(57)【要約】【課題】8つの前進段と2つの後進段とを有し、理論上高い効率と広い速度比範囲とを有する多段式自動変速機を提供する。【解決手段】多段式自動変速機は、入力部28と、出力部60と、入力部28からの速度と出力する速度との間に1より大きなギア比を生成する第一歯車装置30と、第一、第二、第三、第四、第五、及び、第六の回転部材と出力部60とに連結されたラビニオ型歯車装置32と、を備える。第一クラッチ62が第一歯車装置30と第一回転部材74とを接続し、第二クラッチ64が第一歯車装置30と第二回転部材76とを接続し、第三クラッチ70が第三回転部材84と入力部28及び回転構成要素の一方とを接続し、第四クラッチ72が第四回転部材80と入力部28及び回転構成要素の一方とを接続し、第一ブレーキ66が第五回転部材82を保持し、第二ブレーキ68が第六回転部材78を保持する。【選択図】    図１
2008180384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力部と、
出力部と、
上記入力部に駆動可能に連結され且つ、上記入力部の速度で回転する構成要素と第一歯車装置出力部を含み、上記入力部の速度と上記第一歯車装置出力部の速度との間に１より大きなギア比を生成する、第一歯車装置と、
上記入力部の速度と上記出力部の速度との間に複数の比率を生成し、第一、第二、第三、第四、第五、及び、第六の回転部材と上記出力部に駆動可能に連結されたラビニオ型歯車装置と、
上記第一歯車装置と上記第一回転部材とを接続可能に構成された第一クラッチと、
上記第一歯車装置と上記第二回転部材とを接続可能に構成された第二クラッチと、
上記第三回転部材と、上記入力部及び上記回転する構成要素の一方とを接続可能に構成された第三クラッチと、
上記第四回転部材と、上記入力部及び上記回転する構成要素の一方とを接続可能に構成された第四クラッチと、
上記第五回転部材を回転に反して保持可能に構成された第一ブレーキと、
上記第六回転部材を回転に反して保持可能に構成された第二ブレーキと、
を有する多段式自動変速機。
【請求項２】
上記ラビニオ型歯車装置が、
上記第一回転部材に固定された第一サンギアと、
上記第二回転部材、第四回転部材、及び、第五回転部材に固定された第二サンギア、
上記出力部に固定された第一リングギアと、
上記第三回転部材及び上記第六回転部材に固定された第一キャリアと、
上記第一キャリア上に回転可能に支持され且つ、上記第一サンギアと噛み合う第一プラネタリ・ピニオンと、
上記第一キャリア上に回転可能に支持され且つ、上記第二サンギア、上記第一プラネタリ・ピニオンと、
上記第一リングギアに噛み合う第二プラネタリ・ピニオンと、を含み、
上記第一歯車装置が、
上記入力部、上記第三クラッチ、及び、上記第四クラッチに固定された第三サンギアと、
上記第一クラッチ及び上記第二クラッチに固定された第二リングギアと、
回転に対抗すべく不動部に連結され且つ、上記第一ブレーキに固定された第二キャリアと、
上記第二キャリア上に支持され且つ上記第三サンギアと噛み合う第三プラネタリ・ピニオンと、
上記第二キャリア上に支持され且つ、上記第三プラネタリ・ピニオン及び上記第二リングギアと噛合う第四プラネタリ・ピニオンと、を含む、
請求項１に記載の多段式自動変速機。
【請求項３】
上記ラビニオ型歯車装置が、
上記第一回転部材に固定された第一サンギアと、
上記第二回転部材、上記第四回転部材、及び、上記第五回転部材に固定された第二サンギアと、
上記出力部に固定された第一リングギアと、
上記第三回転部材及び上記第六回転部材に固定された第一キャリアと、
上記第一キャリア上に回転可能に支持され且つ、上記第一サンギアと噛み合う第一プラネタリ・ピニオンと、
上記第一キャリア上に回転可能に支持され且つ、上記第二サンギアと、
上記第一プラネタリ・ピニオン、及び、第一リングギアと噛み合う第二プラネタリ・ピニオンと、を含み、
上記第一歯車装置が、
上記入力部及び上記第三クラッチに固定された第三サンギアと、
上記第四クラッチに固定された第四サンギアと、
回転に対抗すべく不動部に連結された第二リングギアと、
上記第二キャリア上に支持され且つ上記第三サンギア、上記第四サンギア、及び、上記第二リングギアと噛み合う第三プラネタリ・ピニオンと、を含む、
