自動変速機
【課題】電動機専用の減速機を設けることなく、容量の小さい電動機を用いることができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる自動変速機を提供する。
【解決手段】自動変速機は、入力軸２の回転が伝達される入力側変速部ＰＧＳ３，ＰＧＳ４と、入力側変速部ＰＧＳ３，ＰＧＳ４から出力される動力を変速して出力部材３に出力する出力側変速部ＰＧＳ１，ＰＧＳ２とを備える。出力側変速部ＰＧＳ１，ＰＧＳ２は、遊星歯車機構を少なくとも１つ備えると共に、４つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ４を構成し、第２出力側回転要素Ｙ２に出力部材３が連結され、第３出力側回転要素Ｙ３に電動機ＭＧが連結され、第１出力側回転要素Ｙ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第１ブレーキＢ１を備え、第３出力側回転要素Ｙ３は全ての変速段で入力軸２の回転速度以下で回転する。
【解決手段】自動変速機は、入力軸２の回転が伝達される入力側変速部ＰＧＳ３，ＰＧＳ４と、入力側変速部ＰＧＳ３，ＰＧＳ４から出力される動力を変速して出力部材３に出力する出力側変速部ＰＧＳ１，ＰＧＳ２とを備える。出力側変速部ＰＧＳ１，ＰＧＳ２は、遊星歯車機構を少なくとも１つ備えると共に、４つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ４を構成し、第２出力側回転要素Ｙ２に出力部材３が連結され、第３出力側回転要素Ｙ３に電動機ＭＧが連結され、第１出力側回転要素Ｙ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第１ブレーキＢ１を備え、第３出力側回転要素Ｙ３は全ての変速段で入力軸２の回転速度以下で回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等の駆動源の動力を遊星歯車機構を用いて複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の動力を遊星歯車機構を用いて複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の自動変速機では、出力部材はファイナルドリブンギアを介して駆動輪に接続されており、又、ファイナルドリブンギアには、減速機を介して電動機の駆動力が伝達されるように構成されている。そして、車両が高速で走行している場合等における電動機の過回転を防止すべく、電動機とファイナルドリブンギアとの接続を断つことが可能なシンクロメッシュ機構からなる係合機構が電動機とファイナルドリブンギアとの間に介設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０５４６６号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、電動機のコストダウンを図るべく容量の小さい電動機を用いる場合には、減速機を設ける必要がある。
【０００６】
本発明は、電動機専用の減速機を設けることなく、容量の小さい電動機を用いることができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる自動変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、駆動源からの動力が伝達される入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、前記入力軸の回転が伝達される入力側変速部と、該入力側変速部から出力される動力が伝達されると共に伝達された動力を変速して前記出力部材に出力する出力側変速部とを備え、該出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を有する遊星歯車機構を少なくとも１つ備えると共に、少なくとも３つの出力側回転要素を構成し、各出力側回転要素の回転速度の比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から第１出力側回転要素、第２出力側回転要素及び第３出力側回転要素として、前記第２出力側回転要素に前記出力部材が連結され、前記第３出力側回転要素に電動機が連結され、前記第１出力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第１ブレーキを備え、前記第３出力側回転要素は全ての変速段で前記入力軸の回転速度以下で回転することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１出力側回転要素を変速機ケースに固定自在な第１ブレーキが設けられ、第２出力側回転要素に出力部材が連結され、第３出力側回転要素に電動機が連結されている。従って、第１ブレーキを固定状態とすれば、電動機の回転速度を減速させて第２出力側回転要素から出力させることができ、出力側変速部が減速機の役割を果たすため、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
【０００９】
又、第３出力側回転要素は全ての変速段で入力軸の回転速度以下で回転するものであり、容量の小さい電動機の過回転を防止することができる。
【００１０】
［２］本発明においては、第１ブレーキを噛合機構で構成することが好ましい。噛合機構は、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、固定状態を維持するために油圧を供給し続ける必要がない。従って、車両が電動機の駆動力のみで走行するＥＶ走行中においては、第１ブレーキを固定状態とする必要があるが、第１ブレーキの固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。
【００１１】
［３］本発明の具体的態様としては、出力側変速部を、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第１と第２の２つの遊星歯車機構で構成すると共に、第１遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素を第２遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素に夫々連結することにより、第１から第３の出力側回転要素に加えて第４出力側回転要素を備えるものとし、第１から第４の４つの出力側回転要素は、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から第１出力側回転要素、第２出力側回転要素、第３出力側回転要素及び第４出力側回転要素の順番に位置するものであり、第３出力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１クラッチを備え、第１クラッチを、出力部材の回転速度が入力軸の回転速度を上回る全ての変速段において、連結状態とするもので構成することができる。
【００１２】
［４］又、本発明の更なる具体的態様としては、上述の具体的態様の構成に加えて、更に、入力側変速部を、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第３と第４の２つの遊星歯車機構で構成されると共に、第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素を第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素に夫々連結させることで、第１から第４の４つの入力側回転要素を構成し、第１から第４の４つの入力側回転要素は、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から第１入力側回転要素、第２入力側回転要素、第３入力側回転要素、第４入力側回転要素の順番に位置するものであり、第４出力側回転要素と第３入力側回転要素とを連結して第１連結体を構成し、第１入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２クラッチと、第４入力側回転要素と入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３クラッチと、第２入力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第２ブレーキと、第１入力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第３ブレーキとを備えるもので構成することができる。
【００１３】
［５］本発明においては、駆動源の動力を入力軸に伝達自在な摩擦係合式の発進クラッチが設けることのできる。
【００１４】
［６］本発明においては、駆動源の動力を、トルクコンバータを介して入力軸に伝達するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態を示すスケルトン図。
【図２】第１実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図。
【図３】第１実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。
【図４】第１実施形態の自動変速機の車速と回転数の関係を示すグラフ。
【図５】本発明の自動変速機の第２実施形態を示すスケルトン図。
【図６】第２実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図。
【図７】第２実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
図１から図４を参照して、本発明の自動変速機の第１実施形態を説明する。この第１実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がねじりダンパＤＡ及び乾式摩擦係合型の発進クラッチＣ０を介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギアからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、カウンター軸ＣＳ及びデファレンシャルギアＤＦを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、発進クラッチＣ０に代えて、トルクコンバータを設けてもよい。又、デファレンシャルギアＤＦに代えてプロペラシャフトを設けてもよい。
【００１７】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。
【００１８】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、サンギアＳａと、リングギアＲａと、サンギアＳａとリングギアＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギアとリングギアが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギアを固定した場合には、サンギアとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成されている。
【００１９】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２も、サンギアＳｂと、リングギアＲｂと、サンギアＳｂ及びリングギアＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００２０】
第１実施形態では、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２とで、本発明の出力側変速部を構成する。
【００２１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの出力側回転要素を構成する。図２の下段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図を参照して、各出力側回転要素を左から順に、第１出力側回転要素Ｙ１、第２出力側回転要素Ｙ２、第３出力側回転要素Ｙ３、第４出力側回転要素Ｙ４とすると、第１出力側回転要素Ｙ１は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂとを連結したもの、第２出力側回転要素Ｙ２は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ、第３出力側回転要素Ｙ３は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａと第２遊星歯機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂとを連結したもの、第４出力側回転要素Ｙ４は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂとなる。
【００２２】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）をｈ、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比をｉとすると、第１〜第４の各出力側回転要素間Ｙ１〜Ｙ４の間隔は、ｈ：１：（ｈ＋１）／ｉの割り合いとなっている。
【００２３】
