JP4333043B2 - 自動変速機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸に連結された減速用複式遊星歯車装置及び変速用複式遊星歯車装置の各要素に連結された制御クラッチ及び制御ブレーキを係脱して前記入力軸の回転を複数段に変速して出力軸に伝達する自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に連結し、サンギヤ及び第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに、第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチで係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結して前進７段、後退３段のギヤ比を成立する自動変速機が２０００−２６６１３８号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動変速機は、前進７段、後退３段の間でギヤ比を切り換えることが可能である。しかし、近年は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、適切に離間した前進８段のギヤ比を成立することができる自動変速機が求められている。
【０００４】
本発明は係る要望に応えるためになされたもので、適切に離間した前進８段のギヤ比を得ることができる自動変速機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に第４制御クラッチにより係脱可能に連結し、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したことである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に連結し、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結するとともに第５制御ブレーキに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したことである。
【０００７】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に第４制御クラッチで選択的に接続し、サンギヤ及び第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキで選択的に回転規制するとともに第１制御クラッチで相互に選択的に接続し、変速用複式遊星歯車装置の第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチで選択的に接続するとともに第３制御ブレーキで選択的に回転規制し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチで選択的に接続し、第１遊星歯車機構のサンギヤの回転を第４制御ブレーキで選択的に規制し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したので、従来の自動変速機に１個の制御クラッチを加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進８段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる自動変速機を提供することができる。さらに、高速段側のギヤ比を更に密にすることができるので、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化延いては出力トルクの変化が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。
【０００８】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に連結し、サンギヤ及び第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキで選択的に回転規制するとともに第１制御クラッチで相互に選択的に接続し、変速用複式遊星歯車装置の第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチで選択的に接続するとともに第３制御ブレーキで選択的に回転規制し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結するとともに第５制御ブレーキで選択的に回転規制し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチで選択的に接続し、第１遊星歯車機構のサンギヤの回転を第４制御ブレーキで選択的に規制し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したので、従来の自動変速機に１個の制御ブレーキを加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進８段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる。さらに、高速段側のギヤ比を更に密にすることができるので、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化延いては出力トルクの変化が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。
【０００９】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係る自動変速機の第１の実施形態について説明する。図１において、１０は本発明に係る自動変速機で、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１５、減速用複式遊星歯車装置１６、変速用複式遊星歯車装置１７及び出力軸１８で構成されている。減速用複式遊星歯車装置１６は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構２１及びシングルピニオン型の遊星歯車機構２２のサンギヤＳ１，Ｓ２及びキャリヤＣ１，Ｃ２を連結、共通化して構成されている。即ち、共通軸線１３上に回転可能に支承された共通のサンギヤＳ１，Ｓ２、サンギヤＳ１，Ｓ２と噛合するロングピニオン２３、このロングピニオン２３及びロングピニオン２３と噛合する中間ピニオン２４を回転可能に支承し共通軸線１３上に回転可能に支承された共通のキャリヤＣ１，Ｃ２、ロングピニオン２３及び中間ピニオン２４と夫々噛合し共通軸線１３上に回転可能に支承されたリングギヤＲ２，Ｒ１から構成されている。リングギヤＲ２は第４制御クラッチＣ−４により入力軸１５に係脱可能に連結されている。サンギヤＳ１，Ｓ２及び第１リングギヤＲ１は、ミッションケース１２に設けられた第１、第２制御ブレーキＢ−１，Ｂ−２に夫々連結されるとともに第１制御クラッチＣ−１により相互に係脱可能に連結されている。キャリヤＣ１，Ｃ２はワンウエイクラッチＦ−１を介してミッションケース１２に連結され、逆転を規制されている。
