(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の回転速度を変速して出力軸に伝達可能な自動変速機であって、
入力部と出力部との回転速度比を無段階に変速可能な無段変速機構と、
速度線図上に第１の回転要素、第２の回転要素、第３の回転要素、第４の回転要素の順に示される少なくとも４つの回転要素を有する遊星歯車機構と、
前記入力軸と前記第１の回転要素との間を締結可能なクラッチと、
前記入力軸の回転速度を一定の変速比で変速して前記クラッチを介して前記第１の回転要素へと伝達する連結部材と、
前記第３の回転要素の回転を係止可能なブレーキと、
を備え、
前記入力軸は、前記入力部に連結され、
前記出力軸は、前記第２の回転要素に連結され、
前記出力部は、前記第４の回転要素に連結され、
前記連結部材の一定の変速比は、前記クラッチが締結状態で前記ブレーキが解放状態である場合に、前記第４の回転要素に対する前記出力軸の回転方向が、前記無段変速機構の変速比の変化に応じて順方向から逆方向までにわたって変化するように設定される、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速機であって、
前記連結部材の一定の変速比は、前記無段変速機構の変速比を所定のモード切換変速比とした場合に、前記クラッチを締結状態とし、前記ブレーキを解放状態として、前記無段変速機構の変速比の変化に応じて前記出力軸の回転速度を変化させる第１のモードと、前記クラッチを解放状態とし、前記ブレーキを締結状態として、前記無段変速機構の変速比の変化に応じて前記出力軸の回転速度を変化させる第２のモードとにおける前記第１の回転要素の回転速度が同一となるように設定される、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項２に記載の自動変速機であって、
前記モード切換変速比は、前記無段変速機構の実現可能な最も高い変速比である、
ことを特徴とする自動変速機。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の自動変速機であって、
前記無段変速機構は、前記入力部としてのプライマリプーリと前記出力部としてのセカンダリプーリとにベルトを掛け回し、各プーリの油圧室への供給圧を制御することで各プーリの可動シーブが変位して変速比が変化するように構成されるベルト式無段変速機であり、
前記遊星歯車機構は、前記第１の回転要素としての第１のサンギアと、前記第４の回転要素としての第２のサンギアと、前記第３の回転要素としてのリングギアと、前記第１のサンギア及び前記リングギアに噛合うロングピニオンギアを支持するとともに前記第２のサンギア及び前記ロングピニオンギアに噛合うショートピニオンギアを支持する前記第２の回転要素としてのキャリアと、から構成されるラビニヨ型遊星歯車機構であり、
前記第２のサンギアは、前記遊星歯車機構の前記無段変速機構側にて前記セカンダリプーリに連結され、
前記入力軸は、前記プライマリプーリの前記遊星歯車機構側にて前記プライマリプーリに連結され、
前記第１のサンギアは、前記遊星歯車機構の前記無段変速機構側に対して反対側にて前記連結部材を介して前記入力軸に連結され、
前記出力軸は、前記第１のサンギアの内径側に配置されるとともに、前記第１のサンギアと前記第２のサンギアとの間において前記キャリアに連結され、
前記プライマリプーリの前記油圧室は、前記プライマリプーリの前記遊星歯車機構側に設けられ、
前記セカンダリプーリの前記油圧室は、前記セカンダリプーリの前記遊星歯車機構側とは反対側に設けられる、
ことを特徴とする自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機構と遊星歯車機構とを備える自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速比を無段階に変速可能な無段変速機構と、遊星歯車機構とを組み合わせることで、変速比を無限に変速可能な自動変速機（ＩＶＴ）が知られている。
【０００３】
特許文献１には、２組の遊星歯車組と３つの摩擦要素とを備え、各摩擦要素の締結状態を切り換えることで、前進状態の第１モードと、前進状態の第２モードと、後退モードとを実現可能な自動変速機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１６９１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の技術では、後退モードを実現するために後退モード専用の摩擦要素を設ける必要があるので、コストが上昇するとともに、装置が大型化する。