請求項１に記載の多段式自動変速機。
【請求項４】
上記第一クラッチ、上記第二クラッチ、上記第三クラッチ、上記第四クラッチ、上記第一ブレーキ、及び、上記第二ブレーキから成る群のうち二つを同時締結することにより、前進段若しくは後進段の動作が生成される、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の多段式自動変速機。
【請求項５】
上記第一クラッチ及び上記第二ブレーキの締結と、上記第二クラッチ、上記第三クラッチ、上記第四クラッチ、及び、上記第一ブレーキの解放とによって、第一のギア比を持つ前進１速が生成される、請求項４に記載の多段式自動変速機。
【請求項６】
上記第一クラッチ及び上記第一ブレーキの締結と、上記第二クラッチ、上記第三クラッチ、上記第四クラッチ、及び、上記第二ブレーキの解放とによって、上記第一のギア比よりも小さな第二のギア比を持つ前進２速が生成される、請求項５に記載の多段式自動変速機。
【請求項７】
上記第一クラッチ及び上記第二クラッチの締結と、上記第三クラッチ、上記第四クラッチ、上記第一ブレーキ、及び、上記第二ブレーキの解放とによって、上記第二のギア比よりも小さな第三のギア比を持つ前進３速が生成される、請求項６に記載の多段式自動変速機。
【請求項８】
上記第一クラッチ及び上記第四クラッチの締結と、上記第二クラッチ、上記第三クラッチ、上記第一ブレーキ、及び、上記第二ブレーキの解放とによって、上記第三のギア比よりも小さな第四のギア比を持つ前進４速が生成される、請求項７に記載の多段式自動変速機。
【請求項９】
上記第一クラッチ及び上記第三ブレーキの締結と、上記第二クラッチ、上記第四クラッチ、上記第一ブレーキ、及び、上記第二ブレーキの解放とによって、上記第四のギア比よりも小さな第五のギア比を持つ前進５速が生成される、請求項８に記載の多段式自動変速機。
【請求項１０】
上記第三クラッチ及び上記第四クラッチの締結と、上記第一クラッチ、上記第二クラッチ、上記第一ブレーキ、及び、上記第二ブレーキの解放とによって、上記第五のギア比よりも小さな第六のギア比を持つ前進６速が生成される、請求項９に記載の多段式自動変速機。
【請求項１１】
上記第二クラッチ及び上記第三クラッチの締結と、上記第一クラッチ、上記第四クラッチ、上記第一ブレーキ、及び、上記第二ブレーキの解放とによって、上記第六のギア比よりも小さな第七のギア比を持つ前進７速が生成される、請求項１０に記載の多段式自動変速機。
【請求項１２】
上記第一ブレーキ及び上記第三クラッチの締結と、上記第一クラッチ、上記第二クラッチ、上記第四クラッチ、及び、上記第二ブレーキの解放とによって、上記第七のギア比よりも小さな第八のギア比を持つ前進８速が生成される、請求項１１に記載の多段式自動変速機。
【請求項１３】
上記第二クラッチ及び上記第二ブレーキの締結と、上記第一クラッチ、上記第三クラッチ、上記第四クラッチ、及び、上記第一ブレーキの解放とによって、第一の後進ギア比を持つ低速後進段が生成される、請求項１乃至１２のいずれか一つに記載の多段式自動変速機。
【請求項１４】
上記第四クラッチ及び上記第二ブレーキの締結と、上記第一クラッチ、上記第二クラッチ、上記第三クラッチ、及び、上記第一ブレーキの解放とによって、上記第一の後進ギア比よりも小さなギア比を持つ高速後進段が生成される、請求項１乃至１２のいずれか一つに記載の多段式自動変速機。
【請求項１５】
入力部と、
出力部と、
第一サンギア、第二サンギア、上記出力部に固定される第一リングギア、第一キャリア、上記第一キャリアに回転可能に支持され且つ上記第一サンギアと噛み合う第一プラネタリ・ピニオン、上記第一キャリアに回転可能に支持され且つ上記第二サンギア、上記第一プラネタリ・ピニオン、及び、上記第一リングギアと噛み合う第二プラネタリ・ピニオンを含む、ラビニオ型歯車装置と、
第三サンギア、第二リングギア、回転に対抗すべく不動部に連結された第二キャリア、上記第二キャリアに支持され且つ上記第三サンギアと噛み合う第三プラネタリ・ピニオン、及び、上記第二キャリアに支持され且つ上記第三プラネタリ・ピニオン及び上記第二リングギアと噛み合う第四プラネタリ・ピニオンを含む第一歯車装置と、
上記第二リングギアと上記第一サンギアを接続可能に構成された第一クラッチと、
