自動変速機
【課題】入力軸に電動機が連結された自動変速機で、変速をスムーズにし、エネルギー効率を向上させる。
【解決手段】自動変速機は、サンギヤとキャリアとリングギヤの３つの要素を夫々有する４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４と、遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４の何れか２つの要素同士を連結し、又は何れか１つの要素を変速機ケース１に固定する６つの係合機構Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３とを備え、複数の係合機構のうちの少なくとも３つを係合させて各変速段を確立し、ＥＶ走行する場合には３速段で走行し、３速段で係合する各係合機構Ｃ２，Ｃ３，Ｂ２は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成され、４速段及び５速段は、第２ブレーキＢ２を開放し、第３ブレーキＢ３又は第１クラッチＣ１を係合させることにより確立されるように構成する。
【解決手段】自動変速機は、サンギヤとキャリアとリングギヤの３つの要素を夫々有する４つの遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４と、遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４の何れか２つの要素同士を連結し、又は何れか１つの要素を変速機ケース１に固定する６つの係合機構Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３とを備え、複数の係合機構のうちの少なくとも３つを係合させて各変速段を確立し、ＥＶ走行する場合には３速段で走行し、３速段で係合する各係合機構Ｃ２，Ｃ３，Ｂ２は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成され、４速段及び５速段は、第２ブレーキＢ２を開放し、第３ブレーキＢ３又は第１クラッチＣ１を係合させることにより確立されるように構成する。
【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、変速比順位で奇数番目のギア列の駆動ギアが固定された第１入力軸と、変速比順位で偶数番目のギア列の駆動ギアが固定された第２入力軸と、各ギア列の従動ギアを軸支する出力軸と、奇数番目のギア列の従動ギアのうち何れか１つを選択的に出力軸に連結する第１噛合機構と、偶数番目のギア列の従動ギアのうち何れか１つを選択的に出力軸に連結する第２噛合機構と、駆動源としての内燃機関の駆動力を第１入力軸に伝達自在な第１クラッチと、内燃機関の駆動力を第２入力軸に伝達自在な第２クラッチとを備える所謂デュアル・クラッチ・トランスミッション（以下、ＤＣＴという）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、第１入力軸に減速機を介して電動機の駆動力を伝達できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３７３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したＤＣＴでは、電動機の駆動力のみを用いて車両が走行するＥＶ走行中には、変速比順位で奇数番目の何れかのギア列を用いて走行することとなる。ここで、例えば、１速段でＥＶ走行中であると仮定すると、車両の走行速度の上昇に伴い１速段から３速段に変速する必要がある場合には、ＤＣＴでは、第１クラッチを開放し、第２クラッチを係合させて、２速段を確立した後、第１噛合機構で３速段のプレシフトを行い、その後、第２クラッチを開放し、第１クラッチを係合させて３速段を確立する。しかしながら、これでは１速段から３速段に移行するまでの工程が多く、変速がスムーズにできない。
【０００６】
そこで、上述したＤＣＴではなく、複数の遊星歯車機構を備えた自動変速機の入力軸に電動機の駆動力を伝達させることが考えられる。ここで、電動機の駆動力で走行できるＨＥＶ車両においては、電動機の低速トルクを生かしたレスポンスの良好な走行ができるという利点がある。しかしながら、遊星歯車機構を用いた自動変速機においては、係合機構として、一般的に噛合機構ではなく、油圧作動型ものが用いられているため、電動機の駆動力のみで車両を発進させる場合、電動機のレスポンスの良さを維持できるように車両を発進させる場合には、ＥＶ走行で発進する変速段を確立させるために係合させる必要がある係合機構を予め係合させておく必要がある。このため、常に油圧を供給し続ける必要があり、エネルギー効率が悪いという問題がある。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、入力軸に電動機の駆動力が伝達される自動変速機において、変速をスムーズに行うことができ、且つエネルギー効率を向上させることができるもの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】
【０００８】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、駆動源の駆動力を入力軸に伝達自在な発進クラッチを備え、前記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において、前記入力軸には、電動機の駆動力が直接又は減速機を介して伝達自在とされ、サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素を夫々有する複数の遊星歯車機構と、該複数の遊星歯車機構の複数の要素のうち何れか２つの要素同士を連結し、又は何れか１つの要素を変速機ケースに固定することができる複数の係合機構とを備え、前記複数の係合機構のうちの少なくとも３つを係合させて各変速段を確立し、前記電動機の駆動力のみを用いて車両が走行する場合には、複数の変速段のうち、１速段及び最高速段及び最高速段よりも１段低速側の変速段である準最高速段を除く、何れか１つの変速段である所定の変速段で走行し、前記所定の変速段で係合する各係合機構は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成され、前記所定の変速段よりも１つ上の変速段及び２つ上の変速段は、前記所定の変速段で係合する複数の係合機構のうちの何れか１つを開放し、他の１つの係合機構を係合させることにより確立されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、電動機の駆動力のみを用いて車両を所定の変速段で発進させることができると共に、電動機で駆動源を始動させると共に、スムーズに所定の変速段からのアップシフトを行うことができる。
【００１０】
又、所定の変速段を確立すべく係合される各係合機構は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成されるため、電動機の駆動力のみを用いて車両を発進させるときに備えて常に油圧等のエネルギーを常に供給し続ける必要がなく、エネルギー効率を高めることができる。
【００１１】
［２］本発明の具体的態様としては、複数の遊星歯車機構を、第１から第４の４つの遊星歯車機構で構成し、第１遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３遊星歯車機構及び第４遊星歯車機構は、第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つを、第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つに夫々連結することにより、４つの回転要素を構成し、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、第１要素が入力軸に連結され、第２回転要素が出力部材に連結され、第４要素と第４回転要素とが連結されて第１連結体が構成され、第３要素と第６要素とが連結されて第２連結体が構成され、係合機構として、第１要素と第３回転要素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クラッチと、第２要素と第１連結体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２要素と第１回転要素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３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ブレーキと、第５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２連結体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、所定の変速段で連結状態又は固定状態となって係合される係合機構は、第２クラッチ、第３クラッチ及び第２ブレーキとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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実施形態の遊星歯車機構の各要素の相対回転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各変速段における各係合機構の状態を示す説明図。
【図４】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５】第２実施形態の遊星歯車機構の各要素の相対回転速度の比を示す共線図。
【図６】第２実施形態の自動変速機の各変速段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】
【００１３】
［第１実施形態］
図１から図３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、図外のデファレンシャルギアを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、デファレンシャルギアに代えてプロペラシャフトを設けてもよい。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
図２の上段に示す第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要素、第２要素及び第３転要素とすると、第１要素はリングギアＲａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はサンギアＳａになる。
【００１７】
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。
【００１８】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、サンギアＳｂと、リングギアＲｂと、サンギアＳｂとリングギアＲｂと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ている。
【００１９】
又、図２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４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギアＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギアＳｂ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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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つの回転要素を構成する。図２の下段に示す第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、各回転要素を左から順に、第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ、第２回転要素Ｙ２は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ、第３回転要素Ｙ３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回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄとを連結したものとなる。
