(57)【要約】【課題】変速時間を短縮させることができる自動変速機を提供すること。【解決手段】複数の主変速側遊星歯車機構を有する主変速機と、主変速機とは別軸に回転軸が設けられた副変速機と、副変速機に設けられた係合装置を係脱することによって、ローモードとハイモードとを切り替えるロー／ハイ切替機構と、を備えた自動変速機であって、ロー／ハイ切替機構は、ローモードでのギヤ比とハイモードでのギヤ比とが一致する箇所にて、ローモードとハイモードとを切り替える。【選択図】図４
2019158075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の主変速側遊星歯車機構を有する主変速機と、
前記主変速機とは別軸に回転軸が設けられた副変速機と、
前記副変速機に設けられた係合装置を係脱することによって、ローモードとハイモードとを切り替えるロー／ハイ切替機構と、
を備えた自動変速機であって、
前記ロー／ハイ切替機構は、前記ローモードでのギヤ比と前記ハイモードでのギヤ比とが一致する箇所にて、前記ローモードと前記ハイモードとを切り替えることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
前記副変速機は、前記主変速機からの動力をリングギヤに入力してキャリアから出力する副変速側遊星歯車機構と、前記係合装置を構成する、前記副変速側遊星歯車機構のサンギヤの回転を固定する第１クラッチ、及び、前記リングギヤと前記サンギヤとを接続する第２クラッチと、を有しており、
前記ロー／ハイ切替機構は、前記第１クラッチと前記第２クラッチとを選択的に係脱することによって、前記ローモードと前記ハイモードとを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
【請求項３】
前記主変速機は、前進１速段、前進２速段、前進３速段、前進４速段、前進５速段、前進６速段、前進７速段、及び、前進８速段を有しており、
前記ローモードでの前記前進８速段のギヤ比と、前記ハイモードでの前記前進６速段のギヤ比とを一致させたことを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機。
【請求項４】
自動変速機全体の変速段として１ｓｔ〜８ｔｈの変速段が形成可能であり、
前記副変速機が前記ローモードであって、前記主変速機が前記前進１速段〜前記前進６速段のときに、前記自動変速機全体の変速段として１ｓｔ〜６ｔｈが形成され、
前記副変速機が前記ハイモードであって、前記主変速機が前記前進４速段〜前記前進６速段のときに、前記自動変速機全体の変速段として６ｔｈ〜８ｔｈが形成され、
前記ローモードでの前記前進６速段のギヤ比と、前記ハイモードでの前記前進４速段のギヤ比とが一致しており、前記ローモードでの前記前進６速段と前記ハイモードでの前記前進４速段とで、前記ローモードと前記ハイモードとの切り替えが行われ、
前記自動変速機全体の変速段を５ｔｈから６ｔｈにアップシフトする場合には、前記ローモードでの前記前進５速段から前記ローモードでの前記前進６速段にアップシフトした後、前記ローモードでの前記前進６速段から前記ハイモードでの前記前進４速段に切り替えて、前記自動変速機全体の変速段として６ｔｈを形成し、その後、前記自動変速機全体の変速段を６ｔｈから７ｔｈにアップシフトする場合には、前記ハイモードでの前記前進４速段から前記ハイモードでの前記前進５速段にアップシフトすることを特徴とする請求項３に記載の自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の燃費向上を図るために、車両に搭載される有段式の自動変速機の多段化が進められている。