JP7300090B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機に係り、流体伝動装置を介することなく駆動源に連結される自動変速機に関する。

従来、車両に搭載される変速機として、エンジンなどの駆動源に連結されたトルクコンバータなどの流体伝動装置と、この流体伝動装置に連結されると共に複数の遊星歯車機構およびクラッチやブレーキなどの複数の摩擦締結要素を備えた変速機構と、を備え、クラッチやブレーキを締結／解放する油圧室の油圧制御によって複数の摩擦締結要素を選択的に締結し、これにより、複数の遊星歯車機構の動力伝達経路を切り換えて、減速比の異なる複数の変速段を形成するようにした自動変速機が知られている。

このような自動変速機において、摩擦締結要素のクラッチは、外側回転部材および内側回転部材を有し、外側回転部材の内周側および内側回転部材の外周側には、それぞれ、スプライン部が設けられ、各スプライン部には、内側にスプライン部を有する複数の摩擦板と、外側にスプライン部を有する複数の摩擦板が交互に配置されているクラッチが知られている。

また、自動変速機において、摩擦締結要素のブレーキは外側部材および内側部材と、クラッチと同様に外側部材および内側部材にスプライン係合される複数の摩擦板と、を有する湿式多板ブレーキが知られている。このブレーキでは、クラッチと異なり、その外側部材または内側部材の一方が変速機ケースに固定され、他方が回転部材となる。

このような自動変速機に対し、近年、自動変速機の多段化や軽量化の要求などに応じて流体伝動装置を廃止する傾向がある。この場合、１速の変速段および後進の変速段で締結される少なくとも１つの摩擦締結要素をスリップ制御することによりエンジンストールを回避しながら円滑な発進を実現することが考えられる。

ここで、摩擦締結要素をスリップ制御する場合、自動変速機ケース内で油圧室が回転するクラッチに比べて、変速機ケースに固定され、油圧室が回転しないブレーキの方が締結時の制御性が良いことが知られている。

ここで、例えば特許文献１には、ピストンを、付勢部材によって解放側から締結側に向けて付勢して、複数の摩擦板の各隙間がゼロクリアランス状態（複数の摩擦板は接触しているが締結力は働いていないような摩擦板間の隙間がゼロとなる状態、または、複数の摩擦板が接触直前の隙間がほぼゼロの近接位置となる状態）となるようなゼロクリアランス位置まで予め移動させ、その後、ピストンを、締結用油圧によって付勢して複数の摩擦板を締結するようにしたブレーキが開示されている。

この特許文献１の自動変速機では、発進用の摩擦締結要素として、低速ギヤ段および後退ギヤ段で共通して締結されるブレーキを採用している。たとえば、特許文献１では、１速段から５速段、および、後退段において、ブレーキＢ１が共通して締結されるよう設定されている。そして、このブレーキＢ１は、付勢部材により複数の摩擦板をゼロクリアランス位置に付勢するように構成されたゼロクリアランス機構を備えている。

特開２０１９－１４３７０６号公報

ここで、近年、流体伝動装置を備えていない自動変速機において、１速段および後進段での発進の応答性を高めるだけでなく、さらに、１速段以外の低速ギヤ段での発進や低速走行時の再加速時や車速調整などにおいても、高い応答性や高い精度のスリップ制御を行う要望がなされている。このような要望に応えるためには、１速を含む複数の前進低速ギヤ段と後退ギヤ段を形成するために選択的に締結される摩擦締結要素の制御の応答性を高める必要がある。制御の応答性を高めるためには、そのような選択的に締結される摩擦締結要素に、上述した特許文献１のようなゼロクリアランス機構を採用することが考えられる。

しかしながら、選択的に締結される摩擦締結要素として、複数の前進低速ギヤ段で締結される摩擦締結要素と、後進ギヤ段で締結される摩擦締結要素とが、共通の摩擦締結要素として設定されていないもの、たとえば、１速～５速段を形成するために選択的に締結されるブレーキと、後進段を形成するために選択的に締結されるブレーキとが異なる自動変速機では、それらの少なくとも２つのブレーキに、それぞれ、特許文献１のようなゼロクリアランス機構を採用する必要が生じてしまう。ここで、ゼロクリアランス機構は、自動変速機の基本構成に追加して設けられる機構であるので、一般的にスペースとコストがかかる。従って、ゼロクリアランス機構を少なくとも２つのブレーキに採用しようとすると、自動変速機内での占有スペースの制約を受け、また、コスト面でも不利となるという問題が生じる。

そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、自動変速機内での摩擦締結要素の占有スペースやコストを抑制しつつ、１速段および後進段での発進に加え、１速段以外の低速ギヤ段での発進、低速走行時の再加速時および車速調整などにおいて応答性を高めたスリップ制御を行うことができる自動変速機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、所定数の変速段を形成するための複数の遊星歯車機構と、これらの遊星歯車機構による動力伝達経路を切り換えて所定数の変速段を形成するために選択的に締結される複数の摩擦締結要素とを備え、所定数の変速段の各変速段では複数の摩擦締結要素のうち４つの摩擦締結要素が非締結状態となるよう構成され、流体伝動装置を介することなく駆動源に連結された自動変速機であって、複数の摩擦締結要素において、複数の前進用かつ低速用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素と、後進用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素とが共通の摩擦締結要素として設定されず、複数の遊星歯車機構のうちの所定の遊星歯車機構の所定の回転要素を自動変速機の変速機ケースに締結して所定数の変速段を形成する動力伝達経路上に、複数の摩擦締結要素とは独立した１つの付加的摩擦締結要素を設け、この付加的摩擦締結要素は、複数の摩擦板と、これらの摩擦板を押圧するピストンと、このピストンを複数の摩擦板がゼロクリアランス状態となるように締結方向に付勢する付勢部材と、を備え、付加的摩擦締結要素は、複数の前進用かつ低速用の変速段および後進用の変速段において、複数の摩擦板をゼロクリアランス状態からスリップ制御可能に構成されている、ことを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、複数の摩擦締結要素において、複数の前進用かつ低速用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素と、後進用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素とが共通の摩擦締結要素として設定されず、所定の遊星歯車機構の所定の回転要素を自動変速機の変速機ケースに締結して所定数の変速段を形成する動力伝達経路上に、複数の摩擦締結要素とは独立した１つの付加的摩擦締結要素を設け、この付加的摩擦締結要素は、複数の前進用かつ低速用の変速段および後進用の変速段において、複数の摩擦板をゼロクリアランス状態からスリップ制御可能に構成されているので、自動変速機内での摩擦締結要素の占有スペースやコストを抑制しつつ、１速段および後進段での発進に加え、１速段以外の低速ギヤ段での発進、低速走行時の再加速時および車速調整などにおいて応答性を高めたスリップ制御を行うことができる。
すなわち、このように構成された本発明によれば、複数の前進用かつ低速用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素と、後進用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素とが共通の摩擦締結要素として設定されておらず、そのような複数の前進用かつ低速用の変速段および後進用の変速段におけるゼロクリアランス状態からのスリップ制御を、独立した付加的摩擦締結要素により、単独制御することができるので、１速段および後進段での発進に加え、１速段以外の低速ギヤ段での発進、低速走行時の再加速時および車速調整などを行う際に、応答性を高めたスリップ制御が可能となる。また、付加的摩擦締結要素は独立して１つ設けられるので、スリップ制御専用として自動変速機内の１カ所に集約することができ、これにより、自動変速機の構成を簡素化して、摩擦締結要素の占有スペースやコストを抑制することができる。また、付加的摩擦締結要素は、全ての変速段において各変速段形成時は常時締結であるので、特定の変速段で解放されることによるドラグトルクの増加の懸念も無いものである。

また、本発明において、好ましくは、付加的摩擦締結要素は、自動変速機の変速機ケースに固定されるブレーキであり、付加的摩擦締結要素のブレーキは、ピストンを複数の摩擦板の締結方向に付勢する作動油が供給される締結用油圧室と、ピストンを複数の摩擦板の解放方向に付勢する作動油が供給される解放用油圧室と、を備え、付加的摩擦締結要素によるスリップ制御は、締結用油圧室の作動油の油圧および解放用油圧室の作動油の油圧を制御することにより行われる。
このように構成された本発明によれば、より効果的かつより確実に、応答性を高めた摩擦締結要素のスリップ制御を行うことができる。

また、本発明において、好ましくは、駆動源はエンジンであり、自動変速機の入力軸にエンジンが接続されている。
また、本発明において、好ましくは、駆動源はエンジンおよびモータであり、自動変速機の入力軸にモータを介してエンジンが接続されている。

また、本発明において、好ましくは、モータとエンジンとの間にエンジンの自動変速機への動力伝達を切り離すクラッチが設けられている。
このように構成された本発明によれば、エンジンおよび／またはモータによるハイブリッド走行時、および、モータのみを駆動源とする走行時においても、ゼロクリアランス状態からの応答性の高い摩擦締結要素のスリップ制御を行うことができる。

また、本発明において、好ましくは、モータの下流側の動力伝達経路上に、自動変速機に作動油を供給するオイルポンプが設けられている。
このように構成された本発明によれば、モータのみを駆動源とする走行時においても、オイルポンプを作動させて、作動油を自動変速機に供給することができる。

本発明の自動変速機によれば、自動変速機内での摩擦締結要素の占有スペースやコストを抑制しつつ、１速段および後進段での発進に加え、１速段以外の低速ギヤ段での発進、低速走行時の再加速時および車速調整などにおける応答性を高めた摩擦締結要素のスリップ制御を行うことができる。

本発明の第１実施形態による自動変速機のスケルトン図である。 本発明の第１実施形態による自動変速機の摩擦締結要素の締結表である。 本発明の第１実施形態による自動変速機の付加的摩擦締結要素のブレーキを示す断面図である。 図３と同様に示す、ブレーキの複数の摩擦板のゼロクリアランス状態を説明するためのブレーキの断面図である。 本発明の第２実施形態による自動変速機のスケルトン図である。 本発明の第２実施形態による自動変速機の摩擦締結要素の締結表である。

まず、図１乃至図４により、本発明の第１実施形態による自動変速機を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による自動変速機のスケルトン図であり、図２は、本発明の第１実施形態による自動変速機の摩擦締結要素の締結表であり、図３は、本発明の第１実施形態による自動変速機の付加的摩擦締結要素のブレーキを示す断面図であり、図４は、図３と同様に示す、ブレーキの複数の摩擦板のゼロクリアランス状態を説明するためのブレーキの断面図である。この第１実施形態では、８速段の自動変速機の例を説明する。

まず、図１および図２により、自動変速機１の概略構成を説明する。
図１に示すように、この自動変速機１は、駆動源であるエンジン２にトルクコンバータなどの流体伝動装置を介することなく連結されている。自動変速機１は、後述する変速機ケース２０（図３参照）内に、エンジン２に連結される入力軸４と、図示しない出力軸（被駆動軸）に連結される出力ギヤ６と、を有している。自動変速機１の入力軸４には、エンジン２のトルク変動を吸収するダンパ８が設けられている。

自動変速機１は、第１プラネタリギヤセットＰＧ１および第２プラネタリギヤセットＰＧ２を備えている（以下、プラネタリギヤセットをギヤセットという）。

自動変速機１は、さらに、４つのクラッチ４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈ、および、２つのブレーキ２８Ｂ、Ｌ／Ｒを備えている。これらクラッチ４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈおよびブレーキ２８Ｂ、Ｌ／Ｒは、ギヤセットＰＧ１，ＰＧ２による動力伝達経路を切り替えるために、選択的に締結または解放される摩擦締結要素である。
さらに、本実施形態による自動変速機１は、後述する付加的摩擦締結要素であるブレーキＢ１を備えている。