尚、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転速度を「１」として、これと同一である「１」であることを示している。
【００２４】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３も、サンギアＳｃと、リングギアＲｃと、サンギアＳｃ及びリングギアＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００２５】
又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４も、サンギアＳｄと、リングギアＲｄと、サンギアＳｄ及びリングギアＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００２６】
第１実施形態では、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とで、本発明の入力側変速部を構成する。
【００２７】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの入力側回転要素を構成する。図２の上段に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、各入力側回転要素を左から順に、第１入力側回転要素Ｘ１、第２入力側回転要素Ｘ２、第３入力側回転要素Ｘ３、第４入力側回転要素Ｘ４とすると、第１入力側回転要素Ｘ１は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄ、第２入力側回転要素Ｘ２は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃ、第３入力側回転要素Ｘ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃと第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとを連結したもの、第４入力側回転要素Ｘ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄとを連結したものとなる。
【００２８】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比をｊ、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比をｋとすると、第１〜第４の各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４間の間隔は、ｊｋ−１：１：ｊの割り合いとなっている。
【００２９】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａからなる第２出力側回転要素Ｙ２は、出力ギアたる出力部材３に連結されている。又、第４出力側回転要素Ｙ４と第３入力側回転要素Ｘ３とが連結されて、第１連結体Ｙ４−Ｘ３が構成されている。
【００３０】
第３出力側回転要素Ｙ３には、電動機ＭＧが連結されている。電動機ＭＧは、変速機ケース１に固定されるステータＭＧａと、ステータＭＧａの径方向内方に配置されるロータＭＧｂとで構成される。尚、電動機ＭＧは、ステータＭＧａの径方向内方にロータＭＧｂを備えるインナータイプに限らず、ステータＭＧａの径方向外方にロータＭＧｂを備えるアウタータイプで構成してもよい。
【００３１】
又、第１実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。
【００３２】
第１クラッチＣ１は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第３出力側回転要素Ｙ３と入力軸２とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３３】
第２クラッチＣ２は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄからなる第１入力側回転要素Ｘ１と入力軸２とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３４】
第３クラッチＣ３は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第４入力側回転要素Ｘ４と入力軸２とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３５】
第１ブレーキＢ１は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１出力側回転要素Ｙ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３６】
第２ブレーキＢ２は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃからなる第２入力側回転要素Ｘ２を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３７】
第３ブレーキＢ３は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄからなる第１入力側回転要素Ｘ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３８】
各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。
【００３９】
入力軸２上には、駆動源ＥＮＧ及び発進クラッチＣ０側から、第１クラッチＣ１、出力ギアからなる出力部材３、第１ブレーキＢ１、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３クラッチＣ３、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第３ブレーキＢ３、第２クラッチＣ２の順番で配置されている。
【００４０】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の径方向外方に配置されている。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄとを一体に連結して第４入力側回転要素Ｘ４を構成している。このように、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の径方向外方に配置することにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００４１】
尚、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができ、車両（特にＦＦ式車両）への搭載性を向上させることができる。
【００４２】
又、第２ブレーキＢ２は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されている。これにより、自動変速機の軸長を更に短くすることができる。
【００４３】
変速機ケース１には、出力部材３と第１クラッチＣ１との間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３の径方向内方に向かって延びる筒状部１ｂが設けられている。出力部材３は、この筒状部１ｂにベアリングを介して軸支されている。このように構成することにより、変速機ケース１に連なる機械的強度の高い筒状部１ｂで出力部材３をしっかりと軸支させることができる。尚、第１ブレーキＢ１は出力部材３と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１との間に配置したが、筒状部１ｂの径方向内方に配置してもよく、これによれば、筒状部１ｂの径方向内方のスペースを有効活用して出力部材３と第１ブレーキとが径方向で重なり合うため、更なる軸長の短縮化を図ることができる。
【００４４】
次に、図２及び図３を参照して、車両が駆動源ＥＮＧで走行するときにおいて、第１実施形態の自動変速機で各変速段を確立させる場合を説明する。尚、車両が駆動源ＥＮＧの駆動力を用いて走行するときには、発進クラッチＣ０は連結状態とされている。
【００４５】
１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００４６】
２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００４７】
３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１から第４の４つの入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４の回転速度が「１」となる。従って、第１連結体Ｙ４−Ｘ３に含まれる第４出力側回転要素Ｙ４の回転速度も「１」となる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００４８】
４速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００４９】
尚、４速段を確立させるためには、必ずしも第３クラッチＣ３を連結状態とする必要はないが、連結状態とすれば第３クラッチＣ３でのフリクションロスを抑えることができる。又、第３クラッチＣ３は３速段で連結状態とされると共に後述する５速段でも連結状態とされる。このため、４速段においても連結状態としておけば、アップシフト又はダウンシフトのときに変速をスムーズに行うことができる。
【００５０】
５速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３の全てを連結状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１から第４の４つの入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４の回転速度が「１」となる。従って、第１連結体Ｙ４−Ｘ３に含まれる第４出力側回転要素Ｙ４の回転速度も「１」となる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。
【００５１】
これにより、第３出力側回転要素Ｙ３と第４出力側回転要素Ｙ４が同一速度の「１」で回転することとなり、第１から第４の４つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ４も相対回転不能なロック状態となり、各出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ４の回転速度が「１」となる。従って、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」になり、５速段が確立される。
【００５２】
６速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００５３】
７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００５４】
８速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１を連結状態とし、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１から第４の４つの入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４の回転速度が「０」になる。従って、第１連結体Ｙ４−Ｘ３に含まれる第４出力側回転要素Ｙ４の回転速度も「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「８ｔｈ」になり、８速段が確立される。
【００５５】
９速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「１」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「９ｔｈ」になり、９速段が確立される。
【００５６】
後進段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「１」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」になり、後進段が確立される。
【００５７】
図３は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。
【００５８】
又、図３には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比ｈを２．８００、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比ｉを２．８００、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比ｊを１．５００、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比ｋを１．８００とした場合における各変速段の変速比（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）を示している。これによれば、図３に示すように、公比（各変速段間のギアレシオの比）が適切になると共に、減速比（１速段のギアレシオ／９速段のギアレシオ）も「９．９９」と適切になる。