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、変速比を無限に変速可能な自動変速機において後退走行専用の摩擦要素を設けることなく後退走行を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、入力軸の回転速度を変速して出力軸に伝達可能な自動変速機であって、入力部と出力部との回転速度比を無段階に変速可能な無段変速機構と、速度線図上に第１の回転要素、第２の回転要素、第３の回転要素、第４の回転要素の順に示される少なくとも４つの回転要素を有する遊星歯車機構と、入力軸と第１の回転要素との間を締結可能なクラッチと、入力軸の回転速度を一定の変速比で変速してクラッチを介して第１の回転要素へと伝達する連結部材と、第３の回転要素の回転を係止可能なブレーキと、を備え、入力軸は、入力部に連結され、出力軸は、第２の回転要素に連結され、出力部は、第４の回転要素に連結され、連結部材の一定の変速比は、クラッチが締結状態でブレーキが解放状態である場合に、第４の回転要素に対する出力軸の回転方向が、無段変速機構の変速比の変化に応じて順方向から逆方向までにわたって変化するように設定される、ことを特徴とする自動変速機が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記の態様によれば、クラッチを締結状態として、無段変速機構の変速比を変化させることで、出力軸の回転方向を第４の回転要素に対して順方向から逆方向までにわたって変化させることができるので、後退走行専用の摩擦要素を設けることなく、前進及び後退走行を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における自動変速機の概略構成図である。
【図２】第１実施形態における自動変速機のスケルトン図である。
【図３】クラッチ及びブレーキの締結作動状態を示すテーブルである。
【図４】第１実施形態における遊星歯車機構の速度線図である。
【図５】第２実施形態における自動変速機のスケルトン図である。
【図６】第２実施形態における遊星歯車機構の速度線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
初めに、第１実施形態について説明する。
【００１２】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態における自動変速機１００の構成を示す概略構成図である。図２は、自動変速機１００の構成を概略的に示すスケルトン図である。
【００１３】
自動変速機１００は、入力軸１と、出力軸２と、無段変速機構３と、遊星歯車機構４と、連結部材５と、クラッチ６と、ブレーキ７と、を備えている。
【００１４】
入力軸１は、エンジン等の駆動源からトルクコンバータ８を介して入力されるトルクを無段変速機構３へと伝達し、無段変速機構３のプライマリプーリ３１に連結される。
【００１５】
出力軸２は、無段変速機構３及び遊星歯車機構４において変速及び合成された駆動力をデフリングギア９を介して車両の駆動輪へと伝達する。
【００１６】
無段変速機構３は、入力部としてのプライマリプーリ３１と、出力部としてのセカンダリプーリ３２と、ベルト３３と、から構成される。
【００１７】
プライマリプーリ３１は、無段変速機構３に駆動源の回転を入力する入力軸側のプーリである。プライマリプーリ３１は、入力軸１と一体となって回転する固定円錐板３１ｂと、この固定円錐板３１ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、プライマリプーリシリンダ室３１ｃへ作用する油圧によって軸方向へ変位可能な可動円錐板３１ａとを備える。プライマリプーリシリンダ室３１ｃは、プライマリプーリ３１の入力軸側（図１において右側）に配置される。
【００１８】
ベルト３３は、プライマリプーリ３１及びセカンダリプーリ３２に巻き掛けられ、プライマリプーリ３１の回転をセカンダリプーリ３２に伝達する。ベルト３３は、帯状のリングによって多数のエレメントを連結したＶベルトでもよいし、リンクやピンによって多数のブロックを帯状に連結して構成されるチェーンベルトであってもよい。
【００１９】
