ところで、このような従来の自動変速機は、一般に車速およびアクセル操作量などの運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップ(変速条件)に従って変速が行われるとともに、スポーツモードやスノーモードなどの運転モードや運転者の好み、走行条件などに応じて複数の変速マップが用意されているが、成立する各変速段の数や変速比、変速比ステップ(連続する変速段の変速比の変化割合)、トータルの変速比幅(最大、最小の変速比の割合)などは同じであるため、運転モードや運転者の好み、走行条件などに応じて必ずしも十分に満足できる変速制御が行われるとは言い難かった。運転者の変速操作(アップダウン操作など)に従って変速段を切り換える場合でも、各変速段の変速比が一定であるため、運転者によっては必ずしも十分に満足できない場合がある。
一方、遊星歯車装置やクラッチ、ブレーキの数を増やせば、変速比が異なる複数の変速段から成る複数種類の変速グループを設定することが可能で、運転モードや運転者の好み、走行条件等に応じてそれ等の変速グループを切り換えて使用することにより、一層適切な変速制御を行うことができるようになるが、単に遊星歯車装置やクラッチ、ブレーキの数を増やすだけでは装置が複雑で大掛かりになり、製造コストや搭載性などが悪化して実用的でない。
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、製造コストや搭載性等の要求を満足させつつ複数種類の変速グループを設定することが可能で、運転モードや運転者の好み、走行条件などに応じて一層適切な変速制御を行うことができるようにすることにある。
第1発明は、(a) 入力部材の回転を所定の変速比で伝達する第1入力経路と、(b) その第1入力経路よりも変速比が大きく、前記入力部材の回転をその第1入力経路よりも低回転で伝達する第2入力経路と、(c) 複数の遊星歯車装置が部分的に連結されることにより、一定の関係で相対回転させられる複数の回転要素が構成されており、その回転要素の一部はクラッチを介して前記第1入力経路または前記第2入力経路に選択的に連結されるとともに、ブレーキを介して選択的に回転停止させられるようになっており、それ等のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態により複数の変速段が成立させられて、出力部材に連結された出力用回転要素から回転を出力する主変速部と、を有する自動変速機において、(d) 前記主変速部は4つ以上の回転要素を備えているとともに、その4つ以上の回転要素のうちの一対の第1入力回転要素および第2入力回転要素は、それぞれ第1入力クラッチおよび第2入力クラッチにより選択的に前記第1入力経路に連結されるようになっており、(e) 前記第1入力クラッチが係合させられるとともに前記第2入力クラッチが解放されて、前記第1入力回転要素が前記第1入力経路を介して回転駆動される状態で、他のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態が切り換えられることにより、その第1入力経路よりも高回転で出力する第1変速グループの連続した複数の変速段が成立させられる一方、(f) 前記第2入力クラッチが係合させられるとともに前記第1入力クラッチが解放されて、前記第2入力回転要素が前記第1入力経路を介して回転駆動される状態で、他のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態が切り換えられることにより、その第1入力経路よりも高回転で出力するとともに前記第1変速グループとは変速比が異なる第2変速グループの連続した複数の変速段が成立させられ、(g) 前記第1変速グループおよび前記第2変速グループの何れかを用いて一連の変速制御が行われることを特徴とする。
第2発明は、(a) 入力部材の回転を所定の変速比で伝達する第1入力経路と、(b) その第1入力経路よりも変速比が大きく、前記入力部材の回転をその第1入力経路よりも低回転で伝達する第2入力経路と、(c) 複数の遊星歯車装置が部分的に連結されることにより、一定の関係で相対回転させられる複数の回転要素が構成されており、その回転要素の一部はクラッチを介して前記第1入力経路または前記第2入力経路に選択的に連結されるとともに、ブレーキを介して選択的に回転停止させられるようになっており、それ等のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態により複数の変速段が成立させられて、出力部材に連結された出力用回転要素から回転を出力する主変速部と、を有する自動変速機において、(d) 前記主変速部は4つ以上の回転要素を備えているとともに、その4つ以上の回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上において中間部分に位置している一対の第1入力回転要素および第2入力回転要素は、それぞれ第1入力クラッチおよび第2入力クラッチにより選択的に前記第1入力経路に連結されるようになっており、(e) 前記共線図において、中間部分に位置する前記第1入力回転要素および前記第2入力回転要素の両側の一方には前記出力用回転要素が位置しているとともに、他方にはクラッチにより選択的に前記第2入力経路に連結され、或いはブレーキにより選択的に回転停止させられる1または複数の回転要素が位置していることを特徴とする。
第3発明は、第2発明の自動変速機において、(a) 前記第1入力クラッチを係合させた状態で、前記他方側に位置する回転要素の前記クラッチおよび前記ブレーキが別々に係合させられることにより、前記第1入力経路よりも高回転で出力する第1変速グループの連続した複数の変速段が成立させられる一方、(b) 前記第2入力クラッチを係合させた状態で、前記他方側に位置する回転要素の前記クラッチおよび前記ブレーキが別々に係合させられることにより、前記第1入力経路よりも高回転で出力するとともに前記第1変速グループとは変速比が異なる第2変速グループの連続した複数の変速段が成立させられ、(c) 前記第1変速グループおよび前記第2変速グループの何れかを用いて一連の変速制御が行われることを特徴とする。
第4発明は、第1発明または第3発明の自動変速機において、前記第1変速グループおよび前記第2変速グループの各変速段は、何れも前記第1入力クラッチおよび前記第2入力クラッチの係合、解放状態が異なるだけで、他のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じであることを特徴とする。
第5発明は、第1発明、第3発明、または第4発明の自動変速機において、前記第1変速グループおよび前記第2変速グループの何れかを選択して一連の変速制御を行う変速制御装置を有することを特徴とする。
第6発明は、第1発明〜第5発明の何れかの自動変速機において、(a) 前記第1入力回転要素および前記第2入力回転要素は、隣接して配設された2組の遊星歯車装置のリングギヤ同士またはサンギヤ同士で、(b) その2組の遊星歯車装置は、大径部および小径部を有する共通の段付ピニオンを備えているとともに、前記リングギヤ同士またはサンギヤ同士は、それぞれその段付ピニオンの大径部および小径部の一方および他方と噛み合わされていることを特徴とする。
第7発明は、第1発明〜第6発明の何れかの自動変速機において、(a) 前記主変速部は6つの回転要素を備えており、その6つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上においてその6つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素、第5回転要素、および第6回転要素とした時、第1回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第2回転要素は第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第4回転要素は第3ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第6回転要素は第1クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、第1回転要素は第2クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、第2回転要素は第3クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、第3回転要素は第4クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、第5回転要素は出力部材に連結されて回転を出力するもので、(b) その第2回転要素が前記第1入力回転要素で、第3回転要素が前記第2入力回転要素で、第5回転要素が前記出力用回転要素で、第3クラッチが前記第1入力クラッチで、第4クラッチが前記第2入力クラッチであることを特徴とする。
第8発明は、第7発明の自動変速機において、(a) 前記主変速部は、シングルピニオン型の第2−1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2−2遊星歯車装置、シングルピニオン型の第2−3遊星歯車装置、および第2−4遊星歯車装置を有する一方、(b) 前記第1回転要素は前記第2−3遊星歯車装置のサンギヤで、前記第2回転要素は前記第2−1遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第2−4遊星歯車装置のリングギヤの何れか一方で、前記第3回転要素はそれ等の第2−1遊星歯車装置のリングギヤおよび第2−4遊星歯車装置のリングギヤの他方で、前記第4回転要素は互いに連結された前記第2−1遊星歯車装置のキャリア、前記第2−2遊星歯車装置のキャリア、および前記第2−4遊星歯車装置のキャリアで、前記第5回転要素は互いに連結された前記第2−2遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第2−3遊星歯車装置のキャリアで、前記第6回転要素は互いに連結された前記第2−1遊星歯車装置のサンギヤ、前記第2−2遊星歯車装置のサンギヤ、および前記第2−3遊星歯車装置のリングギヤであることを特徴とする。