【００５９】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進９段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【００６０】
又、第１実施形態の自動変速機で、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を行う場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態として第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度を「０」とすれば、第２出力側回転要素Ｙ２に出力部材３が連結され、第３出力側回転要素Ｙ３に電動機ＭＧが連結されているため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１を減速機として用いることができる。従って、第１ブレーキＢ１を固定状態とすれば、電動機ＭＧの回転速度を減速させて第２出力側回転要素Ｙ２から出力させることができ、出力側変速部としての第１遊星歯車機構ＰＧＳ１が減速機の役割を果たし、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
【００６１】
又、第３出力側回転要素Ｙ３は全ての変速段で入力軸２の回転速度である「１」以下で回転する。このため、電動機ＭＧの過回転を防止することができる。
【００６２】
又、車両が電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行中においては、第１ブレーキＢ１を固定状態とする必要があるが、第１実施形態の自動変速機においては、第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成しているため、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、第１ブレーキＢ１の固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。
【００６３】
ところで、ＥＶ走行中においては、電動機ＭＧにより回転される第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度を駆動源ＥＮＧにより回転される入力軸２の回転速度と同一の「１」とした場合、図２の速度線から明らかなように４速段で走行している状態であることがわかる。又、ＥＶ走行から駆動源ＥＮＧの動力で走行するＥＮＧ走行に移行する場合には、駆動源ＥＮＧを始動させる必要がある。又、駆動源ＥＮＧを始動させるためには最低限必要な回転数（図４のＮｉ）がある。
【００６４】
ここで、比較例として、電動機ＭＧと駆動源ＥＮＧとが直結されているものの場合、電動機ＭＧで駆動源ＥＮＧを始動させる場合には、４速段でＥＶ走行中の場合、電動機ＭＧの回転数が小さいため、車速がある程度上昇して電動機ＭＧの回転数がＮｉ（図４）に達するまで、駆動源ＥＮＧを電動機ＭＧで始動させることができない。駆動源ＥＮＧをいつでも始動できるように、ＥＶ走行中であってもＥＮＧ走行と同様に図４のＡの領域で変速させることも考えられるが、これでは変速ショックが生じてしまう。
【００６５】
これに対し、第１実施形態の自動変速機では、電動機ＭＧは出力側変速部に含まれる第３出力側回転要素Ｙ３に連結され、ＥＶ走行中は、第１ブレーキＢ１が固定状態とするだけで走行可能である。又、１速段から４速段までは、全て第１ブレーキＢ１が固定状態とされるため、駆動源ＥＮＧを始動させて１速段から３速段でＥＮＧ走行する場合には、第１ブレーキＢ１は固定状態のままで他の何れか２つの係合機構を連結状態又は固定状態とすればよい。
【００６６】
このとき、電動機ＭＧは、出力側変速部に含まれる第３出力側回転要素Ｙ３に連結されているため、電動機ＭＧにより回転する第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が、入力側変速部たる第３及び第４の２つの遊星歯車機構ＰＧＳ３，ＰＧＳ４を介して増速されて、駆動源ＥＮＧに伝達される。例えば、図４に示すように、電動機ＭＧの回転数が小さい場合（ｔ）であっても、電動機ＭＧの回転を増速させて駆動源ＥＮＧを始動させ、２速段でＥＮＧ走行することができる。
【００６７】
従って、第１実施形態の自動変速機によれば、低速走行中であっても、電動機ＭＧで駆動源ＥＮＧをスムーズに始動させて、ＥＶ走行からＥＮＧ走行に切り換えることができる。尚、図４において、実線は電動機ＭＧの回転数を示し、一点鎖線は駆動源ＥＮＧの回転数を示している。
【００６８】
又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギアの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。尚、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、サンギアと、リングギアと、互いに噛合すると共に一方がサンギアに噛合し他方がリングギアに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとで構成される。又、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、キャリアを固定した場合、サンギアとリングギアが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギアを固定した場合、サンギアとキャリアが互いに異なる方向に回転する。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、図５から図７を参照して、本発明の自動変速機の第２実施形態について説明する。第２実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がねじりダンパＤＡ及び乾式摩擦係合型の発進クラッチＣ０を介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同一軸線上に配置された出力軸からなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、発進クラッチＣ０に代えて、トルクコンバータを設けてもよい。又、プロペラシャフトに代えて、出力部材３に出力ギア設け、この出力ギアを介してデファレンシャルギアに駆動力が伝達されるように構成してもよい。
【００７０】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４は、第１実施形態と同様に何れも所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００７１】
第２実施形態では、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１が本発明の出力側変速部に該当する。
【００７２】
図５の下段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図（サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１出力側回転要素、第２出力側回転要素及び第３出力側回転要素とすると、第１出力側回転要素はリングギアＲａ、第２出力側回転要素はキャリアＣａ、第３出力側回転要素はサンギアＳａになる。
【００７３】
ここで、サンギアＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギアＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１のギア比をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００７４】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの入力側回転要素を構成する。
【００７５】
図６の上段に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、各入力側回転要素を右から順に、第１入力側回転要素Ｘ１、第２入力側回転要素Ｘ２、第３入力側回転要素Ｘ３、第４入力側回転要素Ｘ４とすると、第１入力側回転要素Ｘ１は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄとを連結したもの、第２入力側回転要素Ｘ２は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ、第３入力側回転要素Ｘ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃと第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとを連結したもの、第４入力側回転要素Ｘ４は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄとなる。
【００７６】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）をｊ、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比をｋとすると、第１〜第４の各回転要素間の間隔は、ｊ：１：（ｊ＋１）／ｋの割り合いとなっている。
【００７７】
尚、図６の第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「１」としてこれと同一である「１」であることを示している。
【００７８】
又、図６の中段に示す第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第５入力側回転要素Ｘ５、第６入力側回転要素Ｘ６及び第７入力側回転要素Ｘ７とすると、第５入力側回転要素Ｘ５はサンギアＳｂ、第６入力側回転要素Ｘ６はキャリアＣｂ、第７入力側回転要素Ｘ７はリングギアＲｂになる。サンギアＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギアＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００７９】
第４入力側回転要素Ｘ４は入力軸２に連結されている。又、第２出力側回転要素Ｙ２は出力軸たる出力部材３に連結されている。又、第３入力側回転要素Ｘ３と第７入力側回転要素Ｘ７とが連結されて第１連結体Ｘ３−Ｘ７が構成されている。又、第６入力側回転要素Ｘ６と第３出力側回転要素Ｙ３とが連結されて第２連結体Ｘ６−Ｙ３が構成されている。
【００８０】
又、第２実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第４の４つのブレーキＢ１〜Ｂ４とを備える。
【００８１】
第１クラッチＣ１は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第４入力側回転要素Ｘ４と第２連結体Ｘ６−Ｙ３とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８２】
第２クラッチＣ２は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第５入力側回転要素Ｘ５と第２連結体Ｘ６−Ｙ３とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８３】
第３クラッチＣ３は、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８４】
第１ブレーキＢ１は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１出力側回転要素Ｙ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８５】
第２ブレーキＢ２は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第２入力側回転要素Ｘ２を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８６】
第３ブレーキＢ３は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第１入力側回転要素Ｘ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８７】
第４ブレーキＢ４は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第２連結体Ｘ６−Ｙ３を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８８】
各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ４は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。
【００８９】
入力軸２の軸線上には、駆動源ＥＮＧ及び発進クラッチＣ０側（図５の左側）から、第３ブレーキＢ３、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第１クラッチＣ１、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３の順番で配置されている。
【００９０】
