JP5698288B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、遊星歯車機構を用いた自動変速機に関する。

従来、４つの遊星歯車機構とクラッチやブレーキからなる６つの係合機構とを用いて前進８段、後進１段の変速を行えるように構成された自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の自動変速機は、ケーシング内に回転自在に軸支した入力軸と、入力軸と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材とを備えている。出力部材の回転は、ディファレンシャルギヤ又はプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。

ケーシング内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構が入力軸と同心に配置されている。第１遊星歯車機構は、第１サンギヤと、第１リングギヤと、第１サンギヤと第１リングギヤとに噛合する第１ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第１キャリアとの３つの要素からなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定してサンギヤを回転させると、リングギヤがサンギヤと異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。なお、リングギヤを固定してサンギヤを回転させると、キャリアがサンギヤと同一方向に回転する。）で構成されている。

第１遊星歯車機構の３つの要素を、第１遊星歯車機構の共線図（サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）の並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素は第１サンギヤ、第２要素は第１キャリア、第３要素は第１リングギヤになる。

第２遊星歯車機構も、第２サンギヤと、第２リングギヤと、第２サンギヤ及び第２リングギヤに噛合する第２ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第２キャリアとの３つの要素からなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。第２遊星歯車機構の３つの要素を、第２遊星歯車機構の共線図の並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素は第２リングギヤ、第５要素は第２キャリア、第６要素は第２サンギヤになる。

第３遊星歯車機構も、第３サンギヤと、第３リングギヤと、第３サンギヤ及び第３リングギヤに噛合する第３ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第３キャリアとの３つの要素からなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。第３遊星歯車機構の３つの要素を、第３遊星歯車機構の共線図の並び順に一方から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素は第３サンギヤ、第８要素は第３キャリア、第９要素は第３リングギヤになる。

第４遊星歯車機構も、第４サンギヤと、第４リングギヤと、第４サンギヤ及び第４リングギヤに噛合する第４ピニオンを自転及び公転自在に軸支する第４キャリアとの３つの要素からなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。第４遊星歯車機構の３つの要素を、第４遊星歯車機構の共線図の並び順に一方から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素は第４リングギヤ、第１１要素は第４キャリア、第１２要素は第４サンギヤになる。

第１遊星歯車機構の第１サンギヤ（第１要素）は、入力軸に連結されている。また、第４遊星歯車機構の第４リングギヤ（第１０要素）は、出力部材に連結されている。

また、第１遊星歯車機構の第１キャリア（第２要素）と第２遊星歯車機構の第２キャリア（第５要素）と第３遊星歯車機構の第３リングギヤ（第９要素）とが連結されて、第１連結体（第２要素、第５要素、第９要素）が構成されている。また、第１遊星歯車機構の第１リングギヤ（第３要素）と第４遊星歯車機構の第４サンギヤ（第１２要素）とが連結されて、第２連結体（第３要素、第１２要素）が構成されている。また、第３遊星歯車機構の第３キャリア（第８要素）と第４遊星歯車機構の第４キャリア（第１１要素）とが連結されて、第３連結体（第８要素、第１１要素）が構成されている。

また、特許文献１の自動変速機は、第１から第３の３つのクラッチと、第１から第３の３つのブレーキとからなる合計６つの係合機構を備える。

第１クラッチは、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構の第１サンギヤ（第１要素）と第３連結体（第８要素、第１１要素）を連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第２クラッチは、湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構の第１サンギヤＳａ（第１要素）と第２遊星歯車機構の第２リングギヤＲｂ（第４要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

第３クラッチは、湿式多板クラッチであり、第２遊星歯車機構の第２サンギヤ（第６要素）と第２連結体（第３要素、第１２要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第１ブレーキは、湿式多板ブレーキであり、第３連結体（第８要素、第１１要素）をケーシングに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

第２ブレーキは、湿式多板ブレーキであり、第３遊星歯車機構の第３サンギヤ（第７要素）をケーシングに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。第３ブレーキは、湿式多板ブレーキであり、第２遊星歯車機構の第２サンギヤ（第６要素）をケーシングに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

特許文献１の自動変速機では、第１ブレーキ、第２ブレーキ、及び第３ブレーキを固定状態とすることで、前進１速段が確立される。第２ブレーキ、及び第３ブレーキを固定状態とし、第３クラッチを連結状態とすることで、前進２速段が確立される。第２ブレーキ、及び第３ブレーキを固定状態とし、第２クラッチを連結状態とすることで、前進３速段が確立される。第２ブレーキを固定状態とし、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、前進４速段が確立される。

第２ブレーキを固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、前進５速段が確立される。第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３を連結状態とすることで、前進６速段が確立される。第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、前進７速段が確立される。第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、前進８速段が確立される。第１ブレーキ、及び第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、後進段が確立される。

特開２０１２−９７８６４号公報

従来の自動変速機では、第１ブレーキをツーウェイクラッチで構成することが考えられる。このツーウェイクラッチは、例えば、第３連結体（第８要素、第１１要素）の正転（入力軸の回転方向と同一方向への回転）を許容し、逆転（入力軸の回転方向とは逆方向の回転）阻止する逆転阻止状態と、第３連結体（第８要素、第１１要素）をケーシングに固定する固定状態とに切換自在に構成することができる。

