CN103307230B

CN103307230B - 自动变速器

Info

Publication number: CN103307230B
Application number: CN201310053503.0A
Authority: CN
Inventors: 饭塚晃平; 杉野聪一
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2033-02-19
Also published as: CN103307230A; US20130244822A1; JP5479518B2; US8852047B2; JP2013190016A

Abstract

本发明提供自动变速器，抑制了自动变速器的摩擦损失。自动变速器具备行星齿轮机构、离合器、制动器。第二和第三这两个行星齿轮机构构成第一～第四这四个旋转要素。第三要素与第二旋转要素联结，第六要素与第三旋转要素联结，第一要素与输入轴联结，第四要素与输出部件联结。第一离合器自如地联结第一要素和第五要素，第二离合器自如地联结第二要素和第一旋转要素，第三离合器自如地联结第二要素和第五要素。第一制动器、第二制动器、第三制动器和第四制动器分别将第一联结体、第四旋转要素、第五要素、第一旋转要素自如地固定于变速器壳体。

Description

自动变速器

技术领域

本发明涉及经由配置在变速器壳体内的多个行星齿轮机构将输入轴的旋转速度多档位地变速并从输出部件输出的自动变速器。

背景技术

以往，公知有能够使用输入用的第一行星齿轮机构、变速用的第二和第三这两个行星齿轮机构以及六个接合机构进行前进八档的变速的自动变速器（例如参照专利文献1）。

在专利文献1的自动变速器中，利用所谓的双小齿轮式行星齿轮机构（在行星架固定的情况下，太阳轮和齿圈向同一方向旋转，因此也称作正行星齿轮机构或者正向行星齿轮机构。另外，在齿圈固定的情况下，太阳轮和行星架彼此向不同的方向旋转。）来构成输入用的行星齿轮机构，该双小齿轮式行星齿轮机构由第一太阳轮、第一齿圈以及第一行星架构成，该第一行星架将一对第一小齿轮轴支为自转和公转自如，所述一对第一小齿轮彼此啮合，并且，一方与第一太阳轮啮合，另一方与第一齿圈啮合。

在第一行星齿轮机构中，第一太阳轮是固定于变速器壳体的固定要素，第一行星架是与输入轴联结的输入要素，第一齿圈是对作为输入要素的第一行星架的转速进行减速并输出的输出要素。

并且，利用拉威挪（Ravigneaux）式行星齿轮机构来构成变速用的两个行星齿轮机构，该拉威挪式行星齿轮机构由以下部件构成：第二太阳轮；第三太阳轮；与第三齿圈一体化了的第二齿圈；以及第二行星架，该第二行星架将一对第二小齿轮轴支为自转和公转自如，所述一对第二小齿轮彼此啮合，并且，一方与第二太阳轮和第二齿圈啮合，另一方与第三太阳轮啮合。

对于该拉威挪式行星齿轮机构，如果在共线图（能够用直线表示各旋转要素的相对速度之比的图）中隔开与齿数比对应的间隔依次作为第一旋转要素、第二旋转要素、第三旋转要素以及第四旋转要素的话，则第一旋转要素为第二太阳轮，第二旋转要素为与第三行星架一体化了的第二行星架，第三旋转要素为与第三齿圈一体化了的第二齿圈，第四旋转要素为第三太阳轮。

并且，作为接合机构，具有：第一湿式多板离合器，其将第一行星齿轮机构的作为输出要素的第一齿圈和由第三太阳轮构成的第四旋转要素以解除自如的方式联结；第二湿式多板离合器，其将输入轴和由第二行星架构成的第二旋转要素以解除自如的方式联结；第三湿式多板离合器，其将作为输出要素的第一齿圈和由第二太阳轮构成的第一旋转要素以解除自如的方式联结；第四湿式多板离合器，其将作为输入要素的第一行星架和由第二太阳轮构成的第一旋转要素以解除自如的方式联结；第一制动器，其将由第二太阳轮构成的第一旋转要素以解除自如的方式固定于变速器壳体；以及第二制动器，其将由第二行星架构成的第二旋转要素以解除自如的方式固定于变速器壳体。

根据以上结构，通过使第一湿式多板离合器和第二制动器接合来建立一速档，通过使第一湿式多板离合器和第一制动器接合来建立二速档，通过使第一湿式多板离合器和第三湿式多板离合器接合来建立三速档，通过使第一湿式多板离合器和第四湿式多板离合器接合来建立四速档。

并且，通过使第一湿式多板离合器和第二湿式多板离合器接合来建立五速档，通过使第二湿式多板离合器和第四湿式多板离合器接合来建立六速档，通过使第二湿式多板离合器和第三湿式多板离合器接合来建立七速档，通过使第二湿式多板离合器和第一制动器接合来建立八速档。

并且，现有的自动变速器在输入轴的轴线上构成八个列。具体来说，从变矩器侧起依次为：第一列是第四离合器和第一制动器；第二列是第一行星齿轮机构；第三列是第一离合器；第四列是第三离合器（在概略图中，第三离合器看起来与第一行星齿轮机构同列，但实际上是因为在第一离合器与输出齿轮之间构成有第三离合器用的活塞和油路。）；第五列是输出齿轮；第六列是第二行星齿轮机构；第七列是第三行星齿轮机构；第八列是第二离合器和第二制动器。

