JP2016089946A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機構及び多段変速機構の両方を備えながらも、胴回りの長大化を抑え、車両への搭載性の低下を抑制できる自動変速機を提供する。【解決手段】第１軸ＡＸ１上に配置される入力軸２と、第２軸ＡＸ２上に配置される中間軸６０に出力し得る無段変速機構４と、第３軸ＡＸ３上に配置されるカウンタ軸７０と、第４軸ＡＸ４上に配置される駆動軸５と、第１軸ＡＸ１上に設けられた出力ギヤ３０と、出力ギヤ３０と噛合し第３軸ＡＸ３上に設けられたドライブギヤ７２と、を備え、多段変速機構３は、入力軸２から入力された入力回転を変速して出力する第１のプラネタリギヤＤＰ１及び第２のプラネタリギヤＤＰ２と、係合により低速段の伝達経路を形成する第１クラッチＣ１と、係合により高速段の伝達経路を形成する第２クラッチＣ２と、を有し、第１軸ＡＸ１上又は第３軸ＡＸ３上に設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両に搭載される自動変速機に係り、詳しくは、無段変速機構及び多段変速機構を有する自動変速機に関する。

従来、例えば車両に搭載される自動変速機として、ベルト式無段変速機等の無段変速機構を備えたものが普及している。この自動変速機では、エンジンに連結された入力軸と、入力軸に平行で無段変速機構により変速された回転が出力される中間軸と、中間軸に平行で中間軸の回転を反転するカウンタ軸と、カウンタ軸に平行で車輪に連結される駆動軸との４軸を有している。

また、例えば車両に搭載される自動変速機として、無段変速機構及び多段変速機構を有する自動変速機が知られている（特許文献１参照）。この自動変速機では、エンジンに連結された入力軸と、車輪に連結された駆動軸とを有し、これら入力軸と駆動軸とを無段変速機構を介して連結する主動力伝達経路と、これら入力軸と駆動軸とを多段変速機構を介して連結する副動力伝達経路と、を有している。

副動力伝達経路に介在される多段変速機構は、入力軸と駆動軸とを連結可能で連結により高速段を形成する高速側ギヤ列と、入力軸と駆動軸とを連結可能で連結により低速段を形成する低速側ギヤ列と、これら高速側ギヤ列及び低速側ギヤ列を切換可能な切換えクラッチとを備えている。高速側ギヤ列及び低速側ギヤ列は、いずれも、入力軸の同軸上に配置される入力側ギヤと、駆動軸の同軸上に配置される駆動側ギヤと、これら入力側ギヤと駆動側ギヤとの間に介在されて入力側ギヤ及び駆動側ギヤの回転方向を一致させる中間ギヤとを備えている。

特開２０１１−１２２６７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載した自動変速機では、多段変速機構の高速側ギヤ列及び低速側ギヤ列のギヤ比を異ならせる必要があるので各ギヤの大きさが異なるため、２つの中間ギヤの軸は異なる軸上に配置される。このため、無段変速機構のみを備えた自動変速機が有する入力軸、中間軸、カウンタ軸、駆動軸の４軸の他に、更に２軸を有することになる。これにより、自動変速機の胴回りが長大化してしまい、車両への搭載性が低下してしまうという問題があった。

そこで、無段変速機構及び多段変速機構の両方を備えながらも、胴回りの長大化を抑え、車両への搭載性の低下を抑制できる自動変速機を提供することを目的とする。

本開示に係る自動変速機（１０）は（例えば、図１乃至図３参照）、第１軸（ＡＸ１）上に配置され駆動源に連結される入力軸（２）と、
前記入力軸（２）に入力された回転を無段変速して、前記第１軸（ＡＸ１）と平行な第２軸（ＡＸ２）上に配置される中間軸（６０）に出力し得る第１の動力伝達経路（ａ１）を形成する無段変速機構（４）と、
前記第１の動力伝達経路（ａ１）に介在されて前記第１の動力伝達経路（ａ１）を接断可能な接断機構（Ｃ３）と、
前記第２軸（ＡＸ２）と平行な第３軸（ＡＸ３）上に配置され、前記中間軸（６０）の回転を反転するカウンタ軸（７０）と、
前記第３軸（ＡＸ３）と平行な第４軸（ＡＸ４）上に配置され、車輪（１３）に連結される駆動軸（５）と、
前記入力軸（２）に入力された回転を段階的に変速して前記駆動軸（５）に出力し得る第２の動力伝達経路（ａ２）を形成する多段変速機構（３）と、
前記第１軸（ＡＸ１）上に設けられた出力ギヤ（３０）と、
前記出力ギヤ（３０）と噛合し前記第３軸（ＡＸ３）上に設けられたドライブギヤ（７２）と、を備え、
前記多段変速機構（３）は、前記入力軸（２）から入力された入力回転を変速して出力する第１のプラネタリギヤ（ＤＰ１）及び第２のプラネタリギヤ（ＤＰ２）と、係合により低速段の伝達経路を形成する低速用の係合要素（Ｃ１）と、係合により高速段の伝達経路を形成する高速用の係合要素（Ｃ２）と、を有し、前記第１軸（ＡＸ１）上又は前記第３軸（ＡＸ３）上に設けられることを特徴とする。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