第9発明は、(a) 入力部材の回転を所定の変速比で伝達する第1入力経路と、(b) その第1入力経路よりも変速比が大きく、前記入力部材の回転をその第1入力経路よりも低回転で伝達する第2入力経路と、(c) 複数の遊星歯車装置が部分的に連結されることにより、一定の関係で相対回転させられる複数の回転要素が構成されており、その回転要素の一部はクラッチを介して前記第1入力経路または前記第2入力経路に選択的に連結されるとともに、ブレーキを介して選択的に回転停止させられるようになっており、それ等のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態により複数の変速段が成立させられて、出力部材に連結された出力用回転要素から回転を出力する主変速部と、を有する自動変速機において、(d) 前記主変速部は、シングルピニオン型の第2−1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2−2遊星歯車装置、シングルピニオン型の第2−3遊星歯車装置、および第2−4遊星歯車装置を有する一方、(e) 前記第2−3遊星歯車装置のサンギヤによって第1回転要素が構成され、前記第2−1遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第2−4遊星歯車装置のリングギヤの何れか一方によって第2回転要素が構成され、それ等の第2−1遊星歯車装置のリングギヤおよび第2−4遊星歯車装置のリングギヤの他方によって第3回転要素が構成され、前記第2−1遊星歯車装置のキャリア、前記第2−2遊星歯車装置のキャリア、および前記第2−4遊星歯車装置のキャリアが互いに連結されて第4回転要素が構成され、前記第2−2遊星歯車装置のリングギヤおよび前記第2−3遊星歯車装置のキャリアが互いに連結されて第5回転要素が構成され、前記第2−1遊星歯車装置のサンギヤ、前記第2−2遊星歯車装置のサンギヤ、および前記第2−3遊星歯車装置のリングギヤが互いに連結されて第6回転要素が構成されているとともに、(f) 前記第1回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、前記第2回転要素は第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、前記第4回転要素は第3ブレーキによって選択的に回転停止させられ、前記第6回転要素は第1クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、前記第1回転要素は第2クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、前記第2回転要素は第3クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、前記第3回転要素は第4クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、前記第5回転要素は出力部材に連結されて回転を出力することを特徴とする。
第10発明は、第8発明または第9発明の自動変速機において、前記第2−1遊星歯車装置のピニオンギヤは大径部および小径部を有する段付ピニオンで、その小径部がその第2−1遊星歯車装置のピニオンギヤとして機能し、その大径部には前記第2−4遊星歯車装置のリングギヤが噛み合わされていることを特徴とする。
第11発明は、第7発明〜第10発明の何れかの自動変速機において、(a-1) 前記第1クラッチおよび前記第3ブレーキが係合させられることによって成立する最も大きい変速比の第1変速段、(a-2) 前記第1クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって成立する、前記第1変速段よりも変速比が小さい第2変速段、(a-3) 前記第1クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって成立する、前記第2変速段よりも変速比が小さい第3変速段、(a-4) 前記第1クラッチおよび前記第2クラッチが係合させられることによって成立する、前記第3変速段よりも変速比が小さい第4変速段、(a-5) 前記第1クラッチ、および前記第3クラッチまたは前記第4クラッチが係合させられることによって成立する、前記第4変速段よりも変速比が小さい第5変速段、(a-6) 前記第3クラッチおよび前記第4クラッチが係合させられることによって成立する、前記第5変速段よりも変速比が小さい第6変速段、(a-7) 前記第2クラッチ、および前記第3クラッチまたは前記第4クラッチが係合させられることによって成立する、前記第6変速段よりも変速比が小さい第7変速段、(a-8) 前記第3クラッチまたは前記第4クラッチ、および前記第1ブレーキが係合させられることによって成立する、前記第7変速段よりも変速比が小さい第8変速段、のうちの所定の複数の変速段を用いて変速制御が行われる一方、(b) 前記第3クラッチおよび前記第4クラッチの何れを用いても成立させることができる前記第7変速段および前記第8変速段は、その第3クラッチを係合させて成立させる第1変速グループと、その第4クラッチを係合させて成立させる第2変速グループとの2種類が用意され、それ等の第1変速グループおよび第2変速グループの何れかを選択して一連の変速制御が行われることを特徴とする。
第12発明は、第1発明〜第6発明の何れかの自動変速機において、(a) 前記主変速部は5つの回転要素を備えており、その5つの回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図上においてその5つの回転要素を一端から他端へ向かって順番に第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素、第4回転要素、および第5回転要素とした時、第1回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第2回転要素は第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第3回転要素は第3ブレーキによって選択的に回転停止させられ、第5回転要素は第1クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、第1回転要素は第2クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、第2回転要素は第3クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、第3回転要素は第4クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、第4回転要素は出力部材に連結されて回転を出力するもので、(b) その第2回転要素が前記第1入力回転要素で、第3回転要素が前記第2入力回転要素で、第4回転要素が前記出力用回転要素で、第3クラッチが前記第1入力クラッチで、第4クラッチが前記第2入力クラッチであることを特徴とする。
第13発明は、第12発明の自動変速機において、(a) 前記主変速部は、シングルピニオン型の第2−1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2−2遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第2−3遊星歯車装置を有する一方、(b) 前記第1回転要素は互いに連結された前記第2−1遊星歯車装置のサンギヤ、前記第2−2遊星歯車装置のキャリア、および前記第2−3遊星歯車装置のサンギヤで、前記第2回転要素は前記第2−1遊星歯車装置のキャリアおよび前記第2−2遊星歯車装置のリングギヤで、前記第3回転要素は前記第2−1遊星歯車装置のリングギヤで、前記第4回転要素は前記第2−3遊星歯車装置のキャリアで、前記第5回転要素は互いに連結された前記第2−2遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第2−3遊星歯車装置のリングギヤであることを特徴とする。
第14発明は、(a) 入力部材の回転を所定の変速比で伝達する第1入力経路と、(b) その第1入力経路よりも変速比が大きく、前記入力部材の回転を該第1入力経路よりも低回転で伝達する第2入力経路と、(c) 複数の遊星歯車装置が部分的に連結されることにより、一定の関係で相対回転させられる複数の回転要素が構成されており、その回転要素の一部はクラッチを介して前記第1入力経路または前記第2入力経路に選択的に連結されるとともに、ブレーキを介して選択的に回転停止させられるようになっており、それ等のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態により複数の変速段が成立させられて、出力部材に連結された出力用回転要素から回転を出力する主変速部と、を有する自動変速機において、(d) 前記主変速部は、シングルピニオン型の第2−1遊星歯車装置、ダブルピニオン型の第2−2遊星歯車装置、およびシングルピニオン型の第2−3遊星歯車装置を有する一方、(e) 前記第2−1遊星歯車装置のサンギヤ、前記第2−2遊星歯車装置のキャリア、および前記第2−3遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第1回転要素が構成され、前記第2−1遊星歯車装置のキャリアおよび前記第2−2遊星歯車装置のリングギヤが互いに連結されて第2回転要素が構成され、前記第2−1遊星歯車装置のリングギヤによって第3回転要素が構成され、前記第2−3遊星歯車装置のキャリアによって第4回転要素が構成され、前記第2−2遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第2−3遊星歯車装置のリングギヤが互いに連結されて第5回転要素が構成されているとともに、(f) 前記第1回転要素は第1ブレーキによって選択的に回転停止させられ、前記第2回転要素は第2ブレーキによって選択的に回転停止させられ、前記第3回転要素は第3ブレーキによって選択的に回転停止させられ、前記第5回転要素は第1クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、前記第1回転要素は第2クラッチを介して前記第2入力経路に選択的に連結され、前記第2回転要素は第3クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、前記第3回転要素は第4クラッチを介して前記第1入力経路に選択的に連結され、前記第4回転要素は出力部材に連結されて回転を出力することを特徴とする。