【在先技术文献】

【专利文献1】日本特开2005-273768号公报

在上述现有例的自动变速器中，在各个变速档中接合的接合机构的数量为两个。因此，由处于断开状态的其余四个接合机构的拖曳所造成的摩擦损失变大，存在自动变速器的效率恶化的不良情况。

并且，为了能够进行前进十速档以上的变速，至少需要追加一个接合机构。该情况下，在各个变速档处于断开状态的接合机构的数量为五个以上，摩擦损失进一步变大。

发明内容

本发明鉴于以上方面，目的在于提供一种能够在不增加摩擦损失的情况下建立前进十档的变速档的自动变速器。

[1]为了达成上述目的，本发明是一种自动变速器，该自动变速器具备输入轴，该输入轴被旋转自如地轴支于变速器壳体内并通过来自驱动源的动力而旋转，所述自动变速器将该输入轴的旋转多档位地变速并从输出部件输出，所述自动变速器的特征在于，所述自动变速器设有第一～第四这四个行星齿轮机构，该第一～第四这四个行星齿轮机构各自具备由太阳轮、行星架和齿圈构成的三个要素，所述第二和第三这两个行星齿轮机构的各要素构成四个旋转要素，按照能够用直线表示该四个旋转要素的相对旋转速度比的共线图中的排列顺序，将该四个旋转要素从一方起分别设为第一旋转要素、第二旋转要素、第三旋转要素和第四旋转要素，按照能够用直线表示相对旋转速度比的共线图中的与齿数比对应的间隔下的排列顺序，将该第一行星齿轮机构的三个要素分别设为第一要素、第二要素以及第三要素，按照共线图中的与齿数比对应的间隔下的排列顺序，将所述第四行星齿轮机构的三个要素分别设为第四要素、第五要素以及第六要素，联结所述第三要素和所述第二旋转要素而构成第一联结体，联结所述第六要素和所述第三旋转要素而构成第二联结体，所述第一要素与所述输入轴联结，所述第四要素与所述输出部件联结。

并且，所述自动变速器具备由以下部件构成的七个接合机构：第一离合器，其在联结所述第一要素与所述第五要素的联结状态和解除该联结的断开状态之间切换自如；第二离合器，其在联结所述第二要素与所述第一旋转要素的联结状态和解除该联结的断开状态之间切换自如；第三离合器，其在联结所述第二要素与所述第五要素的联结状态和解除该联结的断开状态之间切换自如；第一制动器，其在将所述第一联结体固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如；第二制动器，其在将所述第四旋转要素固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如；第三制动器，其在将所述第五要素固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如；以及第四制动器，其在将所述第一旋转要素或所述第二要素固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如，通过使该七个接合机构中的至少三个接合机构成为联结状态或固定状态，建立前进十档的各变速档。

根据本发明，由后述的实施方式的说明可知，能够建立前进十速档的变速。此外，在三个离合器和四个制动器这共计七个接合机构中，在各变速档，三个接合机构接合而成为联结状态或固定状态。因此，在各个变速档中被断开而不处于联结和固定状态的接合机构的数量为四个，与以往那样只能建立到前进八档且在各变速档中四个接合机构被断开的结构相比，能够在不增加接合机构造成的摩擦损失的情况下将变速档数增加到前进十档。因此，能够在不降低自动变速器的传递效率的情况下实现多档化带来的车辆的燃料效率提高。

[2]在本发明中，也可以是，第六要素是第四行星齿轮机构的太阳轮，第三旋转要素构成为至少包含第二行星齿轮机构的齿圈，第四行星齿轮机构配置于第二行星齿轮机构的径向外侧，第四行星齿轮机构的太阳轮与第二行星齿轮机构的齿圈一体构成。

根据上述结构，由于第四行星齿轮机构配置于第二行星齿轮机构的径向外侧，因此能够实现自动变速器的轴长的缩短。

[3]此外，在本发明中，也可以是，取代上述的将第四行星齿轮机构配置于第二行星齿轮机构的径向外侧的结构，联结第二行星齿轮机构的太阳轮与第三行星齿轮机构的齿圈来构成第一至第四这四个旋转要素中的一个旋转要素，第二行星齿轮机构配置于第三行星齿轮机构的径向外侧，第二行星齿轮机构的太阳轮与第三行星齿轮机构的齿圈一体构成。由此，能够实现自动变速器的轴长的缩短。

[4]在本发明中，优选由啮合机构来构成第三制动器。由此，能够进一步降低摩擦损失。

[5]在本发明中，可以由双向离合器构成第三制动器，该双向离合器在将第五要素固定于变速器壳体的固定状态和允许第五要素的正转并阻止反转的反转阻止状态之间切换自如。由此，能够进一步降低摩擦损失，并且能够提高变速档之间的变速控制性。