第１ギヤセットＰＧ１はダブルピニオン型であり、回転要素として、サンギヤＳ１と、リングギヤＲ１と、サンギヤＳ１と噛み合う第１ピニオンギヤＳ１ａと、リングギヤＲ１と噛み合う第２ピニオンギヤＰ１ｂと、ピニオンギヤＰ１ａ、Ｐ１ｂを支持するキャリヤＣ１とを備えている。ピニオンギヤＰ１ａ、Ｐ１ｂは互いに噛み合っている。

第２ギヤセットＰＧ２はダブルサンギヤ／ダブルピニオン型であり、回転要素として、軸方向に２分割された第１サンギヤＳ２ａおよび第２サンギヤＳ２ｂと、リングギヤＲ２と、第１サンギヤＳ２ａおよびリングギヤＲ２と噛み合う第１ピニオンギヤＰ２ａと、第１ピニオンギヤＰ２ａおよび第２サンギヤＳ２ｂと噛み合う第２ピニオンギヤＰ２ｂと、第１ピニオンギヤＰ２ａを支持するキャリヤＣ２を備えている。

自動変速機１では、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１が、入力軸４に常時連結されると共に、クラッチ４６Ｃ、クラッチＲ３７、ブレーキ２８Ｂを介して第２ギヤセットＰＧ２の第１サンギヤＳ２ａに断接可能に連結される。

ここで、クラッチＬｏｗの外側摩擦板がスプライン係合された外側回転部材とクラッチＲ３７の内側摩擦板がスプライン係合された内側回転部材とは互いに連結されており、それらは、自動変速機１の中心軸線周りで同期して回転するように構成されている。これらのクラッチＬｏｗの外側回転部材およびクラッチＲ３７の内側回転部材には、第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１が連結されている。これにより、リングギヤＲ１は、クラッチＬｏｗを介して第２ギヤセットＰＧ２の第２サンギヤＳ２ｂに断接可能に連結されると共に、クラッチＬｏｗ、クラッチＲ３７を介して、第２ギヤセットＰＧ２の第１サンギヤＳ２ａに断接可能に連結される。

第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１は、ブレーキＢ１（付加的摩擦締結要素）を介して、自動変速機１の変速機ケース２０に断接可能に連結される。より詳細には、本実施形態では、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１から、このサンギヤＳ１を自動変速機１の変速機ケース２０に常時締結する締結部までの動力伝達経路（動力伝達部材）上に、ブレーキＢ１を設けている。本実施形態では、後述するように、ブレーキＢ１のハブ部材２２（図３参照）が変速機ケース２０に固定され、ブレーキＢ１のドラム部材２４がサンギヤＳ１に連結されている。

本実施形態による自動変速機１は、後述するように、このブレーキＢ１の締結により所定の変速段を形成する際、ブレーキＢ１の複数の摩擦板２６（図３参照）を、コイルスプリング（付勢部材）３４によりゼロクリアランス位置に付勢しつつ、油圧制御によりスリップ制御を行うように構成されている。

次に、第２ギヤセットＰＧ２の第１サンギヤＳ２ａは、上述したように、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１またはリングギヤＲ１に断接可能に連結されると共に、ブレーキ２８Ｂを介して自動変速機１の変速機ケース２０に断接可能に連結される。
第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２は、クラッチＨｉｇｈを介して入力軸４に断接可能に連結されると共に、ブレーキＬ／Ｒを介して自動変速機１の変速機ケース２０に断接可能に連結される。
第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２は、出力ギヤ６に常時連結されている。

ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２、クラッチ４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈ、ブレーキ２８Ｂ、Ｌ／Ｒ、Ｂ１、その他油圧機構などは、変速機ケース２０（図３参照）内に収容されている。

以上の構成により、この第１実施形態による自動変速機１では、図２の締結表（○は締結を示す）に示すように、摩擦締結要素であるクラッチ４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈおよびブレーキ２８Ｂ、Ｌ／Ｒを選択的に締結することにより、ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２による動力伝達経路を切り換えて、前進の１～８速段と、後進段（２速段）とが形成されるようになっている。

また、この第１実施形態による自動変速機１では、付加的摩擦締結要素であるブレーキＢ１（図２中の○は、スリップ制御を含む締結を示す）により、１速段および後進段での発進、１速段以外の低速ギヤ段での発進、低速走行時の再加速時および車速調整などにおいて、ゼロクリアランス状態からの高い応答性のスリップ制御が行われる。
なお、本実施形態では、図２に示す締結表に基づいて切り換えられる自動変速機１の動力伝達経路の違いによって、ブレーキＢ１により、１～５速段（１ｓｔ～５ｔｈ）、７速段（７ｔｈ）および後進段（Ｒｅｖ１）において、ゼロクリアランス状態からのスリップ制御が可能となっている。なお、変形例として、第１実施形態の構成に対し、自動変速機１のギヤセット、摩擦締結要素および締結テーブル（締結データ）の構成を変更して、全ての変速段において、スリップ制御を可能にしても良い。

また、本実施形態は、図２に示すように、ブレーキＢ１は、全ての変速段において各変速段形成時に常時締結されているので、特定の変速段でブレーキが解放されることによるドラグトルクの増加の懸念が無いよう構成されている。

次に、図３により、本発明の実施形態による自動変速機１におけるブレーキＢ１の構成について説明する。なお、以下で説明する、図３に示すドラム部材（２４）などの各回転部材は、自動変速機１の中心軸線（入力軸４）周りに回転する部材であり、自動変速機１の中心軸線周りに線対称に形成されている。また、図３に示すハブ部材（２２）などの各固定部材も、自動変速機１の中心軸線（入力軸４）周りに線対称に形成されている。

図３に示すように、ブレーキＢ１は、変速機ケース２０に固定されたハブ部材２２と、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１に結合され、自動変速機１の径方向に回転可能に構成されたドラム部材２４と、ハブ部材２２とドラム部材２４との間に軸方向に並ぶよう配置された複数の摩擦板２６と、複数の摩擦板２６を締結するためのピストン２８とを有している。