【００２３】
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の各回転要素Ｙ１〜Ｙ４間の間隔は、ｊｋ−１：１：ｋの割り合いとなっている。
【００２４】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）は、入力軸２に連結されている。又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄからなる第２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２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）と第４回転要素Ｙ４とを連結して、第１連結体Ｒｂ−Ｙ４が構成されている。又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）とを連結して、第２連結体Ｓａ−Ｓｂが構成されている。又、入力軸２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、減速機を介して入力軸２と連結させてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
第１クラッチＣ１は、ノーマルオープン型の摩擦係合クラッチであり、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と第３回転要素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。
【００２７】
第２クラッチＣ２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遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｃ−Ｙ４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。尚、第２クラッチＣ２は、後述するノーマルクローズ型のクラッチで構成することもできる。
【００２８】
第３クラッチＣ３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遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１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。
【００２９】
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３回転要素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。
【００３０】
第２ブレーキＢ２は、ノーマルクローズ型の摩擦係合クラッチであり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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。
【００３１】
第３ブレーキＢ３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２連結体Ｓａ−Ｓｂ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。
【００３２】
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。
【００３３】
ここで、ノーマルクローズ型の摩擦係合クラッチについて説明する。通常のノーマルオープン型の摩擦係合クラッチでは、油圧が供給されていない場合には、ピストンによりクラッチディスク及びクラッチプレートが押し付けられておらず、開放状態となっており、油圧を供給してピストンでクラッチプレート及びクラッチディスクを押し付けることにより、連結状態となる。
【００３４】
これに対して、ノーマルクローズ型の摩擦係合クラッチでは、板バネやコイルスプリング等の弾性部材によりピストンが付勢されてクラッチプレート及びクラッチディスクが押し付けられた状態、即ち、連結状態となる。そして、油圧が供給されることによりピストンが弾性部材による付勢力の影響を受けなくなり、又は、弾性部材の付勢力に抗してピストンが後退し、クラッチプレート及びクラッチディスクの摩擦係合を解除することができる。この場合、クラッチプレート及びクラッチディスクの摩擦係合が完全に断たれた状態が開放状態となり、摩擦係合が完全に断たれていない場合には未だ連結状態にある。
【００３５】
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、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、出力部材３、第２クラッチＣ２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の順番で配置されている。
【００３６】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されている。そして、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃとを一体に連結して第４回転要素Ｙ４を構成している。このように、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第３遊星歯車機構ＰＧＳ３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。
【００３７】
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。
【００３８】
又、第１ブレーキＢ１は第１クラッチＣ１の径方向外方に配置され、第２ブレーキＢ２は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置され、第３ブレーキＢ３は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００３９】
変速機ケース１には、出力部材３と第２クラッチＣ２との間に位置されて、径方向内方に伸びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３に向かって延び、ベアリングを介して出力部材３を軸支する筒状部１ｂが設けられている。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。
【００４０】
第３クラッチＣ３は、筒状部１ｂの径方向内方に配置されている。このように構成することにより、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３クラッチＣ３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。
【００４１】
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。
【００４２】
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１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１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。
【００４３】
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２ブレーキＢ２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２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。
【００４４】
これにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）及びサンギヤＳｂ（第６要素）の回転速度が同一速度の「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）、即ち、第１連結体Ｒｂ−Ｙ４の回転速度も「０」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１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。
【００４５】
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遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。
【００４６】
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２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。
【００４７】
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３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。
【００４８】
６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２連結体Ｓａ−Ｓｂ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３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００４９】
７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ブレーキＢ２を固定状態とすることで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００５０】
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３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。
【００５１】
これにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）及びサンギヤＳｂ（第６要素）の回転速度が同一速度の「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）、即ち、第１連結体Ｒｂ−Ｙ４の回転速度も「０」となる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。そして、出力部材３が連結された第２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。
【００５２】
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１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００５３】
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。
【００５４】
又、図３には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比ｈを２．９６０、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比ｉを１．７１７、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比ｊを２．６２５、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比ｋを１．６９８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。