上記第二リングギアと上記第二サンギアを接続可能に構成された第二クラッチと、
上記第一キャリアと上記入力部とを接続可能に構成された第三クラッチと、
上記第二サンギアと上記入力部とを接続可能に構成された第四クラッチと、
上記第二サンギアを回転に反して保持可能に構成された第一ブレーキと、
上記第一キャリアと回転に反して保持可能に構成された第二ブレーキと、
を有する、多段式自動変速機。
【請求項１６】
上記第二クラッチと上記第二ブレーキとが締結されるときに、第一後進ギア比を持つ低速後進段が生成される、請求項１５に記載の多段式自動変速機。
【請求項１７】
上記第四クラッチと上記第二ブレーキが締結されるときに、上記第一後進ギア比よりも小さな第二後進ギア比を持つ第二後進段が生成される、請求項１６に記載の多段式自動変速機。
【請求項１８】
入力部と、
出力部と、
第一サンギア、第二サンギア、上記出力部に固定された第一リングギア、第一キャリア、上記第一キャリアに回転可能に支持され且つ上記第一サンギアと噛み合う第一プラネタリ・ピニオン、上記第一キャリアに支持され且つ上記第二サンギア、上記第一プラネタリ・ギア、及び、上記第一リングギアと噛み合う第二プラネタリ・ピニオンを含むラビニオ型歯車装置と、
上記入力部に固定された第三サンギア、第四サンギア、回転に対抗すべく不動部に接続された第二リングギア、第二キャリア、及び、上記第二キャリアに支持され且つ上記第三サンギア、上記第四サンギア、及び、上記第二リングギアと噛み合う第三プラネタリ・ピニオンを含む第一歯車装置と、
上記第二キャリアと上記第一サンギアを接続可能に構成された第一クラッチと、
上記第二キャリアと上記第二サンギアを接続可能に構成された第二クラッチと、
上記入力部と上記第一キャリアとを接続可能に構成された第三クラッチと、
上記第四サンギアと上記第二サンギアを接続可能に構成された第四クラッチと、
回転に対して上記第二サンギアを保持可能に構成された第一ブレーキと、
回転に対して上記第一キャリアを保持可能に構成された第二ブレーキと、
を有する、多段式自動変速機。
【請求項１９】
上記第二クラッチと上記第二ブレーキとが締結されるときに、第一後進ギア比を持つ低速後進段が生成される、請求項１８に記載の多段式自動変速機。
【請求項２０】
上記第四クラッチと上記第二ブレーキが締結されるときに、上記第一後進ギア比よりも小さな第二後進ギア比を持つ第二後進段が生成される、請求項１９に記載の多段式自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の多段式自動変速機に関し、具体的には、そのような変速機内の歯車、クラッチ、ブレーキ及び、それらの間の相互連結要素の運動学的配置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
トラックなどの自動車の顧客は、特に荷物を積んでいるときや坂道での発進性能の改善を望む場合がある。自動車メーカーは、顧客に自動車の発進性能を改善するためのオプションを提示する。その一つがスティーパー（steeper）、即ち、数字の大きな減速比を選択することである。４×４（４輪駆動）トラックのトランスファー・ケースは、2つのスピードレンジを持つのが一般的であり、その一方が発進性能を改善し得る低速レンジで、他方は１：１のギア比の高速レンジである。
【０００３】
スティーパー減速比は、積載時の発進性能を改善するが、自動車が空荷のときも含めて燃料経済性を悪化させる。また、多数の減速比を設けることは自動車の組立工程に複雑さを加えることになる。４×４ドライブラインを持つ小型トラックの運転者は、希にトランスファー・ケースの低速レンジを常用することがある。そして、トランスファー・ケースの低速レンジと高速レンジを切り替えるクラッチ機構は通常、自動車が停止していないと作動しないようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような自動車の運転者の殆どが変速機の第一ギアと第二ギアとのステップサイズが小さいことに慣れており、それを好む。これまで提案されてきた８速変速機は、高効率の６速変速機を上回る歯車噛み合い損失を持つ。
【０００５】