【００１０】
変速用複式遊星歯車装置１７は、共通軸線１３上に回転可能に支承されたサンギヤ、リングギヤ、サンギヤとリングギヤとに噛合するピニオンを支承するキャリヤで構成されるシングルピニオン型の第１及び第２遊星歯車機構２５，２６で構成されている。第１遊星歯車機構２５のリングギヤＲ３と第２遊星歯車機構２５のキャリヤＣ４とは連結されて連結要素Ｒ３，Ｃ４を形成し、連結要素Ｒ３，Ｃ４は入力軸１５に第２制御クラッチＣ−２により係脱可能に連結されるとともに、ミッションケース１２に設けられた第３制御ブレーキＢ−３に連結されている。第２遊星歯車機構２６のリングギヤＲ４は減速用複式遊星歯車装置１６のキャリヤＣ１，Ｃ２に連結されている。第１及び第２遊星歯車機構２５，２６の各サンギヤＳ３，Ｓ４は、第３制御クラッチＣ−３により相互に係脱可能に連結されている。第１遊星歯車機構２５のサンギヤＳ３は、ミッションケース１２に設けられた第４制御ブレーキＢ−４に連結されている。第１遊星歯車機構２１のキャリヤＣ３は出力軸１８に連結されている。
【００１１】
なお、流体トルクコンバータ１１のポンプインペラ３０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、ステータ３１がオイルの反力を受け止めてトルクをタービン３２に発生するようになっている。入力軸１５はタービン３２に連結されている。３３はポンプインペラ３０とタービン３２とを直結するロックアップクラッチである。
【００１２】
以上のように構成された自動変速機１０は、第１乃至第４制御クラッチＣ−１〜Ｃ−４を選択的に係脱し、第１乃至第４制御ブレーキＢ−１〜Ｂ−４を選択的に作動して減速用、変速用複式遊星歯車装置１６，１７の要素の回転を規制することにより、前進８段、後退３段のギヤ比を成立することができる。図２において、各変速段に対応する各制御クラッチ、制御ブレーキの欄に黒丸が付されている場合、制御クラッチであれば接続状態、制御ブレーキであれば回転規制状態にあることを示す。また、図２には、各変速段におけるギヤ比（入力軸１５の回転数／出力軸１８の回転数）及び変速段が１段アップしたときのギヤ比の増加割合（当変速段のギヤ比／前変速段のギヤ比）が示されている。
【００１３】
減速用複式遊星歯車装置１６のダブルピニオン型遊星歯車機構２１においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリヤの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒと遊星歯車機構のギヤ比λとの関係は、式（１）で示され、減速用複式遊星歯車装置１６のシングルピニオン型遊星歯車機構２２及びシングルピニオン型の第１、第２遊星歯車機構２５，２６においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリヤの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒと遊星歯車機構のギヤ比λとの関係は、式（２）で示され、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。サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の歯数をＺｓ１，Ｚｓ２，Ｚｓ３，Ｚｓ４、リングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の歯数をＺｒ１，Ｚｒ２，Ｚｒ３，Ｚｒ４とすると、減速用複式遊星歯車装置１６、変速用複式遊星歯車装置１７の遊星歯車機構２１，２２，２５，２６のギヤ比はλ１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１，λ２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２，λ３＝Ｚｓ３／Ｚｒ３，λ４＝Ｚｓ４／Ｚｒ４である。
Ｎｒ＝（１−λ）Ｎｃ＋λＮｓ・・・（１）
Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（２）
【００１４】
第１乃至第４制御ブレーキＢ−１〜Ｂ−４を選択的に作動し、第１乃至第４制御クラッチＣ−１〜Ｃ−４を選択的に接続したとき、減速用複式遊星歯車装置１６及び変速用複式遊星歯車装置１７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、遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ、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遊星歯車装置１６，１７の速度線図が左右に並べて記載されている。減速用複式遊星歯車装置１６では、サンギヤＳ１，Ｓ２、キャリヤＣ１，Ｃ２、がそれぞれ共通するので、Ｓ１，Ｓ２及びＣ１，Ｃ２がそれぞれ付された各１本の縦線上に共通のサンギヤＳ１，Ｓ２、共通のキャリヤＣ１，Ｃ２の速度比を表し、それぞれＲ１、Ｒ２が付された各１本の縦線上にリングギヤＲ１，Ｒ２の速度比を表す。ダブルピニオン型の遊星歯車機構２１については、キャリヤＣ１の縦線とサンギヤＳ１の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ１の縦線をキャリヤＣ１の縦線からサンギヤＳ１の縦線と同じ側に間隔λ１だけ離して配置する。シングルピニオン型の遊星歯車機構２２については、キャリヤＣ２の縦線とサンギヤＳ２の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ２の縦線をキャリヤＣ２の縦線からサンギヤＳ２の縦線の反対側に間隔λ２だけ離して配置する。
【００１５】
変速用複式遊星歯車装置１７では、第１、第２遊星歯車機構２５，２６のリングギヤＲ３とキャリヤＣ４とが連結され、サンギヤＳ３，Ｓ４が連結されるので、Ｒ３，Ｃ４及びＳ３，Ｓ４がそれぞれ付された各１本の縦線上に連結されたリングギヤＲ３とキャリヤＣ４、サンギヤＳ３，Ｓ４の速度比を表し、それぞれＲ４、Ｃ３が付された各１本の縦線上にリングギヤＲ４、キャリヤＣ３の速度比を表す。第１遊星歯車機構２５はシングルピニオン型であるので、リングギヤＲ３の縦線とサンギヤＳ３の縦線との間隔を１＋λ３とみなし、キャリヤＣ３の縦線をサンギヤＳ３の縦線からリングギヤＲ３の縦線の同じ側に間隔１だけ離して配置する。第２遊星歯車機構２６もシングルピニオン型であるので、キャリヤＣ４の縦線とサンギヤＳ４の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ４の縦線をキャリヤＣ４の縦線からサンギヤＳ４の縦線の反対側に間隔λ４だけ離して配置する。速度線図には、第１乃至第４制御ブレーキＢ−１〜Ｂ−４、第１乃至第４制御クラッチＣ−１〜Ｃ−４が選択的に作動された点にＢ−１〜Ｂ−４、Ｃ−１〜Ｃ−２が記入されている。