【００５５】
第１実施形態の自動変速機では、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を３速段で行うように設定されている。３速段では、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３が連結状態となり、第２ブレーキＢ２が固定状態となるが、第２と第３の両クラッチＣ２，Ｃ３は、噛合機構であるため、連結状態を維持させるためにエネルギーを必要としないものである。又、第２ブレーキＢ２は、ノーマルクローズ型の摩擦係合ブレーキであるため、固定状態を維持させるためのエネルギーを必要としないものである。
【００５６】
従って、第１実施形態の自動変速機によれば、３速段を確立するために係合する係合機構は何れも係合状態を維持させるためにエネルギーを消費しないため、ＥＶ発進する際においても、従来品の油圧作動式摩擦係合機構を用いたもののようにレスポンス性を担保すべくエネルギーを供給し続ける必要がなく、エネルギー効率を向上させることができる。
【００５７】
又、第１実施形態の自動変速機では、３速段でのＥＶ走行から４速段及び５速段でのＥＮＧ走行への移行も第２ブレーキＢ２を開放して、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、又は第１クラッチＣ１を連結状態とするだけでスムーズに行うことができ、３速段から５速段への２段変速（１段飛ばしの変速）も駆動力が途切れることなく、スムーズに行うことができる。
【００５８】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進８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。
【００５９】
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。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、図４から図６を参照して、本発明の第２実施形態の自動変速機を説明する。第２実施形態の自動変速機も、第１実施形態のものと同様に、変速機ケース１内に回転自在に軸支された入力軸２と、駆動源ＥＮＧの駆動力を入力軸２に伝達自在な乾式摩擦係合型の発進クラッチＣ０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、図外のデファレンシャルギアを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、デファレンシャルギアに代えてプロペラシャフトを設けてもよい。
【００６１】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。
【００６２】
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つの回転要素を構成する。図５の下段に示す第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、各回転要素を左から順に、第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１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回転要素Ｙ２は第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ、第３回転要素Ｙ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ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、第４回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃとなる。
【００６３】
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の各回転要素Ｙ１〜Ｙ４間の間隔は、ｋ：１：（ｋ＋１）／ｊの割り合いとなっている。
【００６４】
又、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つの回転要素を構成する。図５の上段に示す第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、各回転要素を左から順に、第５回転要素Ｙ５、第６回転要素Ｙ６、第７回転要素Ｙ７、第８回転要素Ｙ８とすると、第５回転要素Ｙ５は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ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６回転要素Ｙ６は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａと第２遊星歯機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂとを連結したもの、第７回転要素Ｙ７は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ、第８回転要素Ｙ８は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａとなる。
【００６５】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比をｈ、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比をｉとすると、第５〜第８の各回転要素Ｙ５〜Ｙ８間の間隔は、ｉ：１：ｈｉ−１の割り合いとなっている。
【００６６】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄからなる第２回転要素Ｙ２は出力ギヤたる出力部材３に連結されている。又、第４回転要素Ｙ４と第６回転要素Ｙ６とを連結して、第１連結体Ｙ４−Ｙ６が構成されている。又、入力軸２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、減速機を介して入力軸２と連結させてもよい。
【００６７】
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３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。
【００６８】
第１クラッチＣ１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、入力軸２と第３回転要素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。
【００６９】
第２クラッチＣ２は、ノーマルオープン型の摩擦係合クラッチであり、入力軸２と第８回転要素Ｙ８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。
【００７０】
第３クラッチＣ３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、入力軸２と第５回転要素Ｙ５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。
【００７１】
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。
【００７２】
第２ブレーキＢ２は、ノーマルオープン型の摩擦係合ブレーキであり、第７回転要素Ｙ７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。
【００７３】
第３ブレーキＢ３は、ノーマルオープン型の摩擦係合ブレーキであり、第８回転要素Ｙ８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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、出力部材３、第１ブレーキＢ１、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第３クラッチＣ３、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、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。
【００７６】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置されている。そして、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂと第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａとを一体に連結して第５回転要素Ｙ５を構成している。このように、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置することにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００７７】
尚、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００７８】
又、第２ブレーキＢ２は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置され、電動機ＭＧは第１クラッチＣ１の径方向外方に配置されている。これにより、自動変速機の軸長の更なる短縮化を図ることができる。
【００７９】
変速機ケース１には、出力部材３と第１クラッチＣ１との間に位置されて、径方向内方に伸びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３に向かって延び、ベアリングを介して出力部材３を軸支する筒状部１ｂが設けられている。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。
【００８０】
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。
【００８１】
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により、第５回転要素Ｙ５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により、第７回転要素Ｙ７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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００８２】
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により、第５回転要素Ｙ５の回転速度が「１」になる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることにより、第８回転要素Ｙ８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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００８３】
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と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第５回転要素Ｙ５と第８回転要素Ｙ８とが同一速度の「１」で回転する。これにより、第５から第８の４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８が相対回転不能なロック状態となり、４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８の回転速度が「１」になって、第１連結体Ｙ４−Ｙ６の回転速度が「１」となる。