第４ブレーキＢ４及び第１ブレーキＢ１は、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。これにより、第４ブレーキＢ４及び第１ブレーキＢ１と、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００９１】
次に、図５及び図６を参照して、車両が駆動源ＥＮＧで走行するときにおいて、第２実施形態の自動変速機で各変速段を確立させる場合を説明する。尚、車両が駆動源ＥＮＧの駆動力を用いて走行するときには、発進クラッチＣ０は連結状態とされている。
【００９２】
１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５の回転速度が第１出力側回転要素Ｙ１と同一速度の「０」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００９３】
２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５の回転速度が第１出力側回転要素Ｙ１と同一速度の「０」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００９４】
３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第２連結体Ｘ６−Ｙ３とが同一速度で回転し、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第５から第７の３つの入力側回転要素Ｘ５〜Ｘ７が相対回転不能なロック状態となる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００９５】
４速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチと第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３と第１出力側回転要素Ｘ１とが同一速度で回転し、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１から第３の３つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ３が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００９６】
５速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３の全てを連結状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３が第４入力側回転要素Ｘ４と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチと第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３と第１出力側回転要素Ｘ１とが同一速度の「１」で回転し、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１から第３の３つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ３が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」になり、５速段が確立される。
【００９７】
６速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３が第４入力側回転要素Ｘ４と同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００９８】
７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３が第４入力側回転要素Ｘ４と同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００９９】
後進段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第２ブレーキＢ２及び第４ブレーキＢ４を固定状態とする。第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第４ブレーキＢ４を固定状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」になり、後進段が確立される。
【０１００】
図７は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。
【０１０１】
第２実施形態の自動変速機によれば、前進７段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【０１０２】
又、第２実施形態の自動変速機でも、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を行う場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態として第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度を「０」とすれば、第２出力側回転要素Ｙ２に出力部材３が連結され、第３出力側回転要素Ｙ３に電動機ＭＧが連結されているため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１を減速機として用いることができる。従って、第１ブレーキＢ１を固定状態とすれば、電動機ＭＧの回転速度を減速させて第２出力側回転要素Ｙ２から出力させることができ、出力側変速部としての第１遊星歯車機構ＰＧＳ１が減速機の役割を果たし、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
【０１０３】
又、第３出力側回転要素Ｙ３は全ての変速段で入力軸２の回転速度である「１」以下で回転する。このため、電動機ＭＧの過回転を防止することができる。
【０１０４】
又、車両が電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行中においては、第１ブレーキＢ１を固定状態とする必要があるが、第２実施形態の自動変速機においても、第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成しているため、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、第１ブレーキＢ１の固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。
【０１０５】
又、第２実施形態の自動変速機においても、第１実施形態のものと同様に、低速走行中であっても、電動機ＭＧで駆動源ＥＮＧをスムーズに始動させて、ＥＶ走行からＥＮＧ走行に切り換えることができる。
【０１０６】
又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギアの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…駆動源、ＤＡ…ダンパ、ＰＧＳ１…第１遊星歯車機構、Ｓａ…サンギア、Ｃａ…キャリア、Ｒａ…リングギア、Ｐａ…ピニオン、ＰＧＳ２…第２遊星歯車機構、Ｓｂ…サンギア、Ｃｂ…キャリア、Ｒｂ…リングギア、Ｐｂ…ピニオン、ＰＧＳ３…第３遊星歯車機構、Ｓｃ…サンギア、Ｃｃ…キャリア、Ｒｃ…リングギア、Ｐｃ…ピニオン、ＰＧＳ４…第４遊星歯車機構、Ｓｄ…サンギア、Ｃｄ…キャリア、Ｒｄ…リングギア、Ｐｄ…ピニオン、Ｙ１〜Ｙ４…第１〜第４出力側回転要素、Ｘ１〜Ｘ７…第１〜第７入力側回転要素、Ｃ１〜Ｃ４…第１〜第４クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ、ＭＧ…電動機、ＭＧａ…ステータ、ＭＧｂ…ロータ、ＣＳ…カウンター軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等の駆動源の動力を遊星歯車機構を用いて複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の動力を遊星歯車機構を用いて複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の自動変速機では、出力部材はファイナルドリブンギアを介して駆動輪に接続されており、又、ファイナルドリブンギアには、減速機を介して電動機の駆動力が伝達されるように構成されている。そして、車両が高速で走行している場合等における電動機の過回転を防止すべく、電動機とファイナルドリブンギアとの接続を断つことが可能なシンクロメッシュ機構からなる係合機構が電動機とファイナルドリブンギアとの間に介設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０５４６６号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、電動機のコストダウンを図るべく容量の小さい電動機を用いる場合には、減速機を設ける必要がある。
【０００６】
本発明は、電動機専用の減速機を設けることなく、容量の小さい電動機を用いることができると共に、小型化及び軽量化を図ることができる自動変速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、駆動源からの動力が伝達される入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、前記入力軸の回転が伝達される入力側変速部と、該入力側変速部から出力される動力が伝達されると共に伝達された動力を変速して前記出力部材に出力する出力側変速部とを備え、該出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を有する遊星歯車機構を少なくとも１つ備えると共に、少なくとも３つの出力側回転要素を構成し、各出力側回転要素の回転速度の比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から第１出力側回転要素、第２出力側回転要素及び第３出力側回転要素として、前記第２出力側回転要素に前記出力部材が連結され、前記第３出力側回転要素に電動機が連結され、前記第１出力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第１ブレーキを備え、前記第３出力側回転要素は全ての変速段で前記入力軸の回転速度以下で回転することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第１出力側回転要素を変速機ケースに固定自在な第１ブレーキが設けられ、第２出力側回転要素に出力部材が連結され、第３出力側回転要素に電動機が連結されている。従って、第１ブレーキを固定状態とすれば、電動機の回転速度を減速させて第２出力側回転要素から出力させることができ、出力側変速部が減速機の役割を果たすため、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
【０００９】
又、第３出力側回転要素は全ての変速段で入力軸の回転速度以下で回転するものであり、容量の小さい電動機の過回転を防止することができる。
【００１０】
［２］本発明においては、第１ブレーキを噛合機構で構成することが好ましい。噛合機構は、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、固定状態を維持するために油圧を供給し続ける必要がない。従って、車両が電動機の駆動力のみで走行するＥＶ走行中においては、第１ブレーキを固定状態とする必要があるが、第１ブレーキの固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。
【００１１】
［３］本発明の具体的態様としては、出力側変速部を、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第１と第２の２つの遊星歯車機構で構成すると共に、第１遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素を第２遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素に夫々連結することにより、第１から第３の出力側回転要素に加えて第４出力側回転要素を備えるものとし、第１から第４の４つの出力側回転要素は、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から第１出力側回転要素、第２出力側回転要素、第３出力側回転要素及び第４出力側回転要素の順番に位置するものであり、第３出力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１クラッチを備え、第１クラッチを、出力部材の回転速度が入力軸の回転速度を上回る全ての変速段において、連結状態とするもので構成することができる。
【００１２】