セカンダリプーリ３２は、ベルト３３によって伝達された回転を出力する出力軸側のプーリである。セカンダリプーリ３２は、出力軸２と一体となって回転する固定円錐板３２ｂと、この固定円錐板３２ｂに対向配置されてＶ字状のプーリ溝を形成するとともに、セカンダリプーリシリンダ室３２ｃへ作用する油圧に応じて軸方向へ変位可能な可動円錐板３２ａとを備える。セカンダリプーリシリンダ室３２ｃは、セカンダリプーリ３２の出力軸側とは反対側（図１において左側）に配置される。
【００２０】
遊星歯車機構４は、ラビニヨ型遊星歯車機構４であり、第１のサンギア４１と、無段変速機構３のセカンダリプーリ３２に連結される第２のサンギア４２と、第２のサンギア４２に噛合うショートピニオンギア４３とショートピニオンギア４３に噛合うロングピニオンギア４４とを支持するキャリア４５と、ロングピニオンギア４４に噛合うリングギア４６と、から構成される。
【００２１】
連結部材５は、入力軸１に連結される第１の連結ギア５１と、第１の連結ギア５１と噛合う第２の連結ギア５２と、から構成される。連結部材５は、第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２とのギア比（一定値）に応じて入力軸１の回転速度を変速して第１のサンギア４１へと伝達する。第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２とのギア比については後述する。
【００２２】
クラッチ６は、第２の連結ギア５２の内径側に設けられ、第１のサンギア４１と第２の連結ギア５２との締結状態を切り換え可能な締結要素である。
【００２３】
ブレーキ７は、トランスミッションケース１０に固設され、リングギア４６の回転を係止可能な摩擦要素である。
【００２４】
次に、自動変速機１００の作動について説明する。
【００２５】
図３は、走行モードと、クラッチ６及びブレーキ７の締結作動状態との関係を示すテーブルである。自動変速機１００には、後退走行する場合に設定されるリバースモードと、車両停止時に設定されるニュートラルモードと、低速で前進走行する場合に設定される低速前進モードと、高速で前進走行する場合に設定される高速前進モード、の４つのモードがある。クラッチ６を締結状態としブレーキ７を解放状態とすると、リバースモード、ニュートラルモード、及び低速前進モードが実現され、ブレーキ７を締結状態としクラッチ６を解放状態とすると、高速前進モードが実現される。
【００２６】
図４は、遊星歯車機構４の４つの回転要素と各要素の回転速度との関係を示す速度線図である。本実施形態の遊星歯車機構４は、速度線図に示すと、左から第１のサンギア４１、キャリア４５、リングギア４６、及び第２のサンギア４２の４つの回転要素から成る。各回転要素間の距離（図４の横軸）は、各回転要素間のギア比に応じて規定される。
【００２７】
第１のサンギア４１は、入力軸１の回転が第１の連結ギア５１及び第２の連結ギア５２を介して伝達されるので、入力軸１とは常に逆方向に回転する。第２のサンギア４２は、セカンダリプーリ３２に連結されるので、入力軸１とは常に順方向に回転する。キャリア４５及びリングギア４６は、第１のサンギア４１の回転速度と第２のサンギア４２の回転速度とによって規定される。
【００２８】
図４に示すように、クラッチ６を締結状態とし、ブレーキ７を解放状態とした場合、線図は点Ａを中心として変化する。第２のサンギア４２の回転速度は、無段変速機構３の変速比に応じて上下し、実現可能な最高変速比（最Ｌｏｗ変速比）で点Ｄの状態となり、最小変速比（最Ｈｉｇｈ変速比）で点Ｂの状態となる。すなわち、線図がＡ−ＢからＡ−Ｄまでにわたって変化する。
【００２９】
したがって、第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２とのギア比は、線図がＡ−ＢからＡ−Ｄまでにわたって変化する際に、出力軸に連結されるキャリア４５の回転速度がゼロを挟んで正（第２のサンギア４２に対して順方向）及び負（第２のサンギア４２に対して逆方向）の回転速度となるように予め設定される。
【００３０】
また、クラッチ６を解放状態とし、ブレーキ７を締結状態とした場合、線図は点Ｅを中心として変化する。第２のサンギア４２の回転速度は、前述のように無段変速機構３の変速比に応じて点Ｂと点Ｄとの間で上下する。この場合、出力軸２に連結されるキャリア４５の回転速度は、常に負（第２のサンギア４２に対して逆方向）の回転速度であり、クラッチ６を締結状態とする場合と比べて負の側により高回転となる。
【００３１】
初めに、リバースモードについて説明する。
【００３２】