例えば、特許文献１には、２つの遊星歯車機構を有する主変速機と、１つの遊星歯車機構を有する副変速機とを別軸上に備え、クラッチやブレーキなどの摩擦係合要素の係合や解放を選択的に行うことによって、前進１速段〜前進６速段と後進段とを形成する自動変速機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８８２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された自動変速機においては、軸方向での小型化を図りつつ変速段の多段化を進めるために副変速機が設けられているが、変速時間について改善の余地があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、変速時間を短縮させることができる自動変速機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る自動変速機は、複数の主変速側遊星歯車機構を有する主変速機と、前記主変速機とは別軸に回転軸が設けられた副変速機と、前記副変速機に設けられた係合装置を係脱することによって、ローモードとハイモードとを切り替えるロー／ハイ切替機構と、を備えた自動変速機であって、前記ロー／ハイ切替機構は、前記ローモードでのギヤ比と前記ハイモードでのギヤ比とが一致する箇所にて、前記ローモードと前記ハイモードとを切り替えることを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記において、前記副変速機は、前記主変速機からの動力をリングギヤに入力してキャリアから出力する副変速側遊星歯車機構と、前記係合装置を構成する、前記副変速側遊星歯車機構のサンギヤの回転を固定する第１クラッチ、及び、前記リングギヤと前記サンギヤとを接続する第２クラッチと、を有しており、前記ロー／ハイ切替機構は、前記第１クラッチと前記第２クラッチとを選択的に係脱することによって、前記ローモードと前記ハイモードとを切り替えるようにしてもよい。
【０００８】
これにより、副変速側遊星歯車機構の大型化を抑制し、自動変速機の小型化を図ることが可能となる。
【０００９】
また、上記において、前記主変速機は、前進１速段、前進２速段、前進３速段、前進４速段、前進５速段、前進６速段、前進７速段、及び、前進８速段を有しており、前記ローモードでの前記前進８速段のギヤ比と、前記ハイモードでの前記前進６速段のギヤ比とを一致させるようにしてもよい。
【００１０】
これにより、主変速機などの既存のギヤトレーンの変更無しに、主変速機の変速中に発生するイナーシャを低減させることが可能となる。
【００１１】
また、上記において、自動変速機全体の変速段として１ｓｔ〜８ｔｈの変速段が形成可能であり、前記副変速機が前記ローモードであって、前記主変速機が前記前進１速段〜前記前進６速段のときに、前記自動変速機全体の変速段として１ｓｔ〜６ｔｈが形成され、前記副変速機が前記ハイモードであって、前記主変速機が前記前進４速段〜前記前進６速段のときに、前記自動変速機全体の変速段として６ｔｈ〜８ｔｈが形成され、前記ローモードでの前記前進６速段のギヤ比と、前記ハイモードでの前記前進４速段のギヤ比とが一致しており、前記ローモードでの前記前進６速段と前記ハイモードでの前記前進４速段とで、前記ローモードと前記ハイモードとの切り替えが行われ、前記自動変速機全体の変速段を５ｔｈから６ｔｈにアップシフトする場合には、前記ローモードでの前記前進５速段から前記ローモードでの前記前進６速段にアップシフトした後、前記ローモードでの前記前進６速段から前記ハイモードでの前記前進４速段に切り替えて、前記自動変速機全体の変速段として６ｔｈを形成し、その後、前記自動変速機全体の変速段を６ｔｈから７ｔｈにアップシフトする場合には、前記ハイモードでの前記前進４速段から前記ハイモードでの前記前進５速段にアップシフトするようにしてもよい。
【００１２】
これにより、高速の変速段側での主変速機の変速中に発生するイナーシャを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る自動変速機は、ローモードでのギヤ比とハイモードでのギヤ比とが一致する箇所にて、ローモードとハイモードとを切り替えることにより、主変速機の変速中に発生するイナーシャを低減させることができるため、変速応答性が向上し、変速時間を短縮させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係る自動変速機を備えた車両のスケルトン図である。
【図２】図２は、ローモード時の副変速機の拡大図である。
【図３】図３は、ハイモード時の副変速機の拡大図である。
【図４】図４は、ローモードでの各変速段のギヤ比とハイモードでの各変速段のギヤ比との関係を示した図である。
【図５】図５は、図１に示した自動変速機の主変速機側でのギヤトレーンの要部を示した図である。