【００８４】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることにより、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００８５】
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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００８６】
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を係合させる必要はないが、３速段及び後述する５速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３が連結状態とされるため、４速段においても第３クラッチＣ３を連結状態とすれば、スムーズに変速を行うことができる。
【００８７】
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と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第８回転要素Ｙ８と第５回転要素Ｙ５とが同一速度の「１」で回転する。これにより、第５から第８の４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８が相対回転不能なロック状態となり、第１連結体Ｙ４−Ｙ６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で、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４も相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。
【００８８】
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により、第５回転要素Ｙ５の回転速度が「１」になる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることにより、第８回転要素Ｙ８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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００８９】
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により、第５回転要素Ｙ５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により、第７回転要素Ｙ７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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００９０】
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と第３ブレーキＢ３とを固定状態とすることにより、第７回転要素Ｙ７及び第８回転要素Ｙ８の回転速度が「０」となる。これにより、第５から第８の４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８が、相対回転不能なロック状態となり、４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８の回転速度が「０」となって、第１連結体Ｙ４−Ｙ６の回転速度も「０」になる。
【００９１】
又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「８ｔｈ」になり、８速段が確立される。
【００９２】
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８回転要素Ｙ８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により、第７回転要素Ｙ７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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「９ｔｈ」になり、９速段が確立される。
【００９３】
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８回転要素Ｙ８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により、第７回転要素Ｙ７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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５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。
【００９４】
図６は、第２実施形態の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。
【００９５】
又、図６には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比ｈを１．８００、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比ｉを１．５００、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比ｊを２．８００、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比ｋを２．８００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。
【００９６】
第２実施形態の自動変速機では、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を４速段で行うように設定されている。４速段では、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３が連結状態となり、第１ブレーキＢ１が固定状態となるが、第１と第３の両クラッチＣ１，Ｃ３及び第１ブレーキＢ１は何れも噛合機構であるため、連結状態又は固定状態を維持させるためにエネルギーを必要としないものである。
【００９７】
従って、第２実施形態の自動変速機によっても、４速段を確立するために係合する係合機構は何れも係合状態を維持させるためにエネルギーを消費しないため、ＥＶ発進する際においても、従来品の油圧作動式摩擦係合機構を用いたもののようにレスポンス性を担保すべくエネルギーを供給し続ける必要がなく、エネルギー効率を向上させることができる。
【００９８】
又、第２実施形態の自動変速機では、４速段でのＥＶ走行から５速段及び６速段でのＥＮＧ走行への移行も第１ブレーキＢ１を開放して、第２クラッチＣ２を連結状態とし、又は第３ブレーキＢ３を固定状態とするだけでスムーズに行うことができ、４速段から６速段への２段変速（１段飛ばしの変速）も駆動力が途切れることなく、スムーズに行うことができる。
【００９９】
第２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。
【０１００】
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。
【符号の説明】
【０１０１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…駆動源、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〜Ｙ８…第１〜第８回転要素、Ｃ１〜Ｃ３…第１〜第３クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ。
【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、変速比順位で奇数番目のギア列の駆動ギアが固定された第１入力軸と、変速比順位で偶数番目のギア列の駆動ギアが固定された第２入力軸と、各ギア列の従動ギアを軸支する出力軸と、奇数番目のギア列の従動ギアのうち何れか１つを選択的に出力軸に連結する第１噛合機構と、偶数番目のギア列の従動ギアのうち何れか１つを選択的に出力軸に連結する第２噛合機構と、駆動源としての内燃機関の駆動力を第１入力軸に伝達自在な第１クラッチと、内燃機関の駆動力を第２入力軸に伝達自在な第２クラッチとを備える所謂デュアル・クラッチ・トランスミッション（以下、ＤＣＴという）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、第１入力軸に減速機を介して電動機の駆動力を伝達できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３７３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したＤＣＴでは、電動機の駆動力のみを用いて車両が走行するＥＶ走行中には、変速比順位で奇数番目の何れかのギア列を用いて走行することとなる。ここで、例えば、１速段でＥＶ走行中であると仮定すると、車両の走行速度の上昇に伴い１速段から３速段に変速する必要がある場合には、ＤＣＴでは、第１クラッチを開放し、第２クラッチを係合させて、２速段を確立した後、第１噛合機構で３速段のプレシフトを行い、その後、第２クラッチを開放し、第１クラッチを係合させて３速段を確立する。しかしながら、これでは１速段から３速段に移行するまでの工程が多く、変速がスムーズにできない。
【０００６】
そこで、上述したＤＣＴではなく、複数の遊星歯車機構を備えた自動変速機の入力軸に電動機の駆動力を伝達させることが考えられる。ここで、電動機の駆動力で走行できるＨＥＶ車両においては、電動機の低速トルクを生かしたレスポンスの良好な走行ができるという利点がある。しかしながら、遊星歯車機構を用いた自動変速機においては、係合機構として、一般的に噛合機構ではなく、油圧作動型ものが用いられているため、電動機の駆動力のみで車両を発進させる場合、電動機のレスポンスの良さを維持できるように車両を発進させる場合には、ＥＶ走行で発進する変速段を確立させるために係合させる必要がある係合機構を予め係合させておく必要がある。このため、常に油圧を供給し続ける必要があり、エネルギー効率が悪いという問題がある。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑み、入力軸に電動機の駆動力が伝達される自動変速機において、変速をスムーズに行うことができ、且つエネルギー効率を向上させることができるもの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】
【０００８】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、駆動源の駆動力を入力軸に伝達自在な発進クラッチを備え、前記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において、前記入力軸には、電動機の駆動力が直接又は減速機を介して伝達自在とされ、サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素を夫々有する複数の遊星歯車機構と、該複数の遊星歯車機構の複数の要素のうち何れか２つの要素同士を連結し、又は何れか１つの要素を変速機ケースに固定することができる複数の係合機構とを備え、前記複数の係合機構のうちの少なくとも３つを係合させて各変速段を確立し、前記電動機の駆動力のみを用いて車両が走行する場合には、複数の変速段のうち、１速段及び最高速段及び最高速段よりも１段低速側の変速段である準最高速段を除く、何れか１つの変速段である所定の変速段で走行し、前記所定の変速段で係合する各係合機構は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成され、前記所定の変速段よりも１つ上の変速段及び２つ上の変速段は、前記所定の変速段で係合する複数の係合機構のうちの何れか１つを開放し、他の１つの係合機構を係合させることにより確立されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、電動機の駆動力のみを用いて車両を所定の変速段で発進させることができると共に、電動機で駆動源を始動させると共に、スムーズに所定の変速段からのアップシフトを行うことができる。