ブレーキＢ１には、ハブ部材２２の径方向内側に、ピストン２８を締結方向に付勢する締結用作動油が供給される締結用油圧室３０と、 ピストン２８を解放方向に付勢する解放用作動油が供給される解放用油圧室３２とが形成されている。作動油は、エンジン２の駆動力により作動する所定のオイルポンプ（本実施形態では自動変速機１内に組み込まれている）から供給され、バルブボディで、作動油の油圧が制御されるようになっている。

ブレーキＢ１は、ハブ部材２２の径方向内側に、ピストン２８に締結方向に付勢するスプリング３４を備え、このスプリング３４は、締結用油圧室３０内に設けられている。

ブレーキＢ１は、変速機ケース２０の内側で隔壁を構成するとともにハブ部材２２を支持するハブ支持部材３６を備えている。

ハブ部材２２の径方向内側には、油圧室（３０、３２）を形成するための第１油圧室形成部材３８、第２油圧室形成部材４０およびピストン油圧室形成部４２が設けられている。ピストン油圧室形成部４２は、ピストン２８の一部であり、ピストン２８の径方向内方側に形成されている。第１油圧室形成部材３８は、ハブ部材２２の径方向内側に固定され、第２油圧室形成部材４０は、第１油圧室形成部材３８に固定されている。

締結用油圧室３０は、ピストン２８の油圧室形成部４２、第１油圧室形成部材４１および第２油圧室形成部材４０によって区画された空間部によって形成されている。
解放用油圧室３２は、ピストン２８の油圧室形成部４２および第１油圧室形成部材３８によって区画された空間部によって形成されている。
ピストン２８の油圧室形成部４２は、スプリング３４の付勢力を受けるようになっている。

次に、変速機ケース２０に固定されたハブ部材２２およびハブ支持部材３６の構成について説明する。
ハブ部材２２は、変速機ケース２０の径方向に延びる縦壁部２２ａと、縦壁部２２ａの径方向内側の端部から軸方向に延びる円筒部２２ｂとを有する。

ハブ部材２２は、縦壁部２２ａの外周面にスプラインが形成されたスプライン部２２ｃを有し、スプライン部２２ｃが変速機ケース２０の内周面のスプライン部２０ａにスプライン係合されて変速機ケース２０に結合されている。

ハブ部材２２の円筒部２２ｂは、外周面にスプラインが形成されたスプライン部２２ｄを有し、このスプライン部２２ｄに、摩擦板２６を構成する複数の固定側摩擦板４４がスプライン係合されている。
一方、これらの複数の固定側摩擦板４４に対向して、後述する回転側摩擦板４５が設けられている

ハブ支持部材３６は、変速機ケース２０の径方向に延びる縦壁部３６ａを有する。ハブ支持部材３６の縦壁部３６ａには、摩擦板２６に潤滑用作動油を供給する潤滑用供給油路（図示せず）が形成されている。

ハブ支持部材３６の縦壁部３６ａの外周面は、変速機ケース２０の内周面２０ｂに係合されている。ハブ支持部材３６は、スナップリング４６により抜け止めが図られると共に回り止めピン４８を用いて変速機ケース２０に固定され、変速機ケース２０に結合されている。

変速機ケース２０の下方には、ブレーキＢ１の油圧室３０、３２や摩擦板２６などに作動油を供給するバルブボディ（図示せず）が設けられている。ハブ支持部材３６は、バルブボディに接続するためのバルブボディ接続部を有し、変速機ケース２０に形成された潤滑用供給油路がバルブボディに接続される。

ハブ支持部材３６の縦壁部３６ａには、締結用油圧室３０に締結用作動油を供給する締結用供給油路（図示せず）が形成されると共に、解放用油圧室３２に解放用作動油を供給する解放用供給油路 （図示せず）が形成されている。

ハブ支持部材３６の縦壁部３６ａには、段差部３６ｂが形成されている。この段差部３６ｂは、ハブ支持部材３６の縦壁部３６ａにハブ部材２２の縦壁部２２ａが当接したときに、ハブ部材２２の縦壁部２２ａの内周側が係合するように形成されている。

次に、第１および第２油圧室形成部材３８、４０および油圧室形成部４２の構成について説明する。
第１油圧室形成部材３８は、ハブ部材２２の円筒部２２ｂの径方向内側に設けられ、変速機ケース２０の径方向に延びる縦壁部３８ａと、縦壁部３８ａの径方向外側端縁部から軸方向に延びる第１円筒部３８ｂと、縦壁部３８ａの径方向内側端縁部から軸方向に延びる第２円筒部３８ｃとを有している。

第１油圧室形成部材３８の第１円筒部３８ｂは、ハブ部材２２の円筒部２２ｂの内周面に当接するように延びるフランジ部３８ｄを有し、この当接により、第１円筒部３８ｂと円筒部２２ｂとの間に潤滑用供給油路Ｌ１が形成されている。
後述するように、ブレーキＢ１の締結時および解放時においてスリップ制御を行う際には、この潤滑用供給油路Ｌ１を通じて複数の摩擦板４４、４５に潤滑用作動油が供給される。

第１油圧室形成部材３８の第２円筒部３８ｃの外周面３８ｅは、解放用油圧室３２を形成している。第２油圧室形成部材４０の外周面は、シール部材５０と共にピストン２８に係合されている。第１油圧室形成部材３８および第２油圧室形成部材４０は、締結ボルト５１によって、ハブ支持部材３６に結合されている。

ピストン油圧室形成部４２に対向する、第２油圧室形成部材４０の対向面４０ａには、ピストン２８の解放位置を調整するシム部材５２が配置されている。
コイルスプリング３４のコイル部の内方には、ピストン油圧室形成部４２から延びるストッパ部５４が設けられ、シム部材５２は、このストッパ部５４に当接するようになっている。シム部材５２は、ピストン２８のストッパ部５４がシム部材５２に当接するときに、ピストン２８を所定の解放位置に規制するようになっている。
また、このようなシム部材５２により、たとえば、スプリング、摩擦板、ピストン等のブレーキＢ１を構成する部材に付勢力や厚さのばらつきが生じた場合において、シム部材５２の厚さを適切に選択することで、摩擦板４４、４５の後述するスリップ制御の応答性の低下を抑制することができる。