【図６】図６は、高容量の８速段の自動変速機における各回転メンバーのイナーシャを示したグラフである。
【図７】図７は、中容量の８速段の自動変速機における各回転メンバーのイナーシャを示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る自動変速機の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１６】
図１は、実施形態に係る自動変速機３を備えた車両１のスケルトン図である。本実施形態の車両１は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式であって、エンジン２や自動変速機３や前輪４Ｌ，４Ｒなどを備えている。なお、車両１としては、ＲＲ（リアエンジン・リアドライブ）方式であってもよい。
【００１７】
自動変速機３は、入力軸１０、トルクコンバータ１１、ロックアップクラッチ１２、主変速機２０、副変速機３０、ディファレンシャル部５０、及び、これらを収容するケース５などを備えている。入力軸１０は、エンジン２の不図示のクランク軸に連結されている。トルクコンバータ１１は、入力軸１０に接続されたポンプインペラ１１ａと、作動流体である油を介してポンプインペラ１１ａの回転が伝達されるタービンランナ１１ｂと、ポンプインペラ１１ａとタービンランナ１１ｂとの間に配置されると共に不図示のワンウェイクラッチにより一方向に回転が規制されたステータ１１ｃとを有している。タービンランナ１１ｂは、入力軸１０と同軸の主変速機２０の入力軸２１に接続されている。ロックアップクラッチ１２は、係合によりフロントカバー１２ａと入力軸２１とを直接係合し、トルクコンバータ１１をロックアップした状態にする。
【００１８】
主変速機２０は、複数の摩擦係合要素である第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２や、ワンウェイクラッチＦ１の係合や解放を選択的に行うことによって、変速比が異なる複数の変速段が形成される遊星歯車式多段自動変速機である。また、主変速機２０は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車機構ＰＵ１と、ラビニヨ型に構成されているシングルピニオン型の第２遊星歯車機構ＰＵ２及びダブルピニオン型の第３遊星歯車機構ＰＵ３と、を同一軸線上に有し、入力軸２１の回転を変速してカウンタドライブギヤ２２から出力する。カウンタドライブギヤ２２は、副変速機３０を介してディファレンシャル部５０に接続される。
【００１９】
第１遊星歯車機構ＰＵ１は、外歯歯車である第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１と同心円上に配置される内歯歯車である第１リングギヤＲ１と、第１サンギヤＳ１及び第１リングギヤＲ１と噛み合う、一対の歯車対からなる第１ピニオンギヤＰ１と、その第１ピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１とを有している。
【００２０】
第２遊星歯車機構ＰＵ２は、外歯歯車である第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と同心円上に配置される内歯歯車である第２リングギヤＲ２と、第２サンギヤＳ２及び第２リングギヤＲ２と噛み合う第２ピニオンギヤＰ２と、その第２ピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持する第２キャリアＣＡ２とを有している。
【００２１】
第３遊星歯車機構ＰＵ３は、外歯歯車である第３サンギヤＳ３と、第３サンギヤＳ３と同心円上に配置される内歯歯車である第３リングギヤＲ３と、その第３サンギヤＳ３及び第３リングギヤＲ３と噛み合う、一対の歯車対からなる第３ピニオンギヤＰ３と、その第３ピニオンギヤＰ３を自転及び公転可能に支持する第３キャリアＣＡ３とを有している。
【００２２】
摩擦係合要素である第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２は、油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどによって構成されている。
【００２３】