【００１０】
又、所定の変速段を確立すべく係合される各係合機構は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成されるため、電動機の駆動力のみを用いて車両を発進させるときに備えて常に油圧等のエネルギーを常に供給し続ける必要がなく、エネルギー効率を高めることができる。
【００１１】
［２］本発明の具体的態様としては、複数の遊星歯車機構を、第１から第４の４つの遊星歯車機構で構成し、第１遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、第２遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、第３遊星歯車機構及び第４遊星歯車機構は、第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つを、第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つに夫々連結することにより、４つの回転要素を構成し、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、第１要素が入力軸に連結され、第２回転要素が出力部材に連結され、第４要素と第４回転要素とが連結されて第１連結体が構成され、第３要素と第６要素とが連結されて第２連結体が構成され、係合機構として、第１要素と第３回転要素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クラッチと、第２要素と第１連結体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２要素と第１回転要素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３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ブレーキと、第５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２連結体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、所定の変速段で連結状態又は固定状態となって係合される係合機構は、第２クラッチ、第３クラッチ及び第２ブレーキとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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実施形態の遊星歯車機構の各要素の相対回転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各変速段における各係合機構の状態を示す説明図。
【図４】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５】第２実施形態の遊星歯車機構の各要素の相対回転速度の比を示す共線図。
【図６】第２実施形態の自動変速機の各変速段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】
【００１３】
［第１実施形態］
図１から図３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、図外のデファレンシャルギアを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、デファレンシャルギアに代えてプロペラシャフトを設けてもよい。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
図２の上段に示す第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要素、第２要素及び第３転要素とすると、第１要素はリングギアＲａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はサンギアＳａになる。
【００１７】
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。
【００１８】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、サンギアＳｂと、リングギアＲｂと、サンギアＳｂとリングギアＲｂと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ている。
【００１９】
又、図２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４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギアＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギアＳｂ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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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つの回転要素を構成する。図２の下段に示す第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、各回転要素を左から順に、第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のサンギアＳｃ、第２回転要素Ｙ２は第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄ、第３回転要素Ｙ３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回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃと第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄとを連結したものとなる。
【００２３】
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の各回転要素Ｙ１〜Ｙ４間の間隔は、ｊｋ−１：１：ｋの割り合いとなっている。
【００２４】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）は、入力軸２に連結されている。又、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のリングギアＲｄからなる第２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２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）と第４回転要素Ｙ４とを連結して、第１連結体Ｒｂ−Ｙ４が構成されている。又、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａ（第３要素）と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂ（第６要素）とを連結して、第２連結体Ｓａ−Ｓｂが構成されている。又、入力軸２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、減速機を介して入力軸２と連結させてもよい。
【００２５】
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。
【００２６】
第１クラッチＣ１は、ノーマルオープン型の摩擦係合クラッチであり、入力軸２に連結された第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と第３回転要素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。
【００２７】
第２クラッチＣ２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遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｃ−Ｙ４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。尚、第２クラッチＣ２は、後述するノーマルクローズ型のクラッチで構成することもできる。
【００２８】
第３クラッチＣ３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遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１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。
【００２９】
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３回転要素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。
【００３０】
第２ブレーキＢ２は、ノーマルクローズ型の摩擦係合クラッチであり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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。
【００３１】
第３ブレーキＢ３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２連結体Ｓａ−Ｓｂ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。
【００３２】
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。
【００３３】
ここで、ノーマルクローズ型の摩擦係合クラッチについて説明する。通常のノーマルオープン型の摩擦係合クラッチでは、油圧が供給されていない場合には、ピストンによりクラッチディスク及びクラッチプレートが押し付けられておらず、開放状態となっており、油圧を供給してピストンでクラッチプレート及びクラッチディスクを押し付けることにより、連結状態となる。
【００３４】
これに対して、ノーマルクローズ型の摩擦係合クラッチでは、板バネやコイルスプリング等の弾性部材によりピストンが付勢されてクラッチプレート及びクラッチディスクが押し付けられた状態、即ち、連結状態となる。そして、油圧が供給されることによりピストンが弾性部材による付勢力の影響を受けなくなり、又は、弾性部材の付勢力に抗してピストンが後退し、クラッチプレート及びクラッチディスクの摩擦係合を解除することができる。この場合、クラッチプレート及びクラッチディスクの摩擦係合が完全に断たれた状態が開放状態となり、摩擦係合が完全に断たれていない場合には未だ連結状態にある。
【００３５】
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、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、出力部材３、第２クラッチＣ２、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の順番で配置されている。