第15発明は、第12発明〜第14発明の何れかの自動変速機において、(a-1) 前記第1クラッチおよび前記第3ブレーキが係合させられることによって成立する最も大きい変速比の第1変速段、(a-2) 前記第1クラッチおよび前記第2ブレーキが係合させられることによって成立する、前記第1変速段よりも変速比が小さい第2変速段、(a-3) 前記第1クラッチおよび前記第1ブレーキが係合させられることによって成立する、前記第2変速段よりも変速比が小さい第3変速段、(a-4) 前記第1クラッチおよび前記第2クラッチが係合させられることによって成立する、前記第3変速段よりも変速比が小さい第4変速段、(a-5) 前記第1クラッチ、および前記第3クラッチまたは前記第4クラッチが係合させられることによって成立する、前記第4変速段よりも変速比が小さい第5変速段、(a-6) 前記第3クラッチおよび前記第4クラッチが係合させられることによって成立する、前記第5変速段よりも変速比が小さい第6変速段、(a-7) 前記第2クラッチ、および前記第3クラッチまたは前記第4クラッチが係合させられることによって成立する、前記第6変速段よりも変速比が小さい第7変速段、(a-8) 前記第3クラッチまたは前記第4クラッチ、および前記第1ブレーキが係合させられることによって成立する、前記第7変速段よりも変速比が小さい第8変速段、のうちの所定の複数の変速段を用いて変速制御が行われる一方、(b) 前記第3クラッチおよび前記第4クラッチの何れを用いても成立させることができる前記第7変速段および前記第8変速段は、その第3クラッチを係合させて成立させる第1変速グループと、その第4クラッチを係合させて成立させる第2変速グループとの2種類が用意され、その第1変速グループおよびその第2変速グループの何れかを選択して一連の変速制御が行われることを特徴とする。
第16発明は、第1発明〜第15発明の何れかの自動変速機において、(a) 前記第2入力経路には第1遊星歯車装置が設けられ、その第1遊星歯車装置の3つの回転要素の何れか1つが前記入力部材に連結されて回転駆動され、他の1つが回転不能に固定され、残りの1つが中間出力部材として前記入力部材に対して減速回転させられて前記主変速部へ伝達するようになっており、(b) 前記第1入力経路は、前記入力部材の回転を変速比1.0でそのまま前記主変速部へ伝達することを特徴とする。
第1発明の自動変速機においては、第1入力回転要素が第1入力クラッチにより第1入力経路に連結されることにより第1変速グループの連続する各変速段が成立させられ、第2入力回転要素が第2入力クラッチにより第1入力経路に連結されることにより第2変速グループの連続する各変速段が成立させられるため、運転モードや運転者の好み、走行条件等に応じてそれ等の変速グループを切り換えて使用したり、車両の個性などに応じて何れかの変速グループを選択して設定したりすることにより、一層適切な変速制御が行われるようになる。
また、本発明では、第1入力経路および第2入力経路の2経路で主変速部に回転が入力されるとともに、その第1入力経路から伝達される回転を第1入力クラッチおよび第2入力クラッチで切り換えることにより、第1変速グループおよび第2変速グループの各変速段が成立させられるため、各変速グループにおける変速制御を比較的容易に行うことができるとともに、装置が比較的簡単で安価且つコンパクトに構成され、製造コストや車両等への搭載性などの要求を満たすことができる。
第2発明では、共線図上において中間部分に位置している一対の第1入力回転要素および第2入力回転要素が、それぞれ第1入力クラッチおよび第2入力クラッチを介して第2入力経路に選択的に連結される一方、それ等の第1入力回転要素および第2入力回転要素の一方側には出力用回転要素が位置し、他方側には1または複数の回転要素が位置させられ、ブレーキにより回転停止させられ、或いはクラッチにより第2入力経路に連結されるようになっているため、第1入力クラッチを係合するか第2入力クラッチを係合するかによって、例えば第3発明のように一対の第1変速グループおよび第2変速グループの複数の変速段を容易に設定できるなど、第1入力経路よりも高回転の変速段の設定の自由度が高く、一層適切な変速制御が行われるようになる。また、第1入力経路および第2入力経路の2経路で主変速部に回転が入力されるとともに、その第2入力経路から伝達される回転を第1入力クラッチおよび第2入力クラッチで切り換えることにより、第1変速グループおよび第2変速グループ等の各変速段が成立させられるため、第1発明と同様に装置が比較的簡単で安価且つコンパクトに構成され、製造コストや車両等への搭載性などの要求を満たすことができる。第7発明〜第15発明の第1回転要素は、この第2発明の他方側の回転要素に相当する。
第4発明では、第1変速グループおよび第2変速グループの各変速段は、第1入力クラッチおよび第2入力クラッチの係合、解放状態が異なるだけで、他のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じであり、両変速グループの変速段でクラッチおよびブレーキが共通して用いられるため、変速グループ毎にクラッチおよびブレーキを別々に設ける場合に比較して、装置が一層簡単且つ安価でコンパクトに構成される。
第6発明では、第1入力回転要素および第2入力回転要素が、隣接して配設された2組の遊星歯車装置のリングギヤ同士またはサンギヤ同士で、その2組の遊星歯車装置に共通に設けられた段付ピニオンの大径部および小径部にそれ等のリングギヤ同士またはサンギヤ同士が噛み合わされるようになっているため、例えば従来の遊星歯車式自動変速機において第1入力経路よりも高回転で出力する複数の連続する変速段を成立させる第1入力回転要素(リングギヤまたはサンギヤ)に対し、そのピニオンギヤを段付ピニオンにするとともに第2入力回転要素(リングギヤまたはサンギヤ)を噛み合わせて第2入力クラッチにより第1入力経路に連結できるようにするだけで、第1発明〜第5発明の自動変速機を構成することができ、簡単且つ安価でコンパクトに構成できる。
第7発明〜第11発明では、最大8段の多段変速が、変速比が異なる2つの入力経路と、4組の遊星歯車装置を有する主変速部と、4つのクラッチおよび3つのブレーキとによって達成されるため、軽量で且つコンパクトに構成できるとともに、2つの係合要素(クラッチまたはブレーキ)の掴み替えで殆どの変速を行うことができるため、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
第1回転要素〜第6回転要素について具体的に定められている第8発明、第9発明では、主変速部の4組の遊星歯車装置のギヤ比ρを所定の範囲内で設定することにより、それ等の遊星歯車装置として比較的小型(小径)のものを使用しつつ、第1変速グループおよび第2変速グループの変速段を含めて各変速段の変速比や変速比ステップなどを適当に設定することができるとともに、トータルで例えば6程度以上の大きな変速比幅を確保できる。
第10発明は第6発明の一実施態様で、第2−1遊星歯車装置のピニオンギヤを段付ピニオンとし、その段付ピニオンに第4のリングギヤ(第2−4遊星歯車装置のリングギヤ)を噛み合わせて第4クラッチにより第1入力経路に連結できるようにするだけで良いため、複数の変速グループの何れかを選択して変速制御を行うことができる自動変速機を簡単且つ安価でコンパクトに構成できる。
第12発明〜第15発明では、最大8段の多段変速が、変速比が異なる2つの入力経路と、3組の遊星歯車装置を有する主変速部と、4つのクラッチおよび3つのブレーキとによって達成されるため、軽量で且つコンパクトに構成できるとともに、2つの係合要素(クラッチまたはブレーキ)の掴み替えで殆どの変速を行うことができるため、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
第1回転要素〜第6回転要素について具体的に定められている第13発明、第14発明では、主変速部の4組の遊星歯車装置のギヤ比ρを所定の範囲内で設定することにより、それ等の遊星歯車装置として比較的小型(小径)のものを使用しつつ、第1変速グループおよび第2変速グループの変速段を含めて各変速段の変速比や変速比ステップなどを適当に設定することができる。
なお、第9発明、第14発明は、第1発明〜第5発明の一実施態様に相当し、それ等と同様の作用効果が得られる。
本発明は車両用の自動変速機に好適に適用され、例えば内燃機関等の走行用駆動源からトルクコンバータなどの流体継手を経て回転が入力され、所定の変速比で変速して出力歯車や出力軸などの出力部材から差動歯車装置を経て左右の駆動輪に伝達されるが、車両用以外の自動変速機にも適用され得る。入力部材は、例えばトルクコンバータのタービン軸などである。
自動変速機の車両に対する搭載姿勢は、自動変速機の軸線が車両の幅方向となるFF(フロントエンジン・フロントドライブ)車両などの横置き型でも、自動変速機の軸線が車両の前後方向となるFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車両などの縦置き型でも良い。
自動変速機は、アクセル操作量や車速などの運転状態に応じて自動的に変速段を切り換えるものでも良いが、運転者のスイッチ操作(アップダウン操作など)に従って変速段を切り換えるものでも良い。本発明の自動変速機の変速段数は特に制限がなく、例えば第7発明〜第15発明では8段変速まで可能で、6段以上、或いは7段以上の変速段を用いて変速することが望ましいが、4段変速や5段変速などで変速制御を行うことも可能である。第11発明、第15発明では、第7変速段および第8変速段が必須であるが、第1変速段や第2変速段〜第6変速段の何れかの変速段を省略することにより、7段変速以下の変速段で変速制御を行うことができる。
第1変速グループおよび第2変速グループの各変速段の数は少なくとも2つ以上であれば良い。両変速グループの変速段の数は同じであっても良いが、変速段を1つだけ増減して例えば3段変速を2段変速とするなど、異なる変速段数とすることも可能である。
第4発明、第11発明、第15発明では、両変速グループの変速段が第1入力クラッチおよび第2入力クラッチ以外のクラッチおよびブレーキの作動状態が同じであるが、第1発明〜第3発明など他の発明の実施に際しては、第1入力クラッチおよび第2入力クラッチ以外のクラッチやブレーキについても係合、解放状態を変更して両変速グループの変速段を成立させるようにしても良い。すなわち、変速グループ毎にクラッチおよびブレーキを別々に設けて各変速段を成立させるようにしても良い。
第1変速グループおよび第2変速グループの切換えは、例えば運転者によって選択されるパワーモード、スノーモード、エコノミーモード等の運転モードに応じて自動的に切り換えられるようにしたり、運転者がスイッチ操作で直接選択できるようにしたり、或いは運転者の運転傾向やABS(アンチロックブレーキシステム)等の作動状態、駆動状態かエンジンブレーキ状態か、或いは雪道、登降坂路等の走行条件などを検出して自動的に切り換えられるようにしたりするなど、種々の態様が可能である。また、車両の種類に応じて予め一定の変速グループに固定して変速段を設定することもできるし、変速グループに関する要件が無い第2発明においては、必ずしも複数の変速グループを設定する必要はなく、例えば第1入力クラッチおよび第2入力クラッチを交互に切り換えて変速を行うことも可能である。設定できる変速段の数が多いため、搭載する車種など車の性格等に応じて、変速比や変速比ステップ、トータルの変速比幅などを考慮して多用な変速段の設定が可能である。