よって、８つの前進段と２つの後進段とを生成することが出来、理論上高効率の歯車噛み合い損失と、広い速度比範囲とを有する変速装置の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述の課題を解決するために本発明の多段式自動変速機は、（a）入力部、（b）出力部、（c）入力部に駆動可能に結合され、入力部の速度で回転する構成要素及び第一歯車装置出力部を備え、入力部の速度と第一歯車装置出力部の速度との間に1より大きなギア比を生成することが出来る第一歯車装置、(ｄ)入力部の速度と出力部の速度との間で複数の比を生成するため、第一回転部材、第二回転部材、第三回転部材、第四回転部材、第五回転部材、第六回転部材と出力部に駆動可能に結合された、ラビニオ（Ravigneaux）型歯車装置を含む。第一クラッチが、第一歯車装置出力部と第一回転部材を接続合し、第二クラッチが、第一歯車装置出力部と第二回転部材を接続し、第三クラッチが第三回転部材と変速機入力速度で回転する要素を接続し、第四クラッチが第四回転部材と変速機入力速度で回転する要素を接続し、第一ブレーキが第五回転部材を回転しないように保持し、そして、第二ブレーキが第六回転部材を回転しないように保持する。
【０００７】
この変速機は、8つの前進段と2つの後進段を生成することが出来、理論的に高いギア噛み合い効率と広い速度比範囲を持つ。8速変速機は二つの駆動モードを提供する。モード１が、従来のオプションの減速比と二段トランスファー・ケースに取って代わる。変速機は、例えば運転者がトレーラーを牽引するときに自動車の発進のために使用され得て、また、４×４運転のための低速レンジ発進ギアとしても使用され得る、低速レンジ第一ギアを持つ。
【０００８】
また、変速機は、フルトルクのときに低速レンジから高速レンジへシフトする能力を持ち合わせる。通常の発進モードが要求されたとき、変速機は2速に従来の発進用の1速のギア比を与える。2速から8速までの7つの変速比が、5つの変速比の場合よりも幅の広い変速機のギア比選択を提供する。
【０００９】
また、変速機は通常運転モードにおいて優れた燃料経済性を提供する。四輪駆動（４×４）の自動車における手動操作のセレクタ・スイッチが、４×２、高速４×４、低速４×４の位置を選択可能であり、自動四駆モード、けん引モード、スノーモードのような追加機能を持ち得る。これらのモードは、変速機を1速、2速、或いは、3速にして始動させること、そして、４×４オンデマンド・クラッチを、オフ・モード、スタンバイ・モード、或いは、使用モードで使うことにより、達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、8つの前進段と2つの後進段とを有し、理論上高い効率と広い速度比範囲とを有する多段式自動変速機が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。本発明の適用可能範囲は、以下の詳細な説明、権利請求の範囲、及び、図面から明らかになるであろう。本明細書の記述及び具体的な実施例が、本発明の好ましい実施形態を示すが、例示の目的で提示されていることを理解すべきである。本技術分野の当業者に対し、記述された実施形態及び実施例に対する種々の変更及び修正が、明らかになるであろう。
【００１２】
図面を参照すると、図１には、自動変速機10の構造（運動学的配置）が示されている。トルク・コンバータ11が、内燃機関（エンジン）のクランクシャフト14に結合されたブレード付インペラ・ホイール12、ブレード付タービン・ホイール16、及び、ブレード付ステータ・ホイール18を含む。インペラ・ホイール、ステータ・ホイール、及び、タービン・ホイールは、トロイダル流体流れ回路（troidal fluid flow circuit）を規定し、それによってインペラは流体動力学的にタービンと結合される。ステータ18は、固定されたステータ・スリーブ・シャフト20上に回転可能に支持され、そして、ステータがインペラの回転方向と反対方向に回転するのを防止し且つ、インペラの回転方向と同じ方向への自由な動きを許容するために、オーバーラン・ブレーキ22がステータをシャフト20に固定する。
【００１３】