リバースモードでは、クラッチ６が締結状態、ブレーキ７が解放状態に切り換えられる。これにより、第１のサンギア４１は第２の連結ギア５２と締結状態となり、第１のサンギア４１の回転速度は入力軸１の回転速度によって規定される。また、無段変速機構３の変速比が所定の中間変速比よりＨｉｇｈ側に設定される。これにより、第２のサンギア４２の回転速度が上昇する。所定の中間変速比は、キャリア４５の回転速度がゼロより高くなるように、入力軸１の回転速度に応じて設定される。
【００３３】
図４の速度線図に示すように、第１のサンギア４１の回転速度は点Ａであり、第２のサンギア４２の回転速度は無段変速機構の変速比の変化に応じて点Ｂ〜点Ｃの範囲で変化する。これに応じて、線分が点Ａを中心として変化する。キャリア４５の回転速度は０より大きい値であるので、出力軸２は車両を後退させる方向に回転する。車両の後退速度は、無段変速機構３の変速比を変化させることで所望の速度に設定可能である。
【００３４】
次に、ニュートラルモードについて説明する。
【００３５】
ニュートラルモードでは、クラッチ６が締結状態、ブレーキ７が解放状態に切り換えられる。これにより、第１のサンギア４１は第２の連結ギア５２と締結状態となり、第１のサンギア４１の回転速度は入力軸１の回転速度によって規定される。また、無段変速機構３の変速比が所定の中間変速比に設定される。これにより、第２のサンギア４２の回転速度はリバースモードの場合より低下し、キャリアの回転速度がゼロとなる。
【００３６】
図４の速度線図に示すように、第１のサンギアの回転速度は点Ａであり、第２のサンギアの回転速度は無段変速機構３の中間変速比に対応した点Ｃの状態となり、線分は点線で示す状態で静止する。キャリア４５の回転速度は０となるので、車両を停止状態に保持することができる。この場合、入力軸１は回転しているが出力軸２は停止している状態であるので、自動変速機１００全体では変速比が無限大である。
【００３７】
次に、低速前進モードについて説明する。
【００３８】
低速前進モードでは、クラッチ６が締結状態、ブレーキ７が解放状態に切り換えられる。これにより、第１のサンギア４１は第２の連結ギア５２と締結状態となり、第１のサンギア４１の回転速度は入力軸１の回転速度によって規定される。また、無段変速機構３の変速比が所定の中間変速比よりＬｏｗ側の変速比に設定される。これにより、第２のサンギア４２の回転速度はニュートラルモードの場合よりさらに低下する。
【００３９】
図４の速度線図に示すように、第１のサンギア４１の回転速度は点Ａであり、第２のサンギア４２の回転速度は点Ｃ〜点Ｄの範囲で変化する。これに応じて、線分が点Ａを中心として変化する。キャリア４５の回転速度は０より小さい値であるので、出力軸２は車両を前進させる方向に回転する。車両の前進速度は、無段変速機構３の変速比を変化させることで所望の速度に設定可能である。
【００４０】
次に高速前進モードについて説明する。
【００４１】
高速前進モードでは、クラッチ６が解放状態、ブレーキ７が締結状態に切り換えられる。これにより、リングギア４６の回転は係止され回転速度がゼロに保持される。また、第１のサンギア４１と第２の連結ギア５２との噛合いが解除され、第１のサンギア４１はロングピニオンギア４４によって連れ回される。この状態で、無段変速機構３の変速比をＨｉｇｈ側へと変化させると、第２のサンギア４２の回転速度が上昇する。
【００４２】
図４の速度線図に示すように、線分が点Ａと点Ｄとを結ぶ状態から第２のサンギアの回転速度に応じて点Ｅを中心として回転する。キャリア４５の回転速度はゼロより大きく低下し、出力軸２は車両を前進させる方向に高速回転する。車両の前進速度は、無段変速機構３の変速比を変化させることで所望の速度に設定可能である。
【００４３】
上記走行モードのうち、リバースモード、ニュートラルモード、及び低速前進モードは、クラッチ６及びブレーキ７の締結状態を変化させることなく無段変速機構３の変速比を変化させるだけで走行モードの切り換えが可能である。これに対し、低速前進モードと高速前進モードとの間の切り換えは、クラッチ６及びブレーキ７の締結状態の切り換えにより行われる。
【００４４】
ここで、低速前進モードにおける無段変速機構３の変速比が所定のモード切換変速比（例えば最高変速比（最Ｌｏｗ））の場合の入力軸１の回転速度と、高速前進モードにおける無段変速機構３の変速比がモード切換変速比の場合の入力軸１の回転速度とが、同一回転速度となるように、第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２との間のギア比が予め設定される。
【００４５】
