JP4736655B2

JP4736655B2 - 車両用多段変速機

Info

Publication number: JP4736655B2
Application number: JP2005262565A
Authority: JP
Inventors: 淳田端; 敦本多; 和俊野崎; 淳史鎌田; 博文太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: JP2007071374A

Description

本発明は、自動車などの車両において、原動機と駆動輪との間に設けられる車両用多段変速機に関し、特にその変速機の多段化に関するものである。

車両においては、予め定められた複数の変速比或いは変速段を選択するために複数の遊星歯車装置とそれらを構成する要素を結合するための係合要素、たとえばクラッチおよびブレーキとを用いた多段変速機が多用されている。たとえば、特許文献１の車両用多段変速機では、入力回転部材の回転を減速する遊星歯車装置からなる第１変速部と、３組の遊星歯車装置からなり５つの回転要素を構成する第２変速部とを備え、前記５つの回転要素を４つのクラッチおよびブレーキを用いて入力回転部材や第１変速部の回転要素などに選択的に連結することで前進９速を達成する車両用多段変速機が提案されている。

特開２００５−３６９５５号公報

ところで、特許文献１を始めとした車両用多段変速機においては、全体の変速比幅が十分に広く、各変速段のステップが等比乃至はそれに近い形で並び、変速時のクラッチやブレーキの掴み替えが容易であることなどが要求されるが、特許文献１の全体の変速比幅は６．７００程度とされており、十分に広い変速比幅とは言えず、改善の余地があった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、各変速段の変速比ステップがバランスよく、変速時のクラッチやブレーキの掴み替えが容易であり、且つ全体の変速比幅が十分に広い車両用多段変速機を提供することにある。

かかる目的を達成する第１発明は、（ａ）入力回転部材に連結されるキャリヤと、非回転部材に連結されるサンギヤと、を有するダブルピニオン型の第１遊星歯車装置からなる第１変速部と、（ｂ）シングルピニオン型の第２遊星歯車装置、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置、およびダブルピニオン型の第４遊星歯車装置からなり、前記第２遊星歯車装置のリングギヤにより第１回転要素が構成され、前記第２遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第３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遊星歯車装置のサンギヤ、前記第３遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第４遊星歯車装置のキャリヤが互いに連結されて第３回転要素が構成され、前記第４遊星歯車装置のリングギヤにより第４回転要素が構成され、前記第３遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第４遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第５回転要素が構成される第２変速部と、を備え、（ｃ）前記第１遊星歯車装置のリングギヤと前記第５回転要素とを選択的に連結する第１クラッチ要素と、前記入力回転部材と前記第３回転要素とを選択的に連結する第２クラッチ要素と、前記第１遊星歯車装置のリングギヤと前記第１回転要素とを選択的に連結する第３クラッチ要素と、前記入力回転部材と前記第１回転要素とを選択的に連結する第４クラッチ要素と、前記第１回転要素を選択的に非回転部材に連結する第１ブレーキ要素と、前記第２回転要素を選択的に非回転部材に連結する第２ブレーキ要素と、前記第３回転要素を選択的に非回転部材に連結する第３ブレーキ要素と、を有することを特徴とする。

また、第２発明は、第１発明の車両用多段変速機において、（ａ）前記第１クラッチ要素および前記第３ブレーキ要素が係合させられることによって第１変速段が成立し、（ｂ）前記第１クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第２変速段が成立し、（ｃ）前記第１クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第３変速段が成立し、（ｄ）前記第１クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第４変速段が成立し、（ｅ）前記第１クラッチ要素および前記第２クラッチ要素が係合させられることによって第５変速段が成立し、（ｆ）前記第２クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第６変速段が成立し、（ｇ）前記第２クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第７変速段が成立し、（ｈ）前記第２クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第８変速段が成立し、（ｉ）前記第２クラッチ要素および前記第２ブレーキ要素が係合させられることによって第９変速段が成立することを特徴とする。