本自動変速機によると、多段変速機構は、第１のプラネタリギヤと、第２のプラネタリギヤと、低速用の係合要素と、高速用の係合要素と、を第１軸上又は第３軸上に有しているので、自動変速機の軸数を４軸に抑えることができる。このため、多段変速機構を搭載するために新たに２軸を増加した６軸を有する自動変速機に比べて、無段変速機構及び多段変速機構の両方を備えながらも、胴回りの長大化を抑え、車両への搭載性の低下を抑制することができる。

第１の実施形態に係る車両を示すスケルトン図である。 第１の実施形態に係る自動変速機に関する説明図であり、（ａ）は多段変速機構と無段変速機構との変速比の関係図、（ｂ）は係合表である。 第１の実施形態に係る多段変速機構の速度線図であり、（ａ）は低速段、（ｂ）は高速段、（ｃ）は後進段である。 第２の実施形態に係る車両を示すスケルトン図。 第２の実施形態に係る多段変速機構の速度線図であり、（ａ）は低速段、（ｂ）は高速段、（ｃ）は後進段である。

＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係る自動変速機１０を、図１乃至図３に沿って説明する。

本実施形態の自動変速機１０を備える車両１の概略構成について図１に沿って説明する。車両１は、自動変速機１０と、制御装置（ＥＣＵ）１１と、油圧制御装置１２と、車輪１３とを備えている。尚、この車両１は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃エンジンを駆動源としている。

自動変速機１０は、不図示のトルクコンバータと、入力軸２と、多段変速機構３と、無段変速機構４と、駆動軸５と、出力ギヤ部６と、カウンタ軸部７と、ディファレンシャル装置８と、これらを収容するミッションケース（ケーシング）９とを備えている。また、自動変速機１０には、入力軸２と中間軸６０とを無段変速機構４を介して連結する第１の動力伝達経路ａ１と、入力軸２と駆動軸５とを多段変速機構３を介して連結する第２の動力伝達経路ａ２とが形成されている。また、自動変速機１０は、第１軸ＡＸ１〜第４軸ＡＸ４での互いに平行な軸を備えている。ミッションケース９は、入力軸２及び駆動軸５を回転自在に支持し、無段変速機構４及び多段変速機構３を収容している。

第１軸ＡＸ１は、不図示の内燃エンジン（駆動源）のクランク軸と同軸になっている。この第１軸ＡＸ１上には、クランク軸に連結される自動変速機１０の入力軸、トルクコンバータ、多段変速機構３及び無段変速機構４の入力軸２、多段変速機構３の第１のプラネタリギヤＤＰ１及び第２のプラネタリギヤＤＰ２、第１クラッチ（低速用の係合要素）Ｃ１、第２クラッチ（高速用の係合要素）Ｃ２、ブレーキ（後進用の係合要素）Ｂ１、出力ギヤ３０、無段変速機構４のプライマリプーリ４１が配置されている。

第２軸ＡＸ２上には、無段変速機構４のセカンダリプーリ４２、第３クラッチ（接断機構）Ｃ３、出力ギヤ部６が配置されている。第３軸ＡＸ３上には、第３軸ＡＸ３と同軸のドライブギヤ７２を有するカウンタ軸部７が配置されている。第４軸ＡＸ４上には、ディファレンシャル装置８、駆動軸５が配置されている。

クランク軸に連結される自動変速機１０の入力軸は、トルクコンバータを介して多段変速機構３及び無段変速機構４の入力軸２に連結されている。多段変速機構３は、第１のプラネタリギヤＤＰ１と、第２のプラネタリギヤＤＰ２と、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、ブレーキＢ１とを備え、車両１の走行方向により回転方向を切り換えて伝達するようになっている。即ち、多段変速機構３は前後進切換え装置として機能するようになっている。入力軸２は、各プラネタリギヤＤＰ１，ＤＰ２の内周側を通って無段変速機構４のプライマリプーリ４１に接続されている。

第１のプラネタリギヤＤＰ１は、入力軸２から入力された入力回転を変速して出力するようになっている（図２（ｂ）参照）。この第１のプラネタリギヤＤＰ１は、サンギヤ（第１の回転要素）Ｓ１と、リングギヤ（第２の回転要素）Ｒ１と、サンギヤＳ１に噛合するピニオンＰ１を回転自在に支持するキャリヤ（第３の回転要素）ＣＲ１とを有するシングルピニオンプラネタリギヤで構成されている。サンギヤＳ１は、入力軸２に連結されている。リングギヤＲ１は、ミッションケース９に固定されている。