[6]在本发明中，优选由啮合机构来构成第三离合器。由此，能够进一步降低摩擦损失。

[7]在本发明中，可以由双向离合器构成第三离合器，该双向离合器在联结第二要素与第五要素的联结状态和切断该联结的断开状态之间切换自如。

由此，能够进一步降低摩擦损失，并且能够提高变速档之间的变速控制性。

[8]在本发明中，还可以设有起步离合器，该起步离合器能够自如地将驱动源的动力传递至输入轴。

[9]在本发明中，还可以构成为将驱动源的动力经由变矩器传递至输入轴。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的自动变速器的上半部分的概略图。

图2是示出第一实施方式的自动变速器的第一～第四行星齿轮机构的各要素的相对速度之比的共线图。

图3（a）是示出第一实施方式的自动变速器的每个变速档中的各接合机构的状态的说明图。图3（b）是示出第一实施方式的各变速档的传动比（gearratio）的一例的说明图。图3（c）是示出第一实施方式的各变速档之间的公比的一例的说明图。图3（d）是示出第一实施方式的各行星齿轮机构的齿数比和自动变速器的传动比范围（ratiorange）的一例的说明图。

图4是示出本发明的第二实施方式的自动变速器的上半部分的概略图。

图5（a）、图5（b）和图5（c）是示出作为第三制动器的双向离合器的一例的剖视图。

标号说明

1：变速器壳体；2：输入轴；3：输出部件；ENG：驱动源；LC：锁止离合器；DA：减震器；TC：变矩器；PGS1：第一行星齿轮机构；Sa：太阳轮（第一要素）；Ca：行星架（第二要素）；Ra：齿圈（第三要素）；Pa：小齿轮；PGS2：第二行星齿轮机构；Sb：太阳轮；Cb：行星架；Rb：齿圈；Pb：小齿轮；PGS3：第三行星齿轮机构；Sc：太阳轮；Cc：行星架；Rc：齿圈；Pc：小齿轮；PGS4：第四行星齿轮机构；Sd：太阳轮（第六要素）；Cd：行星架（第五要素）；Rd：齿圈（第四要素）；Pd：小齿轮；C1～C3：第一～第三离合器；B1～B4：第一～第四制动器；Y1～Y4：第一～第四旋转要素；TW：双向离合器（第三制动器）。

具体实施方式

[第1实施方式]

图1示出本发明的自动变速器的第一实施方式。第一实施方式的自动变速器具备：输入轴2，其以旋转自如的方式轴支在变速器壳体1内，并经由变矩器TC传递由图外的内燃机（发动机）等驱动源ENG输出的驱动力，该变矩器TC具有锁止离合器LC和减震器DA；以及输出部件3，其由与输入轴2同心地配置的输出齿轮构成。输出部件3的旋转经由图外的差动齿轮和传动轴（propellershaft）被传递到车辆的左右驱动轮。另外，也可以取代变矩器TC，设置以摩擦接合自如的方式构成的单板式或者多板式的起步离合器。

此外，在变速器壳体1内，与输入轴2同心地配置第一～第四这四个行星齿轮机构PGS1～4。第一行星齿轮机构PGS1利用所谓的单小齿轮式行星齿轮机构（在行星架固定的情况下，太阳轮和齿圈彼此向不同方向旋转，因此也称作负的行星齿轮机构或者负行星齿轮机构。另外，在齿圈固定的情况下，太阳轮和行星架向同一方向旋转。）构成，该单小齿轮式行星齿轮机构由太阳轮Sa、齿圈Ra以及行星架Ca构成，该行星架Ca将与太阳轮Sa和齿圈Ra啮合的小齿轮Pa轴支为自转和公转自如。

参照图2的中段示出的第一行星齿轮机构PGS1的共线图（能够用直线（速度线）表示太阳轮、行星架和齿圈这三个要素的相对旋转速度之比的图），如果按照共线图中的与齿数比（齿圈的齿数/太阳轮的齿数）对应的间隔下的排列顺序从左侧开始将第一行星齿轮机构PGS1的三个要素Sa、Ca、Ra分别作为第一要素、第二要素以及第三要素的话，则第一要素为太阳轮Sa、第二要素为行星架Ca、第三要素为齿圈Ra。

此处，设第一行星齿轮机构PGS1的齿数比为h，则太阳轮Sa和行星架Ca之间的间隔与行星架Ca和齿圈Ra之间的间隔之比设定成h:1。另外，在共线图中，下方的横线和上方的横线分别表示旋转速度为“0”和“1”（与输入轴2相同的旋转速度）。

第四行星齿轮机构PGS4也由所谓的单小齿轮式行星齿轮机构构成，该单小齿轮式行星齿轮机构由太阳轮Sd、齿圈Rd以及行星架Cd构成，该行星架Cd将与太阳轮Sd和齿圈Rd啮合的小齿轮Pd轴支为自转和公转自如。

参照图2的上段示出的第四行星齿轮机构PGS4的共线图，如果按照共线图中的与齿数比对应的间隔下的排列顺序从左侧开始将第四行星齿轮机构PGS4的三个要素Sd、Cd、Rd分别作为第四要素、第五要素以及第六要素的话，则第四要素为齿圈Rd、第五要素为行星架Cd、第六要素为太阳轮Sd。设第四行星齿轮机构PGS4的齿数比为k，则太阳轮Sd和行星架Cd之间的间隔与行星架Cd和齿圈Rd之间的间隔之比设定成k:1。