また、第３発明は、第１発明の車両用多段変速機において、（ａ）前記第１クラッチ要素および前記第３ブレーキ要素が係合させられることによって第１変速段が成立し、（ｂ）前記第１クラッチ要素および前記第２ブレーキ要素が係合させられることによって中間変速段が成立し、（ｃ）前記第１クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第２変速段が成立し、（ｄ）前記第１クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第３変速段が成立し、（ｅ）前記第１クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第４変速段が成立し、（ｆ）前記第１クラッチ要素および前記第２クラッチ要素が係合させられることによって第５変速段が成立し、（ｇ）前記第２クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第６変速段が成立し、（ｈ）前記第２クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第７変速段が成立し、（ｉ）前記第２クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第８変速段が成立し、（ｊ）前記第２クラッチ要素および前記第２ブレーキ要素が係合させられることによって第９変速段が成立することを特徴とする。

上記第１発明によれば、全体の変速比幅が十分に広く、各変速段の変速比のステップが等比乃至はそれに近い形で並び、変速時のクラッチやブレーキの掴み替えが容易な車両用多段変速機を得ることができる。

第２発明によれば、前進９段変速を得ることができ、第３発明によれば、第１変速段と第２変速段の間に中間変速段を得ることができ、細かな変速制御を可能とすることができる。

本発明の車両用多段変速機（以下、変速機という）の車両に対する搭載姿勢は、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、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。

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。

第１クラッチ要素〜第４クラッチ要素、第１、第２ブレーキ要素としては、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または直列に一方向クラッチを設けることもできる。

第１変速部と第２変速部とは、同軸上に配置されてもよいが、第１変速部が第１軸上に配置されるとともに、第２変速部が第１軸と平行な第２軸上に配置され、第１軸と第２軸とがカウンタギヤ対により連結されてもよい。

駆動力源としては、エンジンが好適に用いられるが、エンジンに代えて、あるいは、エンジンに加えて電動モータ等の他の駆動力源を用いてもよい。また、好ましくは、エンジンなどの駆動力源の出力は、流体伝動装置を介して前記入力回転部材に入力される。このようにすれば、コンパクトな変速機の設計が可能となる。流体伝動装置としては、トルクコンバータが好適に用いられるが、トルクコンバータに代えてフルードカップリングを用いてもよい。なお、流体伝動装置にはロックアップクラッチが備えられることが好ましいが、ロックアップクラッチが備えられていなくても良いし、また、流体伝動装置に代えて、磁粉式電磁クラッチ、多板或いは単板式の油圧クラッチが設けられていてもよい。

また、達成可能な変速段の中から選択された任意の前進変速段で多段変速機を用いることもできる。

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、本発明が適用された変速機１０の構成を説明する骨子図である。図１において、変速機１０は車体に取り付けられるトランスミッションケース（以下、単にケースという）１２内において共通の軸心上に、流体伝動装置としてのロックアップクラッチ１３付のトルクコンバータ１４、このトルクコンバータ１４に連結された入力軸１６、第１遊星歯車装置１８を主体として構成されている第１変速部２８、第２遊星歯車装置２０と第３遊星歯車装置２２と第４遊星歯車装置２４とを主体として構成されている第２変速部３０、および出力軸２６が順次配設されている。この変速機１０は、車両において縦置きされるＦＲ用自動変速機として好適に用いられるものであり、エンジン８と図示しない駆動輪との間に設けられ、エンジン８の出力を駆動輪に伝達する。上記入力軸１６はトルクコンバータ１４のタービン軸であり、入力軸１６は入力回転部材に相当する。また、出力軸２６は出力回転部材に相当し、たとえば図示しない差動歯車装置等を介して左右の駆動輪を回転駆動する。また、トランスミッションケース１２は非回転部材に相当し、トルクコンバータ１４はエンジン８のクランク軸９に連結されている。なお、変速機１０はその軸心に対して対称的に構成されているため、図１の骨子図においてはその下側が省略されている。

上記第１変速部２８を構成している第１遊星歯車装置１８はダブルピニオン型の遊星歯車装置である。第１遊星歯車装置１８は、第１サンギヤＳ１、互いに噛み合う複数対の第１ピニオンギヤＰ１、それら第１ピニオンギヤＰ１を自転および公転可能に支持する第１キャリヤＣＡ１、第１ピニオンギヤＰ１を介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１を備えている。

上記第１変速部２８においては、第１サンギヤＳ１はケース１２に一体的に固定されて回転不能とされている。第１キャリヤＣＡ１は、入力回転部材である入力軸１６に連結されて回転駆動させられる。この構成により第１リングギヤＲ１は入力軸１６に対して減速回転させられる。