副変速機３０は、主変速機２０の入力軸２１と平行なカウンタシャフト３１、主変速機２０のカウンタドライブギヤ２２と噛み合うカウンタドリブンギヤ３２、カウンタシャフト３１と同一軸線上に設けられた第４遊星歯車機構ＰＵ４、副変速機３０のロー（Ｌｏ）モードとハイ（Ｈｉ）モードとを切り替えるロー／ハイ切替機構４０及びファイナルドライブギヤ３３などによって構成されている。主変速機２０のカウンタドライブギヤ２２からカウンタドリブンギヤ３２に入力された回転は、カウンタシャフト３１及び第４遊星歯車機構ＰＵ４を介してファイナルドライブギヤ３３に伝達される。ファイナルドライブギヤ３３は、ディファレンシャル部５０のファイナルドリブンギヤ５１と噛み合っており、ファイナルドライブギヤ３３からファイナルドリブンギヤ５１に入力された回転が、ディファレンシャルギヤ５２を介して前輪４Ｌ，４Ｒの車軸６０Ｌ，６０Ｒに出力される。
【００２４】
実施形態に係る自動変速機３においては、副変速機３０を主変速機２０とは別軸に設けることによって、主変速機２０と副変速機３０とを同軸上に設けた場合よりも、自動変速機３の軸線方向の幅を短くすることができる。
【００２５】
図２は、ローモード時の副変速機３０の拡大図である。図３は、ハイモード時の副変速機３０の拡大図である。図２及び図３に示すように、副変速機３０を構成する第４遊星歯車機構ＰＵ４は、第４サンギヤＳ４と、第４サンギヤＳ４と同心円上に配置される内歯歯車である第４リングギヤＲ４と、第４サンギヤＳ４及び第４リングギヤＲ４と噛み合う、一対の歯車対からなる第４ピニオンギヤＰ４と、第４ピニオンギヤＰ４を自転及び公転可能に支持する第４キャリアＣＡ４とを有している。また、第４リングギヤＲ４の外周面には、カウンタドリブンギヤ３２が設けられている。
【００２６】
第４サンギヤＳ４は、カウンタシャフト３１の外周面に直接歯を切って形成された外歯歯車である。第４サンギヤＳ４をカウンタシャフト３１の外周面に直接歯を切って形成することによって、第４サンギヤＳ４をカウンタシャフト３１とは別体で設ける場合よりも、第４サンギヤＳ４の外径を小さくすることができる。これにより、第４サンギヤＳ４の外径が小さくなる分、第４遊星歯車機構ＰＵ４の径方向の大きさを小さくすることができ、副変速機３０の径方向のサイズを小さくすることができる。よって、その分、自動変速機３の小型化を図ることができる。
【００２７】
実施形態に係る自動変速機３においては、図１に示すように、主変速機２０の軸線方向で隣り合う第１遊星歯車機構ＰＵ１と第２遊星歯車機構ＰＵ２との間に、径方向で一部が主変速機２０内に位置するように、副変速機３０の第４遊星歯車機構ＰＵ４を設けている。これにより、主変速機２０の第１遊星歯車機構ＰＵ１、第２遊星歯車機構ＰＵ２または第３遊星歯車機構ＰＵ３と、副変速機３０の第４遊星歯車機構ＰＵ４と、が径方向で重なり、第４遊星歯車機構ＰＵ４の一部が径方向で主変速機２０内に位置しない場合よりも、副変速機３０の径方向のサイズを小さくすることができる。よって、その分、自動変速機３の小型化を図ることができる。
【００２８】
また、第４遊星歯車機構ＰＵ４は、副変速機３０の軸線方向で、カウンタドライブギヤ２２とカウンタドリブンギヤ３２とからなり主変速機２０と副変速機３０との間で動力伝達するためのカウンタギヤ対ＣＧと、ファイナルドライブギヤ３３とファイナルドリブンギヤ５１とからなり副変速機３０とディファレンシャル部５０との間で動力伝達するためのファイナルギヤ対ＦＧとの間に位置している。これにより、第４遊星歯車機構ＰＵ４を介したカウンタギヤ対ＣＧからファイナルギヤ対ＦＧまでの動力伝達経路の省スペース化を図ることができる。
【００２９】
カウンタドリブンギヤ３２の径方向でカウンタドライブギヤ２２とは反対側の端部は、カウンタシャフト３１を回転可能に支持する軸受３４の外周面と接している。これにより、カウンタドライブギヤ２２から回転が入力されるときにカウンタドリブンギヤ３２にかかる径方向の力を、軸受３４で受けることができる。よって、カウンタドリブンギヤ３２が軸線方向に対して傾くなどして、動力伝達の損失が生じるのを抑えることができる。
【００３０】