第二行星齿轮机构PGS2也由所谓的单小齿轮式行星齿轮机构构成，该单小齿轮式行星齿轮机构由太阳轮Sb、齿圈Rb以及行星架Cb构成，该行星架Cb将与太阳轮Sb和齿圈Rb啮合的小齿轮Pb轴支为自转和公转自如。

此外，第三行星齿轮机构PGS3也由所谓的单小齿轮式行星齿轮机构构成，该单小齿轮式行星齿轮机构由太阳轮Sc、齿圈Rc以及行星架Cc构成，该行星架Cc将与太阳轮Sc和齿圈Rc啮合的小齿轮Pc轴支为自转和公转自如。

第二行星齿轮机构PGS2和第三行星齿轮机构PGS3通过将由第二行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb、行星架Cb和齿圈Rb构成的三个要素中的任意两个与由第三行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc、行星架Cc和齿圈Rc构成的三个要素中的任意两个分别联结而构成四个旋转要素。

参照图2的下段示出的第二行星齿轮机构PGS2和第三行星齿轮机构PGS3的共线图，从左侧开始依次将各旋转要素设为第一旋转要素Y1、第二旋转要素Y2、第三旋转要素Y3、第四旋转要素Y4的话，则第一旋转要素Y1由第二行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb与第三行星齿轮机构PGS3的齿圈Rc联结而成，第二旋转要素Y2由第二行星齿轮机构PGS2的行星架Cb与第三行星齿轮机构PGS3的行星架Cc联结而成，第三旋转要素Y3为第二行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb，第四旋转要素Y4为第三行星齿轮机构PGS3的太阳轮Sc。

另外，在第二行星齿轮机构PGS2和第三行星齿轮机构PGS3的共线图中，下方的横线表示旋转速度为“0”，上方的横线表示旋转速度为当设输入轴的旋转为“1”时与其相同的“1”。

当将第二行星齿轮机构PGS2的齿数比（齿圈的齿数/太阳轮的齿数）设为i，将第三行星齿轮机构PGS3的齿数比设为j时，第一～第四旋转要素之间的间隔成为i:1:（ij－1）的比例。

第一行星齿轮机构PGS1的齿圈Ra（第三要素）与第二旋转要素Y2联结，构成第一联结体Ra-Y2。此外，第四行星齿轮机构PGS4的太阳轮Sd（第六要素）与第三旋转要素Y3联结，构成第二联结体Sd-Y3。第一行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa(第一要素）与输入轴2联结。此外，第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）与输出齿轮即输出部件3联结。

此外，第一实施方式的自动变速器具备第一至第三这三个离合器C1～C3和第一至第四这四个制动器B1～B4作为接合机构。第一离合器C1为摩擦接合型的湿式多板离合器，其构成为在联结第一行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa（第一要素）和第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的联结状态和切断该联结的断开状态之间切换自如。

第二离合器C2为摩擦接合型的湿式多板离合器，其构成为在联结第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）和第一旋转要素Y1的联结状态和切断该联结的断开状态之间切换自如。第三离合器C3为牙嵌式离合器（dogclutch）或由具有同步功能的同步啮合机构构成的啮合机构，其构成为在联结第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）和第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的联结状态和切断该联结的断开状态之间切换自如。另外，也可以由摩擦接合型的湿式多板离合器构成第三离合器C3。

第一制动器B1为摩擦接合型的湿式多板制动器，其构成为在将第一联结体Ra-Y2固定于变速器壳体1的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如。第二制动器B2为摩擦接合型的湿式多板制动器，其构成为在将第四旋转要素Y4固定于变速器壳体1的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如。

第三制动器B3为牙嵌式离合器或者由具有同步功能的同步啮合机构构成的啮合机构，其构成为在将第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）固定于变速器壳体1的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如。此外，也可以由湿式多板制动器构成第三制动器B3。

第四制动器B4为摩擦接合型的湿式多板制动器，其构成为在将第一旋转要素Y1固定于变速器壳体1的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如。另外，第四制动器B4也可以构成为自如地将第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）固定于变速器壳体1。

各离合器C1～C3和各制动器B1～B4由图外的变速器控制单元基于车辆的行驶速度等车辆信息切换状态。

第四行星齿轮机构PGS4配置于第二行星齿轮机构PGS2的径向外侧。并且，第二行星齿轮机构PGS2的齿圈Rb（第三旋转要素Y3）与第四行星齿轮机构PGS4的太阳轮Sd（第六要素）一体联结，构成了第二联结体Sd-Y3。这样，通过将第四行星齿轮机构PGS4配置于第二行星齿轮机构PGS2的径向外侧，第二行星齿轮机构PGS2与第四行星齿轮机构PGS4在径向重合，因此能够实现自动变速器的轴长的缩短。

另外，第二行星齿轮机构PGS2与第四行星齿轮机构PGS4只要至少一部分在径向重合即可，由此能够实现轴长的缩短，不过如果两者完全在径向重合的话，能够将轴长缩短最多。