第２のプラネタリギヤＤＰ２は、第１のプラネタリギヤＤＰ１から入力された回転を更に変速可能になっている。この第２のプラネタリギヤＤＰ２は、サンギヤ（第４の回転要素）Ｓ２と、リングギヤ（第５の回転要素）Ｒ２と、サンギヤＳ２に噛合するピニオンＰ２及びリングギヤＲ２に噛合するピニオンＰ３を回転自在に支持するキャリヤ（第６の回転要素）ＣＲ２とを有するダブルピニオンプラネタリギヤで構成されている。サンギヤＳ２は、第１のプラネタリギヤＤＰ１のキャリヤＣＲ１に連結されると共に、第１クラッチＣ１を介してキャリヤＣＲ２に連結可能になっている。リングギヤＲ２は、ブレーキＢ１を介してミッションケース９に固定可能であると共に、第２クラッチＣ２を介して入力軸２に連結可能になっている。

キャリヤＣＲ２は、出力ギヤ３０に連結されている。出力ギヤ３０は、カウンタ軸部７の第２のドライブギヤ７２に噛合されており、第１軸ＡＸ１と第３軸ＡＸ３とを直接連結している。即ち、キャリヤＣＲ１及び出力ギヤ３０は、第２のプラネタリギヤＤＰ２を介することなく、第１クラッチＣ１を介して連結可能になっている。

第１クラッチＣ１は、係合により低速段の伝達経路を形成するようになっている。第２クラッチＣ２は、係合により高速段の伝達経路を形成するようになっている。ブレーキＢ１は、係合により後進段の伝達経路を形成するようになっている。

無段変速機構４は、変速比を連続的に変更可能であり、本実施形態ではベルト式無段自動変速機構を適用している。但し、これには限られず、無段変速機構４として、例えばトロイダル式無段変速機構やコーンリング式無段変速機構等を適用してもよい。無段変速機構４は、入力軸２に接続されたプライマリプーリ４１と、セカンダリプーリ４２と、該プライマリプーリ４１及び該セカンダリプーリ４２に巻き掛けられた無端状のベルト４３とを備えて構成されている。プライマリプーリ４１は、それぞれが対向する円錐状に形成された壁面を有し、入力軸２に対して軸方向移動不能に固定された固定シーブ４１ａと、入力軸２に対して軸方向移動可能に支持された可動シーブ４１ｂとを有しており、これら固定シーブ４１ａと可動シーブ４１ｂとによって形成された断面Ｖ字状となる溝部によりベルト４３を挟持している。

同様に、セカンダリプーリ４２は、それぞれが対向する円錐状に形成された壁面を有し、出力軸４４に対して軸方向移動不能に固定された固定シーブ４２ａと、出力軸４４に対して軸方向移動可能に支持された可動シーブ４２ｂとを有しており、これら固定シーブ４２ａと可動シーブ４２ｂとによって形成された断面Ｖ字状となる溝部によりベルト４３を挟持している。これらプライマリプーリ４１の固定シーブ４１ａとセカンダリプーリ４２の固定シーブ４２ａとは、ベルト４３に対して軸方向反対側となるように配置されている。

また、プライマリプーリ４１の可動シーブ４１ｂの背面側には、油圧サーボ４５が配置されており、セカンダリプーリ４２の可動シーブ４２ｂの背面側には、油圧サーボ４６が配置されている。油圧サーボ４５には、油圧制御装置１２の不図示のプライマリ圧コントロールバルブからプライマリ圧が作動油圧として供給され、油圧サーボ４６には、油圧制御装置１２の不図示のセカンダリ圧コントロールバルブからセカンダリ圧が作動油圧として供給されるようになっている。そして、これら油圧サーボ４５，４６は、各作動油圧が供給されることにより負荷トルクに対応するベルト挟圧力を発生させると共に、変速比を変更又は固定するための挟圧力を発生させるように構成されている。

セカンダリプーリ４２の可動シーブ４２ｂの出力軸４４は、第３クラッチＣ３を介して、出力ギヤ部６の中間軸６０に接続されている。即ち、第３クラッチＣ３は、第１の動力伝達経路ａ１に介在されている。出力ギヤ部６は、中間軸６０と、中間軸６０に固定されて連結されたカウンタギヤ６１と、を有して構成されており、カウンタギヤ６１は、カウンタ軸部７の第１のドライブギヤ７１に噛合されている。

カウンタ軸部７は、カウンタ軸７０と、該カウンタ軸７０に固定されて連結された第１のドライブギヤ７１及び第２のドライブギヤ７２と、カウンタ軸７０に固定されて連結されたドリブンギヤ７３とを有して構成されている。ドリブンギヤ７３は、ディファレンシャル装置８のデフリングギヤ８０に噛合されている。

ディファレンシャル装置８は、デフリングギヤ８０の回転を左右の駆動軸５に左右の差回転を吸収しつつ伝達するように構成されている。左右の駆動軸５は、それぞれ左右の車輪１３に連結されている。

ＥＣＵ１１は、例えば、ＣＰＵと、処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備えており、油圧制御装置１２への制御信号等、各種の信号を出力ポートから出力するようになっている。また、ＥＣＵ１１は、車両１の走行停止状態や運転者による加減速の意思に基づいて、自動変速機１０の変速を、多段変速機構３を利用する多段変速モードと、無段変速機構４を利用する無段変速モードとで適宜切り換えるようになっている。

