(57)【要約】【課題】有段変速機構における変速操作を簡素化しつつ、同期噛み合い装置の切替えをスムーズに実施し、かつ、変速ショックを低減することができる自動変速機を提供すること。【解決手段】車両１００の前進時に駆動軸４が入力軸２１より速く回転する場合に入力軸２１を駆動軸４に連結し、車両１００の前進時に入力軸２１が駆動軸４より速く回転する場合に入力軸２１を空転させるワンウェイクラッチ８を、駆動軸４と入力軸２１の間に配置した。油圧ポンプ５２に動力を伝達するポンプ駆動ギヤ５を駆動軸４に連結し、有段変速機構２０にて変速段の切替えを行う際、無段変速機構５０からディファレンシャル装置９とカウンタ軸３０とを経由して入力軸２１に動力を伝達し、入力軸２１を駆動軸４より速く回転させる。【選択図】図１
2017015124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結される駆動軸と、
駆動輪に動力を伝達する出力部材と、
前記駆動軸と前記出力部材との間に並列に配置された無段変速機構および有段変速機構と、を備え、
前記無段変速機構が、油圧ポンプと油圧モータとを油圧経路にて連結した油圧式の無段変速機構からなり、
前記有段変速機構が、前記駆動軸と同軸に配置される入力軸と、前記入力軸と平行に配置されるカウンタ軸と、前記入力軸と前記カウンタ軸との間に並列に配置される複数個のギヤ列とを有し、同期噛み合い装置により前記ギヤ列を介して前記入力軸を前記カウンタ軸に連結することで、選択的に動力を伝達するように構成した自動変速機において、
車両の前進時に前記駆動軸が前記入力軸より速く回転する場合に前記入力軸を前記駆動軸に連結し、車両の前進時に前記入力軸が前記駆動軸より速く回転する場合に前記入力軸を空転させるワンウェイクラッチを、前記駆動軸と前記入力軸の間に配置し、
前記油圧ポンプに動力を伝達するポンプ駆動ギヤを前記駆動軸に連結し、
前記有段変速機構にて変速段の切替えを行う際、前記無段変速機構から前記出力部材と前記カウンタ軸とを経由して前記入力軸に動力を伝達し、前記入力軸を前記駆動軸より速く回転させるようにした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、有段変速機構と無段変速機構とを並列に配置した自動変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の車両に搭載された自動変速機においては、有段変速機構と無段変速機構とを並列に配置し、有段変速機構または無段変速機構の一方で変速された動力を駆動輪に伝達するものがある。
【０００３】
従来のこの種の自動変速機としては、湿式多板クラッチ等からなる切替え機構を備え、この切替え機構を電気的に制御することによって有段変速機構と無段変速機構とを切替えるようにしたものが知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４８３４１号公報
【特許文献２】特開２００８−１８０２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の自動変速機にあっては、構造的に複雑な湿式多板式のクラッチ等から切替え機構を構成しており、また、切替え機構を電気的に制御しているため、自動変速機の構造が複雑化してしまう。
【０００６】
また、従来の自動変速機は、有段変速機構にて変速段の切替えを行う際、クラッチの解放により駆動輪への動力が断絶するため、変速ショックが発生してしまう。