次に、ドラム部材２４について説明する。
ドラム部材２４は、軸方向に延びる円筒部２４ａと、この円筒部２４ａから変速機ケース２０の径方向に延びる縦壁部２４ｂとを有する。円筒部２４ａは、ハブ部材２２の円筒部２２ｂの外周側に対向するように配置されている。

ドラム部材２４の縦壁部２４ｂには、 ギヤセットＰＧ１における回転部材としてのサンギヤＳ１（図１参照）が結合されている。ドラム部材２４の円筒部２４ａは、その内周面にスプラインが形成されたスプライン部２４ｃを有し、このスプライン部２４ｃには、摩擦板２６を構成する回転側摩擦板４５がスプライン係合されている。複数の固定側摩擦板４４と複数の回転側摩擦板４５とは、軸方向に交互に配置されている。

次に、ピストン２８およびピストン２８を付勢するスプリング３４の構成について説明する。
ピストン２８は、ハブ部材２２の円筒部２２ｂとドラム部材２４の円筒部２４ａとの間に配置されている。ピストン２８は、第１油圧室形成部材３８の第２円筒部３８ｃの外周面３８ｅに摺動自在に係合されている。ピストン２８は、第２油圧室形成部材４０によって抜け止めされる。

ピストン２８は、上述したように、摩擦板２６を押圧する押圧部５６と、油圧室９０を形成する油圧室形成部４２と、押圧部５６と油圧室形成部４２とを連結する連結部５８と、を有する。
ピストン２８の押圧部５６は摩擦板２６の側方に配置され、ピストン２８の油圧室形成部４２は、ハブ部材２２の径方向内側に配置され、ピストン２８の連結部５８は、押圧部５６と油圧室形成部４２とを連結するように径方向内側に延びている。
連結部５８には、ピストン２８が摩擦板２６の方向に移動するとき、ハブ部材２２の円筒部２２ｂと干渉しないようにするための孔５８ａが形成されている。

ピストン２８の油圧室形成部４２の径方向内側端縁部は、第１油圧室形成部材３８の第２円筒部３８ｃの外周面３８ｅに係合されている。この係合部には、油圧室形成部４２と第１油圧室形成部材３８との間をシールするシール部材、および、油圧室形成部４２と、第１油圧室形成部材３８との間をシールするシール部材が設けられている。

スプリング３４は、径方向に所定間隔をおいて複数設けられ、それぞれ、環状に形成されたリテーナ６０に、スプリング３４の両端部が保持されている。各コイルスプリング３４のほぼ中心軸線上には、ピストン２８の各ストッパ部５４が設けられている。

ピストン２８は、シム部材５２の厚さを調整することによって、解放位置におけるピストン２８の押圧部５６の押圧面５６ａと摩擦板２６との隙間を所定値に保持することができるようになっている。

次に、図３および図４により、スプリング３４によるピストン２８の付勢力および本実施形態による摩擦板２６のゼロクリアランス状態について説明する。
スプリング３４は、リテーナ６０およびシム部材５２を介して、ピストン２８の油圧室形成部４２により支持されている。スプリング３４の付勢力は、スプリング３４が自由長さとなったときに、ピストン２８により押圧された摩擦板２６（４４、４５）が、図４に示すようなゼロクリアランス位置になるよう設定されている。

ここで、ゼロクリアランス位置とは、本実施形態では、複数の摩擦板４４、４５間のゼロクリアランス状態として、図４に示すように、複数の摩擦板２６は接触しているが締結力は働いていないような複数の摩擦板４４、４５の間の隙間が無くなった状態となるような位置である。また、変形例として、ゼロクリアランス位置は、ピストン２８が摩擦板２６（４４、４５）に対して接触直前のほぼゼロ距離の近接位置となる状態となるようなゼロクリアランス位置であっても良い。

本実施形態では、このようなゼロクリアランス位置を実現するためのブレーキＢ１の構成／機構をゼロクリアランス機構という。なお、図４は、複数の摩擦板４４、４５のゼロクリアランス状態／ゼロクリアランス位置を説明するための図であり、複数の摩擦板４４、４５は、摩擦を発生させる摩擦材を含むものとして図示している。

このようにして、スプリング３４は、ピストン２８に、解放位置からゼロクリアランス位置まで締結方向に付勢力を作用させるようになっている。そして、ピストン２８および摩擦板４４、４５がゼロクリアランス位置にあるときに締結用油圧室３０に締結用油圧を供給すると、ピストン２８が複数の摩擦板２６を押圧して、複数の摩擦板２６が、ハブ部材２２の縦壁部２２ａとピストン２８との間で相対回転不能になる締結状態となる。

本実施形態では、このような摩擦板２６の締結の際、締結用油圧室３０へ供給される作動油の油圧を制御可能となっている。すなわち、本実施形態では、複数の摩擦板２６の締結力を、０～１００％（完全な締結状態を１００％とする）の間で制御することが可能なようにブレーキＢ１が構成されており、これにより、ブレーキＢ１のスリップ制御を自在に行うことができる。また、図４に示すようなゼロクリアランス位置からこのような油圧制御を行うので、ブレーキＢ１のスリップ制御の応答性を高めることができる。また、ブレーキＢ１のハブ部材２２は、変速機ケース２０に固定されているので、このようなスリップ制御の高い応答性を安定して得ることができる。

一方、ピストン２８が締結位置にあるときに、締結用油圧室３０から締結用油圧を排出して解放用油圧室３２に解放用油圧を供給すると、ピストン２８が解放方向に付勢されて移動され、ピストン２８がゼロクリアランス位置に移動される。さらに、ピストン２８は、スプリング３４の付勢力に抗して解放方向に付勢されて、解放位置に移動される。