このようなツーウェイクラッチで第１ブレーキを構成した場合、車両が前進しているときは切換機構を逆転阻止状態とし、車両が後進しているときは切換機構を固定状態とする。そして、運転者のシフトレバー操作によって、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられたとき、切換機構は、固定状態から逆転阻止状態に切り換えられる。

しかしながら、後進走行時にエンジンブレーキが利いているエンジンブレーキ状態であったり、車両の走行速度が比較的速く所定速度を超えるような場合には、切換機構に比較的大きな荷重が掛かっている。従って、切換機構を固定状態から逆転阻止状態に切り換えることができなかったり、切換途中で切換機構が正常に作動しなくなって、切換機構に比較的大きな負荷が掛かってしまう虞がある。

本発明は、以上の点に鑑み、切換機構を正常に作動させると共に、切換途中で切換機構が正常に作動しなくなり、切換機構に比較的大きな負荷が加わることを防止することができる自動変速機及びその制御方法を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、ケーシング内に配置され、駆動源の動力が伝達される入力部材と、複数の要素を有する遊星歯車機構と、前記要素同士又は、前記要素と前記ケーシングとを連結自在な複数の係合機構と、出力部材と、前記係合機構を制御する制御部とを備え、前記入力部材の回転を複数段に変速して前記出力部材から出力自在な自動変速機であって、複数の前記要素のうちの１つの要素が、車両が前進するときの回転方向である正転を許容し、車両が後進するときの回転方向である逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記要素を前記ケーシングに固定する固定状態とに切換自在な切換機構を備え、前記制御部は、シフトポジションが前進レンジのときに、前記切換機構を逆転阻止状態とし、シフトポジションが後進レンジのときに、前記切換機構を固定状態とし、エンジンブレーキが効いているエンジンブレーキ状態であるか否かを所定の車両情報に基いて判定するエンジンブレーキ判定部と、車両の走行速度を検出する車速検出部とを備え、前記制御部は、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、前記エンジンブレーキ判定部でエンジンブレーキ状態であると判定されたときには、前記切換機構を固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止し、前記所定の車両情報は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比であり、前記エンジンブレーキ判定部は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比が所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定することを特徴とする。

本発明では、運転者のシフトレバー操作によって、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、制御部は、エンジンブレーキ判定部でエンジンブレーキ状態であると判定されたときには、切換機構の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止している。これにより、エンジンブレーキ状態であるときには、切換機構の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止し、切換機構が切換途中で正常に作動しなくなることを防止して、切換機構に比較的大きな負荷を掛けることを防止することができる。

［２］また、本発明は、ケーシング内に配置され、駆動源の動力が伝達される入力部材と、複数の要素を有する遊星歯車機構と、前記要素同士又は、前記要素と前記ケーシングとを連結自在な複数の係合機構と、出力部材と、前記係合機構を制御する制御部とを備え、前記入力部材の回転を複数段に変速して前記出力部材から出力自在な自動変速機であって、複数の前記要素のうちの１つの要素が、車両が前進するときの回転方向である正転を許容し、車両が後進するときの回転方向である逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記要素を前記ケーシングに固定する固定状態とに切換自在な切換機構を備え、前記制御部は、シフトポジションが前進レンジのときに、前記切換機構を前記逆転阻止状態とし、シフトポジションが後進レンジのときに、前記切換機構を前記固定状態とし、エンジンブレーキが効いているエンジンブレーキ状態であるか否かを所定の車両情報に基いて判定するエンジンブレーキ判定部と、車両の走行速度を検出する車速検出部とを備え、前記制御部は、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、前記エンジンブレーキ判定部でエンジンブレーキ状態であると判定され、または、車速検出部で検出された車両の走行速度が所定速度を超えるときには、前記切換機構の前記固定状態から前記逆転阻止状態への切り換えを阻止し、車両のブレーキペダルが踏まれているか否かを検出するブレーキペダル検出部を備え、前記制御部は、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、前記ブレーキペダル検出部でブレーキペダルが踏まれていることを検出した場合には、前記切換機構の前記固定状態から前記逆転阻止状態への切り換えを阻止することを特徴とする。

運転者によってブレーキペダルを踏み込まれたときも、車両が急停止するなどして、エンジンブレーキ状態のときのように、切換機構に比較的大きな荷重が掛かる場合がある。従って、ブレーキペダルが踏み込まれているときに、切換機構の固定状態から逆転阻止状態への切り換えが実行されると、切換機構を固定状態から逆転阻止状態に切り換えることができなかったり、切換途中で切換機構が正常に作動しなくなって、切換機構に比較的大きな負荷が掛かってしまう虞がある。

そこで、上述の如く、ブレーキペダルが踏まれているときも切換機構の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止すれば、切換機構が切換途中で正常に作動しなくなることを防止し、切換機構に比較的大きな負荷を掛けることを防止することができる。
［３］また、本発明においては、所定の車両情報を、駆動源の回転数と入力部材の回転数との比であり、エンジンブレーキ判定部は、駆動源の回転数と入力部材の回転数との比が所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定するように構成することができる。