トルク・コンバータ11は、インペラ・ハウジング26内に置かれたロックアップ・クラッチ24を含む。ロックアップ・クラッチ24が締結されたとき、タービンとインペラは変速機の入力シャフト28に機械的に結合し、クラッチ24が解放されたとき、タービンとインペラは変速機の入力シャフトに対して流体動力学的に結合し且つ、機械的には切断される。トルク・コンバータ内の流体は、オイルポンプ組立体から供給され、そして、ポンプの入口と流体的に接続されているオイル溜に戻される。
【００１４】
遊星歯車機構は、第一歯車装置30及び第二歯車装置32を含む。第一歯車装置30は、複合型遊星減速歯車装置であり、入力部28に固定されたサンギア34、リングギア36、キャリア38、キャリア上に支持され且つサンギアと噛み合う第一プラネタリ・ピニオン39、及び、キャリア上に支持され且つリングギアと第一プラネタリ・ピニオン39と噛み合う第二プラネタリ・ピニオン40を含む。キャリア38は変速機ケース39に接続される。
【００１５】
動力経路或いは変速機のギア比は、その入力部の速度と出力部の速度の比である。リングギア36は、変速機10の歯車及びピニオンの歯車の歯数を一覧にした図3に示されている具体例において、入力部28の速度の0.444倍で、入力部28の速度に対して減速される。したがって、減速歯車装置30によって生成されるギア比は、1より大きい。
【００１６】
第二歯車装置32はラビニオ型歯車装置であり、軸方向に間を空けて設けられた二つのサンギア42、44、リングギア46、キャリア50、キャリア50に回転可能に支持されるロング・プラネタリ・ピニオン48、及び、キャリア50に回転可能に支持されたショート・プラネタリ・ピニオン52を含む。ロング・プラネタリ・ピニオン48は、リングギア46及びサンギア44と噛合い係合する。ショート・プラネタリ・ピニオン52は、サンギア42及びロング・プラネタリ・ピニオン48と噛合い係合する。歯車装置32のリングギア46は、出力部60に駆動可能に結合される。
【００１７】
歯車装置30のリングギア36がクラッチ62によって、サンギア42への駆動可能な接続とサンギア42からの切断とに交互に切り替えられる。歯車装置30のリングギア36がクラッチ64によって、サンギア44への駆動可能な接続とサンギア42からの切断とに交互に切り替えられる。サンギア44は、ブレーキ66の締結時に回転に反して（好ましくは変速機ケース390上に）保持される状態と、ブレーキ66の非締結時に自由に回転する状態とに、交互に切り替えられる。クラッチ50は、ブレーキ68の締結時に回転に反して（好ましくは変速機ケース390上に）保持される状態と、ブレーキ68の非締結時に自由に回転する状態と、に交互に切り替えられる。キャリア50はクラッチ70によって、入力部28に駆動可能に接続する状態と、入力部28から切断される状態と、に交互に切り替えられる。歯車装置32のサンギア44はクラッチ72によって、入力部28に駆動可能に接続する状態と、入力部28から切断される状態と、に交互に切り替えられる。
【００１８】
クラッチ62、64、70、72及びブレーキ66、68は、クラッチ或いはブレーキの一方の要素に固定される摩擦ディスクと、クラッチ或いはブレーキの他方の要素に固定されるスペーサ・プレートとの複数組が交互に並べられている、油圧作動式摩擦装置であるのが好ましい。夫々の摩擦要素を作動させるサーボのシリンダ内で油圧が上昇したとき、夫々の摩擦要素のディスク及びプレートが、サーボ・ピストンの移動によって相互に摩擦接触させられ、それによって、クラッチ或いはブレーキが固定されている歯車ユニットの構成要素間の駆動連結を作り出す。圧力がサーボ・シリンダから抜けたとき、クラッチ或いはブレーキは解放され、構成要素は自由に独立に回転できる。米国特許4,943,921号明細書が、本発明の変速機で使用可能な、油圧作動式摩擦クラッチ或いはブレーキの例を説明及び図示している。
【００１９】
次に、変速機の動作を、摩擦要素の締結状態及び非締結状態を参照にして記述する。これらの状態の組み合わせが各ギア比を生成する。好ましくは、クラッチ及びブレーキの状態は、電子変速制御器による制御アルゴリズムに従って、自動的に変更される。図2は、各ギア比に対応するクラッチ及びブレーキの締結状態及び非締結状態を示す表である。図において、×印が締結される摩擦クラッチ及び摩擦ブレーキを示す。空欄は、対応するクラッチ及びブレーキが非締結であるか、若しくは、解放されていることを示す。図2には各前進ギア及び後進ギアに関して、図1の変速機を制御するクラッチ及びブレーキの作動状態と各ギアの速度比とが示されている。