［４］又、本発明の更なる具体的態様としては、上述の具体的態様の構成に加えて、更に、入力側変速部を、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第３と第４の２つの遊星歯車機構で構成されると共に、第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素を第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素に夫々連結させることで、第１から第４の４つの入力側回転要素を構成し、第１から第４の４つの入力側回転要素は、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から第１入力側回転要素、第２入力側回転要素、第３入力側回転要素、第４入力側回転要素の順番に位置するものであり、第４出力側回転要素と第３入力側回転要素とを連結して第１連結体を構成し、第１入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２クラッチと、第４入力側回転要素と入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３クラッチと、第２入力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第２ブレーキと、第１入力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第３ブレーキとを備えるもので構成することができる。
【００１３】
［５］本発明においては、駆動源の動力を入力軸に伝達自在な摩擦係合式の発進クラッチが設けることのできる。
【００１４】
［６］本発明においては、駆動源の動力を、トルクコンバータを介して入力軸に伝達するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の自動変速機の第１実施形態を示すスケルトン図。
【図２】第１実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図。
【図３】第１実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。
【図４】第１実施形態の自動変速機の車速と回転数の関係を示すグラフ。
【図５】本発明の自動変速機の第２実施形態を示すスケルトン図。
【図６】第２実施形態の自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図。
【図７】第２実施形態の自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
図１から図４を参照して、本発明の自動変速機の第１実施形態を説明する。この第１実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がねじりダンパＤＡ及び乾式摩擦係合型の発進クラッチＣ０を介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギアからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、カウンター軸ＣＳ及びデファレンシャルギアＤＦを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、発進クラッチＣ０に代えて、トルクコンバータを設けてもよい。又、デファレンシャルギアＤＦに代えてプロペラシャフトを設けてもよい。
【００１７】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。
【００１８】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１は、サンギアＳａと、リングギアＲａと、サンギアＳａとリングギアＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギアとリングギアが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギアを固定した場合には、サンギアとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成されている。
【００１９】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２も、サンギアＳｂと、リングギアＲｂと、サンギアＳｂ及びリングギアＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００２０】
第１実施形態では、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２とで、本発明の出力側変速部を構成する。
【００２１】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの出力側回転要素を構成する。図２の下段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図を参照して、各出力側回転要素を左から順に、第１出力側回転要素Ｙ１、第２出力側回転要素Ｙ２、第３出力側回転要素Ｙ３、第４出力側回転要素Ｙ４とすると、第１出力側回転要素Ｙ１は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａと第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂとを連結したもの、第２出力側回転要素Ｙ２は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ、第３出力側回転要素Ｙ３は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａと第２遊星歯機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂとを連結したもの、第４出力側回転要素Ｙ４は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂとなる。
【００２２】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）をｈ、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比をｉとすると、第１〜第４の各出力側回転要素間Ｙ１〜Ｙ４の間隔は、ｈ：１：（ｈ＋１）／ｉの割り合いとなっている。
【００２３】
尚、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１及び第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転速度を「１」として、これと同一である「１」であることを示している。
【００２４】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３も、サンギアＳｃと、リングギアＲｃと、サンギアＳｃ及びリングギアＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００２５】
又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４も、サンギアＳｄと、リングギアＲｄと、サンギアＳｄ及びリングギアＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。
【００２６】
第１実施形態では、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とで、本発明の入力側変速部を構成する。
【００２７】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの入力側回転要素を構成する。図２の上段に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、各入力側回転要素を左から順に、第１入力側回転要素Ｘ１、第２入力側回転要素Ｘ２、第３入力側回転要素Ｘ３、第４入力側回転要素Ｘ４とすると、第１入力側回転要素Ｘ１は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄ、第２入力側回転要素Ｘ２は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃ、第３入力側回転要素Ｘ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃと第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとを連結したもの、第４入力側回転要素Ｘ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄとを連結したものとなる。
【００２８】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比をｊ、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比をｋとすると、第１〜第４の各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４間の間隔は、ｊｋ−１：１：ｊの割り合いとなっている。
【００２９】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａからなる第２出力側回転要素Ｙ２は、出力ギアたる出力部材３に連結されている。又、第４出力側回転要素Ｙ４と第３入力側回転要素Ｘ３とが連結されて、第１連結体Ｙ４−Ｘ３が構成されている。
【００３０】
第３出力側回転要素Ｙ３には、電動機ＭＧが連結されている。電動機ＭＧは、変速機ケース１に固定されるステータＭＧａと、ステータＭＧａの径方向内方に配置されるロータＭＧｂとで構成される。尚、電動機ＭＧは、ステータＭＧａの径方向内方にロータＭＧｂを備えるインナータイプに限らず、ステータＭＧａの径方向外方にロータＭＧｂを備えるアウタータイプで構成してもよい。
【００３１】
又、第１実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。
【００３２】
第１クラッチＣ１は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第３出力側回転要素Ｙ３と入力軸２とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３３】
第２クラッチＣ２は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄからなる第１入力側回転要素Ｘ１と入力軸２とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３４】
第３クラッチＣ３は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第４入力側回転要素Ｘ４と入力軸２とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３５】
第１ブレーキＢ１は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１出力側回転要素Ｙ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３６】
第２ブレーキＢ２は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃからなる第２入力側回転要素Ｘ２を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３７】
第３ブレーキＢ３は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄからなる第１入力側回転要素Ｘ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００３８】
各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ３は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。
【００３９】
入力軸２上には、駆動源ＥＮＧ及び発進クラッチＣ０側から、第１クラッチＣ１、出力ギアからなる出力部材３、第１ブレーキＢ１、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第３クラッチＣ３、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第３ブレーキＢ３、第２クラッチＣ２の順番で配置されている。
【００４０】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３は、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の径方向外方に配置されている。そして、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄとを一体に連結して第４入力側回転要素Ｘ４を構成している。このように、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３を第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の径方向外方に配置することにより、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００４１】
尚、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３と第４遊星歯車機構ＰＧＳ４とは、径方向で少なくとも一部が重なり合っていればよく、これによって軸長の短縮化を図ることができるが、両者が完全に径方向で重なり合っていれば、最も軸長を短くすることができ、車両（特にＦＦ式車両）への搭載性を向上させることができる。