【００１６】
このように作成された変速用複式遊星歯車装置１７の速度線図において、４本の各縦線に対応する要素を縦線の並び順に第１、第２、第３、第４要素とする。第１実施形態の場合、第１要素としてのリングギヤＲ４は減速用複式遊星歯車装置１６の共通のキャリヤＣ１，Ｃ２に連結され、第２要素としての互いに連結されたリングギヤＲ３とキャリヤＣ４は第２制御クラッチＣ−２と第３制御ブレーキＢ−３とに並列に連結され、第３要素としてのキャリヤＣ３は出力軸１８に連結され、第４要素としてのサンギヤＳ３，Ｓ４は第３クラッチＣ−３により相互に係脱可能に連結され、サンギヤＳ３は第４制御ブレーキＢ−４に連結されている。
【００１７】
以下、各変速段の作動について説明する。前進第１変速段の場合、第２制御ブレーキＢ−２が作動されてリングギヤＲ１が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、入力軸１５の回転より回転数の小さい第１減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第１減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続され、第４制御ブレーキＢ−４が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が回転規制されるので、第３要素であるキャリヤＣ３、出力軸１８は第１変速段のギヤ比５．４２８で正転駆動される。
【００１８】
前進第２変速段の場合、第１制御ブレーキＢ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、回転数が入力軸１５より小さく第１減速回転より大きい第２減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第２減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続され、第４制御ブレーキＢ−４が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が回転規制されるので、第３要素であるキャリヤＣ３、出力軸１８は第２変速段のギヤ比３．０９２で正転駆動される。
【００１９】
前進第３変速段の場合、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は一体回転されて入力軸１５と同一回転数の入力回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この入力回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続され、第４制御ブレーキＢ−４が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が回転規制されるので、第３要素であるキャリヤＣ３、出力軸１８は第３変速段のギヤ比２．０６１で正転駆動される。
【００２０】
前進第４変速段の場合、第２制御クラッチＣ−２が接続されてリングギヤＲ３が入力軸１５と同一回転数で回転され、第４制御ブレーキＢ−４が作動されてサンギヤＳ３が回転規制されるので、キャリヤＣ３、出力軸１８は第４変速段のギヤ比１．４０５で正転駆動される。このとき、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は入力回転で一体回転される。
【００２１】
前進第５変速段の場合、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は一体回転されて入力軸１５と同一回転数の入力回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この入力回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第２制御クラッチＣ−２が接続されて連結要素Ｒ３，Ｃ４が入力軸１５と同一回転数で回転され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続されるので、変速用複式遊星歯車装置１７は一体回転され、キャリヤＣ３、出力軸１８は第５変速段のギヤ比１．０００で正転駆動される。
【００２２】
前進第６変速段の場合、第１制御ブレーキＢ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第２減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第２減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は入力回転と第２減速回転との回転差に応じて第６変速段のギヤ比０．８２９で正転駆動される。
【００２３】
前進第７変速段の場合、第２制御ブレーキＢ−２が作動されて第１リングギヤＲ１が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第１減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第１減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は入力回転と第１減速回転との回転差に応じて第７変速段のギヤ比０．７２３で正転駆動される。
【００２４】
前進第８変速段の場合、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続されて入力回転され、第１制御クラッチＣ−１が接続されて一体化された減速用複式遊星歯車装置１６は第２制御ブレーキＢ−２の作動により回転規制されて第１要素であるリングギヤＲ４の回転を規制し、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は第８変速段のギヤ比０．６１８で正転駆動される。
【００２５】
減速用複式遊星歯車装置１６を一体化して回転を規制することによりリングギヤＲ４の回転を規制するために、第１制御クラッチＣ−１を接続して第１制御ブレーキＢ−１を作動してもよく、又は第１及び第２制御ブレーキＢ−１，Ｂ−２を作動してもよい。
【００２６】