これにより、低速前進モードと高速前進モードとの間でモード切り換えを行ってクラッチ及びブレーキの締結状態を切り換える際に、回転速度差によるショックが生じることを防止することができ、スムーズにモード切り換えを行うことができる。
【００４６】
以上のように本実施形態では、クラッチ６を締結状態として、無段変速機構３の変速比を変化させることで、出力軸２の回転方向を第２のサンギア４２に対して順方向から逆方向までにわたって変化させることができる。これにより、走行モードをリバースモード、ニュートラルモード、低速前進走行モードとすることができ、後退走行専用の摩擦要素を設けることなく、前進及び後退走行を可能にすることができ、コストの上昇及び装置の大型化を抑制することができる（請求項１に対応）。
【００４７】
また、無段変速機構３の変速比をモード切換変速比とした場合に、低速前進モードにおける第１のサンギア４１の回転速度と高速前進モードにおける第１のサンギア４１の回転速度とが同一となるように連結部材のギア比が設定されるので、低速前進モードと高速前進モードとの間の切り換えを行う際に回転速度差によるショックが生じることを防止することができる（請求項２に対応）。
【００４８】
さらに、モード切換変速比は無段変速機構３の最高変速比（最Ｌｏｗ）に設定されるので、最高変速比（最Ｌｏｗ）に設定しない場合に比べて、低速前進モードと高速前進モードとの切り換えをより低車速側で行うことができるとともに、自動変速機１００が取りうる変速比幅を大きくすることができる（請求項３に対応）。
【００４９】
さらに、プライマリプーリ３１の油圧室３１ｃは遊星歯車機構４側に設けられ、セカンダリプーリ３２の油圧室３２ｃは遊星歯車機構４側とは反対側に設けられるので、自動変速機１００全体の軸長を短縮化することができる。また、セカンダリプーリ３２及び連結部材５を、遊星歯車機構４の２つのサンギア４１、４２にそれぞれ遊星歯車機構４の外側から連結する構造であるので、自動変速機１００全体の軸長をさらに短縮化することができる（請求項４に対応）。
【００５０】
次に、第２実施形態について説明する。
【００５１】
本実施形態では、遊星歯車機構８０の構造のみが第１実施形態と異なり、図３に示す走行モードと、クラッチ６及びブレーキ７の締結作動状態との関係は同一である。
【００５２】
図５は、本実施形態における自動変速機２００の構成を概略的に示すスケルトン図である。
【００５３】
本実施形態の遊星歯車機構８０は、ラビニヨ型遊星歯車機構であり、セカンダリプーリ３２に連結される第１のサンギア８１と、出力軸２に連結されるリングギア８２と、第１のサンギア８１及びリングギア８２に噛合うロングピニオンギア８３とロングピニオンギア８３に噛合うショートピニオンギア８４とを支持するキャリア８５と、ショートピニオンギア８４に噛合う第２のサンギア８６と、から構成される。
【００５４】
連結部材５は、入力軸１に連結される第１の連結ギア５１と、第１の連結ギア５１に噛合う第２の連結ギア５２と、から構成される。連結部材５は、第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２とのギア比（一定値）に応じて入力軸１の回転速度を変速して第２のサンギア８６へと伝達する。第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２とのギア比については後述する。
【００５５】
クラッチ６は、第２の連結ギア５２の内径側に設けられ、第２のサンギア８６と第２の連結ギア５２との締結状態を切り換え可能な締結要素である。
【００５６】
ブレーキ７は、トランスミッションケース１０に固設され、キャリア８５の回転を係止可能な摩擦要素である。
【００５７】
次に、自動変速機１００の作動について説明する。
【００５８】
図６は、遊星歯車機構４の４つの回転要素と各要素の回転速度との関係を示す速度線図である。本実施形態の遊星歯車機構８０は、速度線図に示すと、左から第１のサンギア８１、キャリア８５、リングギア８２、及び第２のサンギア８６の４つの回転要素から成る。各回転要素間の距離（図６の横軸）は、各回転要素間のギア比に応じて規定される。
【００５９】
第１のサンギア８１は、セカンダリプーリ３２に連結されるので、入力軸１に対して常に順方向に回転する。第２のサンギア８６は、入力軸１の回転が第１の連結ギア５１及び第２の連結ギア５２を介して伝達されるので、入力軸１に対して常に逆方向に回転する。キャリア８５及びリングギア８２は、第１のサンギア８１の回転速度と第２のサンギア８６の回転速度とによって規定される。
【００６０】