【００４２】
又、第２ブレーキＢ２は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されている。これにより、自動変速機の軸長を更に短くすることができる。
【００４３】
変速機ケース１には、出力部材３と第１クラッチＣ１との間に位置させて、径方向内方に延びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３の径方向内方に向かって延びる筒状部１ｂが設けられている。出力部材３は、この筒状部１ｂにベアリングを介して軸支されている。このように構成することにより、変速機ケース１に連なる機械的強度の高い筒状部１ｂで出力部材３をしっかりと軸支させることができる。尚、第１ブレーキＢ１は出力部材３と第１遊星歯車機構ＰＧＳ１との間に配置したが、筒状部１ｂの径方向内方に配置してもよく、これによれば、筒状部１ｂの径方向内方のスペースを有効活用して出力部材３と第１ブレーキとが径方向で重なり合うため、更なる軸長の短縮化を図ることができる。
【００４４】
次に、図２及び図３を参照して、車両が駆動源ＥＮＧで走行するときにおいて、第１実施形態の自動変速機で各変速段を確立させる場合を説明する。尚、車両が駆動源ＥＮＧの駆動力を用いて走行するときには、発進クラッチＣ０は連結状態とされている。
【００４５】
１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００４６】
２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００４７】
３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１から第４の４つの入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４の回転速度が「１」となる。従って、第１連結体Ｙ４−Ｘ３に含まれる第４出力側回転要素Ｙ４の回転速度も「１」となる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００４８】
４速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１を固定状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００４９】
尚、４速段を確立させるためには、必ずしも第３クラッチＣ３を連結状態とする必要はないが、連結状態とすれば第３クラッチＣ３でのフリクションロスを抑えることができる。又、第３クラッチＣ３は３速段で連結状態とされると共に後述する５速段でも連結状態とされる。このため、４速段においても連結状態としておけば、アップシフト又はダウンシフトのときに変速をスムーズに行うことができる。
【００５０】
５速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３の全てを連結状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることにより、第１から第４の４つの入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４の回転速度が「１」となる。従って、第１連結体Ｙ４−Ｘ３に含まれる第４出力側回転要素Ｙ４の回転速度も「１」となる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。
【００５１】
これにより、第３出力側回転要素Ｙ３と第４出力側回転要素Ｙ４が同一速度の「１」で回転することとなり、第１から第４の４つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ４も相対回転不能なロック状態となり、各出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ４の回転速度が「１」となる。従って、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」になり、５速段が確立される。
【００５２】
６速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００５３】
７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４入力側回転要素Ｘ４の回転速度が入力軸２の回転速度と同一速度の「１」となる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００５４】
８速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１を連結状態とし、第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第２ブレーキＢ２及び第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１から第４の４つの入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４が相対回転不能なロック状態となり、各入力側回転要素Ｘ１〜Ｘ４の回転速度が「０」になる。従って、第１連結体Ｙ４−Ｘ３に含まれる第４出力側回転要素Ｙ４の回転速度も「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「８ｔｈ」になり、８速段が確立される。
【００５５】
９速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「１」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「９ｔｈ」になり、９速段が確立される。
【００５６】
後進段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることにより、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「１」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」になり、後進段が確立される。
【００５７】
図３は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。
【００５８】
又、図３には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比ｈを２．８００、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比ｉを２．８００、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比ｊを１．５００、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比ｋを１．８００とした場合における各変速段の変速比（入力軸２の回転速度／出力部材３の回転速度）を示している。これによれば、図３に示すように、公比（各変速段間のギアレシオの比）が適切になると共に、減速比（１速段のギアレシオ／９速段のギアレシオ）も「９．９９」と適切になる。
【００５９】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進９段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【００６０】
又、第１実施形態の自動変速機で、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を行う場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態として第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度を「０」とすれば、第２出力側回転要素Ｙ２に出力部材３が連結され、第３出力側回転要素Ｙ３に電動機ＭＧが連結されているため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１を減速機として用いることができる。従って、第１ブレーキＢ１を固定状態とすれば、電動機ＭＧの回転速度を減速させて第２出力側回転要素Ｙ２から出力させることができ、出力側変速部としての第１遊星歯車機構ＰＧＳ１が減速機の役割を果たし、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
【００６１】
又、第３出力側回転要素Ｙ３は全ての変速段で入力軸２の回転速度である「１」以下で回転する。このため、電動機ＭＧの過回転を防止することができる。
【００６２】
又、車両が電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行中においては、第１ブレーキＢ１を固定状態とする必要があるが、第１実施形態の自動変速機においては、第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成しているため、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、第１ブレーキＢ１の固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。
【００６３】
ところで、ＥＶ走行中においては、電動機ＭＧにより回転される第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度を駆動源ＥＮＧにより回転される入力軸２の回転速度と同一の「１」とした場合、図２の速度線から明らかなように４速段で走行している状態であることがわかる。又、ＥＶ走行から駆動源ＥＮＧの動力で走行するＥＮＧ走行に移行する場合には、駆動源ＥＮＧを始動させる必要がある。又、駆動源ＥＮＧを始動させるためには最低限必要な回転数（図４のＮｉ）がある。
【００６４】
ここで、比較例として、電動機ＭＧと駆動源ＥＮＧとが直結されているものの場合、電動機ＭＧで駆動源ＥＮＧを始動させる場合には、４速段でＥＶ走行中の場合、電動機ＭＧの回転数が小さいため、車速がある程度上昇して電動機ＭＧの回転数がＮｉ（図４）に達するまで、駆動源ＥＮＧを電動機ＭＧで始動させることができない。駆動源ＥＮＧをいつでも始動できるように、ＥＶ走行中であってもＥＮＧ走行と同様に図４のＡの領域で変速させることも考えられるが、これでは変速ショックが生じてしまう。
【００６５】
これに対し、第１実施形態の自動変速機では、電動機ＭＧは出力側変速部に含まれる第３出力側回転要素Ｙ３に連結され、ＥＶ走行中は、第１ブレーキＢ１が固定状態とするだけで走行可能である。又、１速段から４速段までは、全て第１ブレーキＢ１が固定状態とされるため、駆動源ＥＮＧを始動させて１速段から３速段でＥＮＧ走行する場合には、第１ブレーキＢ１は固定状態のままで他の何れか２つの係合機構を連結状態又は固定状態とすればよい。
【００６６】
このとき、電動機ＭＧは、出力側変速部に含まれる第３出力側回転要素Ｙ３に連結されているため、電動機ＭＧにより回転する第３出力側回転要素Ｙ３の回転速度が、入力側変速部たる第３及び第４の２つの遊星歯車機構ＰＧＳ３，ＰＧＳ４を介して増速されて、駆動源ＥＮＧに伝達される。例えば、図４に示すように、電動機ＭＧの回転数が小さい場合（ｔ）であっても、電動機ＭＧの回転を増速させて駆動源ＥＮＧを始動させ、２速段でＥＮＧ走行することができる。
【００６７】
従って、第１実施形態の自動変速機によれば、低速走行中であっても、電動機ＭＧで駆動源ＥＮＧをスムーズに始動させて、ＥＶ走行からＥＮＧ走行に切り換えることができる。尚、図４において、実線は電動機ＭＧの回転数を示し、一点鎖線は駆動源ＥＮＧの回転数を示している。
【００６８】
又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギアの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。尚、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、サンギアと、リングギアと、互いに噛合すると共に一方がサンギアに噛合し他方がリングギアに噛合する一対のピニオンを自転及び公転自在に軸支するキャリアとで構成される。又、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構は、キャリアを固定した場合、サンギアとリングギアが同一方向に回転するため、プラス遊星歯車機構又はポジティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギアを固定した場合、サンギアとキャリアが互いに異なる方向に回転する。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、図５から図７を参照して、本発明の自動変速機の第２実施形態について説明する。第２実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がねじりダンパＤＡ及び乾式摩擦係合型の発進クラッチＣ０を介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同一軸線上に配置された出力軸からなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、発進クラッチＣ０に代えて、トルクコンバータを設けてもよい。又、プロペラシャフトに代えて、出力部材３に出力ギア設け、この出力ギアを介してデファレンシャルギアに駆動力が伝達されるように構成してもよい。