ロー／ハイ切替機構４０は、第１ドグクラッチＤ１、第２ドグクラッチＤ２及び電動アクチュエータ４３などによって構成されており、副変速機３０のローモードとハイモードとを切り替える。なお、本実施形態においては、電動アクチュエータ４３を副軸である副変速機３０のカウンタシャフト３１とは別軸上に設けて、副変速機３０の軸線方向のサイズの小型化を図っているが、電動アクチュエータ４３を設ける位置としては、これに限るものでない。例えば、電動アクチュエータ４３をカウンタシャフト３１と同一軸線上に設けても良い。
【００３１】
第１ドグクラッチＤ１は、クラッチスリーブ４１、シフトフォーク４２、第１ドグ歯４４及び第３ドグ歯４６などによって構成されている。
【００３２】
第１ドグ歯４４は、支持部材４７を介してケース５と接続されている。第１ドグ歯４４は、径方向の外側に向けて突出する外歯であり、歯筋が延在する方向はカウンタシャフト軸線方向である。第１ドグ歯４４と第３ドグ歯４６とは、第３ドグ歯４６に対して第１ドグ歯４４がカウンタシャフト軸線方向で第４遊星歯車機構ＰＵ４側とは反対側に位置するように隣接し、且つ、側面が互いに対向しており、互いの外径が等しい。
【００３３】
第３ドグ歯４６は、支持部材４９を介してカウンタシャフト３１に接続されている。第３ドグ歯４６は、径方向の外側に向けて突出する外歯であり、歯筋が延在する方向がカウンタシャフト軸線方向である。
【００３４】
クラッチスリーブ４１は、第１ドグ歯４４及び第３ドグ歯４６と噛み合う不図示の第４ドグ歯を有している。第４ドグ歯は、クラッチスリーブ４１の内周に配置された内歯であり、歯筋が延在する方向がカウンタシャフト軸線方向である。クラッチスリーブ４１の外周面には、基端部４２ｂ側が電動アクチュエータ４３のシャフトに固定されたシフトフォーク４２の先端部４２ａが摺擦可能に嵌り込む溝部４１ａを、円周方向にわたって設けている。そして、電動アクチュエータ４３から与えられる駆動力により、クラッチスリーブ４１がシフトフォーク４２を介してカウンタシャフト軸線方向に移動する。
【００３５】
第１ドグクラッチＤ１は、クラッチスリーブ４１の第４ドグ歯が第１ドグ歯４４及び第３ドグ歯４６と噛み合う係合状態と、第４ドグ歯が第３ドグ歯４６と噛み合い第１ドグ歯４４とは噛み合わない解放状態と、に切り替え可能である。そして、第１ドグクラッチＤ１が係合状態のときには、カウンタシャフト３１に設けられた第４サンギヤＳ４が回転不能に固定され、且つ、第４リングギヤＲ４及び第４キャリアＣＡ４の差動回転が許容される。これにより、第４遊星歯車機構ＰＵ４は、図４の共線図に示すように、第４リングギヤＲ４の入力回転が減速されて第４キャリアＣＡ４に伝達されファイナルドライブギヤ３３に出力される減速状態となる。
【００３６】
第２ドグクラッチＤ２は、第１ドグクラッチＤ１と共用であるクラッチスリーブ４１とシフトフォーク４２と第３ドグ歯４６、及び、第２ドグ歯４５などによって構成されている。
【００３７】
第２ドグ歯４５は、支持部材４８を介して第４リングギヤＲ４と接続されている。第２ドグ歯４５は、径方向の外側に向けて突出する外歯であり、歯筋が延在する方向はカウンタシャフト軸線方向である。第２ドグ歯４５は、カウンタシャフト軸線方向において第１ドグ歯４４を挟んで第１ドグ歯４４と対向している。第２ドグ歯４５と第３ドグ歯４６とは、カウンタシャフト軸線方向において隣接し、且つ、側面が互いに対向しており、互いの外径が等しい。
【００３８】
第２ドグクラッチＤ２は、クラッチスリーブ４１の第４ドグ歯が第２ドグ歯４５及び第３ドグ歯４６と噛み合う係合状態と、第４ドグ歯が第３ドグ歯４６と噛み合い第２ドグ歯４５とは噛み合わない解放状態と、に切り替え可能である。そして、第２ドグクラッチＤ２が係合状態のときには、カウンタシャフト３１に設けられた第４サンギヤＳ４と第４リングギヤＲ４とが接続され、第４リングギヤＲ４と第４サンギヤＳ４と第４キャリアＣＡ４とが一体回転する。これにより、第４遊星歯車機構ＰＵ４は、第４リングギヤＲ４の入力回転が等速で第４キャリアＣＡ４に伝達されファイナルドライブギヤ３３に出力される直結状態となる。
【００３９】