油圧制御装置１２は、例えばバルブボディにより構成されており、不図示のオイルポンプから供給された油圧からライン圧やモジュレータ圧等を生成し、ＥＣＵ１１からの制御信号に基づいて第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３と、ブレーキＢ１とをそれぞれ制御するための油圧を給排可能になっている。

ここで、図２（ａ）に示すように、本実施形態では、多段変速機構３と無段変速機構４との変速比の関係は、無段変速機構４の最大変速比が低速段の変速比より小さくなるようにしている。このため、無段変速機構４の最大変速比を小さくできるので、最大変速比での使用時におけるベルト４３の負荷及び損失を低減することができる。また、本実施形態では、多段変速機構３と無段変速機構４との変速比の関係は、無段変速機構４の最小変速比は、高速段の変速比と同じであるようにしている。このため、車両１の高速走行時に、最小変速比の無段変速機構４と高速段の多段変速機構３とを切り換える際に、変速ショックの発生を低減することができる。

以上のように構成された自動変速機１０は、図１のスケルトン図に示す第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３と、ブレーキＢ１とが、図２（ｂ）の係合表に示す組み合わせで係脱されることにより、前進の低速段と、前進の高速段と、前進の無段変速と、後進段（後進）とのいずれかが選択されて達成される。

次に、自動変速機１０の動作について、図２（ｂ）及び図３（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。ここで、図３（ａ）〜（ｃ）に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転速度を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比を示している。また、図中左側が第１のプラネタリギヤＤＰ１、右側が第２のプラネタリギヤＤＰ２を示している。

シフトレンジとしてドライブ（Ｄ）レンジが選択されている場合の車両１の例えば発進時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして多段変速を選択し、変速段として低速段を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、第１クラッチＣ１のみを係合するよう油圧を給排する。即ち、第３クラッチＣ３は、低速段を達成する際に、第１の動力伝達経路ａ１を切断する。これにより、自動変速機１０の多段変速機構３において、図３（ａ）に示すように、入力軸２からの入力回転がサンギヤＳ１から第１のプラネタリギヤＤＰ１に入力され、第１のプラネタリギヤＤＰ１により減速されて、キャリヤＣＲ１から出力される。第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転は、第１クラッチＣ１を介して、第２のプラネタリギヤＤＰ２の回転とは無関係に駆動軸５に出力され、低速段が形成される。

また、シフトレンジとしてＤレンジが選択されている場合の車両１の発進後の例えば加速時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして無段変速を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、第３クラッチＣ３のみを係合するよう油圧を給排する。これにより、自動変速機１０の多段変速機構３において、入力軸２からの入力回転が無段変速機構４を介して所望の変速比で変速され、出力軸４４から出力され、第３クラッチＣ３を介して駆動軸５に出力され、無段変速が形成される。

シフトレンジとしてＤレンジが選択されている場合の車両１の例えば高速走行時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして多段変速を選択し、変速段として高速段を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、第２クラッチＣ２のみを係合するよう油圧を給排する。即ち、第３クラッチＣ３は、高速段を達成する際に、第１の動力伝達経路ａ１を切断する。これにより、自動変速機１０の多段変速機構３において、図３（ｂ）に示すように、入力軸２からの入力回転がサンギヤＳ１から第１のプラネタリギヤＤＰ１に入力され、第１のプラネタリギヤＤＰ１により減速されて、キャリヤＣＲ１から出力される。第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転は、第２クラッチＣ２を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により増速して駆動軸５に出力され、高速段が形成される。

シフトレンジとしてリバース（Ｒ）レンジが選択されている場合の車両１の走行時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして多段変速を選択し、変速段として後進段を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、ブレーキＢ１のみを係合するよう油圧を給排する。これにより、自動変速機１０の多段変速機構３において、図３（ｃ）に示すように、入力軸２からの入力回転がサンギヤＳ１から第１のプラネタリギヤＤＰ１に入力され、第１のプラネタリギヤＤＰ１により減速されて、キャリヤＣＲ１から出力される。第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転は、ブレーキＢ１を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により反転して駆動軸５に出力され、後進段が形成される。

以上説明したように、本実施形態の自動変速機１０によると、多段変速機構３は、第１のプラネタリギヤＤＰ１と、第２のプラネタリギヤＤＰ２と、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２とを第１軸ＡＸ１上に有しているので、自動変速機１０の軸数を４軸に抑えることができる。このため、多段変速機構３を搭載するために新たに２軸を増加した６軸を有する自動変速機に比べて、無段変速機構４及び多段変速機構３の両方を備えながらも、胴回りの長大化を抑え、車両１への搭載性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の自動変速機１０によると、多段変速機構３は、係合により後進段の伝達経路を形成するブレーキＢ１を有している。このため、車両１は後進できるようになる。