［４］また、本発明は、ケーシング内に配置され、駆動源の動力が伝達される入力部材と、複数の要素を有する遊星歯車機構と、前記要素同士又は、前記要素と前記ケーシングとを連結自在な複数の係合機構と、出力部材とを備え、前記入力部材の回転を複数段に変速して前記出力部材から出力自在な自動変速機の制御方法であって、前記自動変速機は、複数の前記要素のうちの１つの要素が、車両が前進するときの回転方向である正転を許容し、車両が後進するときの回転方向である逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記要素を前記ケーシングに固定する固定状態とに切換自在な切換機構を備え、エンジンブレーキが効いているエンジンブレーキ状態であるか否かを所定の車両情報に基いて判定するエンジンブレーキ判定部と、車両の走行速度を検出する車速検出部とを備え、シフトポジションが前進レンジのときに、前記切換機構を前記逆転阻止状態とし、シフトポジションが後進レンジのときに、前記切換機構を前記固定状態とし、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、前記エンジンブレーキ判定部でエンジンブレーキ状態であると判定されたときには、前記切換機構の前記固定状態から前記逆転阻止状態への切り換えを阻止し、前記所定の車両情報は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比であり、前記エンジンブレーキ判定部は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比が所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定することを特徴とする。

本発明の制御方法によっても、切換機構の固定状態から逆転阻止状態への切り換えが出来ないことを防止し、切換機構が切換途中で正常に作動しなくなることを防止し、切換機構に比較的大きな負荷を掛けることを防止することができる。

本発明の自動変速機の実施形態を模式的に示す説明図。 本発明の自動変速機の実施形態を示すスケルトン図。 本実施形態の自動変速機の共線図。 本実施形態の自動変速機の各変速段における係合機構の状態を示す説明図。 本実施形態のツーウェイクラッチを示す説明図。 本実施形態の制御部の作動を示すフローチャート。 本実施形態のシフトレバーの切り換えに伴う切換機構の作動を示す説明図。 本実施形態の自動変速機において、切換機構の切換可能領域を示すグラフ。

図１は、本発明の自動変速機ＴＭの実施形態を模式的に示したものである。図２は、本実施形態の自動変速機ＴＭを示すスケルトン図である。この自動変速機ＴＭは、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がロックアップクラッチＬＣ及びダンパＤＡを有するトルクコンバータＴＣを介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギアからなる出力部材３とを備えている。

出力部材３の回転は、図外のディファレンシャルギア又はプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。なお、トルクコンバータＴＣに代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。

変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、サンギアＳａと、リングギアＲａと、サンギアＳａとリングギアＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定してサンギアを回転させると、リングギアがサンギアと異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。なお、リングギアを固定してサンギアを回転させると、キャリアがサンギアと同一方向に回転する。）で構成されている。

図３の上から２段目に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図（サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギアＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギアＲａになる。

ここで、サンギアＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギアＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比をｈとして、ｈ：１に設定される。なお、共線図において、下の横線と上の横線（４ｔｈ及び６ｔｈと重なる線）は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。

第２遊星歯車機構ＰＧＳ２も、サンギアＳｂと、リングギアＲｂと、サンギアＳｂ及びリングギアＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図３の上から１段目（最上段）に示す第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギアＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギアＳｂになる。サンギアＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギアＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比をｉとして、ｉ：１に設定される。

第３遊星歯車機構ＰＧＳ３も、サンギアＳｃと、リングギアＲｃと、サンギアＳｃ及びリングギアＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図３の上から３段目に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はサンギアＳｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギアＲｃになる。サンギアＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギアＲｃ間の間隔との比は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比をｊとして、ｊ：１に設定される。

第４遊星歯車機構ＰＧＳ４も、サンギアＳｄと、リングギアＲｄと、サンギアＳｄ及びリングギアＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図３の上から４段目（最下段）に示す第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の３つの要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギアＲｄ、第１１要素はキャリアＣｄ、第１２要素はサンギアＳｄになる。サンギアＳｄとキャリアＣｄ間の間隔とキャリアＣｄとリングギアＲｄ間の間隔との比は、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比をｋとして、ｋ：１に設定される。

第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）は、入力軸２に連結されている。また、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）は、出力ギヤからなる出力部材３に連結されている。

また、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）と第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃ（第９要素）とが連結されて、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ−Ｒｃが構成されている。また、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄ（第１２要素）とが連結されて、第２連結体Ｒａ−Ｓｄが構成されている。また、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ（第８要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結されて、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄが構成されている。

また、本実施形態の自動変速機は、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第４の４つのブレーキＢ１〜Ｂ４とからなる７つの係合機構を備える。

第１クラッチＣ１は、油圧作動型の湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）と第３連結体Ｃｃ−Ｃｄとを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第２クラッチＣ２は、油圧作動型の湿式多板クラッチであり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

第３クラッチＣ３は、油圧作動型の湿式多板クラッチであり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）と第２連結体Ｒａ−Ｓｄとを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。第１ブレーキＢ１は、ツーウェイクラッチであり、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転（入力軸２の回転方向と同一方向への回転）をを許容し、逆転を阻止する逆転阻止状態と、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄを変速機ケース１に固定する固定状態とに切換自在に構成されている。

ツーウェイクラッチで構成された第１ブレーキＢ１は、逆転阻止状態において、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄに正転方向に回転しようとする力が加わった場合に、この回転が許容されて開放状態となり、逆転方向に回転しようとする力が加わった場合に、この回転が阻止されて変速機ケース１に固定される固定状態となる。本実施形態においては、ツーウェイクラッチで構成された第１ブレーキＢ１が本発明の切換機構に該当する。