【００３６】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４は、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３の径方向外方に配置されている。そして、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のサンギアＳｄと第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃとを一体に連結して第４回転要素Ｙ４を構成している。このように、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４を第３遊星歯車機構ＰＧＳ３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。
【００３７】
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。
【００３８】
又、第１ブレーキＢ１は第１クラッチＣ１の径方向外方に配置され、第２ブレーキＢ２は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置され、第３ブレーキＢ３は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００３９】
変速機ケース１には、出力部材３と第２クラッチＣ２との間に位置されて、径方向内方に伸びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３に向かって延び、ベアリングを介して出力部材３を軸支する筒状部１ｂが設けられている。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。
【００４０】
第３クラッチＣ３は、筒状部１ｂの径方向内方に配置されている。このように構成することにより、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３クラッチＣ３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。
【００４１】
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。
【００４２】
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１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１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。
【００４３】
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２ブレーキＢ２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２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。
【００４４】
これにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）及びサンギヤＳｂ（第６要素）の回転速度が同一速度の「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）、即ち、第１連結体Ｒｂ−Ｙ４の回転速度も「０」となる。又、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１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。
【００４５】
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遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。
【００４６】
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２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が図２に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。
【００４７】
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３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１回転要素Ｙ１と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４とが同一速度で回転する。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４が相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。
【００４８】
６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２連結体Ｓａ−Ｓｂ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３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００４９】
７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ブレーキＢ２を固定状態とすることで第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。又、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００５０】
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３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第２連結体Ｓａ−Ｓｂの回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）の回転速度が「０」になる。
【００５１】
これにより、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）及びサンギヤＳｂ（第６要素）の回転速度が同一速度の「０」となるため、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂが相対回転不能なロック状態となり、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ（第４要素）、即ち、第１連結体Ｒｂ−Ｙ４の回転速度も「０」となる。又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３回転要素Ｙ３が第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ（第１要素）と同一速度の「１」で回転する。そして、出力部材３が連結された第２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。
【００５２】
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１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「０」になる。又、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂ（第５要素）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１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａ（第２要素）と第１連結体Ｒｂ−Ｙ４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。
【００５３】
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。
【００５４】
又、図３には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比ｈを２．９６０、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比ｉを１．７１７、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比ｊを２．６２５、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比ｋを１．６９８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。
【００５５】
第１実施形態の自動変速機では、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を３速段で行うように設定されている。３速段では、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３が連結状態となり、第２ブレーキＢ２が固定状態となるが、第２と第３の両クラッチＣ２，Ｃ３は、噛合機構であるため、連結状態を維持させるためにエネルギーを必要としないものである。又、第２ブレーキＢ２は、ノーマルクローズ型の摩擦係合ブレーキであるため、固定状態を維持させるためのエネルギーを必要としないものである。
【００５６】
従って、第１実施形態の自動変速機によれば、３速段を確立するために係合する係合機構は何れも係合状態を維持させるためにエネルギーを消費しないため、ＥＶ発進する際においても、従来品の油圧作動式摩擦係合機構を用いたもののようにレスポンス性を担保すべくエネルギーを供給し続ける必要がなく、エネルギー効率を向上させることができる。
【００５７】
又、第１実施形態の自動変速機では、３速段でのＥＶ走行から４速段及び５速段でのＥＮＧ走行への移行も第２ブレーキＢ２を開放して、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、又は第１クラッチＣ１を連結状態とするだけでスムーズに行うことができ、３速段から５速段への２段変速（１段飛ばしの変速）も駆動力が途切れることなく、スムーズに行うことができる。
【００５８】
第１実施形態の自動変速機によれば、前進８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。
【００５９】
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。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、図４から図６を参照して、本発明の第２実施形態の自動変速機を説明する。第２実施形態の自動変速機も、第１実施形態のものと同様に、変速機ケース１内に回転自在に軸支された入力軸２と、駆動源ＥＮＧの駆動力を入力軸２に伝達自在な乾式摩擦係合型の発進クラッチＣ０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、図外のデファレンシャルギアを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、デファレンシャルギアに代えてプロペラシャフトを設けてもよい。
【００６１】
又、変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構ＰＧＳ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。
【００６２】
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つの回転要素を構成する。図５の下段に示す第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、各回転要素を左から順に、第１回転要素Ｙ１、第２回転要素Ｙ２、第３回転要素Ｙ３、第４回転要素Ｙ４とすると、第１回転要素Ｙ１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回転要素Ｙ２は第４遊星歯機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄ、第３回転要素Ｙ３は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のキャリアＣｃ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、第４回転要素Ｙ４は第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のリングギアＲｃとなる。