一方、変速ショックの発生を回避するためにクラッチを解放しない場合は、有段変速機構において同期噛み合い装置の切替えをスムーズに実施することができないおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、有段変速機構における変速操作を簡素化しつつ、同期噛み合い装置の切替えをスムーズに実施し、かつ、変速ショックを低減す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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エンジンに連結される駆動軸と、駆動輪に動力を伝達する出力部材と、前記駆動軸と前記出力部材との間に並列に配置された無段変速機構および有段変速機構と、を備え、前記無段変速機構が、油圧ポンプと油圧モータとを油圧経路にて連結した油圧式の無段変速機構からなり、前記有段変速機構が、前記駆動軸と同軸に配置される入力軸と、前記入力軸と平行に配置されるカウンタ軸と、前記入力軸と前記カウンタ軸との間に並列に配置される複数個のギヤ列とを有し、同期噛み合い装置により前記ギヤ列を介して前記入力軸を前記カウンタ軸に連結することで、選択的に動力を伝達するように構成した自動変速機において、車両の前進時に前記駆動軸が前記入力軸より速く回転する場合に前記入力軸を前記駆動軸に連結し、車両の前進時に前記入力軸が前記駆動軸より速く回転する場合に前記入力軸を空転させるワンウェイクラッチを、前記駆動軸と前記入力軸の間に配置し、前記油圧ポンプに動力を伝達するポンプ駆動ギヤを前記駆動軸に連結し、前記有段変速機構にて変速段の切替えを行う際、前記無段変速機構から前記出力部材と前記カウンタ軸とを経由して前記入力軸に動力を伝達し、前記入力軸を前記駆動軸より速く回転させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように上記の本発明によれば、有段変速機構にて変速段の切替えを行う際、油圧式の無段変速機構から出力部材に動力を伝達できるので、動力の断絶による変速ショックを低減することができる。
【００１０】
また、無段変速機構から出力部材とカウンタ軸とを経由して入力軸に動力を伝達し、入力軸を駆動軸より速く回転させることでワンウェイクラッチを解除し、駆動軸から有段変速機構への動力伝達を遮断できるので、同期噛み合い装置の切替えをスムーズに実施することができる。
【００１１】
また、有段変速機構にて変速段の切替えを行う際、無段変速機構とワンウェイクラッチとにより駆動軸から有段変速機構への動力伝達を遮断でき、クラッチおよびその操作機構が不要となるため、自動変速機の構造を簡素化できる。この結果、有段変速機構における変速操作を簡素化しつつ、同期噛み合い装置の切替えをスムーズに実施し、かつ、変速ショックを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、自動変速機のスケルトン図である。
【図２】図２は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段が１速のときの駆動力の伝達経路を示す図である。
【図３】図３は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段が２速のときの駆動力の伝達経路を示す図である。
【図４】図４は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段が３速のときの駆動力の伝達経路を示す図である。
【図５】図５は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段が４速のときの駆動力の伝達経路を示す図である。
【図６】図６は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段が７速のときの駆動力の伝達経路を示す図である。
【図７】図７は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、発進時および低車速時の駆動力の伝達経路を示す図である。
【図８】図８は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段を１速から２速に切替えるときの第１の過渡状態における駆動力の伝達経路を示す図である。