【００２０】
クラッチ62及びブレーキ68が締結され他の摩擦要素が非締結状態のとき、変速機は前進1速で作動する。歯車装置36のリングギア36及びサンギア42が、クラッチ62が締結されていることにより、歯車装置30の速度比で減速駆動される。キャリア50が、回転に反して変速機ケース390上に保持されていることにより、トルク反作用を生成する。キャリア50が回転に反して保持され、そして、サンギア44が減速駆動されると、歯車装置32は、リングギア46及び出力部60をサンギア42の速度に対して減速させる追加の減速を生成する。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が1速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は6.387である。
【００２１】
図2に示すように、変速機はクラッチ62が締結されるときに5つの前進低速段の夫々で動作し、それにより、変速機10が5つの前進低速段の夫々で動作するとき、サンギア42は入力部28の速度に対して減速駆動される。
【００２２】
2速へのアップシフトは、クラッチ62を締結状態に保持し、ブレーキ66を締結し、そして、ブレーキ68を解放することによりもたらされる。サンギア42は、歯車装置30で生成される減速によって入力部28の速度に対して減速駆動される。ブレーキ66の締結によって回転に対して固定されるサンギア44は、トルク反作用を提供する。リングギア46及び出力部60は、歯車装置32内で生成される第二の速度減速によって、サンギア42に対して減速駆動される。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が2速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は3.498である。
【００２３】
2速から3速へのアップシフトは、ブレーキ66を解放し、クラッチ64を締結し、そして、クラッチ62を締結状態に維持するときにもたらされる。リングギア36及びサンギア42、44は、歯車装置30内で生成される速度減速によって入力部28の速度に対して減速駆動され、それにより、ピニオン48が回転しないように歯車装置32をロックアップし、そして、リングギア46及び出力部60をサンギア42、44の速度で駆動する。変速機が3速で動作するとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は2.0250である。
【００２４】
3速から4速へのアップシフトは、クラッチ72を締結し、クラッチ64を解放し、そして、クラッチ62を締結状態に保持するときに、もたらされる。クラッチ72はサンギア44及び入力部28に駆動可能に連結される。歯車装置30内で生成される速度減速のため、リングギア42は入力部28の速度に対して減速駆動される。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が4速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は1.556である。
【００２５】
4速から5速へのアップシフトは、クラッチ62を締結状態に保持し、クラッチ70を締結し、そして、クラッチ72を解放するときにもたらされる。歯車装置30内で生じる速度減速により、歯車装置32のサンギア42がクラッチ62を介して入力部28の速度に対して減速駆動される。キャリア50はクラッチ70を介して入力部28の速度で駆動される。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が5速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は1.243である。
【００２６】