後退第１変速段の場合、第２制御ブレーキＢ−２が作動されて第１リングギヤＲ１が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第１減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第１減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御ブレーキＢ−３が作動して連結要素Ｒ３，Ｃ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３で接続されるので、キャリヤＣ３と出力軸１８は後退第１変速段のギヤ比４．２６０で逆転駆動される。
【００２７】
後退第２変速段の場合、第１制御ブレーキＢ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第２減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第２減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御ブレーキＢ−３が作動して連結要素Ｒ３，Ｃ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３で接続されるので、キャリヤＣ３と出力軸１８は後退第２変速段のギヤ比２．４２７で逆転駆動される。
【００２８】
後退第３変速段の場合、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は一体回転されて入力軸１５と同一回転数の入力回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この入力回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御ブレーキＢ−３が作動して連結要素Ｒ３，Ｃ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３で接続されるので、キャリヤＣ３と出力軸１８は後退第３変速段のギヤ比１．６１８で逆転駆動される。
【００２９】
入力軸１５の回転数を１とした場合の各変速段におけるサンギヤＳ１〜Ｓ４、キャリヤＣ１〜Ｃ４、及びリングギヤＲ１〜Ｒ４の回転比を示す図３の速度線図から明らかなように、各変速段における第３要素であるキャリヤＣ３の回転比すなわちギヤ比は、適当な間隔をもって配列し、本発明に係る自動変速機によれば適切に離間した前進８段、後退３段のギヤ比を得ることができる。さらに、変速段が１段アップしたときのギヤ比の増加割合は、図２に示すように、第１、第２変速段の間は１．７５６、第２、第３変速段の間は１．５００、第３、第４変速段の間は１．４６７、第４、第５変速段の間は１．４０５、第５、第６変速段の間は１．２０６、第６、第７変速段の間は１．１４７、第７、第８変速段の間は１．１７０となり、高速段ほど概ね増加割合が小さくなり、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化割合延いては出力トルクの変化割合が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。また、最低変速段のギヤ比を最高変速段のギヤ比で割ったスプレッドは、８．７８と十分大きいので、低変速段において加速性能を高くし、高変速段において燃費をよくすることができる。
【００３０】
第１実施形態においては、減速用複式遊星歯車装置１６の第２リングギヤＲ２を第４制御クラッチＣ−４により入力軸１５に係脱可能に連結し、キャリヤＣ１，Ｃ２を変速用複式遊星歯車装置１７の第１要素であるリングギヤＲ４に連結するようにしているが、第２実施形態では、図４に示すように、第２リングギヤＲ２を入力軸１５に直接連結し、変速用複式遊星歯車装置１７の第１要素であるリングギヤＲ４をキャリヤＣ１，Ｃ２に連結するとともに第５制御ブレーキＢ−５に連結している。
【００３１】
第２実施形態における各変速段における各制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態を図５に示す。各変速段におけるギヤ比、及び増加割合は第１実施形態の場合と同一である。速度線図は、図６に示すように、第１実施形態の場合と実質的に同じである。各変速段の作動は、前進第８変速段以外は、減速用複式遊星歯車装置１６の第２リングギヤＲ２が入力軸１５により第４制御クラッチＣ−４を介して回転駆動されるか、直接回転駆動されるかの相違点以外は同じであるので、説明を省略する。
【００３２】
前進第８変速段の場合、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続されて入力回転され、第５制御ブレーキＢ−５の作動により第１要素であるリングギヤＲ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は第８変速段のギヤ比０．６１８で正転駆動される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動変速装置の第１実施形態を示すスケルトン図である。
【図２】 第１実施形態の各速度段における制御ブレーキ及び制御クラッチの作動状態を示す図である。
【図３】 第１実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【図４】 第２実施形態を示すスケルトン図である。
【図５】 第２実施形態の各速度段における制御ブレーキ及び制御クラッチの作動状態を示す図である。
【図６】 第２実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【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、１５・・・入力軸、１６・・・減速用複式遊星歯車装置、１７・・・変速用複式遊星歯車装置、１８・・・出力軸、２５・・・第１遊星歯車機構、２６・・・第２遊星歯車機構、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４・・・サンギヤ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４・・・キャリヤ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・リングギヤ、Ｒ３，Ｃ４・・・連結要素、Ｃ−１，Ｃ−２，Ｃ−３，Ｃ−４・・・第１、第２、第３、第４、制御クラッチ、Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４，Ｂ−５・・・第１、第２、第３、第４、第５制御ブレーキ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力軸に連結された減速用複式遊星歯車装置及び変速用複式遊星歯車装置の各要素に連結された制御クラッチ及び制御ブレーキを係脱して前記入力軸の回転を複数段に変速して出力軸に伝達する自動変速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に連結し、サンギヤ及び第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに、第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチで係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結して前進７段、後退３段のギヤ比を成立する自動変速機が２０００−２６６１３８号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の自動変速機は、前進７段、後退３段の間でギヤ比を切り換えることが可能である。しかし、近年は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、適切に離間した前進８段のギヤ比を成立することができる自動変速機が求められている。