また、本実施形態の自動変速機１０によると、第１のプラネタリギヤＤＰ１及び第２のプラネタリギヤＤＰ２は、入力軸２から入力された入力回転を変速して出力する第１のプラネタリギヤＤＰ１と、第１のプラネタリギヤＤＰ１から入力された回転を更に変速可能な第２のプラネタリギヤＤＰ２と、からなる。このため、第１のプラネタリギヤＤＰ１及び第２のプラネタリギヤＤＰ２をいずれも第１軸ＡＸ１上に配置しながらも、入力軸２から入力された入力回転を変速して出力することができる。

また、本実施形態の自動変速機１０によると、多段変速機構３は、入力軸２からの入力回転を第１のプラネタリギヤＤＰ１により減速して出力し、第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転を、第１クラッチＣ１を介して駆動軸５に出力した場合は低速段を形成し、第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転を、第２クラッチＣ２を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により増速して駆動軸５に出力した場合は高速段を形成し、第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転を、ブレーキＢ１を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により反転して駆動軸５に出力した場合は後進段を形成するようになっている。これにより、各係合要素の係脱により高速段、低速段、後進段の形成を切り換えることができる。

また、本実施形態の自動変速機１０によると、入力軸２及び駆動軸５を回転自在に支持し、無段変速機構４及び多段変速機構３を収容するミッションケース９を備え、第１のプラネタリギヤＤＰ１は、入力軸２に連結されるサンギヤＳ１と、ミッションケース９に固定されるリングギヤＲ１と、入力軸２の回転に伴い減速回転するキャリヤＣＲ１とを有し、第２のプラネタリギヤＤＰ２は、キャリヤＣＲ１に連結されるサンギヤＳ２と、入力軸２に連結可能、かつミッションケース９に固定可能なリングギヤＲ２と、駆動軸５に連結されるキャリヤＣＲ２とを有し、第１クラッチＣ１は、キャリヤＣＲ１と駆動軸５とを連結することで低速段の伝達経路を形成し、第２クラッチＣ２は、リングギヤＲ２と入力軸２とを連結することで高速段の伝達経路を形成し、ブレーキＢ１は、リングギヤＲ２とミッションケース９とを連結することで後進段の伝達経路を形成するようになっている。これにより、各係合要素の係脱により高速段、低速段、後進段の形成を切り換えることができる。

また、本実施形態の自動変速機１０によると、図２（ａ）に示すように、無段変速機構４の最大変速比は、低速段の変速比より小さくしている。このため、無段変速機構４の最大変速比を小さくできるので、最大変速比での使用時におけるベルト４３の負荷及び損失を低減することができる。

また、本実施形態の自動変速機１０によると、無段変速機構４の最小変速比は、高速段の変速比と同じであるようにしている。このため、車両１の高速走行時に、最小変速比の無段変速機構４と高速段の多段変速機構３とを切り換える際に、変速ショックの発生を低減することができる。

また、本実施形態の自動変速機１０によると、第３クラッチＣ３は、低速段及び高速段を達成する際に、第１の動力伝達経路ａ１を切断するようになっている。これにより、多段変速機構３を利用して低速段あるいは高速段を形成する際に、無段変速機構４と干渉することを防止できる。

尚、上述した実施形態においては、図２（ａ）に示すように、無段変速機構４の最大変速比は、多段変速機構３の低速段の変速比より小さくなるようにしているが、これには限られない。例えば、変形例２に示すように、無段変速機構４の最大変速比を、多段変速機構３の低速段の変速比と同じであるようにしてもよい。この場合、車両１の低速走行時に、最大変速比の無段変速機構４と低速段の多段変速機構３とを切り換える際に、変速ショックの発生を低減することができる。あるいは、条件によっては、無段変速機構４の最大変速比を、多段変速機構３の低速段の変速比より大きくなるようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、図２（ａ）に示すように、無段変速機構４の最小変速比は、多段変速機構３の高速段の変速比と同じであるようにしているが、これには限られない。例えば、変形例１に示すように、無段変速機構４の最小変速比を、多段変速機構３の高速段の変速比より大きくなるようにしてもよい。この場合、無段変速機構４の最小変速比を大きくできるので、損失を低減することができる。あるいは、条件によっては、無段変速機構４の最小変速比を、多段変速機構３の高速段の変速比より小さくなるようにしてもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る自動変速機１１０を、図４及び図５に沿って説明する。本実施形態は、多段変速機構１０３において、第１のプラネタリギヤＤＰ１の機能が第１の実施形態と異なり増速を行う点と、それに伴って第２のプラネタリギヤＤＰ２の構成が第１の実施形態と異なっている点とで、第１の実施形態と異なっているが、それ以外の構成は第１の実施形態と同様であるので、同様の構成は符号を同じくして詳細な説明を省略する。

本実施形態では、図４に示すように、第１のプラネタリギヤＤＰ１は、入力軸２から入力された入力回転を変速して出力するようになっている（図２（ｂ）参照）。この第１のプラネタリギヤＤＰ１は、サンギヤ（第３の回転要素）Ｓ１と、リングギヤ（第２の回転要素）Ｒ１と、サンギヤＳ１に噛合するピニオンＰ１を回転自在に支持するキャリヤ（第１の回転要素）ＣＲ１とを有するシングルピニオンプラネタリギヤで構成されている。キャリヤＣＲ１は、入力軸２に連結されている。リングギヤＲ１は、ミッションケース９に固定されている。