本実施形態では、このような摩擦板２６の解放の際、解放用油圧室３２へ供給される作動油の油圧を制御可能となっている。すなわち、本実施形態では、複数の摩擦板２６の締結力を、解放時においても、完全な締結状態である１００から０％の間で制御することが可能であり、これにより、ブレーキＢ１のスリップ制御を自在に行うことができる。

次に、ブレーキＢ１の作用をより詳細に説明する。
ブレーキＢ１は、上述したようにスリップ制御される。ブレーキＢ１の締結時には、まず、上述したゼロクリアランス位置において、締結用油圧室３０に、所定の調整可能な油圧の締結用油圧が供給されて複数の摩擦板４４、４５が０～１００％の間の締結力を自在に発生するようスリップ制御され、その後、締結用油圧室３０に所定の高い締結用油圧が供給されて複数の摩擦板４４、４５が完全に締結される。
このような場合のスリップ制御は、主に、前進および後進での発進の際に実行される。

一方、ブレーキＢ１の解放時には、解放用油圧室３２に、所定の調整可能な油圧の解放用油圧が供給されて複数の摩擦板４４、４５が１００～０％の間の締結力を自在に発生するようスリップ制御され、その後、解放用油圧室３２に所定の高い解放用油圧が供給されて複数の摩擦板４４、４５が締結解除される。また、このような解放時におけるスリップ制御の際にも、締結用油圧室３０に、所定の調整可能な油圧の締結用油圧が供給されて複数の摩擦板２６が０～１００％の間の締結力を自在に発生するようスリップ制御される。
このような場合のスリップ制御は、主に、低速走行時の増速および減速や再加速の際に実行され、また、車速調整の際に実行される。

次に、図５乃至図６により、本発明の第２実施形態による自動変速機を説明する。
図５は、本発明の第２実施形態による自動変速機のスケルトン図であり、図６は、本発明の第２実施形態による自動変速機の摩擦締結要素の締結表である。
上述した第１実施形態に対し、この第２実施形態による自動変速機１は６速段の自動変速機であり、かつ、駆動源として、エンジンだけでなく駆動用モータが設けられる点が異なる。以下では、主に、第１実施形態と異なる点のみ説明する。

まず、図５および図６により、第２実施形態による自動変速機１の概略構成を説明する。
図５に示すように、本実施形態による自動変速機１は、駆動源であるエンジン２にトルクコンバータなどの流体伝動装置を介することなく連結されている。また、エンジンの出力軸には、エンジン２のトルク変動を吸収するダンパ８が設けられている。

また、本実施形態では、エンジン２と自動変速機１との間に、駆動用モータ１０が設けられると共に、エンジン２の自動変速機１への動力伝達を遮断するためのクラッチ１２が設けられている。
このような構成により、本実施形態では、クラッチ１２が接続された状態では、エンジン２および／またはモータ１０によるハイブリッド走行が可能であり、また、クラッチ１２によりエンジン２の動力伝達が遮断されると、モータ１０のみでの走行が可能となっている。

本実施形態による自動変速機１を備えた車両では、モータ１０のみの走行が可能なので、モータ１０の下流側の動力伝達経路に、自動変速機１に作動油を供給するためのオイルポンプ１４が設けられている。より具体的には、図５に示すように、オイルポンプ１４は、モータ１０と自動変速機１との間の入力軸４の部分に設けられた一対のスプロケット１６とこれらのスプロケット１６に架け渡されたチェーン１８により駆動される。このような構成により、モータ１０のみによる走行時であっても、オイルポンプ１４により、自動変速機１に作動油を供給することが可能となっている。

自動変速機１は、その変速機ケース内に、エンジン２に連結される入力軸４と、図示しない出力軸（被駆動軸）に連結される出力ギヤ６と、第１プラネタリギヤセットＰＧ１および第２プラネタリギヤセットＰＧ２と、を備えている。

本実施形態による自動変速機１は、さらに、ギヤセットＰＧ１，ＰＧ２による動力伝達経路を切り替えるために選択的に締結または解放される摩擦締結要素である、３つのクラッチＬｏｗ、Ｒ３５、Ｈｉｇｈ、および、２つのブレーキ２６Ｂ、Ｌ／Ｒを備えている。さらに、本実施形態による自動変速機１は、上述した第１実施形態と同様の構成を有する付加的摩擦締結要素であるブレーキＢ１を備えている。

第１ギヤセットＰＧ１はシングルピニオン型であり、回転要素として、サンギヤＳ１と、リングギヤＲ１と、サンギヤＳ１およびリングギヤＲ１と噛み合うピニオンギヤＰ１と、ピニオンギヤＰ１を支持するキャリヤＣ１と、を備えている。第１ギヤセットＰＧ１のリングギヤＲ１は、入力軸４に常時連結されている。

第２ギヤセットＰＧ２はダブルサンギヤ／ダブルピニオン型であり、回転要素として、軸方向に２分割された第１サンギヤＳ２ａおよび第２サンギヤＳ２ｂと、リングギヤＲ２と、第１サンギヤＳ２ａおよびリングギヤＲ２と噛み合う第１ピニオンギヤＰ２ａと、第１ピニオンギヤＰ２ａおよび第２サンギヤＳ２ｂと噛み合う第２ピニオンギヤＰ２ｂと、第１ピニオンギヤＰ２ａを支持するキャリヤＣ２と、を備えている。

ここで、クラッチＬｏｗの外側摩擦板がスプライン係合された外側回転部材とクラッチＲ３５の外側摩擦板がスプライン係合された外側回転部材とは互いに連結されており、それらは、自動変速機１の中心軸線周りで同期して回転するように構成されている。これらのクラッチＬｏｗの外側回転部材およびクラッチＲ３５の外側回転部材には、第１ギヤセットＰＧ１のピニオンギヤＰ１を支持するキャリヤＣ１が連結されている。これにより、キャリヤＣ１は、クラッチＲ３５、クラッチＬｏｗを介して、第２ギヤセットＰＧ２の第２サンギヤＳ２ｂに断接可能に連結されると共に、クラッチＲ３５を介して第２ギヤセットＰＧ２の第１サンギヤＳ２ａに断接可能に連結される。