変速マップなどの変速条件に従って自動的に変速段を切り換える場合、上記運転モードなどに応じて変速グループを切り換えるとともに、変速マップ等の変速条件も併せて変更することが可能で、一層適切な変速制御が行われるようになる。すなわち、変速グループを切り換えれば、変速段の数や変速比、変速比ステップ、トータルの変速比幅などが変化するため、それに合わせて変速マップ等の変速条件も変更することが望ましい。変速グループ毎に複数の変速マップを用意し、変速グループについては例えば運転者がスイッチ操作で直接選択し、変速マップについては運転モードなどに応じて変更されるようにしても良いなど、種々の態様が可能である。
変速グループの数は、本発明では第1変速グループおよび第2変速グループを備えておれば良いが、例えば第3入力クラッチを設けるなどして第3変速グループを設定し、3つの変速グループを適宜切り換えることができるようにすることも可能である。
第6発明、第10発明では、段付ピニオンが設けられて第1入力回転要素および第2入力回転要素(サンギヤまたはリングギヤ)がそれぞれ噛み合わされるようになっているが、そのような段付ピニオンを用いることなく、通常の遊星歯車装置を用いて構成することも可能である。
第1クラッチ〜第4クラッチ、第1ブレーキ〜第3ブレーキとしては、油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式や単板式、ベルト式などの油圧式摩擦係合装置が好適に用いられるが、電磁式等の他の形式の係合装置を採用することもできる。変速制御を容易にするため、それ等のブレーキやクラッチと並列に一方向クラッチを設けることもできる。例えば第7発明〜第15発明において第3ブレーキと並列に一方向クラッチを設ければ、第1クラッチを係合させるだけで第1変速段が成立させられ、更に第2ブレーキを係合させるだけで第2変速段へ切り換えることができる。エンジンブレーキが必要無い場合には、第3ブレーキに代えて一方向クラッチを設けるだけでも良い。回転を停止する点で一方向クラッチはブレーキと同様の機能が得られるのである。この他、第2ブレーキと並列に、直列に接続されたブレーキおよび一方向クラッチを設けるなど、種々の態様が可能である。
第7発明〜第15発明では、第1入力回転要素および第2入力回転要素を挟んで出力用回転要素と反対側(他方側)に位置する回転要素が、第1回転要素1つだけであるが、第2発明や第3発明の実施に際しては、その他方側の回転要素を2つ以上設けることも可能である。その場合に、それ等の回転要素を第2入力経路に連結するクラッチや回転停止させるブレーキを回転要素毎に2つ以上ずつ設けることもできるが、2つ以上の回転要素の1つをクラッチにより第2入力経路に連結し、他の1つをブレーキにより回転停止させるだけでも良いなど、種々の態様が可能である。
また、第7発明〜第15発明では第6回転要素または第5回転要素が第1クラッチにより第2入力経路に連結されることにより、第1入力経路よりも低回転の変速段が成立させられるようになっているが、第1発明〜第6発明の実施に際しては、このような第6回転要素、第5回転要素や第1クラッチは必ずしも必須ではない。第7発明〜第11発明において、第1変速段を成立させるための第4回転要素および第3ブレーキを削除したり、第2変速段を成立させるための第2ブレーキを削除したりすることも可能である。
第16発明では、第2入力経路に第1遊星歯車装置が設けられ、その第2入力経路の変速比(=入力部材の回転速度/主変速部への出力回転速度)が1.0より大きくて入力部材の回転を減速して伝達する一方、第1入力経路は入力部材の回転をそのまま伝達する(変速比=1.0)が、他の発明の実施に際しては、第1入力経路の変速比は必ずしも1.0である必要はなく、例えば第1入力経路の変速比が1.0より小さくて入力部材の回転を増速して伝達する一方、第2入力経路の変速比が1.0で入力部材の回転をそのまま伝達するようにしても良いなど、種々の態様が可能である。第1遊星歯車装置は、例えば主変速部と同軸上に配設される。
第16発明の第1遊星歯車装置としては、3つの回転要素としてサンギヤ、キャリア、およびリングギヤを有するダブルピニオン型、或いはシングルピニオン型の遊星歯車装置が好適に用いられ、それ等のサンギヤ、キャリア、およびリングギヤの何れか1つが入力部材に連結されて回転駆動され、他の1つが回転不能に固定され、残りの1つが中間出力部材として前記入力部材に対して減速回転させられて出力するように構成される。
シングルピニオン型の遊星歯車装置を用いる場合には、キャリアに配設されるピニオンギヤとして、大径部および小径部を有する段付きのもの(複合遊星歯車装置)を採用することも可能である。その場合は、3つの回転要素がピニオンギヤの大径部、小径部の一方および他方に噛み合わされるサンギヤおよびリングギヤとキャリアにて構成される場合の他、ピニオンギヤの大径部、小径部にそれぞれ噛み合わされる一対の小径サンギヤおよび大径サンギヤとキャリアにて構成したり、ピニオンギヤの大径部、小径部にそれぞれ噛み合わされる一対の大径リングギヤおよび小径リングンギヤとキャリアにて構成したりすることもできる。
また、第16発明では、第1入力経路に第1遊星歯車装置が設けられているが、平行軸式の変速機を用いて第1入力経路および第2入力経路を形成することもできるなど種々の態様が可能である。例えば(a) 前記入力部材から回転が入力される第1軸線と、その第1軸線と平行で前記主変速部が配設された第2軸線とに跨がって配設されているとともに、(b) 前記入力部材から前記第1軸線側へ入力された回転を予め定められた第1変速比(=第1軸線側の回転速度/第2軸線側の回転速度)で前記第2軸線側へ伝達する第1動力伝達機構と、(c) 前記入力部材から前記第1軸線側へ入力された回転を前記第1変速比よりも大きい第2変速比で前記第2軸線側へ伝達する第2動力伝達機構と、を有して構成され、その場合は、(d) 第1動力伝達機構を経て伝達する経路が前記第1入力経路に相当し、第2動力伝達機構を経て伝達する経路が前記第2入力経路に相当する。
上記第1軸線側から第2軸線側へ動力伝達する第1動力伝達機構、第2動力伝達機構は、例えばカウンタギヤ対を用いて構成されるが、プーリおよびベルト、或いはスプロケットおよびチェーンなどの他の伝達機構を採用することもできる。
主変速部は、例えば第7発明〜第15発明のように構成されるが、他の連結形態を採用することもできる。
主変速部の第2−1遊星歯車装置〜第2−4遊星歯車装置、或いは第2−1遊星歯車装置〜第2−3遊星歯車装の位置関係は特に限定されず、例えば第2−1遊星歯車装置、第2−2遊星歯車装置、第2−3遊星歯車装置、第2−4遊星歯車装置の順番で軸方向に並べて配置することもできるが、軸方向の中央に第2−1遊星歯車装置や第2−4遊星歯車装置を配置することもできるなど、種々の態様が可能である。クラッチやブレーキについても、例えば一端部に集中して配置したり、遊星歯車装置の両側に分けて配置したりするなど、種々の態様が可能である。
第1入力経路および第2入力経路は、例えば一定の変速比で伝達するように構成されるが、2段階等で変速して伝達するものを採用することもできる。また、第1入力経路および第2入力経路とは異なる変速比で伝達する第3入力経路を設けることも可能である。
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、第1発明〜第11発明、第16発明の一実施例である車両用自動変速機10の骨子図で、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置12を主体として構成されている第1変速部14と、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16、ダブルピニオン型の第3遊星歯車装置18、シングルピニオン型の第4遊星歯車装置20、および第5遊星歯車装置22を主体として構成されている第2変速部24とを有し、入力軸26の回転を変速して出力歯車28から出力する。入力軸26は入力部材に相当するもので、トルクコンバータ30のタービン軸であり、走行用駆動源としての内燃機関のクランク軸32からトルクコンバータ30を介して回転が入力される一方、出力歯車28は出力部材に相当するもので、差動歯車装置などを介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この車両用自動変速機10は中心線に対して略対称的に構成されており、図1では中心線の下半分が省略されている。以下の実施例も同様である。
上記第1変速部14を構成している第1遊星歯車装置12のキャリアCA1は入力軸26に連結されて回転駆動され、サンギヤS1は回転不能にケース34に一体的に固定され、リングギヤR1は中間出力部材として入力軸26の回転を減速して第2変速部24へ出力する。このように入力軸26から第1遊星歯車装置12のキャリアCA1、そのキャリアCA1に配設されたピニオンギヤ、および中間出力部材としてのリングギヤR1を経て第2変速部24へ伝達する経路が第2入力経路PA2で、第1遊星歯車装置12のギヤ比(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)ρ1に応じて定められる一定の変速比1/(1−ρ1)で減速される。また、上記第2入力経路PA2とは別に、入力軸26の回転を変速比1.0でそのまま第2変速部24へ伝達する第1入力経路PA1が設けられている。この実施例では、第1変速部14の第1遊星歯車装置12のキャリアCA1を経由して第1入力経路PA1が構成されている。
前記第2変速部24は主変速部に相当するもので、第2遊星歯車装置16は第2−1遊星歯車装置に相当し、第3遊星歯車装置18は第2−2遊星歯車装置に相当し、第4遊星歯車装置20は第2−3遊星歯車装置に相当し、第5遊星歯車装置22は第2−4遊星歯車装置に相当する。また、第2遊星歯車装置16は、ピニオンギヤが大径部および小径部を有する段付ピニオン36にて構成されており、その小径部が第2遊星歯車装置16のピニオンギヤとして機能している一方、大径部には第5遊星歯車装置22のリングギヤ(第4のリングギヤ)R5が噛み合わされている。このリングギヤR5は、第2変速部24における第4のリングギヤに相当する。また、第2遊星歯車装置16、第3遊星歯車装置18のキャリアCA2およびCA3、サンギヤS2およびS3は、それぞれ共通の部材にて構成されているとともに、第2遊星歯車装置16のピニオンギヤ(段付ピニオン36の小径部)は第3遊星歯車装置18の第1ピニオンギヤ(サンギヤS3と噛み合うピニオンギヤ)を兼ねている。