第２のプラネタリギヤＤＰ２は、第１のプラネタリギヤＤＰ１から入力された回転を更に変速可能になっている。この第２のプラネタリギヤＤＰ２は、サンギヤ（第４の回転要素）Ｓ２と、リングギヤ（第６の回転要素）Ｒ２と、サンギヤＳ２に噛合するピニオンＰ２を回転自在に支持するキャリヤ（第５の回転要素）ＣＲ２とを有するシングルピニオンプラネタリギヤで構成されている。サンギヤＳ２は、第１のプラネタリギヤＤＰ１のサンギヤＳ１に連結されると共に、第２クラッチ（高速用の係合要素）Ｃ２を介してリングギヤＲ２に連結可能になっている。キャリヤＣＲ２は、ブレーキ（後進用の係合要素）Ｂ１を介してミッションケース９に固定可能であると共に、第１クラッチ（低速用の係合要素）Ｃ１を介して入力軸２に連結可能になっている。

リングギヤＲ２は、出力ギヤ３０に連結されている。このため、サンギヤＳ１及び出力ギヤ３０は、第２のプラネタリギヤＤＰ２を介することなく、第２クラッチＣ２を介して連結可能になっている。第２クラッチＣ２は、係合により低速段の伝達経路を形成するようになっている。第１クラッチＣ１は、係合により高速段の伝達経路を形成するようになっている。ブレーキＢ１は、係合により後進段の伝達経路を形成するようになっている。

以上のように構成された自動変速機１１０は、図４のスケルトン図に示す第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３と、ブレーキＢ１とが、図２（ｂ）の係合表に示す組み合わせで係脱されることにより、前進の低速段と、前進の高速段と、前進の無段変速と、後進段とのいずれかが選択されて達成される。

次に、自動変速機１１０の動作について、図２（ｂ）及び図５（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。ここで、図５（ａ）〜（ｃ）に示す速度線図において、縦軸はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転速度を示しており、横軸はそれら回転要素のギヤ比を示している。また、図中左側が第１のプラネタリギヤＤＰ１、右側が第２のプラネタリギヤＤＰ２を示している。

シフトレンジとしてＤレンジが選択されている場合の車両１の例えば発進時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして多段変速を選択し、変速段として低速段を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、第１クラッチＣ１のみを係合するよう油圧を給排する。これにより、自動変速機１１０の多段変速機構１０３において、図５（ａ）に示すように、入力軸２からの入力回転がキャリヤＣＲ１から第１のプラネタリギヤＤＰ１に入力され、第１のプラネタリギヤＤＰ１により増速されて、サンギヤＳ１から出力される。第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転は、第１クラッチＣ１を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により減速して駆動軸５に出力され、低速段が形成される。

また、シフトレンジとしてＤレンジが選択されている場合の車両１の発進後の例えば加速時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして無段変速を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、第３クラッチＣ３のみを係合するよう油圧を給排する。これにより、自動変速機１１０の多段変速機構１０３において、入力軸２からの入力回転が無段変速機構４を介して所望の変速比で変速され、出力軸４４から出力され、第３クラッチＣ３を介して駆動軸５に出力され、無段変速が形成される。

シフトレンジとしてＤレンジが選択されている場合の車両１の例えば高速走行時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして多段変速を選択し、変速段として高速段を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、第２クラッチＣ２のみを係合するよう油圧を給排する。これにより、自動変速機１１０の多段変速機構１０３において、図５（ｂ）に示すように、入力軸２からの入力回転がキャリヤＣＲ１から第１のプラネタリギヤＤＰ１に入力され、第１のプラネタリギヤＤＰ１により増速されて、サンギヤＳ１から出力される。第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転は、第２クラッチＣ２を介して、第２のプラネタリギヤＤＰ２の回転とは無関係に駆動軸５に出力され、高速段が形成される。

シフトレンジとしてＲレンジが選択されている場合の車両１の走行時には、ＥＣＵ１１は変速モードとして多段変速を選択し、変速段として後進段を選択する。そして、ＥＣＵ１１は油圧制御装置１２を制御して、図２（ｂ）に示すように、ブレーキＢ１のみを係合するよう油圧を給排する。これにより、自動変速機１１０の多段変速機構１０３において、図５（ｃ）に示すように、入力軸２からの入力回転がキャリヤＣＲ１から第１のプラネタリギヤＤＰ１に入力され、第１のプラネタリギヤＤＰ１により増速されて、サンギヤＳ１から出力される。第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転は、ブレーキＢ１を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により反転して駆動軸５に出力され、後進段が形成される。