ロー／ハイ切替機構４０は、電動アクチュエータ４３によってシフトフォーク４２を移動させて、第１ドグクラッチＤ１を係合状態にすると共に、第２ドグクラッチＤ２を解放状態にすることによって、副変速機３０をローモードに切り替える。また、ロー／ハイ切替機構４０は、電動アクチュエータ４３によってシフトフォーク４２を移動させて、第１ドグクラッチＤ１を解放状態にすると共に、第２ドグクラッチＤ２を係合状態にすることによって、副変速機３０をハイモードに切り替える。なお、電動アクチュエータ４３は、通電することによってシフトフォーク４２を移動させ、通電を止めることによってシフトフォーク４２の位置を維持させることができる。そのため、第１ドグクラッチＤ１または第２ドグクラッチＤ２を係合状態にする位置にシフトフォーク４２を維持させるときには、電動アクチュエータ４３への通電が行われないため、省エネルギー化を図ることができる。
【００４０】
また、ロー／ハイ切替機構４０においては、副変速機３０のローモードとハイモードとを、噛み合いクラッチである第１ドグクラッチＤ１及び第２ドグクラッチＤ２によって切り替える構成となっている。これにより、副変速機３０のローモードとハイモードとを切り替えるためのクラッチを摩擦係合要素によって構成した場合に生じ得る、引き摺り損失を抑制することができる。
【００４１】
実施形態に係る自動変速機３においては、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、第１ドグクラッチＤ１及び第２ドグクラッチＤ２の係合と解放とが制御されることにより、運転者のアクセル操作や車速等に応じて、下記表１の係合表に示すように、自動変速機３全体の変速段として、前進段である１ｓｔ〜８ｔｈ及び後進段であるＲｅｖが形成される。なお、下記表１の係合表においては、「○」が係合を表しており、「−」が解放を表している。また、１ｓｔ（Ｌｏ）〜６ｔｈ（Ｌｏ）は、ローモードであって、主変速機２０が前進１速段〜前進６速段であることを示している。また、４ｔｈ（Ｈｉ）〜６ｔｈ（Ｈｉ）は、ハイモードであって、主変速機２０が前進４速段〜前進６速段であることを示している。
【００４２】
【表１】
2019158075.tif 000003
【００４３】
なお、実施形態に係る自動変速機３においては、下記表２の係合表に示すように、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の係合と解放とが制御されることにより、運転者のアクセル操作や車速等に応じて、主変速機２０が前進１速段〜前進８速段と後進段とを形成することが可能となっている。
【００４４】
【表２】
2019158075.tif 000004
【００４５】
そのため、実施形態に係る自動変速機３においては、ロー／ハイ切替機構４０によって副変速機３０のローモードとハイモードとを切り替えることにより、ローモードで前記前進１速段〜前記前進８速段と、ハイモードで前記前進１速段〜前記前進８速段とを形成することが可能な構造となっている。なお、ローモードでの前記前進８速段のギヤ比と、ハイモードでの前記前進６速段のギヤ比とが一致するように、副変速機３０に設けられた第４遊星歯車機構ＰＵ４のロー／ハイ必要比が設定されている。そして、実施形態に係る自動変速機３においては、形成可能な変速段のうち、ローモードでの前記前進１速段〜前記前進６速段と、ハイモードでの前記前進４速段〜前記前進６速段とを用いて、自動変速機３全体の変速段として１ｓｔ〜８ｔｈを形成する。
【００４６】
具体的には、上記表１の係合表に示すように、副変速機３０がローモードであって主変速機２０が前進１速段〜前進６速段（１ｓｔ（Ｌｏ）〜６ｔｈ（Ｌｏ））のときに、前記自動変速機３全体の変速段として１ｓｔ〜６ｔｈが形成される。また、副変速機３０がハイモードであって主変速機２０が前進４速段〜前進６速段（４ｔｈ（Ｈｉ）〜６ｔｈ（Ｈｉ）のときに、自動変速機３全体の変速段として６ｔｈ〜８ｔｈが形成される。
【００４７】
図４は、ローモードでの各変速段のギヤ比とハイモードでの各変速段のギヤ比との関係を示した図である。実施形態に係る自動変速機３においては、ローモードでのギヤ比とハイモードでのギヤ比とが一致する箇所にて、ロー／ハイ切替機構４０がローモードとハイモードとを切り替える。具体的には、図４に示すように、ローモードでの前記前進６速段（Ｌｏ側の６ｔｈ）のギヤ比と、ハイモードでの前記前進４速段（Ｈｉ側の４ｔｈ）のギヤ比とが共に１．００で一致している。そして、このギヤ比が一致している、ローモードでの前進６速段（Ｌｏ側の６ｔｈ）とハイモードでの前進４速段（Ｈｉ側の４ｔｈ）とで、ローモードとハイモードとの切り替えが行われる。
【００４８】