在输入轴2的轴线上，从驱动源ENG和变矩器TC侧起，按顺序配置有第一离合器C1、第三离合器C3、第一行星齿轮机构PGS1、第二离合器C2、第二行星齿轮机构PGS2、输出齿轮即输出部件3、第三行星齿轮机构PGS3、第一制动器B1、第二制动器B2、第四制动器B4。并且，第三制动器B3配置于第三离合器C3的径向外侧，第四行星齿轮机构PGS4配置于第二行星齿轮机构PGS2的径向外侧。

由此，在变速器壳体1内将第一～第四这四个制动器B1～B4全部配置于输入轴2的轴线方向的端部，从而行星齿轮机构和离合器不容易变成障碍，制动器用的油路的设计自由度提高。

变速器壳体1设有侧壁1a，该侧壁1a位于输出部件3与第三行星齿轮机构PGS3之间，并且该侧壁1a向径向内侧延伸。在该侧壁1a设有筒状部1b，该筒状部1b朝向输出部件3的径向内侧延伸。输出部件3隔着轴承轴支于该筒状部1b。通过如此构成，能够以与变速器壳体1相连的机械强度高的筒状部1b切实地轴支输出部件3。

此外，也可以将第一制动器B1设置于筒状部1b的内表面，第二制动器B2配置于第三行星齿轮机构PGS3的径向外侧，由此能够实现自动变速器的轴长的缩短。

接着，参照图2和图3，说明建立第一实施方式的自动变速器的各变速档的情况。

在建立一速档的时候，使第三离合器C3成为联结状态，使第二制动器B2和第三制动器B3成为固定状态。通过使第二制动器B2成为固定状态，第四旋转要素Y4的旋转速度为“0”。并且，通过使第三制动器B3成为固定状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度为“0”。

并且，通过使第三离合器C3成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）的旋转速度与第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度为同一速度即“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“1st”，从而建立一速档。

在建立二速档的时候，使第二离合器C2和第三离合器C3成为联结状态，使第三制动器B3成为固定状态。通过使第三制动器B3成为固定状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度为“0”。并且，通过使第三离合器C3成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）的旋转速度与第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度为同一速度即“0”。此外，通过使第二离合器C2成为联结状态，第一旋转要素Y1的旋转速度与第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）的旋转速度为同一速度即“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“2nd”，从而建立二速档。

在建立三速档的时候，使第二离合器C2和第三离合器C3成为联结状态，使第一制动器B1成为固定状态。通过使第二离合器C2和第三离合器C3成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）、第一旋转要素Y1以及第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）以同一速度旋转。此外，通过使第一制动器B1成为固定状态，第一联结体Ra-Y2的旋转速度为“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“3rd”，从而建立三速档。

在建立四速档的时候，使第二离合器C2和第三离合器C3成为联结状态，使第二制动器B2成为固定状态。通过使第二离合器C2和第三离合器C3成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）、第一旋转要素Y1以及第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）以同一速度旋转。此外，通过使第二制动器B2成为固定状态，第四旋转要素Y4的旋转速度为“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“4th”，从而建立四速档。

在建立五速档的时候，使第一离合器C1、第二离合器C2和第三离合器C3成为联结状态。通过使第一至第三这三个离合器C1～C3成为联结状态，第一～第四这四个行星齿轮机构PGS1～PGS4的各个行星齿轮机构的由太阳轮、行星架和齿圈构成的要素成为无法相对旋转的锁定状态，所有要素的旋转速度为“1”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为“1”即“5th”，从而建立五速档。

在建立六速档的时候，使第一离合器C1和第三离合器C3成为联结状态，使第二制动器B2成为固定状态。通过使第一离合器C1成为联结状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度与第一行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa（第一要素）为同一速度即“1”。

并且，通过使第三离合器C3成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）的旋转速度与第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度同为“1”。此外，通过使第二制动器B2成为固定状态，第四旋转要素Y4的旋转速度为“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“6th”，从而建立六速档。

在建立七速档的时候，使第一离合器C1和第二离合器C2成为联结状态，使第二制动器B2成为固定状态。通过使第一离合器C1成为联结状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度与第一行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa（第一要素）为同一速度即“1”。

此外，通过使第二离合器C2成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）与第一旋转要素Y1以同一速度旋转。此外，通过使第二制动器B2成为固定状态，第四旋转要素Y4的旋转速度为“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“7th”，从而建立七速档。

在建立八速档的时候，使第一离合器C1成为联结状态，使第一制动器B1和第二制动器B2成为固定状态。通过使第一制动器B1和第二制动器B2成为固定状态，第二旋转要素Y2和第四旋转要素Y4的旋转速度为“0”。由此，第一～第四这四个旋转要素Y1～Y4成为无法相对旋转的锁定状态，第三旋转要素Y3、即第二联结体Sd-Y3的旋转速度也为“0”。

此外，通过使第一离合器C1成为联结状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度与第一行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa（第一要素）为同一速度即“1”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“8th”，从而建立八速档。

在建立九速档的时候，使第一离合器C1和第二离合器C2成为联结状态，使第一制动器B1成为固定状态。通过使第一离合器C1成为联结状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度与第一行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa（第一要素）为同一速度即“1”。

此外，通过使第二离合器C2成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）与第一旋转要素Y1以同一速度旋转。此外，通过使第一制动器B1成为固定状态，第一联结体Ra-Y2的旋转速度为“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“9th”，从而建立九速档。