第２ギヤセットＰＧ２の第１サンギヤＳ２ａは、第１ギヤセットＰＧ１のキャリヤＣ１に断接可能に連結されると共に、ブレーキ２８Ｂを介して、自動変速機１の変速機ケース２０に断接可能に連結される。
第２ギヤセットＰＧ２のキャリヤＣ２は、クラッチＨｉｇｈを介して、入力軸４に断接可能に連結されると共に、ブレーキＬ／Ｒを介して、自動変速機１の変速機ケース２０に断接可能に連結される。
第２ギヤセットＰＧ２のリングギヤＲ２は、出力ギヤ６に常時連結されている。

以上の構成により、この第２実施形態による自動変速機１では、図６の締結表（○は締結を示す）に示すように、摩擦締結要素であるクラッチＬｏｗ、Ｒ３５、Ｈｉｇｈおよびブレーキ２６Ｂ、Ｌ／Ｒを選択的に締結することにより、ギヤセットＰＧ１、ＰＧ２による動力伝達経路を切り換えて、前進の１～６速段と、後進段とが形成されるようになっている。

この第２実施形態においても、上述した第１実施形態と同様に、第１ギヤセットＰＧ１のサンギヤＳ１が、ブレーキＢ１（付加的摩擦締結要素）を介して、自動変速機１の変速機ケース２０に断接可能に連結されており、所定の変速段を形成する際、ブレーキＢ１の複数の摩擦板４４、４５を、コイルスプリング３４によりゼロクリアランス位置に付勢しつつ、油圧制御によりスリップ制御が行われる。すなわち、ブレーキＢ１（図６中の○は、スリップ制御を含む締結を示す）により、１速段および後進段での発進、１速段以外の低速ギヤ段での発進、低速走行時の再加速時および車速調整などにおいて、ゼロクリアランス状態からの高い応答性のスリップ制御が行われる。

なお、第２実施形態では、図６に示す締結表に基づいて切り換えられる動力伝達経路の違いによって、１～５速段（１ｓｔ～５ｔｈ）および後進段（Ｒｅｖ）において、ゼロクリアランス状態からのスリップ制御が可能となっている。なお、変形例として、第２実施形態の構成に対し、自動変速機１のギヤセット、摩擦締結要素および締結テーブル（締結データ）の構成を変更して、全ての変速段において、スリップ制御を可能にしても良い。

上述した構成により、本実施形態におけるエンジンおよび／またはモータのハイブリッド走行時、および、モータのみを駆動源とする走行時においても、第１実施形態と同様に、ブレーキＢ１により、ゼロクリアランス状態からの高い応答性での摩擦締結要素のスリップ制御を行うことができる。ブレーキＢ１の構成および作用は、上述した第１実施形態（図３および図４）と同様であるので、説明を省略する。

なお、この第２実施形態においても、第１実施形態と同様の８速段の自動変速機を採用してもよい。また、上述した第１実施形態において、第２実施形態の６速段の自動変速機を採用してもよい。なお、本発明の上述した第１および第２に実施形態による、独立したブレーキＢ１およびそのゼロクリアランス機構は、８速段および６速段以外の複数の変速段にも適用可能である。

次に、本発明の実施形態による作用効果を説明する。
まず、本発明の第１および第２の実施形態による自動変速機１は、所定数の変速段（８速段／６速段）を形成するための複数の遊星歯車機構ＰＧ１、ＰＧ２と、これらの遊星歯車機構による動力伝達経路を切り換えて上記所定数の変速段を形成するために選択的に締結される複数の摩擦締結要素４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈ、２８Ｂ、Ｌ／Ｒ（Ｌｏｗ、Ｒ３６、Ｈｉｇｈ、２６Ｂ、Ｌ／Ｒ）と、を備え、流体伝動装置を介することなく駆動源に連結され、複数の前進用かつ低速用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素Ｌｏｗと、後進用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素Ｌ／Ｒとが共通の摩擦締結要素として設定されず、複数の遊星歯車機構のうちの遊星歯車機構ＰＧ１の回転要素Ｓ１を自動変速機１の変速機ケース２０に締結して所定数の変速段を形成する動力伝達経路（ＰＧ１のサンギヤＳ１と変速機ケース２０との間の動力伝達部材）上に、選択的に締結される複数の摩擦締結要素４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈ、２８Ｂ、Ｌ／Ｒ（Ｌｏｗ、Ｒ３６、Ｈｉｇｈ、２６Ｂ、Ｌ／Ｒ）とは独立した（他の摩擦締結要素とは別の摩擦締結要素であり、かつ、他の摩擦締結要素と連結されていない）１つの付加的摩擦締結要素Ｂ１を設け、この付加的摩擦締結要素Ｂ１は、複数の摩擦板４４、４５と、これらの摩擦板を押圧するピストン２８と、このピストンを複数の摩擦板４４、４５がゼロクリアランス状態となるように締結方向に付勢する付勢部材３４と、を備え、複数の前進用かつ低速用の変速段および後進用の変速段において、複数の摩擦板４４、４５をゼロクリアランス状態（図４参照）からスリップ制御可能に構成されている。