第２変速部３０を構成している第２遊星歯車装置２０はシングルピニオン型、第３遊星歯車装置２２はシングルピニオン型、第４遊星歯車装置２４はダブルピニオン型の遊星歯車装置である。第２遊星歯車装置２０は、第２サンギヤＳ２、第２ピニオンギヤＰ２、その第２ピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持する第２キャリヤＣＡ２、第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合う第２リングギヤＲ２を備えており、第３遊星歯車装置２２は、第３サンギヤＳ３、第３ピニオンギヤＰ３、その第３ピニオンギヤＰ３を自転および公転可能に支持する第３キャリヤＣＡ３、第３ピニオンギヤＰ３を介して第３サンギヤＳ３と噛み合う第３リングギヤＲ３を備えており、第４遊星歯車装置２４は、第４サンギヤＳ４、互いに噛み合う複数対の第４ピニオンギヤＰ４、その第４ピニオンギヤＰ４を自転および公転可能に支持する第４キャリヤＣＡ４、第４ピニオンギヤＰ４を介して第４サンギヤＳ４と噛み合う第４リングギヤＲ４を備えている。

上記第２変速部３０においては、第２遊星歯車装置２０のリングギヤＲ２により第１回転要素ＲＥ１が構成され、第２遊星歯車装置２０のキャリヤＣＡ２および第３遊星歯車装置２２のリングギヤＲ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＥ２が構成され、第２遊星歯車装置２０のサンギヤＳ２と第３遊星歯車装置２２のキャリヤＣＡ３と第４遊星歯車装置２４のキャリヤＣＡ４とが互いに連結されて第３回転要素ＲＥ３が構成され、第４遊星歯車装置２４のリングギヤＲ４により第４回転要素ＲＥ４が構成され、第３遊星歯車装置２２のサンギヤＳ３および第４遊星歯車装置２４のサンギヤＳ４が互いに連結されて第５回転要素ＲＥ５が構成されている。

また、変速機１０は、第１クラッチ乃至第４クラッチＣ１〜Ｃ４（すなわち第１クラッチ要素乃至第４クラッチ要素）、および第１ブレーキＢ１乃至第３ブレーキＢ３（すなわち第１ブレーキ要素乃至第３ブレーキ要素）を備えている。第１クラッチＣ１は、第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１と第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）とを選択的に連結し、第２クラッチＣ２は、入力軸１６と第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）とを選択的に連結し、第３クラッチＣ３は、第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１と第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）とを選択的に連結し、第４クラッチＣ４は、入力軸１６と第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）を選択的に連結している。また、第１ブレーキＢ１は、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）を選択的にケース１２に連結して回転停止させ、第２ブレーキＢ２は、第２回転要素ＲＥ２（ＣＡ２、Ｒ３）を選択的にケース１２に連結して回転停止させ、第３ブレーキＢ３は、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）を選択的にケース１２に連結して回転停止させる。なお、第１クラッチＣ１乃至第４クラッチＣ４、および第１ブレーキＢ１乃至第３ブレーキＢ３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等の油圧式摩擦係合装置である。

図４は、本実施例の変速機１０を制御するための電子制御装置４０に入力される信号及びその電子制御装置４０から出力される信号を例示している。この電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン８の出力制御や変速機１０の変速制御を行う。

上記電子制御装置４０には、図４に示す各センサやスイッチから、エンジン水温を示す信号、シフトポジションを表す信号、エンジン８の回転速度であるエンジン回転速度Ｎ_Ｅを表す信号、エアコンの作動を示すエアコン信号、出力軸２６の回転速度に対応する車速信号、変速機１０の作動油温を示す油温信号、サイドブレーキ操作を示す信号、フットブレーキ操作を示す信号、触媒温度を示す触媒温度信号、アクセルペダルの操作量を示すアクセル開度信号、カム角信号、スノーモード設定を示すスノーモード設定信号、車両の前後加速度を示す加速度信号、オートクルーズ走行を示すオートクルーズ信号を表す信号などが、それぞれ供給される。