【図９】図９は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段を１速から２速に切替えるときの第２の過渡状態における駆動力の伝達経路を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段を１速から２速に切替えるときの第３の過渡状態における駆動力の伝達経路を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段を１速から２速に切替えるときの第４の過渡状態における駆動力の伝達経路を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段を１速から２速に切替えるときの第５の過渡状態における駆動力の伝達経路を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の自動変速機の一実施の形態を示す図であり、有段変速機構の変速段を１速から２速に切替えるときの第６の過渡状態における駆動力の伝達経路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る自動変速機の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１〜図１３は、本発明に係る一実施の形態の自動変速機を示す図である。
【００１４】
まず、構成を説明する。図１において、自動車等の車両１００には自動変速機１が搭載されている。自動変速機１は、エンジン２に連結される駆動軸４と、駆動輪１３に動力を伝達する出力部材としてのディファレンシャル装置９と、駆動軸４とディファレンシャル装置９との間に並列に配置された有段変速機構２０および無段変速機構５０と、を備えている。
【００１５】
駆動軸４は、エンジン２のクランク軸３に連結されており、エンジン２から入力された駆動力を有段変速機構２０および無段変速機構５０に出力する。具体的には、駆動軸４と有段変速機構２０の入力軸２１との間には、ワンウェイクラッチ８が設けられており、このワンウェイクラッチ８を介して駆動軸４から有段変速機構２０に動力が伝達される。ワンウェイクラッチ８の詳細については後述する。
【００１６】
また、駆動軸４にはポンプ駆動ギヤ５が設けられる一方、無段変速機構５０の入力軸５１にはアイドラギヤ６が設けられている。ポンプ駆動ギヤ５はアイドラギヤ６と噛み合っている。このポンプ駆動ギヤ５およびアイドラギヤ６を介して駆動軸４から無段変速機構５０に動力が伝達される。なお、図１では入力軸５１を分割して図示しており、この入力軸５１によってアイドラギヤ６と無段変速機構５０との間で動力伝達を行うことを２点鎖線で示している。
【００１７】
ディファレンシャル装置９は、ファイナルドリブンギヤ１０と差動機構１１とを備えている。ファイナルドリブンギヤ１０には、有段変速機構２０のファイナルドライブギヤ４３と、無段変速機構５０のファイナルドライブギヤ７２とが噛み合っている。
【００１８】
ディファレンシャル装置９は、有段変速機構２０または無段変速機構５０で変速されてファイナルドリブンギヤ１０に入力された駆動力を、差動機構１１を介して左右のドライブシャフト１２から駆動輪１３に出力する。
【００１９】
このように、自動変速機１は、エンジン２から駆動軸４に入力された駆動力を、有段変速機構２０または無段変速機構５０により変速してディファレンシャル装置９に伝達するようになっている。
【００２０】
有段変速機構２０は前進７速の変速段を有する。有段変速機構２０は、駆動軸４から動力が伝達される入力軸２１と、入力軸２１と平行に設置されるカウンタ軸３０とを備えている。
【００２１】
入力軸２１には、エンジン２側から順に、１速４速用ドライブギヤ２２と、２速５速用ドライブギヤ２３と、３速６速用ドライブギヤ２４と、７速用ドライブギヤ２５とが設けられている。
【００２２】
１速４速用ドライブギヤ２２および２速５速用ドライブギヤ２３は入力軸２１に固定されている。３速６速用ドライブギヤ２４および７速用ドライブギヤ２５は、入力軸２１に回転自在に設置されている。
【００２３】
また、入力軸２１には、７速用ドライブギヤ２５に隣接して低速用ドライブギヤ２６が設けられており、この低速用ドライブギヤ２６は、入力軸２１に対して回転自在、かつ、７速用ドライブギヤ２５と一体回転する。
【００２４】