5速から6速へのアップシフトは、クラッチ72を締結し、クラッチ62を解放し、そして、クラッチ70を締結状態に維持するときにもたらされる。摩擦要素がそのような状態のとき、クラッチ70は、力部28を歯車装置32のキャリア50に駆動可能に接続し、そして、クラッチ72は入力部28を歯車装置32のサンギア44に駆動可能に接続する。第二歯車装置32がロックアップされ、それにより、リングギア46及び出力部60が入力部28の速度で回転する。変速機が6速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は1.000である。
【００２７】
6速から7速へのアップシフトは、クラッチ64を締結し、クラッチ72を解放し、そして、クラッチ70を締結状態に維持するときにもたらされる。クラッチ64は、歯車装置30のリングギア36を歯車装置32のサンギア44に駆動可能に接続し、そしてクラッチ70は入力部28を歯車装置32のキャリア50に駆動可能に接続する。歯車装置32内で生成されるトルク低減及び速度増速が,リングギア46及び出力部60を入力部28の速度より早く回転させる。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が7速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は0.807である。
【００２８】
7速から8速へのアップシフトは、ブレーキ66を締結し、クラッチ64を解放し、そして、クラッチ70の締結を維持するときにもたらされる。摩擦要素がそのような状態にされるとき、クラッチ70は入力部28を歯車装置32のキャリア50に駆動可能に接続し、そして、ブレーキ66は歯車装置32のサンギア44を回転しないように保持することにより、トルク反作用を提供する。歯車装置32は、トルク低減及び増速を供給し、リングギア46と出力部60を入力部28に対して増速駆動する。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が8速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は0.698である。
【００２９】
低速後進段が、クラッチ64及びブレーキ68を共に締結し、そして他の摩擦要素を解放するときに生成される。歯車装置30の減速駆動される出力部であるリングギア36が、クラッチ64を介してサンギア44を前進方向に減速駆動する。キャリア50がブレーキ68によって回転に反して保持されてトルク反作用を生成するとき、歯車装置32は第二のトルク増幅と速度減速を生成し、それは、リングギア46と出力部60を更に減速駆動し、且つ、それらの回転方向を入力部28の回転方向に対して逆転させる。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が8速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は5.211である。
【００３０】
高速後進段が、クラッチ72及びブレーキ68を締結し、そして、他の摩擦要素を解放するときに生成される。クラッチ72は、歯車装置32のサンギア44と入力部28を駆動可能に接続する。キャリア50がブレーキ68によって変速機ケース390上に回転に反して保持されてトルク反作用を生成するとき、歯車装置32はトルク増幅と速度減速を生成し、それは、リングギア46と出力部60を減速駆動し且つ、それらの回転方向を入力部28の回転方向に対して逆転する。もし、ピニオン及び歯車の歯数が図3に示されるものであるならば、変速機が8速で動作しているとき、入力部28の速度と出力部60の速度の比は2.316である。
【００３１】
歯車装置30、32によって形成される遊星歯車機構は、6つの回転部材を含む。第一部材74は、クラッチ62と歯車装置32のサンギア42を結合する。第二部材76は、クラッチ64と歯車装置32のサンギア44を結合する。第三部材84は、クラッチ70と歯車装置32のキャリア50を結合する。第四部材80は、クラッチ72と歯車装置32のサンギア44を結合する。第五部材82は、ブレーキ66と歯車装置32のサンギア44を結合する。第六部材78は、ブレーキ68と歯車装置32のキャリア50を結合する。
【００３２】