第２ブレーキＢ２は、ツーウェイクラッチであり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の正転を阻止する正転阻止状態と、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の逆転を阻止する逆転阻止状態とに切換自在に構成されている。

ツーウェイクラッチで構成された第２ブレーキＢ２は、正転阻止状態において、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）に正転方向に回転しようとする力が加わった場合に、この回転が阻止されて変速機ケース１に固定される固定状態となり、逆転方向に回転しようとする力が加わった場合に、回転が許容されて開放状態となる。

逆に、ツーウェイクラッチで構成された第２ブレーキＢ２は、逆転阻止状態において、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）に正転方向に回転しようとする力が加わった場合に、この回転が許容されて開放状態となり、逆転方向に回転しようとする力が加わった場合に、この回転が阻止されて変速機ケース１に固定される固定状態となる。なお、第２ブレーキＢ２を油圧作動型の湿式多板ブレーキで構成してもよい。

第３ブレーキＢ３は、油圧作動型の湿式多板ブレーキであり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。第４ブレーキＢ４は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。

各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ４は、図１に示すトランスミッション・コントロール・ユニットＴＣＵとしての制御部ＥＣＵにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。

入力軸２の軸線上には、駆動源ＥＮＧ及びトルクコンバータＴＣ側から、第２クラッチＣ２、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３クラッチＣ３、出力部材３、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第１クラッチＣ１、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の順番で配置されている。

そして、第４ブレーキＢ４が第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置され、第３ブレーキＢ３が第３クラッチＣ３の径方向外方に配置され、第１ブレーキＢ１は第１クラッチＣ１の径方向外方に配置され、第２ブレーキＢ２は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されている。このように、４つのブレーキＢ１〜Ｂ４を遊星歯車機構又はクラッチの径方向外方に配置することにより、ブレーキＢ１〜Ｂ４を遊星歯車機構及びクラッチと共に入力軸２の軸線上に並べて配置した場合に比べて、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。なお、第４ブレーキＢ４を第２クラッチＣ２の径方向外方に配置し、第３ブレーキＢ３を第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置してもよい。

また、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置されている。そして、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄ（第１２要素）とを一体に連結して第２連結体Ｒａ−Ｓｄを構成している。このように、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置することにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。

なお、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができる。

次に、図３及び図４を参照して、実施形態の自動変速機の各変速段を確立させる場合を説明する。

１速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄ及び第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の逆転が阻止され、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄ及び第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。

これにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の第７から第９の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃが相対回転不能なロック状態となり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃ（第９要素）を含む第１連結体Ｃａ−Ｃｂ−Ｒｃの回転速度も「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。

なお、１速段を確立させるためには第３ブレーキＢ３を固定状態とする必要はないが、１速段から後述する２速段へスムーズに変速できるように１速段で固定状態とさせている。また、１速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、ツーウェイクラッチからなる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を正転阻止状態に切り換えればよい。

２速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第３クラッチＣ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。

また、第３クラッチＣ３を連結状態とするで、第２連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度と同一速度の「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。なお、２速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、ツーウェイクラッチからなる第２ブレーキＢ２を正転阻止状態に切り換えればよい。

３速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第２クラッチＣ２を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。

また、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」となる。第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度が「０」、リングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が「１」となるため、キャリアＣｂ（第５要素）の回転速度、即ち第１連結体Ｃａ−Ｃｂ−Ｒｃの回転速度は、ｉ／（ｉ＋１）となる。

そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。なお、３速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、ツーウェイクラッチからなる第２ブレーキＢ２を正転阻止状態に切り換えればよい。

４速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。

また、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）と第２連結体Ｒａ−Ｓｄとが同一速度で回転する。これにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２との間では、キャリアＣａ（第２要素）とキャリアＣｂ（第５要素）とが連結され、リングギアＲａ（第３要素）とサンギアＳｂ（第６要素）とが連結されることとなり、第３クラッチＣ３を連結状態とする４速段においては、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２とで４つの要素からなる１つの共線図を描くことができる。

そして、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」となり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２とで構成される４つの要素のうちの２つの要素の回転速度が同一速度の「１」となる。

従って、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の各要素が相対回転不能なロック状態となり、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の全ての要素の回転速度が「１」となる。そして、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度がｊ／（ｊ＋１）となり、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。なお、４速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、ツーウェイクラッチからなる第２ブレーキＢ２を正転阻止状態に切り換えればよい。

５速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度が「０」になる。

また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。

なお、５速段を確立させるためには第２クラッチＣ２を連結状態とする必要はない。しかしながら、４速段及び後述する６速段では第２クラッチＣ２を連結状態とする必要があるため、５速段から４速段へのダウンシフト、及び５速段から後述する６速段へのアップシフトをスムーズに行えるように５速段でも連結状態とさせている。また、５速段でエンジンブレーキを効かせる場合には、ツーウェイクラッチからなる第２ブレーキＢ２を正転阻止状態に切り換えればよい。

６速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の正転が許容される。

また、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、４速段で説明したように、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の各要素が相対回転不能な状態となり、第２連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が「１」となる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が「１」となる。