そして、第2変速部24を構成している第2遊星歯車装置16、第3遊星歯車装置18、第4遊星歯車装置20、および第5遊星歯車装置22は、一部が互いに連結されることによって6つの回転要素RM1〜RM6が構成されており、具体的には、第4遊星歯車装置20のサンギヤS4によって第1回転要素RM1が構成され、第2遊星歯車装置16のリングギヤR2によって第2回転要素RM2が構成され、第5遊星歯車装置22のリングギヤR5によって第3回転要素RM3が構成され、第2遊星歯車装置16のキャリアCA2、第3遊星歯車装置18のキャリアCA3、および第5遊星歯車装置22のキャリアCA5が互いに連結されて第4回転要素が構成され、第3遊星歯車装置18のリングギヤR3および第4遊星歯車装置20のキャリアCA4が互いに連結されて第5回転要素RM5が構成され、第2遊星歯車装置16のサンギヤS2、第3遊星歯車装置18のサンギヤS3、および第4遊星歯車装置20のリングギヤR4が互いに連結されて第6回転要素RM6が構成されている。
また、上記第1回転要素RM1(サンギヤS4)は第1ブレーキB1によってケース34に選択的に連結されて回転停止させられ、第2回転要素RM2(リングギヤR2)は第2ブレーキB2によってケース34に選択的に連結されて回転停止させられ、第4回転要素RM4(キャリアCA2、CA3、CA5)は第3ブレーキB3によってケース34に選択的に連結されて回転停止させられ、第6回転要素RM6(サンギヤS2、S3、およびリングギヤR4)は第1クラッチC1を介して中間出力部材である前記第1遊星歯車装置12のリングギヤR1すなわち第2入力経路PA2に選択的に連結され、第1回転要素RM1(サンギヤS4)は第2クラッチC2を介して同じくリングギヤR1すなわち第2入力経路PA2に選択的に連結され、第2回転要素RM2(リングギヤR2)は第3クラッチC3を介して入力軸26すなわち第1入力経路PA1に選択的に連結され、第3回転要素RM3(リングギヤR5)は第4クラッチC4を介して入力軸26すなわち第1入力経路PA1に選択的に連結され、第5回転要素RM5(リングギヤR3およびキャリアCA4)は前記出力歯車28に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。上記第3クラッチC3は第1入力クラッチに相当し、第4クラッチC4は第2入力クラッチに相当し、第2回転要素RM2は第1入力回転要素に相当し、第3回転要素RM3は第2入力回転要素に相当し、第5回転要素RM5は出力用回転要素に相当する。第1ブレーキB1〜第3ブレーキB3、第1クラッチC1〜第4クラッチC4は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。
図2の(a) は、上記第1変速部14および第2変速部24の各回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図であり、下の横線が回転速度「0」で、上の横線が回転速度「1.0」すなわち入力軸26と同じ回転速度である。また、第1変速部14の各縦線は、左側から順番にサンギヤS1、リングギヤR1、キャリアCA1を表しており、それ等の間隔は第1遊星歯車装置12のギヤ比ρ1に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ1=0.427の場合である。第2変速部24の6本の縦線は、左側から順番に第1回転要素RM1(サンギヤS4)、第2回転要素RM2(リングギヤR2)、第3回転要素RM3(リングギヤR5)、第4回転要素RM4(キャリアCA2、CA3、CA5)、第5回転要素RM5(リングギヤR3およびキャリアCA4)、第6回転要素RM6(サンギヤS2、S3、およびリングギヤR4)を表しており、それ等の間隔は第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2、第3遊星歯車装置18のギヤ比ρ3、第4遊星歯車装置20のギヤ比ρ4、第5遊星歯車装置22のギヤ比ρ5に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ2=0.349、ρ3=0.419、ρ4=0.301、ρ5=0.262の場合である。なお、第2変速部24の丸付きの数字「1」〜「6」はそれぞれ第1回転要素RM1〜第6回転要素RM6を表している。以下の実施例も同様である。
そして、この共線図から明らかなように、第1クラッチC1および第3ブレーキB3が係合させられて、第6回転要素RM6が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第4回転要素RM4が回転停止させられると、出力歯車28に連結された第5回転要素RM5は「1st」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比(=入力軸26の回転速度/出力歯車28の回転速度)の第1変速段「1st」が成立させられる。第1クラッチC1および第2ブレーキB2が係合させられて、第6回転要素RM6が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が回転停止させられると、出力歯車28に連結された第5回転要素RM5は「2nd」で示す回転速度で回転させられ、第1変速段「1st」よりも変速比が小さい第2変速段「2nd」が成立させられる。第1クラッチC1および第1ブレーキB1が係合させられて、第6回転要素RM6が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第1回転要素RM1が回転停止させられると、第5回転要素RM5は「3rd」で示す回転速度で回転させられ、第2変速段「2nd」よりも変速比が小さい第3変速段「3rd」が成立させられる。第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられて、第2変速部24が第1変速部14を介して一体的に減速回転させられると、第5回転要素RM5は「4th」で示す回転速度すなわち第1変速部14のリングギヤR1と同じ回転速度で回転させられ、第3変速段「3rd」よりも変速比が小さい第4変速段「4th」が成立させられる。
第1クラッチC1および第3クラッチC3が係合させられて、第6回転要素RM6が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられると、第5回転要素RM5は「5th」で示す回転速度で回転させられ、第4変速段「4th」よりも変速比が小さい第5変速段「5th」が成立させられる。この第5変速段「5th」は、第1クラッチC1および第4クラッチC4を係合させて成立させることもできる。第3クラッチC3および第4クラッチC4が係合させられて、第2変速部24が入力軸26と一体回転させられると、第5回転要素RM5は「6th」で示す回転速度すなわち入力軸26と同じ回転速度で回転させられ、第5変速段「5th」よりも変速比が小さい第6変速段「6th」が成立させられる。この第6変速段「6th」の変速比は1.0である。第2クラッチC2および第3クラッチC3が係合させられて、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられると、第5回転要素RM5は「7th」で示す回転速度で回転させられ、第6変速段「6th」よりも変速比が小さい第7変速段「7th」が成立させられる。第3クラッチC3および第1ブレーキB1が係合させられて、第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられるとともに第1回転要素RM1が回転停止させられると、第5回転要素RM5は「8th」で示す回転速度で回転させられ、第7変速段「7th」よりも変速比が小さい第8変速段「8th」が成立させられる。
また、第2クラッチC2および第2ブレーキB2が係合させられると、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が回転停止させられることにより、第5回転要素RM5は「Rev」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Rev」が成立させられる。なお、第2クラッチC2および第3ブレーキB3を係合させ、第1回転要素RM1を第1変速部14を介して減速回転させるとともに第4回転要素RM4を回転停止させることにより、上記後進変速段「Rev」よりも変速比が大きい後進変速段を成立させることも可能で、どちらの後進変速段を採用しても良いし、必要に応じて2段で変速することも可能である。
図2の(b) は、上記各変速段とクラッチC1〜C4、ブレーキB1〜B3の作動状態との関係をまとめて示す作動表で、「○」は係合、空欄は解放を表しており、クラッチC1〜C4およびブレーキB1〜B3の何れか2つを掴み替えるだけで、連続する各変速段の変速を行うことができる。また、各変速段の変速比は、第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置16、第3遊星歯車装置18、第4遊星歯車装置20の各ギヤ比ρ1〜ρ4によって適宜定められ、例えばρ1=0.427、ρ2=0.349、ρ3=0.419、ρ4=0.301とすれば、図2(b) に示す変速比が得られ、変速比ステップが略一定で適切な値であるとともに、トータルの変速比幅(=4.169/0.602)も6.921程度と大きく、後進変速段「Rev」の変速比も適当で、全体として適切な変速比特性が得られる。
一方、第1入力経路PA1から伝達される回転速度(実施例では変速比1.0)よりも高回転の増速側変速段である第7変速段「7th」および第8変速段「8th」は、第3クラッチC3を係合させる代わりに第4クラッチC4を係合させ、第3回転要素RM3を入力軸26と一体回転させることによっても成立させることができる。これ等の変速段の変速比は、第3クラッチC3を係合させる場合に比較して変化するが、図2(a) における第3回転要素RM3(リングギヤR5)の位置すなわち第5遊星歯車装置22のギヤ比ρ5に応じて適宜定められ、このギヤ比ρ5を適当に設定することにより、第3クラッチC3の係合によって成立する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」の代わりに用いることができる。
図3は、第3クラッチC3の代わりに第4クラッチC4を係合させて第7変速段「7th」および第8変速段「8th」を成立させる場合で、第3クラッチC3および第4クラッチC4以外のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じである。すなわち、第2クラッチC2および第4クラッチC4が係合させられて、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第3回転要素RM3が入力軸26と一体回転させられることにより第7変速段「7th」が成立させられ、第4クラッチC4および第1ブレーキB1が係合させられて、第3回転要素RM3が入力軸26と一体回転させられるとともに第1回転要素RM1が回転停止させられることにより第8変速段「8th」が成立させられる。