【０００４】
本発明は係る要望に応えるためになされたもので、適切に離間した前進８段のギヤ比を得ることができる自動変速機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に第４制御クラッチにより係脱可能に連結し、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したことである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に連結し、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結するとともに第５制御ブレーキに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したことである。
【０００７】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に第４制御クラッチで選択的に接続し、サンギヤ及び第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキで選択的に回転規制するとともに第１制御クラッチで相互に選択的に接続し、変速用複式遊星歯車装置の第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチで選択的に接続するとともに第３制御ブレーキで選択的に回転規制し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチで選択的に接続し、第１遊星歯車機構のサンギヤの回転を第４制御ブレーキで選択的に規制し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したので、従来の自動変速機に１個の制御クラッチを加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進８段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる自動変速機を提供することができる。さらに、高速段側のギヤ比を更に密にすることができるので、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化延いては出力トルクの変化が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。
【０００８】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に連結し、サンギヤ及び第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキで選択的に回転規制するとともに第１制御クラッチで相互に選択的に接続し、変速用複式遊星歯車装置の第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチで選択的に接続するとともに第３制御ブレーキで選択的に回転規制し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結するとともに第５制御ブレーキで選択的に回転規制し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチで選択的に接続し、第１遊星歯車機構のサンギヤの回転を第４制御ブレーキで選択的に規制し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したので、従来の自動変速機に１個の制御ブレーキを加えるだけで、入力軸の回転を適切に離間した前進８段のギヤ比で変速して出力軸に伝達することができる。さらに、高速段側のギヤ比を更に密にすることができるので、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化延いては出力トルクの変化が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。
【０００９】
【実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係る自動変速機の第１の実施形態について説明する。図１において、１０は本発明に係る自動変速機で、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１５、減速用複式遊星歯車装置１６、変速用複式遊星歯車装置１７及び出力軸１８で構成されている。減速用複式遊星歯車装置１６は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構２１及びシングルピニオン型の遊星歯車機構２２のサンギヤＳ１，Ｓ２及びキャリヤＣ１，Ｃ２を連結、共通化して構成されている。即ち、共通軸線１３上に回転可能に支承された共通のサンギヤＳ１，Ｓ２、サンギヤＳ１，Ｓ２と噛合するロングピニオン２３、このロングピニオン２３及びロングピニオン２３と噛合する中間ピニオン２４を回転可能に支承し共通軸線１３上に回転可能に支承された共通のキャリヤＣ１，Ｃ２、ロングピニオン２３及び中間ピニオン２４と夫々噛合し共通軸線１３上に回転可能に支承されたリングギヤＲ２，Ｒ１から構成されている。リングギヤＲ２は第４制御クラッチＣ−４により入力軸１５に係脱可能に連結されている。サンギヤＳ１，Ｓ２及び第１リングギヤＲ１は、ミッションケース１２に設けられた第１、第２制御ブレーキＢ−１，Ｂ−２に夫々連結されるとともに第１制御クラッチＣ−１により相互に係脱可能に連結されている。キャリヤＣ１，Ｃ２はワンウエイクラッチＦ−１を介してミッションケース１２に連結され、逆転を規制されている。
【００１０】