３速６速用ドライブギヤ２４と７速用ドライブギヤ２５の間には、同期噛み合い装置４７が設けられている。同期噛み合い装置４７はシフトスリーブ２７および噛み合いクラッチ２８、２９を有している。シフトスリーブ２７は、入力軸２１の軸線方向に移動自在、かつ入力軸２１の回転方向に一体で回転するように入力軸２１に取付けられている。
【００２５】
噛み合いクラッチ２８は、シフトスリーブ２７が右位置にあるとき３速６速用ドライブギヤ２４の側面に噛み合う。噛み合いクラッチ２９は、シフトスリーブ２７が左位置にあるとき７速用ドライブギヤ２５の側面に噛み合う。
【００２６】
カウンタ軸３０は、入力軸２１と平行に配置された外側カウンタ軸３０Ａと、この外側カウンタ軸３０Ａの内部に同軸に配置された内側カウンタ軸３０Ｂとから構成される。
【００２７】
外側カウンタ軸３０Ａには、エンジン２側から順に、１速４速用ドリブンギヤ３２と、２速５速用ドリブンギヤ３３と、３速６速用ドリブンギヤ３４と、高速用ドリブンギヤ３５とが設けられている。
【００２８】
１速４速用ドリブンギヤ３２および２速５速用ドリブンギヤ３３は、外側カウンタ軸３０Ａに回転自在に設置されている。３速６速用ドリブンギヤ３４および高速用ドリブンギヤ３５は、外側カウンタ軸３０Ａに固定されている。
【００２９】
内側カウンタ軸３０Ｂには、高速用ドリブンギヤ３５に隣接して低速用ドリブンギヤ３６が回転自在に設置されている。
【００３０】
このように、外側カウンタ軸３０Ａと内側カウンタ軸３０Ｂとからなるカウンタ軸３０には、１速４速用ドリブンギヤ３２、２速５速用ドリブンギヤ３３、３速６速用ドリブンギヤ３４、高速用ドリブンギヤ３５および低速用ドリブンギヤ３６が設けられている。
【００３１】
これら１速４速用ドリブンギヤ３２、２速５速用ドリブンギヤ３３、３速６速用ドリブンギヤ３４、高速用ドリブンギヤ３５および低速用ドリブンギヤ３６は、入力軸２１に設けられた１速４速用ドライブギヤ２２、２速５速用ドライブギヤ２３、３速６速用ドライブギヤ２４、７速用ドライブギヤ２５および低速用ドライブギヤ２６とそれぞれ常時噛み合っている。
【００３２】
これらの変速用の１速４速用ドライブギヤ２２、２速５速用ドライブギヤ２３、３速６速用ドライブギヤ２４、７速用ドライブギヤ２５、低速用ドライブギヤ２６および１速４速用ドリブンギヤ３２、２速５速用ドリブンギヤ３３、３速６速用ドリブンギヤ３４、高速用ドリブンギヤ３５、低速用ドリブンギヤ３６は、本発明におけるギヤ列を構成する。
【００３３】
１速４速用ドリブンギヤ３２と２速５速用ドリブンギヤ３３の間には、同期噛み合い装置４８が設けられている。同期噛み合い装置４８は、シフトスリーブ３７および噛み合いクラッチ３８、３９を有している。
【００３４】
シフトスリーブ３７は、外側カウンタ軸３０Ａの軸線方向に移動自在、かつ外側カウンタ軸３０Ａの回転方向に一体で回転するように外側カウンタ軸３０Ａに取付けられている。噛み合いクラッチ３８は、シフトスリーブ３７が右位置にあるとき１速４速用ドリブンギヤ３２の側面に噛み合う。噛み合いクラッチ３９は、シフトスリーブ３７が左位置にあるとき２速５速用ドリブンギヤ３３の側面に噛み合う。
【００３５】
また、高速用ドリブンギヤ３５と低速用ドリブンギヤ３６の間には、同期噛み合い装置４９が設けられている。同期噛み合い装置４９は、シフトスリーブ４０および噛み合いクラッチ４１、４２を有している。シフトスリーブ４０は、内側カウンタ軸３０Ｂの軸線方向に移動自在、かつ内側カウンタ軸３０Ｂの回転方向に一体で回転するように内側カウンタ軸３０Ｂに取付けられている。
【００３６】
噛み合いクラッチ４１は、シフトスリーブ４０が右位置にあるとき高速用ドリブンギヤ３５の側面に噛み合う。噛み合いクラッチ４２は、シフトスリーブ４０が左位置にあるとき低速用ドリブンギヤ３６の側面に噛み合う。同期噛み合い装置４７、４８、４９は本発明における同期噛み合い装置を構成する。
【００３７】
シフトスリーブ２７、３７は、運転者による操作、または図示しないアクチュエータに操作されることにより、それぞれ軸線方向（図１の左右方向）の左位置、右位置またはこれらの間の中立位置に移動する。