在建立十速档的时候，使第一离合器C1和第二离合器C2成为联结状态，使第四制动器B4成为固定状态。通过使第一离合器C1成为联结状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度与第一行星齿轮机构PGS1的太阳轮Sa（第一要素）为同一速度即“1”。

此外，通过使第二离合器C2成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）与第一旋转要素Y1以同一速度旋转。此外，通过使第四制动器B4成为固定状态，第一旋转要素Y1的旋转速度为“0”，由第二离合器C2联结的第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）的旋转速度也为“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的“10th”，从而建立十速档。

在建立后退档的时候，使第二离合器C2成为联结状态，使第二制动器B2和第三制动器B3成为固定状态。通过使第二离合器C2成为联结状态，第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）与第一旋转要素Y1以同一速度旋转。此外，通过使第二制动器B2成为固定状态，第四旋转要素Y4的旋转速度为“0”。并且，通过使第三制动器B3成为固定状态，第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的旋转速度为“0”。并且，与输出部件3联结的第四行星齿轮机构PGS4的齿圈Rd（第四要素）的旋转速度成为图2所示的反转（车辆后退的方向的旋转）“Rvs”，从而建立后退档。

图3（a）是总括地表示上述各变速档中的离合器C1～C3、制动器B1～B4的状态的图，离合器C1～C3和制动器B1～B4的列的“○”表示联结状态或固定状态，空白栏表示断开状态。

此外，如图3（d）所示，设第一行星齿轮机构PGS1的齿数比h为3.157、第二行星齿轮机构PGS2的齿数比i为2.527、第三行星齿轮机构PGS3的齿数比j为3.064、第四行星齿轮机构PGS4的齿数比k为1.387，图3（b）示出了图3（d）所示的情况下的各变速档的传动比（输入轴2的旋转速度/输出部件3的旋转速度）。由此，如图3（c）所示，公比（各变速档间的传动比之比）变得适当，并且图3（d）所示的传动比范围（一速档的传动比/十速档的传动比）也变得适当。

根据第一实施方式的自动变速器，能够进行前进十档和后退一档的变速。此外，在各变速档中，湿式多板离合器和湿式多板制动器的断开个数为四个以下，抑制了摩擦损失，能够使驱动力的传递效率提高。

此外，将六速档定义为预定的中速档，将一速档到预定的中速档即六速档定义为低速档区，将从超过预定的中速档即六速档的七速档到十速档定义为高速档区，在超过预定的中速档即六速档的七速档以上的高速档区中，第三离合器C3处于断开状态，该第三离合器由与摩擦接合型的湿式多板离合器相比摩擦损失小的啮合机构构成。

此外，在三速档到十速档处于断开状态的第三制动器B3也由啮合机构构成。因此，在高速档区，湿式多板离合器和湿式多板制动器的断开个数成为2，能够使车辆高速行驶时的摩擦损失降低并提高燃料效率。

此外，由啮合机构构成的第三离合器C3仅在预定的中速档即六速档、以及七速档之间切换联结状态和断开状态。由于六速档（预定的中速档）中的第三离合器C3的传递扭矩（传递驱动力）比较小，因此，即使第三离合器C3以作为啮合机构的牙嵌式离合器构成，也能够在六速档和七速档之间的变速时顺畅地切换固定状态和断开状态。

此外，由于所有的行星齿轮机构PGS1～PGS4均由所谓的单小齿轮式行星齿轮机构构成，因此与由所谓的双小齿轮式行星齿轮机构构成相比，能够减少驱动力的传递路径上的齿轮的啮合次数，能够提高传递效率。

另外，在第一实施方式中，说明了以啮合机构构成第三离合器C3和第三制动器B3的结构，然而即使以摩擦接合型的湿式多板离合器和湿式多板制动器构成两者，也能够得到本发明的效果，即，将各变速档中的湿式多板离合器和湿式多板制动器的断开个数限制在四个以下，能够抑制摩擦损失。

此外，也可以由在固定状态和反转阻止状态之间切换自如的双向离合器构成第三制动器B3，所述固定状态是将第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）固定于变速器壳体1的状态，所述反转阻止状态是允许第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的正转并阻止反转的状态。在图5中示出该双向离合器的一例并具体地进行说明。

图5的作为第三制动器B3的双向离合器TW具备：内圈TW1，其与第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）联结；外圈TW2，其隔开间隔地配置于内圈TW1的径向外侧，并且与变速器壳体1联结；以及保持圈TW3，其配置在内圈TW1与外圈TW2之间。

在内圈TW1，在外周面形成有多个凸轮面TW1a。在保持圈TW3，与凸轮面TW1a对应地设有多个缺口孔TW3a。在该缺口孔TW3a收纳滚子TW4。此外，双向离合器TW具备省略了图示的第一和第二这两个电磁离合器。第一电磁离合器构成为通过通电而将外圈TW2与保持圈TW3联结。当第一电磁离合器未通电时，保持圈TW3构成为相对于内圈TW1和外圈TW2相对旋转自如。

此外，滚子TW4的直径被设定为：如图5（a）所示，当滚子TW4位于凸轮面TW1a的中央部时，空出间隙A，并如图5（b）和（c）所示，当滚子TW4位于凸轮面TW1a的端部时，滚子TW4与内圈TW1和外圈TW2接触。