変速用複式遊星歯車装置１７は、共通軸線１３上に回転可能に支承されたサンギヤ、リングギヤ、サンギヤとリングギヤとに噛合するピニオンを支承するキャリヤで構成されるシングルピニオン型の第１及び第２遊星歯車機構２５，２６で構成されている。第１遊星歯車機構２５のリングギヤＲ３と第２遊星歯車機構２５のキャリヤＣ４とは連結されて連結要素Ｒ３，Ｃ４を形成し、連結要素Ｒ３，Ｃ４は入力軸１５に第２制御クラッチＣ−２により係脱可能に連結されるとともに、ミッションケース１２に設けられた第３制御ブレーキＢ−３に連結されている。第２遊星歯車機構２６のリングギヤＲ４は減速用複式遊星歯車装置１６のキャリヤＣ１，Ｃ２に連結されている。第１及び第２遊星歯車機構２５，２６の各サンギヤＳ３，Ｓ４は、第３制御クラッチＣ−３により相互に係脱可能に連結されている。第１遊星歯車機構２５のサンギヤＳ３は、ミッションケース１２に設けられた第４制御ブレーキＢ−４に連結されている。第１遊星歯車機構２１のキャリヤＣ３は出力軸１８に連結されている。
【００１１】
なお、流体トルクコンバータ１１のポンプインペラ３０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、ステータ３１がオイルの反力を受け止めてトルクをタービン３２に発生するようになっている。入力軸１５はタービン３２に連結されている。３３はポンプインペラ３０とタービン３２とを直結するロックアップクラッチである。
【００１２】
以上のように構成された自動変速機１０は、第１乃至第４制御クラッチＣ−１〜Ｃ−４を選択的に係脱し、第１乃至第４制御ブレーキＢ−１〜Ｂ−４を選択的に作動して減速用、変速用複式遊星歯車装置１６，１７の要素の回転を規制することにより、前進８段、後退３段のギヤ比を成立することができる。図２において、各変速段に対応する各制御クラッチ、制御ブレーキの欄に黒丸が付されている場合、制御クラッチであれば接続状態、制御ブレーキであれば回転規制状態にあることを示す。また、図２には、各変速段におけるギヤ比（入力軸１５の回転数／出力軸１８の回転数）及び変速段が１段アップしたときのギヤ比の増加割合（当変速段のギヤ比／前変速段のギヤ比）が示されている。
【００１３】
減速用複式遊星歯車装置１６のダブルピニオン型遊星歯車機構２１においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリヤの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒと遊星歯車機構のギヤ比λとの関係は、式（１）で示され、減速用複式遊星歯車装置１６のシングルピニオン型遊星歯車機構２２及びシングルピニオン型の第１、第２遊星歯車機構２５，２６においては、サンギヤの回転数Ｎｓ、キャリヤの回転数Ｎｃ、リングギヤの回転数Ｎｒと遊星歯車機構のギヤ比λとの関係は、式（２）で示され、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。サンギヤＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の歯数をＺｓ１，Ｚｓ２，Ｚｓ３，Ｚｓ４、リングギヤＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の歯数をＺｒ１，Ｚｒ２，Ｚｒ３，Ｚｒ４とすると、減速用複式遊星歯車装置１６、変速用複式遊星歯車装置１７の遊星歯車機構２１，２２，２５，２６のギヤ比はλ１＝Ｚｓ１／Ｚｒ１，λ２＝Ｚｓ２／Ｚｒ２，λ３＝Ｚｓ３／Ｚｒ３，λ４＝Ｚｓ４／Ｚｒ４である。
Ｎｒ＝（１−λ）Ｎｃ＋λＮｓ・・・（１）
Ｎｒ＝（１＋λ）Ｎｃ−λＮｓ・・・（２）
【００１４】
第１乃至第４制御ブレーキＢ−１〜Ｂ−４を選択的に作動し、第１乃至第４制御クラッチＣ−１〜Ｃ−４を選択的に接続したとき、減速用複式遊星歯車装置１６及び変速用複式遊星歯車装置１７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、遊星歯車装置のサンギヤ、キャリヤ、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遊星歯車装置１６，１７の速度線図が左右に並べて記載されている。減速用複式遊星歯車装置１６では、サンギヤＳ１，Ｓ２、キャリヤＣ１，Ｃ２、がそれぞれ共通するので、Ｓ１，Ｓ２及びＣ１，Ｃ２がそれぞれ付された各１本の縦線上に共通のサンギヤＳ１，Ｓ２、共通のキャリヤＣ１，Ｃ２の速度比を表し、それぞれＲ１、Ｒ２が付された各１本の縦線上にリングギヤＲ１，Ｒ２の速度比を表す。ダブルピニオン型の遊星歯車機構２１については、キャリヤＣ１の縦線とサンギヤＳ１の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ１の縦線をキャリヤＣ１の縦線からサンギヤＳ１の縦線と同じ側に間隔λ１だけ離して配置する。シングルピニオン型の遊星歯車機構２２については、キャリヤＣ２の縦線とサンギヤＳ２の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ２の縦線をキャリヤＣ２の縦線からサンギヤＳ２の縦線の反対側に間隔λ２だけ離して配置する。
【００１５】
変速用複式遊星歯車装置１７では、第１、第２遊星歯車機構２５，２６のリングギヤＲ３とキャリヤＣ４とが連結され、サンギヤＳ３，Ｓ４が連結されるので、Ｒ３，Ｃ４及びＳ３，Ｓ４がそれぞれ付された各１本の縦線上に連結されたリングギヤＲ３とキャリヤＣ４、サンギヤＳ３，Ｓ４の速度比を表し、それぞれＲ４、Ｃ３が付された各１本の縦線上にリングギヤＲ４、キャリヤＣ３の速度比を表す。第１遊星歯車機構２５はシングルピニオン型であるので、リングギヤＲ３の縦線とサンギヤＳ３の縦線との間隔を１＋λ３とみなし、キャリヤＣ３の縦線をサンギヤＳ３の縦線からリングギヤＲ３の縦線の同じ側に間隔１だけ離して配置する。第２遊星歯車機構２６もシングルピニオン型であるので、キャリヤＣ４の縦線とサンギヤＳ４の縦線との間隔を１とみなし、リングギヤＲ４の縦線をキャリヤＣ４の縦線からサンギヤＳ４の縦線の反対側に間隔λ４だけ離して配置する。速度線図には、第１乃至第４制御ブレーキＢ−１〜Ｂ−４、第１乃至第４制御クラッチＣ−１〜Ｃ−４が選択的に作動された点にＢ−１〜Ｂ−４、Ｃ−１〜Ｃ−２が記入されている。
【００１６】
このように作成された変速用複式遊星歯車装置１７の速度線図において、４本の各縦線に対応する要素を縦線の並び順に第１、第２、第３、第４要素とする。第１実施形態の場合、第１要素としてのリングギヤＲ４は減速用複式遊星歯車装置１６の共通のキャリヤＣ１，Ｃ２に連結され、第２要素としての互いに連結されたリングギヤＲ３とキャリヤＣ４は第２制御クラッチＣ−２と第３制御ブレーキＢ−３とに並列に連結され、第３要素としてのキャリヤＣ３は出力軸１８に連結され、第４要素としてのサンギヤＳ３，Ｓ４は第３クラッチＣ−３により相互に係脱可能に連結され、サンギヤＳ３は第４制御ブレーキＢ−４に連結されている。
【００１７】