例えば、自動変速機３全体の変速段を５ｔｈから６ｔｈにアップシフトする場合には、ローモードでの前記前進５速段からローモードでの前記前進６速段にアップシフトした後、ローモードでの前記前進６速段からハイモードでの前記前進４速段に切り替えて、自動変速機３全体の変速段として６ｔｈを形成する。その後、自動変速機３全体の変速段を６ｔｈから７ｔｈにアップシフトする場合には、ハイモードでの前記前進４速段からハイモードでの前記前進５速段にアップシフトして、自動変速機３全体の変速段として７ｔｈを形成する。
【００４９】
一方、自動変速機３全体の変速段を７ｔｈから６ｔｈにダウンシフトする場合には、ハイモードでの前記前進５速段からハイモードでの前記前進４速段にダウンシフトした後、ハイモードでの前記前進４速段からローモードでの前記前進６速段に切り替えて、自動変速機３全体の変速段として６ｔｈを形成する。その後、自動変速機３全体の変速段を６ｔｈから５ｔｈにダウンシフトする場合には、ローモードでの前記前進６速段からローモードでの前記前進５速段にダウンシフトして、自動変速機３全体の変速段として５ｔｈを形成する。
【００５０】
また、副変速機３０に設けられた第４遊星歯車機構ＰＵ４のロー／ハイ必要比が０．９０〜１．５０であることによって、第４遊星歯車機構ＰＵ４の小型化を図れる構成をとることができる。そのため、実施形態に係る自動変速機３においては、図４に示すように、第４遊星歯車機構ＰＵ４のロー／ハイ必要比を１．４９にして、第４遊星歯車機構ＰＵ４を小型化、ひいては、自動変速機３の小型化を図っている。
【００５１】
図５は、図１に示した自動変速機３の主変速機２０側でのギヤトレーンの要部を示した図である。なお、図５においては、図面を見やすくするために、図１で付した各構成要素の符号を適宜省略している。図６は、高容量の８速段の自動変速機３における各回転メンバーのイナーシャを示したグラフである。図７は、中容量の８速段の自動変速機３における各回転メンバーのイナーシャを示したグラフである。
【００５２】
自動変速機３の応答性向上の手段としては、自動変速機３を構成する各回転体のイナーシャの低減がある。自動変速機３の主変速機２０側でのギヤトレーンを構成する各回転体は、図５に示すように、Ｉ１〜Ｉ７の７つの回転メンバーに分けることができる。各回転メンバーにおけるイナーシャは、例えば、高容量の自動変速機３では図６に示したグラフのようになり、中容量の自動変速機３では図７に示したグラフのようになる。
【００５３】
なお、Ｉ１回転メンバーはエンジン２のクランク軸に連結された入力軸１０やポンプインペラ１１ａやフロントカバー１２ａなどを含み、Ｉ２回転メンバーはトルクコンバータ１１のタービンランナ１１ｂや主変速機２０の入力軸２１などを含む。そのため、図６及び図７からわかるように、Ｉ１回転メンバー及びＩ２回転メンバーのイナーシャは、主に主変速機２０を構成する各回転体を含むＩ３〜Ｉ７の各回転メンバーのイナーシャに比べて著しく大きい。一方で、Ｉ３〜Ｉ７の各回転メンバーのイナーシャを比べると、図６及び図７からわかるように、特にＩ３回転メンバーのイナーシャがＩ４〜Ｉ７の各回転メンバーのイナーシャよりも大きい。そのため、Ｉ３回転メンバーの回転変化が発生する変速での応答性が、他の回転メンバーの回転変化が発生する変速での応答性に対して不利になる。
【００５４】
表３は、主変速機２０の各変速段における各回転メンバーの回転数比を示したものである。
【００５５】
【表３】
2019158075.tif 000005
【００５６】
表３に示すように、Ｉ３回転メンバーでは、８ｔｈや７ｔｈからの変速において回転数比の変化が大きいことがわかる（表３中の（１））。また、Ｉ５回転メンバーでは、６ｔｈからの変速において回転数比の変化が大きいことがわかる（表３中の（２））。
【００５７】
表４は、下記（１）式を用いて算出した、比較例に係る高容量の自動変速機での変速過渡イナーシャの試算結果である。表５は、下記（１）式を用いて算出した、比較例に係る中容量の自動変速機での変速過渡イナーシャの試算結果である。
【００５８】
なお、比較例に係る自動変速機は、実施形態に係る自動変速機３に対して、主変速機２０を備えているが、副変速機３０及びロー／ハイ切替機構４０は備えていない自動変速機である。そのため、上記表２の係合表に基づいて主変速機２０を前進１速段〜前進８速段にすることにより、比較例に係る自動変速機全体としての１ｔｈ〜８ｔｈの各変速段が形成される。また、表４及び表５において、斜線で網掛けされているマスは、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２のいずれか１つの係合要素のつかみ替えによって、変速が可能な変速段を表している。