当第一电磁离合器未通电时，由于保持圈TW3能够自如地旋转，因此，如图5（a）所示，滚子TW4能够持续位于凸轮面TW1a的中央部。因此，双向离合器TW处于内圈TW1能够自如地旋转的状态。

当第一电磁离合器通电的时候，保持圈TW3隔着外圈TW2固定于变速器壳体1。在该情况下，即使内圈TW1欲向正转和反转的任一方向旋转，如图5（b）和（c）所示，由于保持圈TW3固定，因此滚子TW4位于凸轮面TW1a的端部。

此时，滚子TW4被凸轮面TW1a和外圈TW2的内周面夹持，从而阻止了内圈TW1的旋转。即，双向离合器TW成为固定状态。

第二电磁离合器构成为在第一状态、第二状态和断开状态之间切换自如，所述第一状态如图5（b）所示，是在缺口孔TW3a位于凸轮面TW1a的一个端部的状态下使保持圈TW3与内圈TW1联结的状态；所述第二状态如图5（c）所示，是在缺口孔TW3a位于凸轮面TW1a的另一个端部的状态下使保持圈TW3与内圈TW1联结的状态；所述断开状态是切断保持圈TW3与内圈TW1的联结的状态。

当设图5中的顺时针方向为逆转方向时，该双向离合器TW通过使第一电磁离合器处于未通电的状态（通电断开状态）而断开外圈TW2与保持圈TW3的联结，并且使第二电磁离合器成为第一状态，从而成为反转阻止状态。

在以这样的双向离合器TW构成第三制动器B3的情况下，通过使双向离合器TW在前进一速档至二速档以及后退档中成为固定状态，而在前进三速档至十速档成为反转阻止状态，从而能够建立各变速档。

以上述的双向离合器构成第三制动器B3的话，与以摩擦接合式的制动器构成第三制动器B3的情况不同，第三制动器B3不产生摩擦损失。因此，与以啮合机构构成第三制动器B3的情况相同，自动变速器整体能够抑制摩擦损失。

另外，优选的是，在以二速档行驶时，基于行驶速度等车辆信息预测到向三速档升档的情况下，图外的变速器控制单元将作为第三制动器B3的双向离合器TW预先切换为反转阻止状态。

由此，在从二速档升档到三速档时，作为第三制动器B3的双向离合器TW的状态切换已经结束，仅使第一制动器B1成为固定状态就能够变速为三速档，因此能够顺畅地进行从二速档到三速档的升档，提高了自动变速器的变速控制性。

此外，根据如上所述构成的双向离合器TW，除了上述的固定状态和反转阻止状态之外，还能够构成为在解除第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）到变速器壳体1的固定的断开状态、以及阻止第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的正转并允许反转的正转阻止状态之间也切换自如。

具体来说，通过使第一电磁离合器成为通电断开状态，使第二电磁离合器成为断开状态，从而双向离合器TW如图5（a）所示，处于滚子TW4持续位于凸轮面TW1a的中央部的状态，从而成为内圈TW1能够相对于外圈TW2自如地旋转的状态、即断开状态。

此外，通过使第一电磁离合器成为通电断开状态，并使第二电磁离合器如图5（c）所示成为在缺口孔TW3a位于凸轮面TW1a的另一个端部的状态下保持器TW3与内圈TW1联结的第二状态，从而成为阻止内圈TW1的正转而允许反转的状态、即正转阻止状态。

因此，也可以构成为，省略上述的双向离合器TW的第二电磁离合器，通过第一电磁离合器的切换，使作为第三制动器B3的双向离合器TW仅在固定状态和断开状态之间切换自如。在该情况下，通过使双向离合器TW在前进一速档到二速档以及后退档成为固定状态，并在三速档至十速档切换为断开状态，能够建立各变速档。

此外，也可以使用上述双向离合器TW构成第三离合器C3，该第三离合器C3在联结第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）和第四行星齿轮机构PGS4的行星架Cd（第五要素）的联结状态和切断该联结的断开状态之间切换自如。

此外，在第一实施方式中，说明了进行前进十档的变速的结构，但本发明的自动变速器不限于进行前进十档的变速。例如，也可以构成为省略第一实施方式的二速档、六速档和八速档这三个变速档而进行前进七档的变速。

[第2实施方式]

图4示出本发明的第二实施方式的自动变速器。在第二实施方式的自动变速器中，构成为取代第一实施方式的变矩器而设有摩擦接合型的起步离合器C0，经由减震器DA和起步离合器C0将驱动源ENG的驱动力传递至输入轴2。

此外，第二实施方式的第二行星齿轮机构PGS2配置于第三行星齿轮机构PGS3的径向外侧，第二行星齿轮机构PGS2的太阳轮Sb与第三行星齿轮机构PGS3的齿圈Rc一体联结，构成了第一旋转要素Y1。这样，通过将第二行星齿轮机构PGS2配置于第三行星齿轮机构PGS3的径向外侧，第二行星齿轮机构PGS2与第三行星齿轮机构PGS3在径向重合，因此能够实现自动变速器的轴长的缩短。