以上説明したように、本実施形態の自動変速機１１０によっても、多段変速機構１０３は、第１のプラネタリギヤＤＰ１と、第２のプラネタリギヤＤＰ２と、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２とを第１軸ＡＸ１上に有しているので、自動変速機１１０の軸数を４軸に抑えることができる。このため、多段変速機構１０３を搭載するために新たに２軸を増加した６軸を有する自動変速機に比べて、無段変速機構４及び多段変速機構１０３の両方を備えながらも、胴回りの長大化を抑え、車両１への搭載性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の自動変速機１１０によると、多段変速機構１０３は、入力回転を第１のプラネタリギヤＤＰ１により増速して出力し、第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転を、第１クラッチＣ１を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により減速して駆動軸５に出力した場合は低速段を形成し、第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転を、第２クラッチＣ２を介して駆動軸５に出力した場合は高速段を形成し、第１のプラネタリギヤＤＰ１から出力された回転を、ブレーキＢ１を介して第２のプラネタリギヤＤＰ２により反転して駆動軸５に出力した場合は後進段を形成するようになっている。これにより、各係合要素の係脱により高速段、低速段、後進段の形成を切り換えることができる。

また、本実施形態の自動変速機１１０によると、入力軸２及び駆動軸５を回転自在に支持し、無段変速機構４及び多段変速機構３を収容するミッションケース９を備え、第１のプラネタリギヤＤＰ１は、入力軸２に連結されるキャリヤＣＲ１と、ミッションケース９に固定されるリングギヤＲ１と、入力軸２の回転に伴い増速回転するサンギヤＳ１とを有し、第２のプラネタリギヤＤＰ２は、サンギヤＳ１に連結されるサンギヤＳ２と、入力軸２に連結可能、かつミッションケース９に固定可能なキャリヤＣＲ２と、駆動軸５に連結されるリングギヤＲ２とを有し、第１クラッチＣ１は、キャリヤＣＲ２と入力軸２とを連結することで低速段の伝達経路を形成し、第２クラッチＣ２は、サンギヤＳ１と駆動軸５とを連結することで高速段の伝達経路を形成し、ブレーキＢ１は、キャリヤＣＲ２とミッションケース９とを連結することで後進段の伝達経路を形成するようになっている。これにより、各係合要素の係脱により高速段、低速段、後進段の形成を切り換えることができる。

尚、上述した第１及び第２の実施形態においては、多段変速機構３，１０３を第１軸ＡＸ１上に配置したが、これには限られず、例えば第３軸ＡＸ３上に配置するようにしてもよい。この場合も、軸数を増加することなく、無段変速機構４及び多段変速機構３，１０３を有する自動変速機１０，１１０を実現することができる。

１ 車両
２ 入力軸
３ 多段変速機構
４ 無段変速機構
５ 駆動軸
９ ミッションケース（ケーシング）
１０ 自動変速機
１３ 車輪
３０ 出力ギヤ
６０ 中間軸
７０ カウンタ軸
７２ ドライブギヤ
１０３ 多段変速機構
１１０ 自動変速機
ａ１ 第１の動力伝達経路
ａ２ 第２の動力伝達経路
ＡＸ１ 第１軸
ＡＸ２ 第２軸
ＡＸ３ 第３軸
ＡＸ４ 第４軸
Ｃ１ 第１クラッチ（低速用の係合要素）
Ｃ２ 第２クラッチ（高速用の係合要素）
Ｃ３ 第３クラッチ（接断機構）
ＣＲ１ 第１のプラネタリギヤのキャリヤ（第１の回転要素、第３の回転要素）
ＣＲ２ 第２のプラネタリギヤのキャリヤ（第５の回転要素、第６の回転要素）
Ｂ１ ブレーキ（後進用の係合要素）
ＤＰ１ 第１のプラネタリギヤ
ＤＰ２ 第２のプラネタリギヤ
Ｒ１ 第１のプラネタリギヤのリングギヤ（第２の回転要素）
Ｒ２ 第２のプラネタリギヤのリングギヤ（第５の回転要素、第６の回転要素）
Ｓ１ 第１のプラネタリギヤのサンギヤ（第１の回転要素、第３の回転要素）
Ｓ２ 第２のプラネタリギヤのサンギヤ（第４の回転要素）

Claims (11)