このように構成された第１および第２の実施形態によれば、選択的に締結される複数の摩擦締結要素において、複数の前進用かつ低速用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素Ｌｏｗと、後進用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素Ｌ／Ｒとが共通の摩擦締結要素として設定されず、所定の遊星歯車機構ＰＧ１の所定の回転要素Ｓ１を自動変速機１の変速機ケース２０に締結して所定数の変速段を形成する動力伝達経路上に、選択的に締結される複数の摩擦締結要素４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈ、２８Ｂ、Ｌ／Ｒ（Ｌｏｗ、Ｒ３６、Ｈｉｇｈ、２６Ｂ、Ｌ／Ｒ）とは独立した１つのブレーキ（付加的摩擦締結要素）Ｂ１を設け、複数の前進用かつ低速用の変速段（主に１～５速段）および後進用の変速段において、複数の摩擦板をゼロクリアランス状態からスリップ制御可能に構成されている。
従って、このような独立したスリップ制御専用のブレーキＢ１を設けることにより、１速段および後進段での発進、１速段以外の低速ギヤ段（特に２～５速段）での発進、低速走行時の再加速時および車速調整などにおいて、ゼロクリアランス状態からのスリップ制御により、応答性を高めた単独制御が可能となる。
また、流体伝動装置（いわゆる、トルクコンバータ）を用いずに、応答性の高いスムースな発進などを実現するスリップ制御を可能にする独立した専用のブレーキＢ１およびそのゼロクリアランス機構を、自動変速機内の１カ所に集約することができると共に自動変速機を簡素化することができ、これにより、自動変速機内での占有スペースやコストを抑制することができる。
また、ブレーキＢ１は、全ての変速段において各変速段形成時は常時締結であるので、特定の変速段でブレーキＢ１を解放することによるドラグトルクの増加の懸念が無い。

また、本発明の第１および第２の実施形態では、ブレーキＢ１は、自動変速機１の変速機ケース２０に固定され、ブレーキＢ１は、ピストン２８を複数の摩擦板２６（４４、４５）の締結方向に付勢する作動油が供給される締結用油圧室３０と、ピストン２８を複数の摩擦板２６（４４、４５）の解放方向に付勢する作動油が供給される解放用油圧室３２と、を備え、ブレーキＢ１によるスリップ制御は、締結用油圧室３０の作動油の油圧および解放用油圧室３２の作動油の油圧を制御することにより行われるので、より効果的かつより確実に、応答性を高めた摩擦締結要素のスリップ制御を行うことができる。

１ 自動変速機
２ エンジン
４ 自動変速機の入力軸
６ 自動変速機の出力ギヤ
８ ダンパ
１０ モータ
１２ クラッチ
１４ オイルポンプ
２０ 変速機ケース
２２ ハブ部材
２２ｃ スプライン部
２４ ドラム部材
２４ｃ スプライン部
２６ 複数の摩擦板
２８ ピストン
３０ 締結用油圧室
３２ 解放用油圧室
３４ スプリング（付勢部材）
４４ 固定側摩擦板
４５ 回転側摩擦板
５６ ピストンの押圧部
５６ ピストンの押圧部の押圧面
ＰＧ１、ＰＧ２ プラネタリギヤセット（遊星歯車機構）
Ｓ１、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ サンギヤ
Ｒ１、Ｒ２ リングギヤ
Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ ピニオンギヤ
Ｃ１、Ｃ２ キャリヤ
４６Ｃ、Ｌｏｗ、Ｒ３７、Ｈｉｇｈ、Ｒ３５ クラッチ（摩擦締結要素）
２８Ｂ、Ｌ／Ｒ、２６Ｂ ブレーキ（摩擦締結要素）
Ｂ１ ブレーキ（付加的摩擦締結要素／ゼロクリアランス機構）

Claims (6)

1. 所定数の変速段を形成するための複数の遊星歯車機構と、これらの遊星歯車機構による動力伝達経路を切り換えて上記所定数の変速段を形成するために選択的に締結される複数の摩擦締結要素とを備え、上記所定数の変速段の各変速段では上記複数の摩擦締結要素のうち４つの摩擦締結要素が非締結状態となるよう構成され、上記複数の流体伝動装置を介することなく駆動源に連結された自動変速機であって、
   上記複数の摩擦締結要素において、複数の前進用かつ低速用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素と、後進用の変速段を形成するために締結される摩擦締結要素とが共通の摩擦締結要素として設定されず、
   上記複数の遊星歯車機構のうちの所定の遊星歯車機構の所定の回転要素を上記自動変速機の変速機ケースに締結して上記所定数の変速段を形成する動力伝達経路上に、上記複数の摩擦締結要素とは独立した１つの付加的摩擦締結要素を設け、
   この付加的摩擦締結要素は、複数の摩擦板と、これらの摩擦板を押圧するピストンと、このピストンを上記複数の摩擦板がゼロクリアランス状態となるように締結方向に付勢する付勢部材と、を備え、
   上記付加的摩擦締結要素は、上記複数の前進用かつ低速用の変速段および上記後進用の変速段において、上記複数の摩擦板を上記ゼロクリアランス状態からスリップ制御可能に構成されている、ことを特徴とする自動変速機。
2. 上記付加的摩擦締結要素は、上記自動変速機の変速機ケースに固定されるブレーキであり、
   上記付加的摩擦締結要素のブレーキは、上記ピストンを上記複数の摩擦板の締結方向に付勢する作動油が供給される締結用油圧室と、上記ピストンを上記複数の摩擦板の解放方向に付勢する作動油が供給される解放用油圧室と、を備え、
   上記付加的摩擦締結要素によるスリップ制御は、上記締結用油圧室の作動油の油圧および上記解放用油圧室の作動油の油圧を制御することにより行われる、請求項１に記載の自動変速機。
3. 上記駆動源はエンジンであり、上記自動変速機の入力軸に上記エンジンが接続されている、請求項１または請求項２に記載の自動変速機。
4. 上記駆動源はエンジンおよびモータであり、上記自動変速機の入力軸に上記モータを介して上記エンジンが接続されている、請求項１または請求項２に記載の自動変速機。
5. 上記モータと上記エンジンとの間に上記エンジンの上記自動変速機への動力伝達を切り離すクラッチが設けられている、請求項４に記載の自動変速機。
6. 上記モータの下流側の動力伝達経路上に、上記自動変速機に作動油を供給するオイルポンプが設けられている、請求項４または請求項５に記載の自動変速機。

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