従って、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、キャリアＣｄ（第１１要素）とサンギアＳｄ（第１２要素）とが同一速度の「１」となり、各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「６ｔｈ」の「１」となり、６速段が確立される。

７速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の正転が許容される。

また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。また、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）を含む第１連結体Ｃａ−Ｃｂ−Ｒｃの回転速度がｉ／（ｉ＋１）となる。

また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。

８速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の正転が許容される。

また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。また、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２連結体Ｒａ−Ｓｄの回転速度が第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度と同一速度の「０」になる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「８ｔｈ」となり、８速段が確立される。

９速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第３ブレーキＢ３及び第４ブレーキＢ４を固定状態とし、第１クラッチＣ１を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の正転が許容される。

また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）の回転速度が「０」になる。また、第４ブレーキＢ４を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度も「０」となる。このため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の各要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂは相対回転不能なロック状態となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）を含む第１連結体Ｃａ−Ｃｂ−Ｒｃの回転速度も「０」になる。

また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」となる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「９ｔｈ」となり、９速段が確立される。

１０速段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とし、第４ブレーキＢ４を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの正転が許容される。また、第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の正転が許容される。

また、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第２連結体Ｒａ−Ｓｄと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）とが同一速度で回転する。また、第４ブレーキＢ４を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が「０」になる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度と同一速度の「１」となる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す「１０ｔｈ」となり、１０速段が確立される。

後進段を確立させる場合には、ツーウェイクラッチたる第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第２ブレーキＢ２を正転阻止状態とし、第２クラッチＣ２を連結状態とする。第２ブレーキＢ２を正転阻止状態とすることで、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）逆転が許容される。また、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第１連結体Ｃａ−Ｃｂ−Ｒｃの回転速度がｉ／（ｉ＋１）となる。また、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄの回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が図３に示す逆転の「Ｒｖｓ」となり、後進段が確立される。

なお、図３中の破線で示す速度線は、４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４のうち動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構の各要素が回転（空回り）することを表している。

図４は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ４の状態を纏めて表示した図であり、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３、第３ブレーキＢ３及び第４ブレーキＢ４の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。また、第１ブレーキＢ１の列の「Ｒ」は逆転阻止状態を示し、「Ｆ」は固定状態を示している。また、第２ブレーキＢ２の列の「Ｒ」は逆転阻止状態を示し、「Ｆ」は正転阻止状態を示している。

また、下線を付した「Ｒ」及び「Ｆ」は第１ブレーキＢ１又は第２ブレーキＢ２の働きで第３連結体Ｃｃ−Ｃｄ又は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度が「０」となることを示している。また、「Ｒ／Ｆ」は、通常時は逆転阻止状態の「Ｒ」であるが、エンジンブレーキを効かせる場合には固定状態又は正転阻止状態の「Ｆ」に切り換えることを示している。

また、図４には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比ｈを２．７３４、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比ｉを１．６１４、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比ｊを２．６８１、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比ｋを１．９１４とした場合における各変速段の変速比（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）、及び公比（各変速段間の変速比の比。所定の変速段の変速比を所定の変速段よりも１段高速側の変速段の変速比で割った値。）も示しており、これによれば、公比を適切に設定できることが分かる。

次に、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を構成するツーウェイクラッチについて、図５を参照して詳しく説明する。図５に示す第１ブレーキＢ１としてのツーウェイクラッチＴＷは、第３連結体Ｃｃ−Ｃｄに連結されるインナーリングＴＷ１と、インナーリングＴＷ１の径方向外方に間隔を存して配置されると共に変速機ケース１に連結されるアウターリングＴＷ２と、インナーリングＴＷ１とアウターリングＴＷ２との間に配置される保持リングＴＷ３とを備える。

インナーリングＴＷ１には、外周面に複数のカム面ＴＷ１ａが形成されている。保持リングＴＷ３には、カム面ＴＷ１ａに対応させて複数の切欠孔ＴＷ３ａが設けられている。この切欠孔ＴＷ３ａには、ローラＴＷ４が収容されている。また、ツーウェイクラッチＴＷは、図示省略した第１と第２の２つの電磁クラッチを備える。

第１電磁クラッチは、通電されることによりアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３とを連結するように構成されている。第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３は、インナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に対して相対回転自在となるように構成されている。

また、ローラＴＷ４の径は、図５（ａ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの中央部に存するときは隙間Ａが開き、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に存するときにはインナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に接触するように、設定されている。

第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３が自由に回転することができるため、図５（ａ）に示すように、ローラＴＷ４はカム面ＴＷ１ａの中央部に位置し続けることが可能な状態となる。

第１電磁クラッチが通電されている場合には、保持リングＴＷ３は、アウターリングＴＷ２を介して変速機ケース１に固定されることとなる。この場合、インナーリングＴＷ１が正転及び逆転のどちらに回転しようとしても、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、保持リングＴＷ３が固定されているため、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａの端部に位置することとなる。

このとき、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａとアウターリングＴＷ２の内周面とに挟まれて、インナーリングＴＷ１の回転が阻止される。即ち、ツーウェイクラッチＴＷは固定状態となる。

第２電磁クラッチは、図５（ｂ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの一方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第１の状態と、図５（ｃ）に示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態と、保持リングＴＷ３とインナーリングＴＷ１との連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