【００６３】
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の各回転要素Ｙ１〜Ｙ４間の間隔は、ｋ：１：（ｋ＋１）／ｊの割り合いとなっている。
【００６４】
又、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つの回転要素を構成する。図５の上段に示す第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、各回転要素を左から順に、第５回転要素Ｙ５、第６回転要素Ｙ６、第７回転要素Ｙ７、第８回転要素Ｙ８とすると、第５回転要素Ｙ５は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａ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６回転要素Ｙ６は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のキャリアＣａと第２遊星歯機構ＰＧＳ２のキャリアＣｂとを連結したもの、第７回転要素Ｙ７は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のリングギアＲｂ、第８回転要素Ｙ８は第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のサンギアＳａとなる。
【００６５】
第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比をｈ、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比をｉとすると、第５〜第８の各回転要素Ｙ５〜Ｙ８間の間隔は、ｉ：１：ｈｉ−１の割り合いとなっている。
【００６６】
第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のキャリアＣｄからなる第２回転要素Ｙ２は出力ギヤたる出力部材３に連結されている。又、第４回転要素Ｙ４と第６回転要素Ｙ６とを連結して、第１連結体Ｙ４−Ｙ６が構成されている。又、入力軸２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、減速機を介して入力軸２と連結させてもよい。
【００６７】
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３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とを備える。
【００６８】
第１クラッチＣ１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、入力軸２と第３回転要素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。
【００６９】
第２クラッチＣ２は、ノーマルオープン型の摩擦係合クラッチであり、入力軸２と第８回転要素Ｙ８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。
【００７０】
第３クラッチＣ３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、入力軸２と第５回転要素Ｙ５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。
【００７１】
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。
【００７２】
第２ブレーキＢ２は、ノーマルオープン型の摩擦係合ブレーキであり、第７回転要素Ｙ７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。
【００７３】
第３ブレーキＢ３は、ノーマルオープン型の摩擦係合ブレーキであり、第８回転要素Ｙ８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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、出力部材３、第１ブレーキＢ１、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３、第３クラッチＣ３、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１、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。
【００７６】
第２遊星歯車機構ＰＧＳ２は、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置されている。そして、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のサンギアＳｂと第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のリングギアＲａとを一体に連結して第５回転要素Ｙ５を構成している。このように、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２を第１遊星歯車機構ＰＧＳ１の径方向外方に配置することにより、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００７７】
尚、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１と第２遊星歯車機構ＰＧＳ２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。
【００７８】
又、第２ブレーキＢ２は第２遊星歯車機構ＰＧＳ２の径方向外方に配置され、電動機ＭＧは第１クラッチＣ１の径方向外方に配置されている。これにより、自動変速機の軸長の更なる短縮化を図ることができる。
【００７９】
変速機ケース１には、出力部材３と第１クラッチＣ１との間に位置されて、径方向内方に伸びる側壁１ａが設けられている。この側壁１ａには、出力部材３に向かって延び、ベアリングを介して出力部材３を軸支する筒状部１ｂが設けられている。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。
【００８０】
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。
【００８１】
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により、第５回転要素Ｙ５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により、第７回転要素Ｙ７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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「１ｓｔ」になり、１速段が確立される。
【００８２】
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により、第５回転要素Ｙ５の回転速度が「１」になる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることにより、第８回転要素Ｙ８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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「２ｎｄ」になり、２速段が確立される。
【００８３】
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と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第５回転要素Ｙ５と第８回転要素Ｙ８とが同一速度の「１」で回転する。これにより、第５から第８の４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８が相対回転不能なロック状態となり、４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８の回転速度が「１」になって、第１連結体Ｙ４−Ｙ６の回転速度が「１」となる。
【００８４】
又、第１ブレーキＢ１を固定状態とすることにより、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「３ｒｄ」になり、３速段が確立される。
【００８５】
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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「４ｔｈ」になり、４速段が確立される。
【００８６】
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を係合させる必要はないが、３速段及び後述する５速段を確立させる場合には、第３クラッチＣ３が連結状態とされるため、４速段においても第３クラッチＣ３を連結状態とすれば、スムーズに変速を行うことができる。
【００８７】
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と第３クラッチＣ３とを連結状態とすることで、第８回転要素Ｙ８と第５回転要素Ｙ５とが同一速度の「１」で回転する。これにより、第５から第８の４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８が相対回転不能なロック状態となり、第１連結体Ｙ４−Ｙ６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で、第３回転要素Ｙ３の回転速度が「１」となる。これにより、第１から第４の４つの回転要素Ｙ１〜Ｙ４も相対回転不能なロック状態となり、出力部材３が連結された第２回転要素Ｙ２の回転速度が「１」である「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。
【００８８】
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により、第５回転要素Ｙ５の回転速度が「１」になる。又、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることにより、第８回転要素Ｙ８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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「６ｔｈ」になり、６速段が確立される。
【００８９】
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により、第５回転要素Ｙ５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により、第７回転要素Ｙ７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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「７ｔｈ」になり、７速段が確立される。
【００９０】
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と第３ブレーキＢ３とを固定状態とすることにより、第７回転要素Ｙ７及び第８回転要素Ｙ８の回転速度が「０」となる。これにより、第５から第８の４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８が、相対回転不能なロック状態となり、４つの回転要素Ｙ５〜Ｙ８の回転速度が「０」となって、第１連結体Ｙ４−Ｙ６の回転速度も「０」になる。