【００７０】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４は、第１実施形態と同様に何れも所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。
【００７１】
第２実施形態では、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１が本発明の出力側変速部に該当する。
【００７２】
図５の下段に示す第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の共線図（サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１出力側回転要素、第２出力側回転要素及び第３出力側回転要素とすると、第１出力側回転要素はリングギアＲａ、第２出力側回転要素はキャリアＣａ、第３出力側回転要素はサンギアＳａになる。
【００７３】
ここで、サンギアＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギアＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１のギア比をｈとして、ｈ：１に設定される。尚、共線図において、下の横線と上の横線は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。
【００７４】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つを、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギア、リングギア及びキャリアからなる３つの要素のうちの何れか２つに夫々連結することにより、４つの入力側回転要素を構成する。
【００７５】
図６の上段に示す第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図を参照して、各入力側回転要素を右から順に、第１入力側回転要素Ｘ１、第２入力側回転要素Ｘ２、第３入力側回転要素Ｘ３、第４入力側回転要素Ｘ４とすると、第１入力側回転要素Ｘ１は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄとを連結したもの、第２入力側回転要素Ｘ２は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ、第３入力側回転要素Ｘ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃと第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄとを連結したもの、第４入力側回転要素Ｘ４は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄとなる。
【００７６】
第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）をｊ、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比をｋとすると、第１〜第４の各回転要素間の間隔は、ｊ：１：（ｊ＋１）／ｋの割り合いとなっている。
【００７７】
尚、図６の第３遊星歯車機構ＰＧＳ３及び第４遊星歯車機構ＰＧＳ４の共線図において、下方の横線は回転速度が「０」であることを示し、上方の横線は回転速度が入力軸の回転を「１」としてこれと同一である「１」であることを示している。
【００７８】
又、図６の中段に示す第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第５入力側回転要素Ｘ５、第６入力側回転要素Ｘ６及び第７入力側回転要素Ｘ７とすると、第５入力側回転要素Ｘ５はサンギアＳｂ、第６入力側回転要素Ｘ６はキャリアＣｂ、第７入力側回転要素Ｘ７はリングギアＲｂになる。サンギアＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギアＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比をｉとして、ｉ：１に設定される。
【００７９】
第４入力側回転要素Ｘ４は入力軸２に連結されている。又、第２出力側回転要素Ｙ２は出力軸たる出力部材３に連結されている。又、第３入力側回転要素Ｘ３と第７入力側回転要素Ｘ７とが連結されて第１連結体Ｘ３−Ｘ７が構成されている。又、第６入力側回転要素Ｘ６と第３出力側回転要素Ｙ３とが連結されて第２連結体Ｘ６−Ｙ３が構成されている。
【００８０】
又、第２実施形態の自動変速機は、係合機構として、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第４の４つのブレーキＢ１〜Ｂ４とを備える。
【００８１】
第１クラッチＣ１は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第４入力側回転要素Ｘ４と第２連結体Ｘ６−Ｙ３とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８２】
第２クラッチＣ２は、摩擦係合型の湿式多板クラッチであり、第５入力側回転要素Ｘ５と第２連結体Ｘ６−Ｙ３とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８３】
第３クラッチＣ３は、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８４】
第１ブレーキＢ１は、ドグクラッチ又は同期機能を有するシンクロメッシュ機構からなる噛合機構であり、第１出力側回転要素Ｙ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８５】
第２ブレーキＢ２は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第２入力側回転要素Ｘ２を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８６】
第３ブレーキＢ３は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第１入力側回転要素Ｘ１を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８７】
第４ブレーキＢ４は、摩擦係合型の湿式多板ブレーキであり、第２連結体Ｘ６−Ｙ３を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在に構成されている。
【００８８】
各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ４は、図外のトランスミッション・コントロール・ユニットにより、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り換えられる。
【００８９】
入力軸２の軸線上には、駆動源ＥＮＧ及び発進クラッチＣ０側（図５の左側）から、第３ブレーキＢ３、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第１クラッチＣ１、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３の順番で配置されている。
【００９０】
第４ブレーキＢ４及び第１ブレーキＢ１は、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３の径方向外方に配置されている。これにより、第４ブレーキＢ４及び第１ブレーキＢ１と、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３とが径方向で重なり合うため、自動変速機の軸長の短縮化を図ることができる。
【００９１】
次に、図５及び図６を参照して、車両が駆動源ＥＮＧで走行するときにおいて、第２実施形態の自動変速機で各変速段を確立させる場合を説明する。尚、車両が駆動源ＥＮＧの駆動力を用いて走行するときには、発進クラッチＣ０は連結状態とされている。
【００９２】
１速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５の回転速度が第１出力側回転要素Ｙ１と同一速度の「０」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００９３】
２速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５の回転速度が第１出力側回転要素Ｙ１と同一速度の「０」となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００９４】
３速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２を連結状態とし、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第２連結体Ｘ６−Ｙ３とが同一速度で回転し、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の第５から第７の３つの入力側回転要素Ｘ５〜Ｘ７が相対回転不能なロック状態となる。又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度が「０」になる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００９５】
４速段を確立させる場合には、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチと第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３と第１出力側回転要素Ｘ１とが同一速度で回転し、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１から第３の３つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ３が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００９６】
５速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３の全てを連結状態とする。第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３が第４入力側回転要素Ｘ４と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチと第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３と第１出力側回転要素Ｘ１とが同一速度の「１」で回転し、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の第１から第３の３つの出力側回転要素Ｙ１〜Ｙ３が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」になり、５速段が確立される。
【００９７】
６速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第１入力側回転要素Ｘ１の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３が第４入力側回転要素Ｘ４と同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００９８】
７速段を確立させる場合には、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とする。第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３が第４入力側回転要素Ｘ４と同一速度の「１」で回転する。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００９９】
後進段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３を連結状態とし、第２ブレーキＢ２及び第４ブレーキＢ４を固定状態とする。第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２入力側回転要素Ｘ２の回転速度が「０」になる。又、第４ブレーキＢ４を固定状態とすることで、第２連結体Ｘ６−Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第５入力側回転要素Ｘ５と第１出力側回転要素Ｙ１とが同一速度で回転する。そして、出力部材３が連結された第２出力側回転要素Ｙ２の回転速度が図６に示す逆転（車両が後進する方向の回転）の「Ｒｖｓ」になり、後進段が確立される。
【０１００】
図７は、上述した各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３の状態を纏めて表示した図であり、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態又は固定状態を示し、空欄は開放状態を示している。