図4は、図1に示したラビニオ型歯車装置32を含む自動変速機の運動学的配置の代替実施形態を示す。図4において、図1に示した構成要素と同一の構成要素は、図1において各構成要素に使用された参照番号と同一の番号を付する。減速歯車装置92が、入力部28に固定された第一サンギア94、第二サンギア96、変速機ケース（筐体）390に接続されたリングギア98、キャリア100、及び、キャリア100上に支持されてサンギア94、96及びリングギア98と噛み合うプラネタリ・ピニオン102を含む。図6に示すように、サンギア94、96は60個のギア歯を持つ。リングギア98が回転に対して保持され、そして、サンギアが入力部28によって駆動されるとき、キャリア100は入力部28の速度の0.400倍で減速駆動され、そしてサンギア96は入力部と同じ速度で回転する。
【００３３】
クラッチ62が、減速歯車装置30のキャリア100と歯車装置32のサンギア42を駆動可能に接続する状態と切断する状態とを切り替える。クラッチ64が、減速歯車装置30のキャリア100と歯車装置32のサンギア44の接続と切断とを交互に行う。ブレーキ66が、歯車装置32のサンギア44の回転に対する保持と解放とを交互に行う。ブレーキ68が、歯車装置32のキャリア50の回転に対する保持と解放とを交互に行う。クラッチ70が、入力部28と歯車装置32のキャリア50の駆動可能な接続と解放とを交互に行う。クラッチ72が、減速歯車装置30のサンギア96と歯車装置32のサンギア44との駆動可能な接続と解放とを交互に行う。図5に示すように、変速機90の8つの前進段と2つの後進段の夫々に関するクラッチ62、64、70、72及びブレーキ66、68の締結及び非締結（解放）状態は、図1に示す変速機10のものと同じになる。ピニオン及び歯車のギア歯の数が図6に示すものであった場合の変速機90によって生成される速度比が、図5に示される。
【００３４】
歯車装置92、32によって形成される遊星歯車機構は、6つの回転部材を含む。第一部材74が、クラッチ62と歯車機構32のサンギア42を接続する。第二部材76が、クラッチ64と歯車機構32のサンギア44を接続する。第三部材84が、クラッチ70と歯車機構32のサンギア44を接続する。第五部材82が、ブレーキ66と歯車装置32のサンギア44を接続する。第六クルーズ78がブレーキ68と歯車装置32のキャリア50を接続する。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態を記述してきたが、具体的に示され説明されたもの以外の代替実施形態が実行可能であることを記しておく。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ラビニオ型歯車装置を有する変速機の構成を示す概略図である。
【図２】図１の変速機を制御するクラッチ及びブレーキの前進段及び後進段の夫々に関する動作状態と、各変速段の好ましい速度比を示す表である。
【図３】図１の変速機のギアとピニオンの夫々の好ましい歯数と、ラビニオ型歯車装置と減速歯車装置のベータ比を示す表である。
【図４】ラビニオ型歯車装置を有する第二実施形態の変速機の構成を示す概略図である。
【図５】図４の変速機を制御するクラッチ及びブレーキの前進段及び後進段の夫々に関する動作状態と,各変速段の好ましい速度比を示す表である。
【図６】図４の変速機のギアとピニオンの夫々の好ましい歯数と、ラビニオ型歯車装置と減速歯車装置のベータ比を示す表である。
【符号の説明】
【００３７】
28.  入力部
30.  第一歯車装置
32.  第二歯車装置
39.  第一プラネタリ・ピニオン
40.  第二プラネタリ・ピニオン
48.  ロング・プラネタリ・ピニオン
52.  ショート・プラネタリ・ピニオン
60.  出力部
62.  クラッチ
64.  クラッチ
66.  ブレーキ
68.  ブレーキ
70.  クラッチ
72.  クラッチ
92.  減速歯車装置
102.  プラネタリ・ピニオン
【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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