【００３８】
また、シフトスリーブ４０は、運転者による操作、または図示しないアクチュエータに操作されることにより、軸線方向（図１の右方向または左方向）の左位置または右位置に移動する。有段変速機構２０において、シフトスリーブ２７、３７、４０が軸線方向に移動されることで、変速段を１速〜７速のいずれかに変速させる。
【００３９】
シフトスリーブ２７は、図１中、中立位置に移動すると、入力軸２１と３速６速用ドライブギヤ２４を非連結とするとともに、入力軸２１と７速用ドライブギヤ２５を非連結とする。これにより、３速６速用ドライブギヤ２４および７速用ドライブギヤ２５が入力軸に対して空転する。
【００４０】
シフトスリーブ２７は、図１中、右位置に移動すると、入力軸２１と３速６速用ドライブギヤ２４を連結するとともに、入力軸２１と７速用ドライブギヤ２５を非連結とする。これにより、３速６速用ドライブギヤ２４が入力軸２１と一体回転し、３速６速用ドライブギヤ２４および３速６速用ドリブンギヤ３４を介して、入力軸２１と外側カウンタ軸３０Ａとの間で動力が伝達される。
【００４１】
シフトスリーブ２７は、図１中、左位置に移動すると、入力軸２１と７速用ドライブギヤ２５を連結するとともに、入力軸２１と３速６速用ドライブギヤ２４を非連結とする。これにより、７速用ドライブギヤ２５が入力軸２１と一体回転し、７速用ドライブギヤ２５および高速用ドリブンギヤ３５を介して、入力軸２１と外側カウンタ軸３０Ａとの間で動力が伝達される。
【００４２】
シフトスリーブ３７は、図１中、中立位置に移動すると、外側カウンタ軸３０Ａと１速４速用ドリブンギヤ３２を非連結とするとともに、外側カウンタ軸３０Ａと２速５速用ドリブンギヤ３３を非連結とする。これにより、１速４速用ドリブンギヤ３２および２速５速用ドリブンギヤ３３が外側カウンタ軸３０Ａに対して空転する。
【００４３】
シフトスリーブ３７は、図１中、右位置に移動すると、外側カウンタ軸３０Ａと１速４速用ドリブンギヤ３２を連結するとともに、外側カウンタ軸３０Ａと２速５速用ドリブンギヤ３３を非連結とする。
【００４４】
これにより、１速４速用ドリブンギヤ３２が外側カウンタ軸３０Ａと一体回転し、１速４速用ドライブギヤ２２および１速４速用ドリブンギヤ３２を介して、入力軸２１と外側カウンタ軸３０Ａとの間で動力が伝達される。
【００４５】
シフトスリーブ３７は、図１中、左位置に移動すると、外側カウンタ軸３０Ａと２速５速用ドリブンギヤ３３を連結するとともに、外側カウンタ軸３０Ａと１速４速用ドリブンギヤ３２を非連結とする。
【００４６】
これにより、２速５速用ドリブンギヤ３３が外側カウンタ軸３０Ａと一体回転し、２速５速用ドライブギヤ２３および２速５速用ドリブンギヤ３３を介して、入力軸２１と外側カウンタ軸３０Ａとの間で動力が伝達される。
【００４７】
シフトスリーブ４０は、図１中、右位置に移動すると、内側カウンタ軸３０Ｂと高速用ドリブンギヤ３５を連結するとともに、内側カウンタ軸３０Ｂと低速用ドリブンギヤ３６を非連結とする。
【００４８】
これにより、高速用ドリブンギヤ３５が内側カウンタ軸３０Ｂと一体回転し、７速用ドライブギヤ２５および高速用ドリブンギヤ３５を介して、入力軸２１と内側カウンタ軸３０Ｂとの間で動力が伝達される。
【００４９】
シフトスリーブ４０は、図１中、左位置に移動すると、内側カウンタ軸３０Ｂと低速用ドリブンギヤ３６を連結するとともに、内側カウンタ軸３０Ｂと高速用ドリブンギヤ３５を非連結とする。
【００５０】
これにより、低速用ドリブンギヤ３６が内側カウンタ軸３０Ｂと一体回転し、低速用ドライブギヤ２６および低速用ドリブンギヤ３６を介して、入力軸２１と内側カウンタ軸３０Ｂとの間で動力が伝達される。
【００５１】
この有段変速機構２０において、低速用ドライブギヤ２６、高速用ドリブンギヤ３５および低速用ドリブンギヤ３６は、副変速機構４６を構成し、その他の変速に関わるギヤは主変速機構４５を構成する。
【００５２】
内側カウンタ軸３０Ｂにはファイナルドライブギヤ４３が固定されており、ファイナルドライブギヤ４３は、ディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に噛み合っている。