【０１０１】
第２実施形態の自動変速機によれば、前進７段の変速を行うことができる。又、各変速段において、湿式多板クラッチ及び湿式多板ブレーキの開放数が３つ以下となり、フリクションロスを抑制して、駆動力の伝達効率を向上させることができる。
【０１０２】
又、第２実施形態の自動変速機でも、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を行う場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態として第１出力側回転要素Ｙ１の回転速度を「０」とすれば、第２出力側回転要素Ｙ２に出力部材３が連結され、第３出力側回転要素Ｙ３に電動機ＭＧが連結されているため、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１を減速機として用いることができる。従って、第１ブレーキＢ１を固定状態とすれば、電動機ＭＧの回転速度を減速させて第２出力側回転要素Ｙ２から出力させることができ、出力側変速部としての第１遊星歯車機構ＰＧＳ１が減速機の役割を果たし、別途電動機専用の減速機を設ける必要がなく、自動変速機の小型化を図ることができる。
【０１０３】
又、第３出力側回転要素Ｙ３は全ての変速段で入力軸２の回転速度である「１」以下で回転する。このため、電動機ＭＧの過回転を防止することができる。
【０１０４】
又、車両が電動機ＭＧの駆動力のみで走行するＥＶ走行中においては、第１ブレーキＢ１を固定状態とする必要があるが、第２実施形態の自動変速機においても、第１ブレーキＢ１を噛合機構で構成しているため、油圧式摩擦係合型のブレーキと異なり、第１ブレーキＢ１の固定状態を維持するための油圧が不要であるため、エネルギーの消費量を抑えてエネルギー効率を向上させることができる。
【０１０５】
又、第２実施形態の自動変速機においても、第１実施形態のものと同様に、低速走行中であっても、電動機ＭＧで駆動源ＥＮＧをスムーズに始動させて、ＥＶ走行からＥＮＧ走行に切り換えることができる。
【０１０６】
又、全ての遊星歯車機構ＰＧＳ１〜ＰＧＳ４が所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されているため、所謂ダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されるものに比し、駆動力の伝達経路上におけるギアの噛合回数を減少させることができ、伝達効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…駆動源、ＤＡ…ダンパ、ＰＧＳ１…第１遊星歯車機構、Ｓａ…サンギア、Ｃａ…キャリア、Ｒａ…リングギア、Ｐａ…ピニオン、ＰＧＳ２…第２遊星歯車機構、Ｓｂ…サンギア、Ｃｂ…キャリア、Ｒｂ…リングギア、Ｐｂ…ピニオン、ＰＧＳ３…第３遊星歯車機構、Ｓｃ…サンギア、Ｃｃ…キャリア、Ｒｃ…リングギア、Ｐｃ…ピニオン、ＰＧＳ４…第４遊星歯車機構、Ｓｄ…サンギア、Ｃｄ…キャリア、Ｒｄ…リングギア、Ｐｄ…ピニオン、Ｙ１〜Ｙ４…第１〜第４出力側回転要素、Ｘ１〜Ｘ７…第１〜第７入力側回転要素、Ｃ１〜Ｃ４…第１〜第４クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ、ＭＧ…電動機、ＭＧａ…ステータ、ＭＧｂ…ロータ、ＣＳ…カウンター軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの動力が伝達される入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
前記入力軸の回転が伝達される入力側変速部と、該入力側変速部から出力される動力が伝達されると共に伝達された動力を変速して前記出力部材に出力する出力側変速部とを備え、
該出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を有する遊星歯車機構を少なくとも１つ備えると共に、少なくとも３つの出力側回転要素を構成し、各出力側回転要素の回転速度の比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から第１出力側回転要素、第２出力側回転要素及び第３出力側回転要素として、
前記第２出力側回転要素に前記出力部材が連結され、
前記第３出力側回転要素に電動機が連結され、
前記第１出力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第１ブレーキを備え、
前記第３出力側回転要素は全ての変速段で前記入力軸の回転速度以下で回転することを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキは噛合機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の自動変速機において、
前記出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第１と第２の２つの遊星歯車機構で構成されると共に、該第１遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素を前記第２遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素に夫々連結することにより、前記第１から第３の出力側回転要素に加えて第４出力側回転要素を備え、
前記第１から第４の４つの出力側回転要素は、前記共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から前記第１出力側回転要素、前記第２出力側回転要素、前記第３出力側回転要素及び第４出力側回転要素の順番に位置するものであり、
前記第３出力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１クラッチを備え、
該第１クラッチは、前記出力部材の回転速度が前記入力軸の回転速度を上回る全ての変速段において、前記連結状態とされることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項３記載の自動変速機において、
前記入力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第３と第４の２つの遊星歯車機構で構成されると共に、該第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素を該第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素に夫々連結させることで、前記第１から第４の４つの入力側回転要素を構成し、
該第１から第４の４つの入力側回転要素は、前記共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から前記第１入力側回転要素、前記第２入力側回転要素、前記第３入力側回転要素、前記第４入力側回転要素の順番に位置するものであり、
前記第４出力側回転要素と前記第３入力側回転要素とを連結して第１連結体が構成され、
前記第１入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２クラッチと、
前記第４入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３クラッチと、
前記第２入力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第２ブレーキと、
前記第１入力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第３ブレーキとを備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力を前記入力軸に伝達自在な摩擦係合式の発進クラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。
【請求項６】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力は、トルクコンバータを介して前記入力軸に伝達されることを特徴とする自動変速機。
【請求項１】
駆動源からの動力が伝達される入力軸の回転を複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機であって、
前記入力軸の回転が伝達される入力側変速部と、該入力側変速部から出力される動力が伝達されると共に伝達された動力を変速して前記出力部材に出力する出力側変速部とを備え、
該出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を有する遊星歯車機構を少なくとも１つ備えると共に、少なくとも３つの出力側回転要素を構成し、各出力側回転要素の回転速度の比を直線で表すことができる共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に一方から第１出力側回転要素、第２出力側回転要素及び第３出力側回転要素として、
前記第２出力側回転要素に前記出力部材が連結され、
前記第３出力側回転要素に電動機が連結され、
前記第１出力側回転要素を変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第１ブレーキを備え、
前記第３出力側回転要素は全ての変速段で前記入力軸の回転速度以下で回転することを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１記載の自動変速機において、
前記第１ブレーキは噛合機構で構成されることを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の自動変速機において、
前記出力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第１と第２の２つの遊星歯車機構で構成されると共に、該第１遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素を前記第２遊星歯車機構のうちの何れか２つの要素に夫々連結することにより、前記第１から第３の出力側回転要素に加えて第４出力側回転要素を備え、
前記第１から第４の４つの出力側回転要素は、前記共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から前記第１出力側回転要素、前記第２出力側回転要素、前記第３出力側回転要素及び第４出力側回転要素の順番に位置するものであり、
前記第３出力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第１クラッチを備え、
該第１クラッチは、前記出力部材の回転速度が前記入力軸の回転速度を上回る全ての変速段において、前記連結状態とされることを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項３記載の自動変速機において、
前記入力側変速部は、サンギアとキャリアとリングギアとからなる３つの要素を夫々有する第３と第４の２つの遊星歯車機構で構成されると共に、該第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素を該第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つの要素に夫々連結させることで、前記第１から第４の４つの入力側回転要素を構成し、
該第１から第４の４つの入力側回転要素は、前記共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順で一方から前記第１入力側回転要素、前記第２入力側回転要素、前記第３入力側回転要素、前記第４入力側回転要素の順番に位置するものであり、
前記第４出力側回転要素と前記第３入力側回転要素とを連結して第１連結体が構成され、
前記第１入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第２クラッチと、
前記第４入力側回転要素と前記入力軸とを連結する連結状態と、この連結を断つ開放状態とに切換自在な第３クラッチと、
前記第２入力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第２ブレーキと、
前記第１入力側回転要素を前記変速機ケースに固定する固定状態と、この固定を解除する開放状態とに切換自在な第３ブレーキとを備えることを特徴とする自動変速機。
【請求項５】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力を前記入力軸に伝達自在な摩擦係合式の発進クラッチが設けられることを特徴とする自動変速機。
【請求項６】
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の自動変速機において、
前記駆動源の動力は、トルクコンバータを介して前記入力軸に伝達されることを特徴とする自動変速機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２２５２３（Ｐ２０１２−１２２５２３Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７２６４１（Ｐ２０１０−２７２６４１）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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