また、上記電子制御装置４０からは、スロットル弁の開度を操作するスロットルアクチュエータへの駆動信号、過給圧を調整するための過給圧調整信号、電動エアコンを作動させるための電動エアコン駆動信号、エンジン８の点火時期を指令する点火信号、シフトインジケータを作動させるためのシフトポジション（操作位置）表示信号、ギヤ比を表示させるためのギヤ比表示信号、スノーモードであることを表示させるためのスノーモード表示信号、制動時の車輪のスリップを防止するＡＢＳアクチュエータを作動させるためのＡＢＳ作動信号、変速機１０の油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータを制御するために油圧制御回路に含まれる電磁弁を作動させるバルブ指令信号、上記油圧制御回路の油圧源である電動油圧ポンプを作動させるための駆動指令信号、電動ヒータを駆動するための信号、クルーズコントロール制御用コンピュータへの信号等が、それぞれ出力される。

図２は、各変速段を成立させる際の係合要素および変速比を説明する作動表（係合作動表）であり、「○」は係合を表しており、空欄は解放である。各変速段は上記電子制御装置４０の指示に従って係合される。各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１８、第２遊星歯車装置２０、第３遊星歯車装置２２、第４遊星歯車装置２４の各ギヤ比ρ１〜ρ４によって適宜定められ、例えば、ρ１＝０．４６５、ρ２＝０．５００、ρ３＝０．５２４、ρ４＝０．４１１とすれば図２に示す変速比が得られ変速比および変速比ステップ（各変速段間の変速比の比）の値が略適切であると共に全体の変速比幅も大きく、後進変速段「Ｒｅｖ１」、「Ｒｅｖ２」の変速比も適当で、全体としても適切な変速比特性が得られている。また、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ３の何れか２つを掴み替えることにより変速が達成できるので、変速制御が容易で変速ショックの発生が抑制される。さらに、飛び変速の場合にも、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１〜Ｂ３の何れか２つを掴み替えることにより変速が達成できるので、飛び変速も容易となる。

図２に示すように、第１クラッチＣ１及び第３ブレーキＢ３の係合により、第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されると共に、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）がケース１２に連結されることにより、変速比γ１が最大値、例えば「４．５５２」程度である第１変速段が成立させられる。

また、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１の係合により、第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されると共に、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）とケース１２との間が連結されることにより、変速比γ２が第１変速段よりも小さい値、例えば「２．７９０」程度である第２変速段が成立させられる。

また、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３の係合により、第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されると共に、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されることにより、変速比γ３が第２変速段よりも小さい値、例えば「１．８７０」程度である第３変速段が成立させられる。

また、第１クラッチＣ１及び第４クラッチＣ４の係合により、第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されると共に、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）と入力軸１６との間が連結されることにより、変速比γ４が第３変速段よりも小さい値、例えば「１．４５３」程度である第４変速段が成立させられる。

また、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２の係合により、第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されると共に、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）と入力軸１６との間が連結されることにより、変速比γ５が第４変速段よりも小さい値、例えば「１．２３６」程度である第５変速段が成立させられる。

また、第２クラッチＣ２及び第４クラッチＣ４の係合により、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）と入力軸１６との間が連結されると共に、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）と入力軸１６との間が連結されることにより、変速比γ６が第５変速段よりも小さい値、例えば「１．０００」程度である第６変速段が成立させられる。

また、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３の係合により、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）と入力軸１６との間が連結されると共に、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されることにより、変速比γ７が第６変速段よりも小さい値、例えば「０．８０５」程度である第７変速段が成立させられる。

また、第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１の係合により、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）と入力軸１６との間が連結されると共に、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）とケース１２との間が連結されることにより、変速比γ８が第７変速段よりも小さい値、例えば「０．６５７」程度である第８変速段が成立させられる。

また、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２の係合により、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）と入力軸１６との間が連結されると共に、第２回転要素ＲＥ２（ＣＡ２、Ｒ３）とケース１２との間が連結されることにより、変速比γ９が第８変速段よりも小さい値、例えば「０．５６１」程度である第９変速段が成立させられる。

また、第３クラッチＣ３及び第３ブレーキＢ３の係合により、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されると共に、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）とケース１２との間が連結されることにより、変速比γＲ１が「３．５８１」程度である後進第１変速段「Ｒｅｖ１」が成立させられる。