図６に示すように、クラッチ６を締結状態とし、ブレーキ７を解放状態とした場合、線図は点Ｆを中心として変化する。第１のサンギア８１の回転速度は、無段変速機構３の変速比に応じて上下し、実現可能な最高変速比（最Ｌｏｗ変速比）で点Ｉの状態となり、最小変速比（最Ｈｉｇｈ変速比）で点Ｇの状態となる。すなわち、線図がＦ−ＧからＦ−Ｉまでにわたって変化する。
【００６１】
したがって、第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２とのギア比は、線図がＦ−ＧからＦ−Ｉまでにわたって変化する際に、出力軸に連結されるリングギア８２の回転速度がゼロを挟んで正（第１のサンギア８１に対して順方向）及び負（第１のサンギア８１に対して逆方向）の回転速度となるように予め設定される。
【００６２】
また、クラッチ６を解放状態とし、ブレーキ７を締結状態とした場合、線図は点Ｊを中心として変化する。第１のサンギア８１の回転速度は、前述のように無段変速機構３の変速比に応じて点Ｇと点Ｉとの間で上下する。この場合、出力軸２に連結されるリングギア８２の回転速度は、常に負（第１のサンギア８１に対して逆方向）の回転速度であり、クラッチ６を締結状態とする場合と比べて負の側により高回転となる。
【００６３】
初めに、リバースモードについて説明する。
【００６４】
リバースモードでは、クラッチ６が締結状態、ブレーキ７が解放状態に切り換えられる。これにより、第２のサンギア８６は第２の連結ギア５２と締結状態となり、第２のサンギア８６の回転速度は入力軸１の回転速度によって規定される。また、無段変速機構３の変速比が所定の中間変速比よりＨｉｇｈ側に設定される。これにより、第１のサンギア８１の回転速度が上昇する。所定の中間変速比は、第１実施形態と同様に、リングギア８２の回転速度がゼロより高くなるように、入力軸１の回転速度に応じて設定される。
【００６５】
図６の速度線図に示すように、第２のサンギア８６の回転速度が点Ｆであり、第１のサンギア８１の回転速度は無段変速機構３の変速比の変化に応じて点Ｇ〜点Ｈの範囲で変化する。これに応じて、線分が点Ｆを中心として変化する。リングギア８２の回転速度は０より大きい値であるので、出力軸２は車両を後退させる方向に回転する。車両の後退速度は、無段変速機構３の変速比を変化させることで所望の速度に設定可能である。
【００６６】
次に、ニュートラルモードについて説明する。
【００６７】
ニュートラルモードでは、クラッチ６が締結状態、ブレーキ７が解放状態に切り換えられる。これにより、第２のサンギア８６は第２の連結ギア５２と締結状態となり、第２のサンギア８６の回転速度は入力軸１の回転速度によって規定される。また、無段変速機構３の変速比が所定の中間変速比に設定される。これにより、第１のサンギア８１の回転速度はリバースモードの場合より低下する。
【００６８】
図６の速度線図に示すように、第２のサンギア８６の回転速度は点Ｆであり、第１のサンギア８１の回転速度は無段変速機構３の中間変速比に対応した点Ｈの状態となり、線分は点線示す状態で静止する。リングギア８２の回転速度は０となるので、車両を停止状態に保持することができる。この場合、入力軸１は回転しているが出力軸２は停止している状態であるので、自動変速機１００全体では変速比が無限大である。
【００６９】
次に、低速前進モードについて説明する。
【００７０】
低速前進モードでは、クラッチ６が締結状態、ブレーキ７が解放状態に切り換えられる。これにより、第２のサンギア８６は第２の連結ギア５２と締結状態となり、第２のサンギア８６の回転速度は入力軸１の回転速度によって規定される。また、無段変速機構３の変速比が所定の中間変速比よりＬｏｗ側の変速比に設定される。これにより、第１のサンギア８１の回転速度はニュートラルモードの場合よりさらに低下する。
【００７１】
図６の速度線図に示すように、第２のサンギア８６の回転速度は点Ｆであり、第１のサンギア８１の回転速度は点Ｈ〜点Ｉの範囲で変化する。これに応じて、線分が点Ｆを中心として変化する。リングギア８２の回転速度は０より小さい値であるので、出力軸２は車両を前進させる方向に回転する。車両の前進速度は、無段変速機構３の変速比を変化させることで所望の速度に設定可能である。
【００７２】
次に高速前進モードについて説明する。
【００７３】
高速前進モードでは、クラッチ６が解放状態、ブレーキ７が締結状態に切り換えられる。これにより、キャリア４５の回転は係止され回転速度がゼロに保持される。また、第２のサンギア８６と第２の連結ギア５２との噛合いが解除され、第２のサンギア８６はショートピニオンギア８４によって連れ回される。この状態で、無段変速機構３の変速比をＨｉｇｈ側へと変化させると、第１のサンギア８１の回転速度が上昇する。