図５における時計回り方向を逆転方向とすると、このツーウェイクラッチＴＷは、第１電磁クラッチを通電されていない状態（通電オフ状態）としてアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３との連結を断つと共に、第２電磁クラッチを第１の状態とすることにより、逆転阻止状態となる。

このようなツーウェイクラッチＴＷで第１ブレーキＢ１を構成した場合には、ツーウェイクラッチＴＷを、前進１速段と２速段及び後進段では固定状態とし、前進３速段から８速段までは逆転阻止状態とすることにより、各変速段を確立できる。なお、車両が２速段で走行中に、トランスミッション・コントロール・ユニットＴＣＵとしての制御部ＥＣＵが走行速度等の車両情報に基づき３速段へのアップシフトを予測した場合には、ツーウェイクラッチＴＷを予め逆転阻止状態に切り換えることが好ましい。

これによれば、２速段から３速段へアップシフトするときには、ツーウェイクラッチＴＷは既に逆転阻止状態に切り換えられているため、第２ブレーキＢ２を固定状態とするだけで２速段から３速段にアップシフトすることができ、変速をスムーズに行うことができて、自動変速機の変速制御性が向上される。

また、上述した機械係合機構たるツーウェイクラッチで第１ブレーキＢ１を構成すれば、摩擦係合型のブレーキで第１ブレーキＢ１を構成する場合とは異なり、第１ブレーキＢ１でのフリクションロスは発生しない。従って、第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成した場合と同様に、自動変速機全体として、フリクションロスを抑制させることができる。第２ブレーキＢ２のツーウェイクラッチも第１ブレーキＢ１と同様に構成される。

また、図１に示すように、ＴＣＵとしての制御部ＥＣＵは、シフトレバー４２のシフトポジションの情報、車速検出部４４からの車両の走行速度の情報、エンジンブレーキ判定部４６からのエンジンブレーキ状態であるか否かの情報、駆動源回転数検出部４８からの駆動源ＥＮＧの回転数の情報、入力回転数検出部５０からの入力軸２の回転数の情報、出力回転数検出部５２からの出力部材３の回転数の情報、ブレーキペダル検出部５４からのブレーキペダルが踏まれているか否かの情報、を受信する。

図６に、本実施形態のＴＣＵとしての制御部ＥＣＵの作動を示すフローチャートを示す。このフローチャートが本実施形態の自動変速機の制御方法に該当する。なお、制御部ＥＣＵは、ＣＰＵやメモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリに保持された制御プログラムをＣＰＵで実行することにより、各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ４を制御する機能を果たす。

制御部ＥＣＵは、運転者のシフトレバー４２の操作によって、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、図６に示すフローチャートの処理を実行する。制御部ＥＣＵは、シフトレバー４２のシフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときには、図６の処理を所定のサイクルタイムで実行する。

まず、制御部ＥＣＵは、ステップ１で、前進１速段定常走行であるか否かを所定の車両情報に基いて判定する。前進１速段定常走行でない場合（図６のステップ１で「Ｎｏ」の場合）には、そのまま今回の処理を終了する。

ステップ１で、前進１速段定常走行であると認定された場合には、ステップ２に進み、ツーウェイクラッチで構成される第１ブレーキＢ１が逆転阻止状態以外の他の状態（固定状態や固定状態と逆転阻止状態との切換途中の状態など）であるか否かを判定する。第１ブレーキＢ１が逆転阻止状態である場合には、そのまま今回の処理を終了する。

ステップ２で、第１ブレーキＢ１が逆転阻止状態以外の他の状態である場合には、ステップ３に進み、車速検出部４４で検出された車両の走行速度が所定速度以下（例えば、時速５ｋｍ以下）であるか否かを判定する。車速検出部４４で検出された車両の走行速度が所定速度を超える場合には、そのまま今回の処理を終了することにより、第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止する。

ステップ３で、車速検出部４４で検出された車両の走行速度が所定速度以下である場合には、ステップ４に進み、エンジンブレーキ判定部４６でエンジンブレーキ状態でないと判定されているか否かを判定する。

エンジンブレーキ判定部４６は、駆動源回転数検出部４８で検出される駆動源ＥＮＧの回転数と、入力回転数検出部５０で検出される入力軸２の回転数とに基いて、検出された両回転数の比がエンジンブレーキを使用していると思われる所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定する。

なお、図１では、制御部ＥＣＵとエンジンブレーキ判定部４６とを分けて示しているが、エンジンブレーキ判定部４６は、制御部ＥＣＵの一部として構成されていてもよい。

エンジンブレーキ判定部４６がエンジンブレーキ状態であると判定している場合には、そのまま今回の処理を終了することにより、第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止する。

ステップ４で、エンジンブレーキ判定部４６がエンジンブレーキ状態でないと判定している場合には、ステップ５に進み、ブレーキペダル検出部５４でブレーキペダルが踏まれていない状態であると判定されているか否かを判定する。ブレーキペダル検出部５４でブレーキペダルが踏まれていると判定されている場合には、そのまま今回の処理を終了することにより、第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止する。

