、第１、第２ブレーキB-1、B-2を図２の作動表に示すように選択的に係合して前進１０速、後進４速を達成することができる。

第１速（１ｓｔ）は、制御装置３５による第１、第５クラッチC-1、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の第１リングギヤR0に第５クラッチC-5を介して入力され、第３減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、変速共通キャリアC2C3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、変速共通リングギヤR2R3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。

下り坂道でエンジンブレーキをかける場合、駆動輪から変速共通リングギヤR2R3を介して変速共通キャリアC2C3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、変速共通キャリアC2C3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（○）で示すように変速共通キャリアC2C3は第２ブレーキB-2の係合により固定される。

第２速（２ｎｄ）は、第１、第５クラッチC-1、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の第１リングギヤR0に第５クラッチC-5を介して入力され、第３減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、第３サンギヤS3が第１ブレーキB-1を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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６クラッチC-1、C-6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の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、第３サンギヤS2が第１ブレーキB-1を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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、第６クラッチC-1、C-3、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に伝達されるとともに、第３クラッチC-3を介して第３サンギヤS2に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第２減速比である第４速のギヤ比で減速して正回転される。

第５速（５ｔｈ）は、第１、第４、第６クラッチC-1、C-4、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に伝達され、入力軸１４の回転が第６、第４クラッチC-6、C-4を介して第３サンギヤS2に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第５速のギヤ比で減速して正回転される。

第６速（６ｔｈ）は、第１、第２、第６クラッチC-1、C-2、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に伝達され、入力軸１４の回転が第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第６速のギヤ比で減速して正回転される。

第７速（７ｔｈ）は、第２、第４、第６クラッチC-2、C-4、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が、第６、第４クラッチC-6、C-4の係合により減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４と同一回転数で正回転される。

第８速（OD1）は、第２、第３、第６クラッチC-2、C-3、C-6の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、入力軸１４の回転が第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第８速のギヤ比で増速して正回転される。

第９速（OD2）は、第２、第３、第５クラッチC-2、C-3、C-5の係合により達成される。入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の第１リングギヤR0に第５クラッチC-5を介して入力され、第３減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、入力軸１４の回転が第２クラッチC-2を介して変速共通キャリアC2C3に伝達されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第９速のギヤ比で増速して正回転される。

第１０速（OD3）は、第２、第５クラッチC-2、C-5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２クラッチC-2を介して変速用複式プラネタリギヤ４７の変速共通キャリアC2C3に伝達され、第３サンギヤS2が第１ブレーキB-1を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、入力軸１４の回転を第１０速のギヤ比で増速して正回転される。この場合、第５クラッチC-5は、油圧サーボに油圧を供給されているが、トルクは伝達しない。

後進第１速（Ｒｅｖ１）は、第３、第５クラッチC-3、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の第１リングギヤR0に第５クラッチC-5を介して入力されることにより入力軸１４の回転が第３減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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、第６クラッチC-3、C-6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の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力されることにより入力軸１４の回転が第２減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第３クラッチC-3を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3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。

後進第３速（Ｒｅｖ３）は、第４、第５クラッチC-4、C-5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の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の第１リングギヤR0に第５クラッチC-5を介して入力されることにより入力軸１４の回転が第１減速比で減速された減速共通キャリアC0C1の回転が、第４クラッチC-4を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、後進第３速のギヤ比で減速して逆回転される。

後進第４速（Ｒｅｖ４）は、第４、第６クラッチC-4、C-6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６クラッチC-6を介して減速比１で伝達される減速用複式プラネタリギヤ４７の共通キャリアC0C1の回転が、第４クラッチC-4を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第３サンギヤS2に伝達され、変速共通キャリアC2C3が第２ブレーキB-2を介して固定されるので、変速共通リングギヤR2R3延いては出力軸１７は、後進第４速のギヤ比で減速して逆回転される。

第２の実施形態において、図５に示す作動表のように、第２速（２ｎｄ）を、第１、第６クラッチC-1、C-6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するようにしてもよい。この場合、図９に示す速度線図のように、入力軸１４の回転が減速用複式プラネタリギヤ４７の減速共通キャリアC0C1に第６クラッチC-6を介して入力され、第２減速比で減速された第２リングギヤR1の回転が、第１クラッチC-1を介して変速用複式プラネタリギヤ１６の第４サンギヤS3に入力され、変速共通キャリアC2C3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、変速共通リングギヤR2R3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。