これ等の変速段「7th」および「8th」を用いた変速制御においても、2つの係合要素(クラッチ、ブレーキ)を掴み替えるだけで、連続する各変速段の変速を行うことができる。また、変速段「7th」および「8th」の変速比は、第5遊星歯車装置22のギヤ比ρ5に応じて適宜定められ、例えばρ5=0.262とすれば図3(b) に示す変速比が得られる。これを第3クラッチC3を係合させる図2の場合と比較すると、第7変速段「7th」では0.780が0.881になるとともに、第8変速段「8th」では0.602が0.648になり、何れも少し大きな値になって駆動トルクが大きくなる。また、トータルの変速比幅は6.433程度となり、図2の場合に比較してクロスギヤレシオになる。
本実施例では、第3クラッチC3を係合させることによって成立させられる図2の第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が第1変速グループで、第4クラッチC4を係合させることによって成立させられる図3の第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が第2変速グループであり、図3の第2変速グループの方が高速時の走行性能が優れている。
そして、このような車両用自動変速機10は、例えば図4に示す変速制御装置100によって変速制御が行われる。変速制御装置100は、CPU、RAM、およびROM等を有するマイクロコンピュータを備えて構成されており、機能的に変速マップ切換手段102、変速グループ切換手段104、自動変速手段106、マニュアル変速手段108を備えている。また、車速Vおよびアクセル操作量θacc を表す信号が供給されるとともに、パワーモード選択スイッチ110、マニュアルモード選択スイッチ112、変速スイッチ114、変速グループ選択スイッチ116からそれぞれパワーモードを選択する信号、マニュアルモードを選択する信号、アップダウン或いは各変速段を直接選択する信号、変速グループを選択する信号が供給されるようになっている。マニュアルモード選択スイッチ112および変速スイッチ114は、例えばシフトレバー操作によって切り換えられるように設けられ、パワーモード選択スイッチ110および変速グループ選択スイッチ116は、例えばインストルメントパネル等に設けられる。また、変速グループの選択は、図2の作動表による変速と図3の作動表による変速とを切り換えるためのもので、参考のために例えばギヤレシオの大小、最高速段(第8変速段「8th」)の変速比の大小、或いは走行性能の良否などを表す表示がスイッチ116の近傍に設けられる。
上記自動変速手段106は、車速Vおよびアクセル操作量θacc をパラメータとして予め定められた変速マップに従って前記車両用自動変速機10の変速段「1st」〜「8th」を自動的に切り換えるもので、マニュアル変速手段108は、マニュアルモード選択スイッチ112によってマニュアルモードが選択された場合に、変速スイッチ114から供給されるアップダウン信号や変速段選択信号等に応じて車両用自動変速機10の変速段「1st」〜「8th」を切り換える。変速マップ切換手段102は、自動変速手段106の変速制御で使用する変速マップをパワーモードか否かによって切り換えるもので、パワーモード選択スイッチ110によりパワーモードが選択された場合はパワーモード用の変速マップを設定し、そうでない場合はノーマルモード用の変速マップを設定する。パワーモード用の変速マップは、例えばノーマルモード用よりも高車速側で変速が行われるように定められる。
変速グループ切換手段104は、図2に示すように第1変速グループを用いた作動表による変速と、図3に示すように第2変速グループを用いた作動表による変速とを切り換えるもので、マニュアルモード選択スイッチ112によってマニュアルモードが選択された場合には、変速グループ選択スイッチ116で選択された変速グループの作動表を設定し、マニュアル変速手段108は、この設定された作動表に従って変速制御を行う。マニュアルモードでない場合は、前記変速マップと同様にパワーモードか否かによって作動表を設定し、パワーモード選択スイッチ110によりパワーモードが選択された場合は図3のクロスギヤレシオの第2変速グループを用いた作動表を設定し、そうでない場合は図2の第1変速グループを用いた作動表を設定する。そして、前記自動変速手段106は、この設定された作動表に従って変速制御を行う。なお、作動表の設定や切換えは、各作動表に従ってクラッチC1〜C4、ブレーキB1〜B3の係合、解放状態が切り換えられて各変速段が成立させられるように、油圧回路を切り換える電磁弁の一連のON、OFFパターン等の設定や切換えを意味する。
このように、本実施例の車両用自動変速機10は、第2回転要素RM2が第3クラッチC3により第1入力経路PA1に連結されることにより図2に示す第1変速グループの連続する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられ、第3回転要素RM3が第4クラッチC4により第1入力経路PA1に連結されることにより図3に示す第2変速グループの連続する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられる一方、パワーモード選択スイッチ110によるパワーモードの選択や変速グループ選択スイッチ116による変速グループそのものの選択に応じてそれ等の変速グループを切り換えて変速が行われるため、一層適切な変速制御が行われるようになる。
また、第1入力経路PA1および第2入力経路PA2の2経路で第2変速部24に回転が入力されるとともに、その第1入力経路PA1から伝達される回転を第3クラッチC3および第4クラッチC4で切り換えることにより、第1変速グループおよび第2変速グループの各変速段が成立させられるため、その第3クラッチC3または第4クラッチC4を係合させたままで各変速グループの変速制御を比較的容易に行うことができるとともに、装置が比較的簡単で安価且つコンパクトに構成され、製造コストや車両への搭載性などの要求を実用上満足できる範囲で満たすことができる。
また、第3クラッチC3、第4クラッチC4により第1入力経路PA1に連結される第2回転要素RM2および第3回転要素RM3は、図2(a) 、図3(a) に示す共線図の中間部分に互いに隣接して位置しており、その両側の一方に出力用回転要素である第5回転要素RM5が位置させられ、他方側には第2クラッチC2により選択的に第2入力経路PA2に連結されるとともに第1ブレーキB1により選択的に回転停止させられる第1回転要素RM1が位置させられていて、第3クラッチC3を係合させた状態でそれ等のクラッチC2およびブレーキB1が別々に係合させられることにより第1変速グループの第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられるとともに、第4クラッチC4を係合させた状態でクラッチC2およびブレーキB1が別々に係合させられることにより第2変速グループの第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられるため、それ等の第1変速グループおよび第2変速グループの各変速段を簡単な構成で成立させることができる。
また、図2の第1変速グループおよび図3の第2変速グループの各変速段(第7変速段「7th」および第8変速段「8th」)は、第3クラッチC3および第4クラッチC4の係合、解放状態が異なるだけで、他のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じであり、両変速グループの変速段でクラッチおよびブレーキが共通して用いられるため、変速グループ毎にクラッチおよびブレーキを別々に設ける場合に比較して、装置が一層簡単且つ安価でコンパクトに構成される。
また、本実施例では第1入力経路PA1よりも高回転で出力する複数の連続する変速段(第7変速段「7th」および第8変速段「8th」)を成立させる際に、第3クラッチC3を介して第1入力経路PA1に連結される第2遊星歯車装置16のリングギヤR2に対し、そのリングギヤR2と噛み合うピニオンギヤを段付ピニオン36にするとともに、その大径部にリングギヤR5を噛み合わせて第4クラッチC4により第1入力経路PA1に連結できるようにするだけで良いため、第1変速グループおよび第2変速グループを切り換えて変速制御を行うことができる車両用自動変速機10を簡単且つ安価でコンパクトに構成できる。
また、本実施例では前進8段の多段変速が、第1変速部14を含めて4組の遊星歯車装置12、16、18、20と、第5遊星歯車装置22のリングギヤR5と、4つのクラッチC1〜C4および3つのブレーキB1〜B3とによって達成されるため、軽量で且つコンパクトに構成できるとともに、クラッチC1〜C4およびブレーキB1〜B3の何れか2つを掴み替えるだけで総ての連続する変速を行うことができるため、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
また、遊星歯車装置12、16、18、20のギヤ比ρ1〜ρ4を0.3〜0.6程度の範囲内として、それ等の遊星歯車装置12、16、18、20を比較的小型(小径)に維持しつつ、図2(b) 、図3(b) に示すように第1変速段「1st」〜第8変速段「8th」の変速比および変速比ステップを適当に設定することができるとともに、トータルで6以上の大きな変速比幅を確保でき、且つ後進変速段「Rev」の変速比も大きく、全体として適切な変速比特性が得られる。第5遊星歯車装置22はサンギヤを備えていないため、ギヤ比ρ5が0.262程度と小さくても、比較的小径に維持することができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図5〜図7は前記図1〜図3に相当する図で、この車両用自動変速機40は、前記車両用自動変速機10に比較して、主変速部である第2変速部42の第5遊星歯車装置22のギヤ比ρ5が相違し、その第5遊星歯車装置22のリングギヤR5によって第2回転要素RM2が構成され、第2遊星歯車装置16のリングギヤR2によって第3回転要素RM3が構成されている。リングギヤR2によって構成されている第3回転要素RM3は、実質的に前記車両用自動変速機10における第2回転要素RM2に相当し、その第3回転要素RM3を第1入力経路PA1に選択的に連結する第4クラッチC4は前記第3クラッチC3に相当する。
したがって、図6に示すように、前記第3クラッチC3の代わりに第4クラッチC4を係合させることにより、第5変速段「5th」〜第8変速段「8th」を成立させることができるとともに、クラッチC1〜C4およびブレーキB1〜B3の何れか2つを掴み替えるだけで、連続する各変速段の変速を行うことができる。また、第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置16、第3遊星歯車装置18、第4遊星歯車装置20の各ギヤ比ρ1〜ρ4を、前記実施例と同様にρ1=0.427、ρ2=0.349、ρ3=0.419、ρ4=0.301とすれば、図6(b) に示すように前記実施例(図2(b) )と同じ変速比特性が得られる。なお、第5変速段「5th」は、第1クラッチC1および第3クラッチC3を係合させて成立させることもできる。