ステップ５で、ブレーキペダル検出部５４でブレーキペダルが踏まれていない状態であると判定されている場合には、ステップ６に進み、制御部ＥＣＵは、第１ブレーキＢ１を固定状態（状態の切り換え途中の場合はその状態）から逆転阻止状態へ切り換えて、処理を終了する。

図７に、本実施形態のシフトレバー４２のシフトポジションの切り換えに伴う切換機構たる第１ブレーキＢ１の作動を示す。シフトポジションは、後進レンジを示す「Ｒ」、ニュートラルレンジを示す「Ｎ」、前進レンジを示す「Ｄ」の３つで表されている。図８に、本実施形態の自動変速機ＴＭにおいて、切換機構たる第１ブレーキＢ１の切り換えが阻止されずに許可される切換許可領域を示すグラフを示す。なお、図８においては、ブレーキペダルは踏まれていないことを前提条件とする。

本実施形態の自動変速機によれば、運転者のシフトレバー４２の操作によって、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、制御部ＥＣＵは、エンジンブレーキ判定部４６でエンジンブレーキ状態であると判定され（図６のＳＴＥＰ４でＮｏ）、または、車速検出部４４で検出された車両の走行速度が所定速度を超えるときには（図６のＳＴＥＰ３でＮｏ）、切換機構たる第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止している。

これにより、エンジンブレーキ状態であるとき、または、車両の走行速度が速く所定速度を超えているときには、第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを意図的に阻止して、第１ブレーキＢ１を固定状態から逆転阻止状態へ切り換えようとしても切り換え出来ない状態となることを防止し、また、第１ブレーキＢ１が切換途中で正常に作動しなくなることを防止して、第１ブレーキＢ１に比較的大きな負荷を掛けることを防止することができる。

本実施形態においては、所定の車両情報を、駆動源ＥＮＧの回転数と入力部材たる入力軸２の回転数との比、または、出力部材３の回転数としている。また、エンジンブレーキ判定部４６は、駆動源ＥＮＧの回転数と入力軸２の回転数との比が所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定するように構成されている。

また、本実施形態においては、車両のブレーキペダルが踏まれているか否かを検出するブレーキペダル検出部５４が設けられ、制御部ＥＣＵは、シフトレバー４２のシフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、ブレーキペダル検出部５４でブレーキペダルが踏まれていることを検出した場合には（図６のＳＴＥＰ５でＮｏ）、切換機構たる第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止するように構成されている。

運転者によってブレーキペダルを踏み込まれたときも、車両が急停止するなどして、エンジンブレーキ状態のときのように、第１ブレーキＢ１に比較的大きな荷重が掛かる場合がある。従って、ブレーキペダルが踏み込まれているときに、第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えが実行されると、第１ブレーキＢ１を固定状態から逆転阻止状態に切り換えることができなかったり、切換途中で第１ブレーキＢ１が正常に作動しなくなって、第１ブレーキＢ１に比較的大きな負荷が掛かってしまう虞がある。

そこで、上述の如く、ブレーキペダルが踏まれているときも第１ブレーキＢ１の固定状態から逆転阻止状態への切り換えを阻止すれば、第１ブレーキＢ１が切換途中で正常に作動しなくなることを防止し、第１ブレーキＢ１に比較的大きな負荷を掛けることを防止することができる。

なお、実施形態においては、第２ブレーキＢ２をツーウェイクラッチで構成したものを説明したが、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキ又は噛合機構で構成してもよい。

第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキ又は噛合機構で構成する場合には、第１ブレーキＢ１を１速段及び後進段で固定状態とし他の変速段では開放状態とし、第２ブレーキＢ２を１速段から５速段まで固定状態とし他の変速段では開放状態とすればよい。

また、実施形態の自動変速機においては、何れか１つの変速段（例えば、１０速段）を省略して前進９速段の変速を行うように構成してもよい。

また、本実施形態では、シフトポジションの切換えをシフトレバー操作で行うものを説明した。しかしながら、シフトポジションの切換え方法については、これに限らず、例えば、ボタンの押圧などによってシフトポジションを切り換えるように構成されていてもよい。この場合、例えば、ボタンの押圧信号から選択されたシフトポジションを判断するように構成することもできる。

ＴＭ 自動変速機
１ 変速機ケース
２ 入力軸 （入力部材）
３ 出力部材 （出力ギア）
４２ シフトレバー
４４ 車速検出部
４６ エンジンブレーキ判定部
４８ 駆動源回転数検出部
５０ 入力回転数検出部
５２ 出力回転数検出部
５４ ブレーキペダル検出部
ＥＮＧ 駆動源
ＥＣＵ 制御部（ＴＣＵ）
ＬＣ ロックアップクラッチ
ＤＡ ダンパ
ＴＣ トルクコンバータ
ＰＧＳ１ 第１遊星歯車機構
Ｓａ サンギヤ （第１要素）
Ｃａ キャリア （第２要素）
Ｒａ リングギヤ （第３要素）
Ｐａ ピニオン
ＰＧＳ２ 第２遊星歯車機構
Ｓｂ サンギヤ （第６要素）
Ｃｂ キャリア （第５要素）
Ｒｂ リングギヤ （第４要素）
Ｐｂ ピニオン
ＰＧＳ３ 第３遊星歯車機構
Ｓｃ サンギヤ （第７要素）
Ｃｃ キャリア （第８要素）
Ｒｃ リングギヤ （第９要素）
Ｐｃ ピニオン
ＰＧＳ４ 第４遊星歯車機構
Ｓｄ サンギヤ （第１２要素）
Ｃｄ キャリア （第１１要素）
Ｒｄ リングギヤ （第１０要素）
Ｐｄ ピニオン
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ
Ｃ３ 第３クラッチ
Ｂ１ 第１ブレーキ （切換機構）
Ｂ２ 第２ブレーキ
Ｂ３ 第３ブレーキ
Ｂ４ 第４ブレーキ