また、第４クラッチＣ４及び第３ブレーキＢ３の係合により、第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）と入力軸１６との間が連結されると共に、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）とケース１２との間が連結されることにより、変速比γＲ２が後進第１変速段よりも小さい値、例えば「１．９１５」である後進第２変速段「Ｒｅｖ２」が成立させられる。

さらに、第１クラッチＣ１及び第２ブレーキＢ２の係合により、第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）と第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１との間が連結されると共に、第２回転要素ＲＥ２（ＣＡ２、Ｒ３）とケース１２との間が連結されることにより、変速比が第１変速段と第２変速段の中間の値である、例えば「３．０４８」程度である中間変速段「１．５ｓｔ」が成立させられる。

図２の係合作動表に従い変速段を成立させる変速機１０では、第１変速段の変速比γ１と第２変速段の変速比γ２との比であるステップが（＝γ１／γ２）が「１．６３１」とされ、第２変速段の変速比γ２と第３変速段の変速比γ３との比（＝γ２／γ３）が「１．４９２」とされ、第３変速段の変速比γ３と第４変速段の変速比γ４との比（＝γ３／γ４）が「１．２８７」とされ、第４変速段の変速比γ４と第５変速段の変速比γ５との比（＝γ４／γ５）が「１．１７５」とされ、第５変速段の変速比γ５と第６変速段の変速比γ６との比（＝γ５／γ６）が「１．２３６」とされ、第６変速段の変速比γ６と第７変速段の変速比γ７との比（＝γ６／γ７）が「１．２４３」とされ、第７変速段の変速比γ７と第８変速段の変速比γ８との比（＝γ７／γ８）が「１．２２５」とされ、第８変速段の変速比γ８と第９変速段の変速比γ９との比（＝γ８／γ９）が「１．１７２」とされ、各変速比γが略等比的に変化させられている。また、第１変速段の変速比γ１と第９変速段の変速比γ９との比である全体の変速比幅（＝γ１／γ９）が比較的大きな値である「８．１１７」とされている。

図３は、上記第１変速部２８および第２変速部３０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Ｘ１が回転速度「０」で、上の横線Ｘ２が回転速度「１．０」すなわち入力軸１６と同じ回転速度である。また、第１変速部２８の各縦線は、左側から順番に第１サンギヤＳ１、第１リングギヤＲ１、第１キャリヤＣＡ１を表しており、それらの間隔は、サンギヤとキャリヤとの間を「１」とするとキャリヤとリングギヤとの間がρとなるように、第１遊星歯車装置１８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。図は、ギヤ比ρ１＝０．４６５の場合である。また、第２変速部３０の４本の縦線は、左側から順番に第１回転要素ＲＥ１（Ｒ２）、第２回転要素ＲＥ２（ＣＡ２、Ｒ３）、第３回転要素ＲＥ３（Ｓ２、ＣＡ３、ＣＡ４）、第４回転要素ＲＥ４（Ｒ４）、第５回転要素ＲＥ５（Ｓ３、Ｓ４）を表しており、それ等の間隔は第２遊星歯車装置１８のギヤ比ρ２、第３遊星歯車装置２２のギヤ比ρ３、および第４遊星歯車装置２４のギヤ比ρ４に応じて定められる。図は、ギヤ比ρ２＝０．５００、ρ３＝０．５２４、ρ４＝０．４１１の場合である。

また、この共線図から示されるように、第１クラッチＣ１が係合させられることにより、第５回転要素ＲＥ５が入力軸１６に対して減速回転させられるとともに、第３ブレーキＢ３が係合させられることにより第３回転要素ＲＥ３が回転停止させられると、出力軸２６に連結された第４回転要素ＲＥ４は「１ｓｔ」で示す回転速度で回転し、最も大きい変速比（＝入力軸１６の回転速度／出力軸２６の回転速度）の第１変速段「１ｓｔ」が成立する。

また、第１クラッチＣ１が係合させられることにより第５回転要素ＲＥ５が入力軸１６に対して減速回転させられると共に、第１ブレーキＢ１が係合させられることにより第１回転要素ＲＥ１が回転停止させられると、第４回転要素ＲＥ４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」が成立する。

また、第１クラッチＣ１が係合させられることにより第５回転要素ＲＥ５が入力軸１６に対して減速回転させられると共に、第３クラッチＣ３が係合させられることにより第１回転要素ＲＥ１が入力軸１６に対して減速回転させられると、第４回転要素ＲＥ４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」が成立する。