以下、各変速段の作動について説明する。前進第１変速段の場合、第２制御ブレーキＢ−２が作動されてリングギヤＲ１が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、入力軸１５の回転より回転数の小さい第１減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第１減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続され、第４制御ブレーキＢ−４が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が回転規制されるので、第３要素であるキャリヤＣ３、出力軸１８は第１変速段のギヤ比５．４２８で正転駆動される。
【００１８】
前進第２変速段の場合、第１制御ブレーキＢ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、回転数が入力軸１５より小さく第１減速回転より大きい第２減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第２減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続され、第４制御ブレーキＢ−４が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が回転規制されるので、第３要素であるキャリヤＣ３、出力軸１８は第２変速段のギヤ比３．０９２で正転駆動される。
【００１９】
前進第３変速段の場合、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は一体回転されて入力軸１５と同一回転数の入力回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この入力回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続され、第４制御ブレーキＢ−４が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が回転規制されるので、第３要素であるキャリヤＣ３、出力軸１８は第３変速段のギヤ比２．０６１で正転駆動される。
【００２０】
前進第４変速段の場合、第２制御クラッチＣ−２が接続されてリングギヤＲ３が入力軸１５と同一回転数で回転され、第４制御ブレーキＢ−４が作動されてサンギヤＳ３が回転規制されるので、キャリヤＣ３、出力軸１８は第４変速段のギヤ比１．４０５で正転駆動される。このとき、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は入力回転で一体回転される。
【００２１】
前進第５変速段の場合、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は一体回転されて入力軸１５と同一回転数の入力回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この入力回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第２制御クラッチＣ−２が接続されて連結要素Ｒ３，Ｃ４が入力軸１５と同一回転数で回転され、第３制御クラッチＣ−３が作動してサンギヤＳ３，Ｓ４が接続されるので、変速用複式遊星歯車装置１７は一体回転され、キャリヤＣ３、出力軸１８は第５変速段のギヤ比１．０００で正転駆動される。
【００２２】
前進第６変速段の場合、第１制御ブレーキＢ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第２減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第２減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は入力回転と第２減速回転との回転差に応じて第６変速段のギヤ比０．８２９で正転駆動される。
【００２３】
前進第７変速段の場合、第２制御ブレーキＢ−２が作動されて第１リングギヤＲ１が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第１減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第１減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は入力回転と第１減速回転との回転差に応じて第７変速段のギヤ比０．７２３で正転駆動される。
【００２４】
前進第８変速段の場合、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続されて入力回転され、第１制御クラッチＣ−１が接続されて一体化された減速用複式遊星歯車装置１６は第２制御ブレーキＢ−２の作動により回転規制されて第１要素であるリングギヤＲ４の回転を規制し、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は第８変速段のギヤ比０．６１８で正転駆動される。
【００２５】
減速用複式遊星歯車装置１６を一体化して回転を規制することによりリングギヤＲ４の回転を規制するために、第１制御クラッチＣ−１を接続して第１制御ブレーキＢ−１を作動してもよく、又は第１及び第２制御ブレーキＢ−１，Ｂ−２を作動してもよい。
【００２６】
後退第１変速段の場合、第２制御ブレーキＢ−２が作動されて第１リングギヤＲ１が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第１減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第１減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御ブレーキＢ−３が作動して連結要素Ｒ３，Ｃ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３で接続されるので、キャリヤＣ３と出力軸１８は後退第１変速段のギヤ比４．２６０で逆転駆動される。
【００２７】
後退第２変速段の場合、第１制御ブレーキＢ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２が回転規制され、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、減速用複式遊星歯車装置１６は、第２減速回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この第２減速回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御ブレーキＢ−３が作動して連結要素Ｒ３，Ｃ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３で接続されるので、キャリヤＣ３と出力軸１８は後退第２変速段のギヤ比２．４２７で逆転駆動される。