一方、第1入力経路PA1から伝達される回転速度(実施例では変速比1.0)よりも高回転の増速側変速段である第7変速段「7th」および第8変速段「8th」は、第4クラッチC4を係合させる代わりに第3クラッチC3を係合させ、第2回転要素RM2(リングギヤR5)を入力軸26と一体回転させることによっても成立させることができる。これ等の変速段の変速比は、第4クラッチC4を係合させる場合に比較して変化するが、図6(a) における第2回転要素RM2(リングギヤR5)の位置すなわち第5遊星歯車装置22のギヤ比ρ5に応じて適宜定められ、このギヤ比ρ5を適当に設定することにより、第4クラッチC4の係合によって成立する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」の代わりに用いることができる。
図7は、第4クラッチC4の代わりに第3クラッチC3を係合させて第7変速段「7th」および第8変速段「8th」を成立させる場合で、第3クラッチC3および第4クラッチC4以外のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じである。すなわち、第2クラッチC2および第3クラッチC3が係合させられて、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられることにより第7変速段「7th」が成立させられ、第3クラッチC3および第1ブレーキB1が係合させられて、第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられるとともに第1回転要素RM1が回転停止させられることにより第8変速段「8th」が成立させられる。
これ等の変速段「7th」および「8th」を用いた変速制御においても、2つの係合要素(クラッチ、ブレーキ)を掴み替えるだけで、連続する各変速段の変速を行うことができる。また、変速段「7th」および「8th」の変速比は、第5遊星歯車装置22のギヤ比ρ5に応じて適宜定められ、例えばρ5=0.390とすれば図7(b) に示す変速比が得られる。これを第4クラッチC4を係合させる図6の場合と比較すると、第7変速段「7th」では0.780が0.765になるとともに、第8変速段「8th」では0.602が0.581になり、何れも少し小さな値になって駆動トルクが小さくなる。また、トータルの変速比幅は7.175程度となり、図6の場合に比較してワイドギヤレシオになる。
本実施例では、第3クラッチC3を係合させることによって成立させられる図7の第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が第1変速グループで、第4クラッチC4を係合させることによって成立させられる図6の第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が第2変速グループであり、図6の第2変速グループの方が高速時の走行性能が優れている。
このように、本実施例の車両用自動変速機40においても、第2回転要素RM2が第3クラッチC3により第1入力経路PA1に連結されることにより図7に示す第1変速グループの連続する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられ、第3回転要素RM3が第4クラッチC4により第1入力経路PA1に連結されることにより図6に示す第2変速グループの連続する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられるため、例えば前記実施例と同様にパワーモード選択スイッチ110によるパワーモードの選択や変速グループ選択スイッチ116による変速グループそのものの選択に応じてそれ等の変速グループを切り換えて一連の変速が行われることにより、一層適切な変速制御が行われるようになるなど、前記実施例と同様の作用効果が得られる。
図8〜図10は、第1発明〜第5発明、第12発明〜第16発明の実施例で、図8〜図10はそれぞれ前記図1〜図3に相当する図であり、この車両用自動変速機50は、前記車両用自動変速機10に比較して、主変速部である第2変速部52の構成が相違する。第2変速部52は、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置54、ダブルピニオン型の第3遊星歯車装置56、およびシングルピニオン型の第4遊星歯車装置58を有するとともに、一部が互いに連結されることによって5つの回転要素RM1〜RM5が構成されており、具体的には、第2遊星歯車装置54のサンギヤS2、第3遊星歯車装置56のキャリアCA3、および第4遊星歯車装置58のサンギヤS4が互いに連結されて第1回転要素RM1が構成され、第2遊星歯車装置54のキャリアCA2および第3遊星歯車装置56のリングギヤR3が互いに連結されて第2回転要素RM2が構成され、第2遊星歯車装置54のリングギヤR2によって第3回転要素RM3が構成され、第4遊星歯車装置58のキャリアCA4によって第4回転要素RM4が構成され、第3遊星歯車装置56のサンギヤS3および第4遊星歯車装置58のリングギヤR4が互いに連結されて第5回転要素RM5が構成されている。上記第2遊星歯車装置54は第2−1遊星歯車装置に相当し、第3遊星歯車装置56は第2−2遊星歯車装置に相当し、第4遊星歯車装置58は第2−3遊星歯車装置に相当する。
また、上記第1回転要素RM1(サンギヤS2、キャリアCA3、およびサンギヤS4)は第1ブレーキB1によってケース34に選択的に連結されて回転停止させられ、第2回転要素RM2(キャリアCA2およびリングギヤR3)は第2ブレーキB2によってケース34に選択的に連結されて回転停止させられ、第3回転要素RM3(リングギヤR2)は第3ブレーキB3によってケース34に選択的に連結されて回転停止させられ、第5回転要素RM5(サンギヤS3およびリングギヤR4)は第1クラッチC1を介して中間出力部材である前記第1遊星歯車装置12のリングギヤR1すなわち第2入力経路PA2に選択的に連結され、第1回転要素RM1(サンギヤS2、キャリアCA3、およびサンギヤS4)は第2クラッチC2を介して同じくリングギヤR1すなわち第2入力経路PA2に選択的に連結され、第2回転要素RM2(キャリアCA2およびリングギヤR3)は第3クラッチC3を介して入力軸26すなわち第1入力経路PA1に選択的に連結され、第3回転要素RM3(リングギヤR2)は第4クラッチC4を介して入力軸26すなわち第1入力経路PA1に選択的に連結され、第4回転要素RM4(キャリアCA4)は出力部材としての出力軸60に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。上記第3クラッチC3は第1入力クラッチに相当し、第4クラッチC4は第2入力クラッチに相当し、第2回転要素RM2は第1入力回転要素に相当し、第3回転要素RM3は第2入力回転要素に相当し、第4回転要素RM4は出力用回転要素に相当する。第1ブレーキB1〜第3ブレーキB3、第1クラッチC1〜第4クラッチC4は、何れも油圧シリンダによって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合装置である。
図9の(a) は、前記第1変速部14および上記第2変速部52の各回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図であり、下の横線が回転速度「0」で、上の横線が回転速度「1.0」すなわち入力軸26と同じ回転速度である。第2変速部52の5本の縦線は、左側から順番に第1回転要素RM1(サンギヤS2、キャリアCA3、およびサンギヤS4)、第2回転要素RM2(キャリアCA2およびリングギヤR3)、第3回転要素RM3(リングギヤR2)、第4回転要素RM4(キャリアCA4)、第5回転要素RM5(サンギヤS3およびリングギヤR4)を表しており、それ等の間隔は第2遊星歯車装置54のギヤ比ρ2、第3遊星歯車装置56のギヤ比ρ3、第4遊星歯車装置58のギヤ比ρ4に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ2=0.300、ρ3=0.463、ρ4=0.301の場合である。
そして、この共線図から明らかなように、第1クラッチC1および第3ブレーキB3が係合させられて、第5回転要素RM5が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第3回転要素RM3が回転停止させられると、出力軸60に連結された第4回転要素RM4は「1st」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比(=入力軸26の回転速度/出力軸60の回転速度)の第1変速段「1st」が成立させられる。第1クラッチC1および第2ブレーキB2が係合させられて、第5回転要素RM5が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が回転停止させられると、第4回転要素RM4は「2nd」で示す回転速度で回転させられ、第1変速段「1st」よりも変速比が小さい第2変速段「2nd」が成立させられる。第1クラッチC1および第1ブレーキB1が係合させられて、第5回転要素RM5が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第1回転要素RM1が回転停止させられると、第4回転要素RM4は「3rd」で示す回転速度で回転させられ、第2変速段「2nd」よりも変速比が小さい第3変速段「3rd」が成立させられる。第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられて、第2変速部52が第1変速部14を介して一体的に減速回転させられると、第4回転要素RM4は「4th」で示す回転速度すなわち第1変速部14のリングギヤR1と同じ回転速度で回転させられ、第3変速段「3rd」よりも変速比が小さい第4変速段「4th」が成立させられる。