また、第１クラッチＣ１が係合させられることにより第５回転要素ＲＥ５が入力軸１６に対して減速回転させられると共に、第４クラッチＣ４が係合させられることにより第１回転要素ＲＥ１が入力軸１６に連結されると、第４回転要素ＲＥ４は「４ｔｈ」で示す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」が成立する。

また、第１クラッチＣ１が係合させられることにより第５回転要素ＲＥ５が入力軸１６に対して減速回転させられると共に、第２クラッチＣ２が係合させられることにより第３回転要素ＲＥ３が入力軸１６に連結されると、第４回転要素ＲＥ４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」が成立する。

また、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４が係合させられることにより、第１回転要素ＲＥ１および第３回転要素ＲＥ３がともに入力軸１６に連結されると、第２変速部３０は入力軸１６と同じ回転速度で一体回転するので、第４回転要素ＲＥ４は「６ｔｈ」で示す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」が成立する。

また、第２クラッチＣ２が係合させられることにより第３回転要素ＲＥ３が入力軸１６に連結されるとともに、第３クラッチＣ３が係合させられることにより第１回転要素ＲＥ１が入力軸１６に対して減速回転させられると、第４回転要素ＲＥ４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」が成立する。

また、第２クラッチＣ２が係合させられることにより第３回転要素ＲＥ３が入力軸１６に連結されるとともに、第１ブレーキＢ１が係合させられることにより第１回転要素ＲＥ１が回転停止させられると、第４回転要素ＲＥ４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」が成立する。

また、第２クラッチＣ２が係合させられることにより第３回転要素ＲＥ３が入力軸１６に連結されるとともに、第２ブレーキＢ２が係合させられることにより第２回転要素ＲＥ２が回転停止させられると、第４回転要素ＲＥ４は「９ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第８変速段「８ｔｈ」よりも変速比が小さい第９変速段「９ｔｈ」が成立する。このような第１変速段から第９変速段が達成されるように用いられることによって前進９速の多段変速機が得られる。

また、第３ブレーキＢ３が係合させられることにより第３回転要素ＲＥ３が回転停止させられるとともに、第３クラッチＣ３が係合させられることにより第１回転要素ＲＥ１が第１遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１に連結されると、第４回転要素ＲＥ４は「Ｒｅｖ１」で示す回転速度で逆回転させられ、後進第１変速段「Ｒｅｖ１」が成立する。

また、第３ブレーキＢ３が係合させられることにより第３回転要素ＲＥ３が回転停止させられるとともに、第４クラッチＣ４が係合させられることにより第１回転要素ＲＥ１が入力軸１６に連結されると、第４回転要素ＲＥ４は「Ｒｅｖ２」で示す回転速度で逆回転させられ、後進第１変速段「Ｒｅｖ１」よりも変速比が小さい後進第２変速段「Ｒｅｖ２」が成立する。

さらに、第１クラッチＣ１が係合させられることにより第５回転要素ＲＥ５が入力軸１６に対して減速回転させられると共に、第２ブレーキＢ２が係合させられることにより第２回転要素ＲＥ２が回転停止させられると、第４回転要素ＲＥ４は「１．５ｓｔ」で示す回転速度で回転させられ、第１変速段「１ｓｔ」と第２変速段「２ｎｄ」の間の変速比である中間変速段「１．５ｓｔ」が成立する。この中間変速段を用いる場合には、前進１０速の多段変速機が得られる。

このように、本実施例の変速機１０は、入力軸１６の回転を減速させる第１変速部２８と、５つの回転要素ＲＥ１〜ＲＥ５で構成され第１変速部２８で得られた回転を変速する第２変速部３０と、それら回転要素を選択的に連結する４つのクラッチＣ１〜Ｃ４および３つのブレーキＢ１〜Ｂ３によって、全体の変速比幅が十分に広く、各変速段の変速比のステップが等比乃至はそれに近い形で並び、変速時の掴み替えが容易な変速機１０となる。

また、変速機１０は、第１クラッチＣ１乃至第４クラッチＣ４および第１ブレーキＢ１乃至第３ブレーキＢ３の何れか２つを選択的に係合することによって前進９速段を得ることができる。