【００２８】
後退第３変速段の場合、第４制御クラッチＣ−４が接続されて第２リングギヤＲ２が入力軸１５により回転駆動され、第１制御クラッチＣ−１が作動されてサンギヤＳ１，Ｓ２とリングギヤＲ１とが接続されるので、減速用複式遊星歯車装置１６は一体回転されて入力軸１５と同一回転数の入力回転をキャリヤＣ１，Ｃ２に生成する。この入力回転は第１要素であるリングギヤＲ４に伝達され、第３制御ブレーキＢ−３が作動して連結要素Ｒ３，Ｃ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３で接続されるので、キャリヤＣ３と出力軸１８は後退第３変速段のギヤ比１．６１８で逆転駆動される。
【００２９】
入力軸１５の回転数を１とした場合の各変速段におけるサンギヤＳ１〜Ｓ４、キャリヤＣ１〜Ｃ４、及びリングギヤＲ１〜Ｒ４の回転比を示す図３の速度線図から明らかなように、各変速段における第３要素であるキャリヤＣ３の回転比すなわちギヤ比は、適当な間隔をもって配列し、本発明に係る自動変速機によれば適切に離間した前進８段、後退３段のギヤ比を得ることができる。さらに、変速段が１段アップしたときのギヤ比の増加割合は、図２に示すように、第１、第２変速段の間は１．７５６、第２、第３変速段の間は１．５００、第３、第４変速段の間は１．４６７、第４、第５変速段の間は１．４０５、第５、第６変速段の間は１．２０６、第６、第７変速段の間は１．１４７、第７、第８変速段の間は１．１７０となり、高速段ほど概ね増加割合が小さくなり、車速の高速度域でエンジン性能を最適に引き出すことができ、且つギヤチェンジ時のギヤ比の変化割合延いては出力トルクの変化割合が小さくなり、良好なフィーリングを得ることができる。また、最低変速段のギヤ比を最高変速段のギヤ比で割ったスプレッドは、８．７８と十分大きいので、低変速段において加速性能を高くし、高変速段において燃費をよくすることができる。
【００３０】
第１実施形態においては、減速用複式遊星歯車装置１６の第２リングギヤＲ２を第４制御クラッチＣ−４により入力軸１５に係脱可能に連結し、キャリヤＣ１，Ｃ２を変速用複式遊星歯車装置１７の第１要素であるリングギヤＲ４に連結するようにしているが、第２実施形態では、図４に示すように、第２リングギヤＲ２を入力軸１５に直接連結し、変速用複式遊星歯車装置１７の第１要素であるリングギヤＲ４をキャリヤＣ１，Ｃ２に連結するとともに第５制御ブレーキＢ−５に連結している。
【００３１】
第２実施形態における各変速段における各制御クラッチ、制御ブレーキの作動状態を図５に示す。各変速段におけるギヤ比、及び増加割合は第１実施形態の場合と同一である。速度線図は、図６に示すように、第１実施形態の場合と実質的に同じである。各変速段の作動は、前進第８変速段以外は、減速用複式遊星歯車装置１６の第２リングギヤＲ２が入力軸１５により第４制御クラッチＣ−４を介して回転駆動されるか、直接回転駆動されるかの相違点以外は同じであるので、説明を省略する。
【００３２】
前進第８変速段の場合、連結要素Ｒ３，Ｃ４は第２制御クラッチＣ−２により入力軸１５に接続されて入力回転され、第５制御ブレーキＢ−５の作動により第１要素であるリングギヤＲ４の回転が規制され、サンギヤＳ３，Ｓ４は第３制御クラッチＣ−３により接続されるので、キャリヤＣ３は第８変速段のギヤ比０．６１８で正転駆動される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動変速装置の第１実施形態を示すスケルトン図である。
【図２】 第１実施形態の各速度段における制御ブレーキ及び制御クラッチの作動状態を示す図である。
【図３】 第１実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【図４】 第２実施形態を示すスケルトン図である。
【図５】 第２実施形態の各速度段における制御ブレーキ及び制御クラッチの作動状態を示す図である。
【図６】 第２実施形態の各速度段における遊星歯車装置の各要素の回転比を示す速度線図である。
【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、１５・・・入力軸、１６・・・減速用複式遊星歯車装置、１７・・・変速用複式遊星歯車装置、１８・・・出力軸、２５・・・第１遊星歯車機構、２６・・・第２遊星歯車機構、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４・・・サンギヤ、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４・・・キャリヤ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４・・・リングギヤ、Ｒ３，Ｃ４・・・連結要素、Ｃ−１，Ｃ−２，Ｃ−３，Ｃ−４・・・第１、第２、第３、第４、制御クラッチ、Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３，Ｂ−４，Ｂ−５・・・第１、第２、第３、第４、第５制御ブレーキ。
Claims (2)
- サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に第４制御クラッチにより係脱可能に連結し、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したことを特徴とする自動変速機。
- サンギヤ、該サンギヤに噛合するロングピニオンと該ロングピニオンに噛合する中間ピニオンとを支承するキャリヤ、前記ロングピニオンに噛合する第２リングギヤ及び前記中間ピニオンに噛合する第１リングギヤを有する減速用複式遊星歯車装置を設け、該減速用複式遊星歯車装置の第２リングギヤを入力軸に連結し、前記サンギヤ及び前記第１リングギヤを第１、第２制御ブレーキに夫々連結するとともに第１制御クラッチにより相互に係脱可能に連結し、第１及び第２遊星歯車機構で変速用複式遊星歯車装置を構成し、第１遊星歯車機構のリングギヤと第２遊星歯車機構のキャリヤとを連結して入力軸に第２制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに第３制御ブレーキに連結し、第２遊星歯車機構のリングギヤを減速用複式遊星歯車装置のキャリヤに連結するとともに第５制御ブレーキに連結し、第１及び第２遊星歯車機構の各サンギヤを第３制御クラッチにより係脱可能に連結するとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤを第４制御ブレーキに連結し、第１遊星歯車機構のキャリヤを出力軸に連結したことを特徴とする自動変速機。
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