【００７４】
図６の速度線図に示すように、線分が点Ｆと点Ｉを結ぶ状態から第１のサンギア８１の回転速度に応じて点Ｊを中心として回転する。リングギア８２の回転速度はゼロより大きく低下し、出力軸２は車両を前進させる方向に高速回転する。車両の前進速度は、無段変速機構３の変速比を変化させることで所望の速度に設定可能である。
【００７５】
上記走行モードのうち、リバースモード、ニュートラルモード、及び低速前進モードは、クラッチ６及びブレーキ７の締結状態を変化させることなく無段変速機構３の変速比を変化させるだけで走行モードの切り換えが可能である。これに対して、低速前進モードと高速前進モードとの間の切り換えは、クラッチ６及びブレーキ７の締結状態の切り換えにより行われる。
【００７６】
ここで、第１実施形態と同様に、低速前進モードにおける無段変速機構３の変速比が所定のモード切換変速比（例えば、最高変速比（最Ｌｏｗ））の場合の入力軸１の回転速度と、高速前進モードにおける無段変速機構３の変速比がモード切換変速比の場合の入力軸１の回転速度とが、同一回転速度となるように、第１の連結ギア５１と第２の連結ギア５２との間のギア比が予め設定される。
【００７７】
以上のように本実施形態では、クラッチ６を締結状態として、無段変速機構３の変速比を変化させることで、出力軸２の回転方向を第１のサンギア８１に対して順方向から逆方向までにわたって変化させることができる。これにより、走行モードをリバースモード、ニュートラルモード、低速前進走行モードとすることができ、後退走行専用の摩擦要素を設けることなく、前進及び後退走行を可能にすることができる（請求項１に対応）。
【００７８】
また、無段変速機構３の変速比をモード切換変速比とした場合に、低速前進モードにおける第２のサンギア８６の回転速度と高速前進モードにおける第２のサンギア８６の回転速度とが同一となるので、低速前進モードと高速前進モードとの間の切り換えを行う際に回転速度差によるショックが生じることを防止することができる（請求項２に対応）。
【００７９】
さらに、モード切換変速比は無段変速機構３の最高変速比（最Ｌｏｗ）に設定されるので、最高変速比（最Ｌｏｗ）に設定しない場合に比べて、低速前進モードと高速前進モードとの切り換えをより低車速側で行うことができるとともに、自動変速機１００が取りうる変速比幅を大きくすることができる（請求項３に対応）。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００８１】
例えば、上記第１及び第２実施形態では、無段変速機構３としてベルト式無段変速機を例に挙げて説明したが、変速比を無段階に変速可能であればその他の無段変速機構であってもよい。
【００８２】
また、上記第１及び第２実施形態では、モード切換変速比を無段変速機構３の最高変速比としたが、これよりＨｉｇｈ側の変速比をモード切換変速比として設定してもよい。
【００８３】
さらに、上記第１及び第２実施形態では、連結部材５は第１の連結ギア５１及び第２の連結ギア５２から構成されるとして説明したが、プライマリプーリ３１への入力回転と、連結部材５を介して遊星歯車機構４、８０へ入力される回転とが逆回転する構成であれば、チェーンなどによって置き換えてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  入力軸
２  出力軸
３  無段変速機構
４  遊星歯車機構
５  連結部材
６  クラッチ
７  ブレーキ
３１  プライマリプーリ（入力部）
３１ｃ  プライマリプーリシリンダ室（プライマリプーリの油圧室）
３２  セカンダリプーリ（出力部）
３２ｃ  セカンダリプーリシリンダ室（セカンダリプーリの油圧室）
４１  第１のサンギア（第１の回転要素）
４２  第２のサンギア（第４の回転要素）
４３  ショートピニオンギア
４４  ロングピニオンギア
４５  キャリア（第２の回転要素）
４６  リングギア（第３の回転要素）
８１  第１のサンギア（第４の回転要素）
８２  リングギア（第２の回転要素）
８５  キャリア（第３の回転要素）
８６  第２のサンギア（第１の回転要素）
１００  自動変速機
【図１】
0005340336.tif 000002
【図２】
0005340336.tif 000003
【図３】
0005340336.tif 000004
【図４】
0005340336.tif 000005
【図５】
0005340336.tif 000006
【図６】
0005340336.tif 000007