1. 第１軸上に配置され駆動源に連結される入力軸と、
   前記入力軸に入力された回転を無段変速して、前記第１軸と平行な第２軸上に配置される中間軸に出力し得る第１の動力伝達経路を形成する無段変速機構と、
   前記第１の動力伝達経路に介在されて前記第１の動力伝達経路を接断可能な接断機構と、
   前記第２軸と平行な第３軸上に配置され、前記中間軸の回転を反転するカウンタ軸と、
   前記第３軸と平行な第４軸上に配置され、車輪に連結される駆動軸と、
   前記入力軸に入力された回転を段階的に変速して前記駆動軸に出力し得る第２の動力伝達経路を形成する多段変速機構と、
   前記第１軸上に設けられた出力ギヤと、
   前記出力ギヤと噛合し前記第３軸上に設けられたドライブギヤと、を備え、
   前記多段変速機構は、前記入力軸から入力された入力回転を変速して出力する第１のプラネタリギヤ及び第２のプラネタリギヤと、係合により低速段の伝達経路を形成する低速用の係合要素と、係合により高速段の伝達経路を形成する高速用の係合要素と、を有し、前記第１軸上又は前記第３軸上に設けられる、
   ことを特徴とする自動変速機。
2. 前記多段変速機構は、係合により後進段の伝達経路を形成する後進用の係合要素を有する、
   ことを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
3. 前記第１のプラネタリギヤ及び第２のプラネタリギヤは、前記入力軸から入力された入力回転を変速して出力する第１のプラネタリギヤと、前記第１のプラネタリギヤから入力された回転を更に変速可能な第２のプラネタリギヤと、からなる、
   ことを特徴とする請求項１記載の自動変速機。
4. 前記第１のプラネタリギヤ及び第２のプラネタリギヤは、前記入力軸から入力された入力回転を変速して出力する第１のプラネタリギヤと、前記第１のプラネタリギヤから入力された回転を更に変速可能な第２のプラネタリギヤと、からなる、
   ことを特徴とする請求項２記載の自動変速機。
5. 前記多段変速機構は、
   前記入力回転を前記第１のプラネタリギヤにより減速して出力し、
   前記第１のプラネタリギヤから出力された回転を、前記低速用の係合要素を介して前記駆動軸に出力した場合は前記低速段を形成し、
   前記第１のプラネタリギヤから出力された回転を、前記高速用の係合要素を介して前記第２のプラネタリギヤにより増速して前記駆動軸に出力した場合は前記高速段を形成し、
   前記第１のプラネタリギヤから出力された回転を、前記後進用の係合要素を介して前記第２のプラネタリギヤにより反転して前記駆動軸に出力した場合は前記後進段を形成する、
   ことを特徴とする請求項４記載の自動変速機。
6. 前記入力軸及び前記駆動軸を回転自在に支持し、前記無段変速機構及び前記多段変速機構を収容するケーシングを備え、
   前記第１のプラネタリギヤは、前記入力軸に連結される第１の回転要素と、前記ケーシングに固定される第２の回転要素と、前記入力軸の回転に伴い減速回転する第３の回転要素とを有し、
   前記第２のプラネタリギヤは、前記第３の回転要素に連結される第４の回転要素と、前記入力軸に連結可能、かつ前記ケーシングに固定可能な第５の回転要素と、前記駆動軸に連結される第６の回転要素とを有し、
   前記低速用の係合要素は、前記第３の回転要素と前記駆動軸とを連結することで前記低速段の伝達経路を形成し、
   前記高速用の係合要素は、前記第５の回転要素と前記入力軸とを連結することで前記高速段の伝達経路を形成し、
   前記後進用の係合要素は、前記第５の回転要素と前記ケーシングとを連結することで前記後進段の伝達経路を形成する、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の自動変速機。
7. 前記多段変速機構は、
   前記入力回転を前記第１のプラネタリギヤにより増速して出力し、
   前記第１のプラネタリギヤから出力された回転を、前記低速用の係合要素を介して前記第２のプラネタリギヤにより減速して前記駆動軸に出力した場合は前記低速段を形成し、
   前記第１のプラネタリギヤから出力された回転を、前記高速用の係合要素を介して前記駆動軸に出力した場合は前記高速段を形成し、
   前記第１のプラネタリギヤから出力された回転を、前記後進用の係合要素を介して前記第２のプラネタリギヤにより反転して前記駆動軸に出力した場合は前記後進段を形成する、
   ことを特徴とする請求項４記載の自動変速機。
8. 前記入力軸及び前記駆動軸を回転自在に支持し、前記無段変速機構及び前記多段変速機構を収容するケーシングを備え、
   前記第１のプラネタリギヤは、前記入力軸に連結される第１の回転要素と、前記ケーシングに固定される第２の回転要素と、前記入力軸の回転に伴い増速回転する第３の回転要素とを有し、
   前記第２のプラネタリギヤは、前記第３の回転要素に連結される第４の回転要素と、前記入力軸に連結可能、かつ前記ケーシングに固定可能な第５の回転要素と、前記駆動軸に連結される第６の回転要素とを有し、
   前記低速用の係合要素は、前記第５の回転要素と前記入力軸とを連結することで前記低速段の伝達経路を形成し、
   前記高速用の係合要素は、前記第３の回転要素と前記駆動軸とを連結することで前記高速段の伝達経路を形成し、
   前記後進用の係合要素は、前記第５の回転要素と前記ケーシングとを連結することで前記後進段の伝達経路を形成する、
   ことを特徴とする請求項４又は７に記載の自動変速機。
9. 前記無段変速機構の最大変速比は、前記低速段の変速比より小さい、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動変速機。
10. 前記無段変速機構の最小変速比は、前記高速段の変速比と同じである、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動変速機。
11. 前記接断機構は、前記低速段及び前記高速段を達成する際に、前記第１の動力伝達経路を切断する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の自動変速機。

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