下り坂道でエンジンブレーキをかける場合、駆動輪から変速共通リングギヤR2R3を介して変速共通キャリアC2C3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、変速共通キャリアC2C3に作用する反力の方向が逆転する。このために、第２速で走行中にエンジンブレーキをかけるときは、図５において（○）で示すように変速共通キャリアC2C3は第２ブレーキB-2の係合により固定される。第２速以外は、図２の作動表と同じである。

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の他の例を示す図。 図５に示す作動表に基づいてクラッチ、ブレーキを作動した場合の速度線図。 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２の実施形態において、図５に示す作動表に基づいてクラッチ、ブレーキを作動した場合の速度線図。

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、１５，４７…減速用複式プラネタリギヤ、１６…変速用複式プラネタリギヤ、１７…出力軸、２０，２４，４５…ロングピニオン、２１，２５，４６…ピニオン、２２…減速シングルピニオンプラネタリギヤ、２３…減速ダブルピニオンプラネタリギヤ、２６…変速シングルピニオンプラネタリギヤ、２７…変速ダブルピニオンプラネタリギヤ、２８…ポンプインペラ、２９…ステータ、３０…タービン、３３…減速出力装置、３５…制御装置、４１…油圧サーボ部。

Claims (4)

1. 入力軸と、
   該入力軸に連結され、該入力軸の回転及び該入力軸の回転を減速した第１減速比で選択的に出力する第２要素と、減速比が前記第１減速比とは異なるとともに前記入力軸の回転を減速した第２減速比、及び前記第１減速比とは異なるとともに前記第２減速比より大きく前記入力軸の回転を減速した第３減速比で選択的に出力する第３要素とを有する減速出力装置と、
   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５、第６、第７及び第８要素を有する変速用複式プラネタリギヤと、
   前記第３要素と前記第８要素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６要素とを選択的に連結する第２クラッチと、
   前記第３要素と前記第５要素とを選択的に連結する第３クラッチと、
   前記第２要素と前記第５要素とを選択的に連結する第４クラッチと、
   前記第５要素を選択的に固定する第１ブレーキと、
   前記第６要素を選択的に固定する第２ブレーキと、
   前記第７要素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。
2. 請求項１において、前記変速用複式プラネタリギヤは、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する変速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第３サンギヤと、前記ピニオンと噛合する第４サンギヤと、前記ロングピニオンと噛合する変速共通リングギヤとで構成され、
   前記第５要素は、前記第３サンギヤであり、
   前記第６要素は、前記変速共通キャリアであり、
   前記第７要素は、前記変速共通リングギヤであり、
   前記第８要素は、前記第４サンギヤであることを特徴とする自動変速機。
3. 請求項１又は２において、前記減速出力装置は、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する減速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第１サンギヤと、前記ピニオンと噛合する第２サンギヤと、前記ロングピニオンと噛合する減速共通リングギヤとを有する減速用複式プラネタリギヤであり、
   前記減速共通キャリアが前記第２要素であるとともに、第６クラッチを介して前記入力軸に連結可能であり、
   前記減速共通リングギヤが前記第３要素であり、
   前記第２サンギヤは固定され、
   前記第１サンギヤは、第５クラッチを介して前記入力軸に連結可能であることを特徴とする自動変速機。
4. 請求項１又は２において、前記減速出力装置は、互いに噛合するロングピニオンとピニオンとを回転可能に支承する減速共通キャリアと、前記ロングピニオンと噛合する第１リングギヤと、前記ピニオンと噛合する第２リングギヤと、前記ロングピニオンと噛合する減速共通サンギヤとを有する減速用複式プラネタリギヤであり、
   前記減速共通キャリアが前記第２要素であるとともに、第６クラッチを介して前記入力軸に連結可能であり、
   前記第２リングギヤが前記第３要素であり、
   前記減速共通サンギヤは固定され、
   前記第１リングギヤは、前記第５クラッチを介して前記入力軸に連結可能であることを特徴とする自動変速機。
   

Images