【００５９】
【数１】
2019158075.tif 000006
【００６０】
ただし、上記（１）式中、Ｉｓｆｔ＿ｅｑは変速過渡イナーシャであり、ＩＥ／Ｇはエンジン２のイナーシャであり、ＩＴ／Ｃはトルクコンバータ１１のイナーシャであり、Ｉｉは遊星歯車メンバーの単体イナーシャであり、ωｉ＿ｂｆｒは変速前の遊星歯車要素回転であり、ωｉ＿ａｆｔは変速後の遊星歯車要素回転であり、ωｉｎは入力軸２１の回転である。
【００６１】
【表４】
2019158075.tif 000007
【００６２】
【表５】
2019158075.tif 000008
【００６３】
表４及び表５に示すように、比較例に係る自動変速機においては、８ｔｈや７ｔｈから６ｔｈや５ｔｈへの変速において変速過渡イナーシャが大きくなっており（表４及び表５中の（１））、６ｔｈから５ｔｈへの変速においても変速過渡イナーシャが大きくなっている（表４及び表５中の（２））。このように、比較例に係る自動変速機においては、高速ギヤ段側での主変速機２０の変速中に発生するイナーシャが大きいため、高速の変速段側での変速が低速の変速段側での変速に比べて、変速応答性が不利となる。
【００６４】
表６は、上記（１）式を用いて算出した、実施形態に係る自動変速機３が高容量の場合での変速過渡イナーシャの試算結果である。表７は、上記（１）式を用いて算出した、実施形態に係る自動変速機３が中容量の場合での変速過渡イナーシャの試算結果である。
【００６５】
【表６】
2019158075.tif 000009
【００６６】
【表７】
2019158075.tif 000010
【００６７】
実施形態に係る自動変速機３においては、上述したように、ギヤ比が一致している、ローモードでの前記前進６速段とハイモードでの前記前進４速段とで、ローモードとハイモードとの切り替えを行うことによって、表６及び表７に示すように、８ｔｈや７ｔｈから６ｔｈや５ｔｈへの変速において変速過渡イナーシャが小さくなっており、６ｔｈから５ｔｈへの変速においても変速過渡イナーシャが小さくなっている。すなわち、実施形態に係る自動変速機３のように、高速の変速段側を副変速機３０のハイモードによって形成することにより、高速の変速段側でのキックダウン加速時の変速過渡イナーシャを、比較例に係る自動変速機の約半分にすることが可能となる。よって、実施形態に係る自動変速機３においては、高速の変速段側での主変速機２０の変速中に発生するイナーシャを低減させることができるため、変速応答性が向上し、変速時間を短縮させることができる。
【符号の説明】
【００６８】
２  エンジン
３  自動変速機
４Ｌ，４Ｒ  前輪
５  ケース
１０  入力軸
２０  主変速機
２１  入力軸
２２  カウンタドライブギヤ
３０  副変速機
３１  カウンタシャフト
３２  カウンタドリブンギヤ
３３  ファイナルドライブギヤ
３４  軸受
４０  ロー／ハイ切替機構
４１  クラッチスリーブ
４２  シフトフォーク
４３  電動アクチュエータ
４４  第１ドグ歯
４５  第２ドグ歯
４６  第３ドグ歯
４７，４８，４９  支持部材
５０  ディファレンシャル部
５１  ファイナルドリブンギヤ
５２  ディファレンシャルギヤ
６０Ｌ，６０Ｒ  車軸
ＰＵ１  第１遊星歯車機構
ＰＵ２  第２遊星歯車機構
ＰＵ３  第３遊星歯車機構
ＰＵ４  第４遊星歯車機構
Ｓ１  第１サンギヤ
Ｓ２  第２サンギヤ
Ｓ３  第３サンギヤ
Ｓ４  第４サンギヤ
Ｒ１  第１リングギヤ
Ｒ２  第２リングギヤ
Ｒ３  第３リングギヤ
Ｒ４  第４リングギヤ
ＣＡ１  第１キャリア
ＣＡ２  第２キャリア
ＣＡ３  第３キャリア
ＣＡ４  第４キャリア
Ｄ１  第１ドグクラッチ
Ｄ２  第２ドグクラッチ
ＣＧ  カウンタギヤ対
ＦＧ  ファイナルギヤ対
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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