また、第１変速段と第２変速段の間に中間変速段を加えることにより前進１０速段を得ることができ、さらに細かい変速制御が可能となる。

また、変速機１０は、クラッチおよびブレーキの配置位置が軸心方向に適度にばらけているため、油路の配置がし易く、しかも第２変速部３０は３つの遊星歯車装置が固まっているため、連結関係が単純で済む。

なお、上述したの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。

本発明の実施例である車両用多段変速機の要部構成を説明する骨子図である。図１の変速機の変速段とそれを成立させるために必要な油圧式摩擦係合装置の作動との関係を示す作動表である。図１の変速機の作動を説明する共線図である。図１の変速機を制御するための電子制御装置に入力される信号およびその電子制御装置から出力される信号を例示する図である。

符号の説明

１０：車両用多段変速機１２：トランスミッションケース（非回転部材）１６：入力軸（入力回転部材）１８：第１遊星歯車装置２０：第２遊星歯車装置２２：第３遊星歯車装置２４：第４遊星歯車装置２８：第１変速部３０：第２変速部ＲＥ１：第１回転要素ＲＥ２：第２回転要素ＲＥ３：第３回転要素ＲＥ４：第４回転要素ＲＥ５：第５回転要素Ｃ１：第１クラッチ（第１クラッチ要素）Ｃ２：第２クラッチ（第２クラッチ要素）Ｃ３：第３クラッチ（第３クラッチ要素）Ｃ４：第４クラッチ（第４クラッチ要素）Ｂ１：第１ブレーキ（第１ブレーキ要素）Ｂ２：第２ブレーキ（第２ブレーキ要素）Ｂ３：第３ブレーキ（第３ブレーキ要素）

Claims

入力回転部材に連結されるキャリヤと、非回転部材に連結されるサンギヤと、を有するダブルピニオン型の第１遊星歯車装置からなる第１変速部と、
シングルピニオン型の第２遊星歯車装置、シングルピニオン型の第３遊星歯車装置、およびダブルピニオン型の第４遊星歯車装置からなり、前記第２遊星歯車装置のリングギヤにより第１回転要素が構成され、前記第２遊星歯車装置のキャリヤおよび前記第３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遊星歯車装置のサンギヤ、前記第３遊星歯車装置のキャリヤ、および前記第４遊星歯車装置のキャリヤが互いに連結されて第３回転要素が構成され、前記第４遊星歯車装置のリングギヤにより第４回転要素が構成され、前記第３遊星歯車装置のサンギヤおよび前記第４遊星歯車装置のサンギヤが互いに連結されて第５回転要素が構成される第２変速部と、を備え、
前記第１遊星歯車装置のリングギヤと前記第５回転要素とを選択的に連結する第１クラッチ要素と、前記入力回転部材と前記第３回転要素とを選択的に連結する第２クラッチ要素と、前記第１遊星歯車装置のリングギヤと前記第１回転要素とを選択的に連結する第３クラッチ要素と、前記入力回転部材と前記第１回転要素とを選択的に連結する第４クラッチ要素と、前記第１回転要素を選択的に非回転部材に連結する第１ブレーキ要素と、前記第２回転要素を選択的に非回転部材に連結する第２ブレーキ要素と、前記第３回転要素を選択的に非回転部材に連結する第３ブレーキ要素と、を有することを特徴とする車両用多段変速機。
前記第１クラッチ要素および前記第３ブレーキ要素が係合させられることによって第１変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第２変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第３変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第４変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第２クラッチ要素が係合させられることによって第５変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第６変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第７変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第８変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第２ブレーキ要素が係合させられることによって第９変速段が成立する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用多段変速機。
前記第１クラッチ要素および前記第３ブレーキ要素が係合させられることによって第１変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第２ブレーキ要素が係合させられることによって中間変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第２変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第３変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第４変速段が成立し、
前記第１クラッチ要素および前記第２クラッチ要素が係合させられることによって第５変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第４クラッチ要素が係合させられることによって第６変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第３クラッチ要素が係合させられることによって第７変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第１ブレーキ要素が係合させられることによって第８変速段が成立し、
前記第２クラッチ要素および前記第２ブレーキ要素が係合させられることによって第９変速段が成立する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用多段変速機。