【００９１】
又、第１クラッチＣ１を連結状態とすることにより、第３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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「８ｔｈ」になり、８速段が確立される。
【００９２】
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８回転要素Ｙ８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により、第７回転要素Ｙ７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回転要素Ｙ２の回転速度が図５に示す「９ｔｈ」になり、９速段が確立される。
【００９３】
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８回転要素Ｙ８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により、第７回転要素Ｙ７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により、第１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回転要素Ｙ２の回転速度が図５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。
【００９４】
図６は、第２実施形態の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。
【００９５】
又、図６には、第１遊星歯車機構ＰＧＳ１のギア比ｈを１．８００、第２遊星歯車機構ＰＧＳ２のギア比ｉを１．５００、第３遊星歯車機構ＰＧＳ３のギア比ｊを２．８００、第４遊星歯車機構ＰＧＳ４のギア比ｋを２．８００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。
【００９６】
第２実施形態の自動変速機では、電動機ＭＧの駆動力のみを用いて走行するＥＶ走行を４速段で行うように設定されている。４速段では、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３が連結状態となり、第１ブレーキＢ１が固定状態となるが、第１と第３の両クラッチＣ１，Ｃ３及び第１ブレーキＢ１は何れも噛合機構であるため、連結状態又は固定状態を維持させるためにエネルギーを必要としないものである。
【００９７】
従って、第２実施形態の自動変速機によっても、４速段を確立するために係合する係合機構は何れも係合状態を維持させるためにエネルギーを消費しないため、ＥＶ発進する際においても、従来品の油圧作動式摩擦係合機構を用いたもののようにレスポンス性を担保すべくエネルギーを供給し続ける必要がなく、エネルギー効率を向上させることができる。
【００９８】
又、第２実施形態の自動変速機では、４速段でのＥＶ走行から５速段及び６速段でのＥＮＧ走行への移行も第１ブレーキＢ１を開放して、第２クラッチＣ２を連結状態とし、又は第３ブレーキＢ３を固定状態とするだけでスムーズに行うことができ、４速段から６速段への２段変速（１段飛ばしの変速）も駆動力が途切れることなく、スムーズに行うことができる。
【００９９】
第２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。
【０１００】
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。
【符号の説明】
【０１０１】
１…変速機ケース、２…入力軸、３…出力部材、ＥＮＧ…駆動源、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〜Ｙ８…第１〜第８回転要素、Ｃ１〜Ｃ３…第１〜第３クラッチ、Ｂ１〜Ｂ３…第１〜第３ブレーキ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力を入力軸に伝達自在な発進クラッチを備え、
前記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において、
前記入力軸には、電動機の駆動力が直接又は減速機を介して伝達自在とされ、
サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素を夫々有する複数の遊星歯車機構と、
該複数の遊星歯車機構の複数の要素のうち何れか２つの要素同士を連結し、又は何れか１つの要素を変速機ケースに固定することができる複数の係合機構とを備え、
前記複数の係合機構のうちの少なくとも３つを係合させて各変速段を確立し、
前記電動機の駆動力のみを用いて車両が走行する場合には、複数の変速段のうち、１速段及び最高速段及び最高速段よりも１段低速側の変速段である準最高速段を除く、何れか１つの変速段である所定の変速段で走行し、
前記所定の変速段で係合する各係合機構は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成され、
前記所定の変速段よりも１つ上の変速段及び２つ上の変速段は、前記所定の変速段で係合する複数の係合機構のうちの何れか１つを開放し、他の１つの係合機構を係合させることにより確立され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、
前記複数の遊星歯車機構は、第１から第４の４つの遊星歯車機構で構成され、
該第１遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３遊星歯車機構及び前記第４遊星歯車機構は、前記第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つを、前記第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つに夫々連結することにより、４つの回転要素を構成し、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、
前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第２回転要素が前記出力部材に連結され、前記第４要素と前記第４回転要素とが連結されて第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第６要素とが連結されて第２連結体が構成され、
係合機構として、
前記第１要素と前記第３回転要素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クラッチと、
前記第２要素と前記第１連結体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２要素と前記第１回転要素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３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ブレーキと、
前記第５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、
前記第２連結体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、
前記所定の変速段で連結状態又は固定状態となって係合される係合機構は、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキであることを特徴とする自動変速機。
【請求項１】
駆動源の駆動力を入力軸に伝達自在な発進クラッチを備え、
前記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において、
前記入力軸には、電動機の駆動力が直接又は減速機を介して伝達自在とされ、
サンギア、キャリア、リングギアの３つの要素を夫々有する複数の遊星歯車機構と、
該複数の遊星歯車機構の複数の要素のうち何れか２つの要素同士を連結し、又は何れか１つの要素を変速機ケースに固定することができる複数の係合機構とを備え、
前記複数の係合機構のうちの少なくとも３つを係合させて各変速段を確立し、
前記電動機の駆動力のみを用いて車両が走行する場合には、複数の変速段のうち、１速段及び最高速段及び最高速段よりも１段低速側の変速段である準最高速段を除く、何れか１つの変速段である所定の変速段で走行し、
前記所定の変速段で係合する各係合機構は、噛合機構、ノーマルクローズ型の摩擦係合機構、又はワンウェイクラッチが並設されたノーマルオープン型の摩擦係合機構の何れかで構成され、
前記所定の変速段よりも１つ上の変速段及び２つ上の変速段は、前記所定の変速段で係合する複数の係合機構のうちの何れか１つを開放し、他の１つの係合機構を係合させることにより確立され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、
前記複数の遊星歯車機構は、第１から第４の４つの遊星歯車機構で構成され、
該第１遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とし、前記第２遊星歯車機構の３つの要素を、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とし、前記第３遊星歯車機構及び前記第４遊星歯車機構は、前記第３遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つを、前記第４遊星歯車機構の３つの要素のうち何れか２つに夫々連結することにより、４つの回転要素を構成し、共線図を参照してギア比に対応する間隔での並び順に一方から夫々第１回転要素、第２回転要素、第３回転要素及び第４回転要素として、
前記第１要素が前記入力軸に連結され、前記第２回転要素が前記出力部材に連結され、前記第４要素と前記第４回転要素とが連結されて第１連結体が構成され、前記第３要素と前記第６要素とが連結されて第２連結体が構成され、
係合機構として、
前記第１要素と前記第３回転要素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クラッチと、
前記第２要素と前記第１連結体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２要素と前記第１回転要素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３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ブレーキと、
前記第５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、
前記第２連結体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、
前記所定の変速段で連結状態又は固定状態となって係合される係合機構は、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第２ブレーキであ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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１２２５６９（Ｐ２０１２−１２２５６９Ａ）
【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２０１０−２７５０４３（Ｐ２０１０−２７５０４３）
【出願日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【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９日（２０１０．１２．９）
【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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