第1クラッチC1および第3クラッチC3が係合させられて、第5回転要素RM5が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられると、第4回転要素RM4は「5th」で示す回転速度で回転させられ、第4変速段「4th」よりも変速比が小さい第5変速段「5th」が成立させられる。この第5変速段「5th」は、第1クラッチC1および第4クラッチC4を係合させて成立させることもできる。第3クラッチC3および第4クラッチC4が係合させられて、第2変速部52が入力軸26と一体回転させられると、第4回転要素RM4は「6th」で示す回転速度すなわち入力軸26と同じ回転速度で回転させられ、第5変速段「5th」よりも変速比が小さい第6変速段「6th」が成立させられる。この第6変速段「6th」の変速比は1.0である。第2クラッチC2および第3クラッチC3が係合させられて、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられると、第4回転要素RM4は「7th」で示す回転速度で回転させられ、第6変速段「6th」よりも変速比が小さい第7変速段「7th」が成立させられる。第3クラッチC3および第1ブレーキB1が係合させられて、第2回転要素RM2が入力軸26と一体回転させられるとともに第1回転要素RM1が回転停止させられると、第4回転要素RM4は「8th」で示す回転速度で回転させられ、第7変速段「7th」よりも変速比が小さい第8変速段「8th」が成立させられる。
また、第2クラッチC2および第2ブレーキB2が係合させられると、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第2回転要素RM2が回転停止させられることにより、第4回転要素RM4は「Rev」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Rev」が成立させられる。なお、第2クラッチC2および第3ブレーキB3を係合させ、第1回転要素RM1を第1変速部14を介して減速回転させるとともに第3回転要素RM3を回転停止させることにより、上記後進変速段「Rev」よりも変速比が大きい後進変速段を成立させることも可能で、どちらの後進変速段を採用しても良いし、必要に応じて2段で変速することも可能である。
図9の(b) は、上記各変速段とクラッチC1〜C4、ブレーキB1〜B3の作動状態との関係をまとめて示す作動表で、「○」は係合、空欄は解放を表しており、クラッチC1〜C4およびブレーキB1〜B3の何れか2つを掴み替えるだけで、連続する各変速段の変速を行うことができる。また、各変速段の変速比は、第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置54、第3遊星歯車装置56、第4遊星歯車装置58の各ギヤ比ρ1〜ρ4によって適宜定められ、例えばρ1=0.427、ρ2=0.300、ρ3=0.463、ρ4=0.301とすれば、図9(b) に示すように前記図6(b) と同じ変速比が得られる。
一方、第1入力経路PA1から伝達される回転速度(実施例では変速比1.0)よりも高回転の増速側変速段である第7変速段「7th」および第8変速段「8th」は、第3クラッチC3を係合させる代わりに第4クラッチC4を係合させ、第3回転要素RM3を入力軸26と一体回転させることによっても成立させることができる。これ等の変速段の変速比は、第3クラッチC3を係合させる場合に比較して変化するが、図9(a) における第3回転要素RM3(リングギヤR2)の位置すなわち第2遊星歯車装置54のギヤ比ρ2に応じて適宜定められ、このギヤ比ρ2を適当に設定することにより、第3クラッチC3の係合によって成立する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」とは異なる特性の変速が可能となる。
図10は、第3クラッチC3の代わりに第4クラッチC4を係合させて第7変速段「7th」および第8変速段「8th」を成立させる場合で、第3クラッチC3および第4クラッチC4以外のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じである。すなわち、第2クラッチC2および第4クラッチC4が係合させられて、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに第3回転要素RM3が入力軸26と一体回転させられることにより第7変速段「7th」が成立させられ、第4クラッチC4および第1ブレーキB1が係合させられて、第3回転要素RM3が入力軸26と一体回転させられるとともに第1回転要素RM1が回転停止させられることにより第8変速段「8th」が成立させられる。
これ等の変速段「7th」および「8th」を用いた変速制御においても、2つの係合要素(クラッチ、ブレーキ)を掴み替えるだけで、連続する各変速段の変速を行うことができる。また、変速段「7th」および「8th」の変速比は、第2遊星歯車装置54のギヤ比ρ2に応じて適宜定められ、例えばρ2=0.300の場合には図10(b) に示す変速比が得られる。これを第3クラッチC3を係合させる図9の場合と比較すると、第7変速段「7th」では0.780が0.894になるとともに、第8変速段「8th」では0.602が0.783になり、何れも少し大きな値になって駆動トルクが大きくなる。また、トータルの変速比幅は5.324程度となり、図9の場合に比較してクロスギヤレシオになる。
本実施例では、第3クラッチC3を係合させることによって成立させられる図9の第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が第1変速グループで、第4クラッチC4を係合させることによって成立させられる図10の第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が第2変速グループであり、図10の第2変速グループの方が高速時の走行性能が優れている。
このように、本実施例の車両用自動変速機50においても、第2回転要素RM2が第3クラッチC3により第1入力経路PA1に連結されることにより図9に示す第1変速グループの連続する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられ、第3回転要素RM3が第4クラッチC4により第1入力経路PA1に連結されることにより図10に示す第2変速グループの連続する第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられるため、例えば前記実施例と同様にパワーモード選択スイッチ110によるパワーモードの選択や変速グループ選択スイッチ116による変速グループそのものの選択に応じてそれ等の変速グループを切り換えて一連の変速が行われることにより、一層適切な変速制御が行われるようになる。
また、第1入力経路PA1および第2入力経路PA2の2経路で第2変速部52に回転が入力されるとともに、その第1入力経路PA1から伝達される回転を第3クラッチC3および第4クラッチC4で切り換えることにより、第1変速グループおよび第2変速グループの各変速段が成立させられるため、その第3クラッチC3または第4クラッチC4を係合させたままで各変速グループの変速制御を比較的容易に行うことができるとともに、装置が比較的簡単で安価且つコンパクトに構成され、製造コストや車両への搭載性などの要求を実用上満足できる範囲で満たすことができる。
また、第3クラッチC3、第4クラッチC4により第1入力経路PA1に連結される第2回転要素RM2および第3回転要素RM3は、図9(a) 、図10(a) に示す共線図の中間部分に互いに隣接して位置しており、その両側の一方に出力用回転要素である第4回転要素RM4が位置させられ、他方側には第2クラッチC2により選択的に第2入力経路PA2に連結されるとともに第1ブレーキB1により選択的に回転停止させられる第1回転要素RM1が位置させられていて、第3クラッチC3を係合させた状態でそれ等のクラッチC2およびブレーキB1が別々に係合させられることにより第1変速グループの第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられるとともに、第4クラッチC4を係合させた状態でクラッチC2およびブレーキB1が別々に係合させられることにより第2変速グループの第7変速段「7th」および第8変速段「8th」が成立させられるため、それ等の第1変速グループおよび第2変速グループの各変速段を簡単な構成で成立させることができる。
また、図9の第1変速グループおよび図10の第2変速グループの各変速段(第7変速段「7th」および第8変速段「8th」)は、第3クラッチC3および第4クラッチC4の係合、解放状態が異なるだけで、他のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態は同じであり、両変速グループの変速段でクラッチおよびブレーキが共通して用いられるため、変速グループ毎にクラッチおよびブレーキを別々に設ける場合に比較して、装置が一層簡単且つ安価でコンパクトに構成される。
また、本実施例では前進8段の多段変速が、第1変速部14を含めて4組の遊星歯車装置12、54、56、58と、4つのクラッチC1〜C4および3つのブレーキB1〜B3とによって達成されるため、軽量で且つコンパクトに構成できるとともに、クラッチC1〜C4およびブレーキB1〜B3の何れか2つを掴み替えるだけで総ての連続する変速を行うことができるため、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。
また、遊星歯車装置12、54、56、58のギヤ比ρ1〜ρ4を0.3〜0.6程度の範囲内として、それ等の遊星歯車装置12、54、56、58を比較的小型(小径)に維持しつつ、図9(b) 、図10(b) に示すように第1変速段「1st」〜第8変速段「8th」の変速比および変速比ステップを適当に設定することができるとともに、後進変速段「Rev」の変速比も大きく、全体として適切な変速比特性が得られる。
なお、前記実施例では何れも前進8段変速の場合について説明したが、例えば第2変速段「2nd」〜第8変速段「8th」などの前進7段で変速制御を行うこともできるし、前進6段以下の変速段で変速制御を行うことも可能である。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。
10、40、50:車両用自動変速機 12:第1遊星歯車装置 14:第1変速部 16、54:第2遊星歯車装置(第2−1遊星歯車装置) 18、56:第3遊星歯車装置(第2−2遊星歯車装置) 20、58:第4遊星歯車装置(第2−3遊星歯車装置) 22:第5遊星歯車装置(第2−4遊星歯車装置) 24、42、52:第2変速部(主変速部) 26:入力軸(入力部材) 28:出力歯車(出力部材) 36:段付ピニオン 60:出力軸(出力部材) 100:変速制御装置 PA1:第1入力経路 PA2:第2入力経路 RM1:第1回転要素 RM2:第2回転要素(第1入力回転要素) RM3:第3回転要素(第2入力回転要素) RM4:第4回転要素 RM5:第5回転要素 RM6:第6回転要素 C1:第1クラッチ C2:第2クラッチ C3:第3クラッチ(第1入力クラッチ) C4:第4クラッチ(第2入力クラッチ) B1:第1ブレーキ B2:第2ブレーキ B3:第3ブレーキ