另外，第二行星齿轮机构PGS2与第三行星齿轮机构PGS3只要至少一部分在径向重合即可，由此能够实现轴长的缩短，不过如果两者完全在径向重合的话，能够将轴长缩短最多。

此外，第二实施方式的第三离合器C3由摩擦接合型的湿式多板离合器构成，第二实施方式的第三制动器B3由摩擦接合型的湿式多板制动器构成。此外，第四制动器B4由摩擦接合型的湿式多板制动器构成，其构成为在将第一行星齿轮机构PGS1的行星架Ca（第二要素）固定于变速器壳体1的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如。此外，第二实施方式的第四制动器B4可以如第1实施方式那样，构成为将第一旋转要素Y1自如地固定于变速器壳体1。

其他结构与第一实施方式的自动变速器相同地构成，标注同一标号并省略其说明。此外，能够与第一实施方式同样地建立一速档到十速档以及后退档构成的各变速档。

利用第二实施方式的自动变速器，能够与第一实施方式同样地进行前进十档和后退一档的变速，能够抑制摩擦损失，提高驱动力的传递效率。此外，所有的行星齿轮机构PGS1～PGS4均由所谓的单小齿轮式行星齿轮机构构成，因此能够提高传递效率。

此外，在第二实施方式的自动变速器中，如第一实施方式那样，可以由啮合机构构成第二离合器C2和第三制动器B3，还可以由双向离合器构成第三制动器B3。此外，还能够如在第一实施方式所说明的那样，构成为进行前进七档的变速。

Claims

1.一种自动变速器，该自动变速器具备输入轴，该输入轴被旋转自如地轴支于变速器壳体内并通过来自驱动源的动力而旋转，所述自动变速器将该输入轴的旋转多档位地变速并从输出部件输出，所述自动变速器的特征在于，

所述自动变速器设有第一～第四这四个行星齿轮机构，该第一～第四这四个行星齿轮机构各自具备由太阳轮、行星架和齿圈构成的三个要素，

所述第二和第三这两个行星齿轮机构的各要素构成四个旋转要素，

按照能够用直线表示该四个旋转要素的相对旋转速度比的共线图中的排列顺序，将该四个旋转要素从一方起分别设为第一旋转要素、第二旋转要素、第三旋转要素和第四旋转要素，

按照能够用直线表示相对旋转速度比的共线图中的与齿数比对应的间隔下的排列顺序，将该第一行星齿轮机构的三个要素分别设为第一要素、第二要素以及第三要素，

按照共线图中的与齿数比对应的间隔下的排列顺序，将所述第四行星齿轮机构的三个要素分别设为第四要素、第五要素以及第六要素，

联结所述第三要素和所述第二旋转要素而构成第一联结体，

联结所述第六要素和所述第三旋转要素而构成第二联结体，

所述第一要素与所述输入轴联结，所述第四要素与所述输出部件联结，

所述自动变速器具备由以下部件构成的七个接合机构：

第一离合器，其在联结所述第一要素与所述第五要素的联结状态和解除该联结的断开状态之间切换自如；

第二离合器，其在联结所述第二要素与所述第一旋转要素的联结状态和解除该联结的断开状态之间切换自如；

第三离合器，其在联结所述第二要素与所述第五要素的联结状态和解除该联结的断开状态之间切换自如；

第一制动器，其在将所述第一联结体固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如；

第二制动器，其在将所述第四旋转要素固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如；

第三制动器，其在将所述第五要素固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如；以及

第四制动器，其在将所述第一旋转要素或所述第二要素固定于所述变速器壳体的固定状态和解除该固定的断开状态之间切换自如，

通过使该七个接合机构中的至少三个接合机构成为联结状态或固定状态，建立前进十档的各变速档。

2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，

所述第六要素是所述第四行星齿轮机构的太阳轮，所述第三旋转要素构成为至少包含所述第二行星齿轮机构的齿圈，所述第四行星齿轮机构配置于所述第二行星齿轮机构的径向外侧，所述第四行星齿轮机构的太阳轮与所述第二行星齿轮机构的齿圈一体构成。

3.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，

所述第一～第四这四个旋转要素中的一个旋转要素是联结所述第二行星齿轮机构的太阳轮与所述第三行星齿轮机构的齿圈而构成的，所述第二行星齿轮机构配置于所述第三行星齿轮机构的径向外侧，所述第二行星齿轮机构的太阳轮与所述第三行星齿轮机构的齿圈一体构成。

4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的自动变速器，其特征在于，

所述第三制动器由啮合机构构成。

5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的自动变速器，其特征在于，

由双向离合器构成所述第三制动器，该双向离合器在将所述第五要素固定于所述变速器壳体的固定状态和允许所述第五要素的正转并阻止反转的反转阻止状态之间切换自如。

6.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，

所述第三离合器由啮合机构构成。

7.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，

由双向离合器构成所述第三离合器，该双向离合器在联结所述第二要素与所述第五要素的联结状态和切断该联结的断开状态之间切换自如。

8.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，

所述自动变速器设有起步离合器，该起步离合器能够自如地将所述驱动源的动力传递至所述输入轴。

9.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于，

所述驱动源的动力经由变矩器传递至所述输入轴。