Claims (4)

1. ケーシング内に配置され、駆動源の動力が伝達される入力部材と、
   複数の要素を有する遊星歯車機構と、
   前記要素同士又は、前記要素と前記ケーシングとを連結自在な複数の係合機構と、
   出力部材と、
   前記係合機構を制御する制御部とを備え、
   前記入力部材の回転を複数段に変速して前記出力部材から出力自在な自動変速機であって、
   複数の前記要素のうちの１つの要素が、車両が前進するときの回転方向である正転を許容し、車両が後進するときの回転方向である逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記要素を前記ケーシングに固定する固定状態とに切換自在な切換機構を備え、
   前記制御部は、シフトポジションが前進レンジのときに、前記切換機構を前記逆転阻止状態とし、シフトポジションが後進レンジのときに、前記切換機構を前記固定状態とし、
   エンジンブレーキが効いているエンジンブレーキ状態であるか否かを所定の車両情報に基いて判定するエンジンブレーキ判定部と、
   車両の走行速度を検出する車速検出部とを備え、
   前記制御部は、
   シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、
   前記エンジンブレーキ判定部でエンジンブレーキ状態であると判定されたときには、前記切換機構の前記固定状態から前記逆転阻止状態への切り換えを阻止し、
   前記所定の車両情報は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比であり、
   前記エンジンブレーキ判定部は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比が所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定することを特徴とする自動変速機。
2. ケーシング内に配置され、駆動源の動力が伝達される入力部材と、
   複数の要素を有する遊星歯車機構と、
   前記要素同士又は、前記要素と前記ケーシングとを連結自在な複数の係合機構と、
   出力部材と、
   前記係合機構を制御する制御部とを備え、
   前記入力部材の回転を複数段に変速して前記出力部材から出力自在な自動変速機であって、
   複数の前記要素のうちの１つの要素が、車両が前進するときの回転方向である正転を許容し、車両が後進するときの回転方向である逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記要素を前記ケーシングに固定する固定状態とに切換自在な切換機構を備え、
   前記制御部は、シフトポジションが前進レンジのときに、前記切換機構を前記逆転阻止状態とし、シフトポジションが後進レンジのときに、前記切換機構を前記固定状態とし、
   エンジンブレーキが効いているエンジンブレーキ状態であるか否かを所定の車両情報に基いて判定するエンジンブレーキ判定部と、
   車両の走行速度を検出する車速検出部とを備え、
   前記制御部は、
   シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、
   前記エンジンブレーキ判定部でエンジンブレーキ状態であると判定され、または、車速検出部で検出された車両の走行速度が所定速度を超えるときには、前記切換機構の前記固定状態から前記逆転阻止状態への切り換えを阻止し、
   車両のブレーキペダルが踏まれているか否かを検出するブレーキペダル検出部を備え、
   前記制御部は、シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、前記ブレーキペダル検出部でブレーキペダルが踏まれていることを検出した場合には、前記切換機構の前記固定状態から前記逆転阻止状態への切り換えを阻止することを特徴とする自動変速機。
3. 請求項２記載の自動変速機であって、
   前記所定の車両情報は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比であり、
   前記エンジンブレーキ判定部は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比が所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定することを特徴とする自動変速機。
4. ケーシング内に配置され、駆動源の動力が伝達される入力部材と、
   複数の要素を有する遊星歯車機構と、
   前記要素同士又は、前記要素と前記ケーシングとを連結自在な複数の係合機構と、
   出力部材とを備え、
   前記入力部材の回転を複数段に変速して前記出力部材から出力自在な自動変速機の制御方法であって、
   前記自動変速機は、複数の前記要素のうちの１つの要素が、車両が前進するときの回転方向である正転を許容し、車両が後進するときの回転方向である逆転を阻止する逆転阻止状態と、前記要素を前記ケーシングに固定する固定状態とに切換自在な切換機構を備え、
   エンジンブレーキが効いているエンジンブレーキ状態であるか否かを所定の車両情報に基いて判定するエンジンブレーキ判定部と、
   車両の走行速度を検出する車速検出部とを備え、
   シフトポジションが前進レンジのときに、前記切換機構を前記逆転阻止状態とし、シフトポジションが後進レンジのときに、前記切換機構を前記固定状態とし、
   シフトポジションが後進レンジから前進レンジに切り換えられるときに、
   前記エンジンブレーキ判定部でエンジンブレーキ状態であると判定されたときには、前記切換機構の前記固定状態から前記逆転阻止状態への切り換えを阻止し、
   前記所定の車両情報は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比であり、
   前記エンジンブレーキ判定部は、前記駆動源の回転数と前記入力部材の回転数との比が所定値を超えるときに、エンジンブレーキ状態であると判定することを特徴とする自動変速機の制御方法。