【００５３】
これにより、内側カウンタ軸３０Ｂからファイナルドライブギヤ４３およびファイナルドリブンギヤ１０を経てディファレンシャル装置９に動力が伝達され、ディファレンシャル装置９から左右に延びるドライブシャフト１２を経て駆動輪１３に動力が伝達される。
【００５４】
無段変速機構５０は、有段変速機構２０の前進１速から７速に相当する変速比を有する。無段変速機構５０は、ＨＳＴ（Hydro Static Transmission）として構成されており、駆動軸４から動力が伝達される入力軸５１と、この入力軸５１に連結された可変容量式の油圧ポンプ５２と、固定容量式の油圧モータ５３と、油圧ポンプ５２と油圧モータ５３とを接続する油圧経路５４と、を備えている。
【００５５】
また、無段変速機構５０はチャージポンプ５６を備えており、チャージポンプ５６は入力軸５１が連結されている。チャージポンプ５６は、入力軸５１から入力された駆動力により、図示しないリザーブタンクの作動油を汲み上げて、油圧ポンプ５２に供給している。
【００５６】
油圧ポンプ５２は、図示しない可動斜板を備えており、この可動斜板の角度を前進傾動域および後進傾動域で無段階に変更することにより、油圧モータ５３への作動油の吐出量を変化させる。油圧モータ５３には出力軸５５が連結されており、油圧モータ５３の回転はこの出力軸５５から出力される。
【００５７】
無段変速機構５０は、油圧ポンプ５２の可動斜板の角度を変更することで、前進方向および後進方向において無段階に変速を行って油圧モータ５３から出力するようになっている。
【００５８】
自動変速機１は遊星歯車機構６０を備えている。遊星歯車機構６０は、サンギヤ６１、ピニオンギヤ６２およびリングギヤ６３を備えている。サンギヤ６１は無段変速機構５０の出力軸５５に連結されている。ピニオンギヤ６２はキャリヤ６４を介してファイナルドライブ軸７１に連結されている。リングギヤ６３は、入力軸５１に固定されたギヤ６５に噛み合っている。
【００５９】
この遊星歯車機構６０は、駆動軸４から入力軸５１に入力された駆動力を、リングギヤ６３側と、無段変速機構５０の油圧ポンプ５２側とに分割する。また、遊星歯車機構６０は、リングギヤ６３に分割された駆動力を、油圧モータ５３から出力軸５５を介してサンギヤ６１に出力された駆動力に合成する。そして、遊星歯車機構６０は、合成された駆動力をピニオンギヤ６２からキャリヤ６４を介してファイナルドライブ軸７１に伝達する。
【００６０】
ここで、無段変速機構５０は、作動油を介して滑りを伴いながら動力伝達を行う構造であるため、ギヤ列の噛み合いによって動力伝達を行う有段変速機構２０よりも動力伝達効率において劣る。これに対し、本実施形態では、遊星歯車機構６０において、駆動軸４から入力軸５１に入力された駆動力の一部を無段変速機構５０に伝達し、残りの駆動力をファイナルドライブ軸７１に伝達している。
【００６１】
これにより、遊星歯車機構６０を設けずに入力軸５１の駆動力を全て無段変速機構５０に伝達する場合と比較して、入力軸５１からファイナルドライブ軸７１への動力伝達効率を向上させることができ、エンジン２の燃費を向上できる。
【００６２】
本実施形態では、ワンウェイクラッチ８は、エンジン回転数が有段変速機構２０の入力軸２１の回転数より大きいときに連結（ロック）状態となり、エンジン回転数が有段変速機構２０の入力軸２１の回転数より小さいときに解除（フリー）状態となる。なお、エンジン回転数が有段変速機構２０の入力軸２１の回転数と等速の場合、ワンウェイクラッチ８は、連結状態から等速になったときは連結状態を維持し、解除状態から等速になったときは解除状態を維持する。
【００６３】
これにより、エンジン回転数が有段変速機構２０の入力軸２１の回転数より大きいときは、ワンウェイクラッチ８が連結状態となるため、入力軸２１と駆動軸４とが一体回転し、エンジン２から有段変速機構２０に動力が伝達される。
【００６４】
一方、エンジン回転数が有段変速機構２０の入力軸２１の回転数より小さいときは、ワンウェイクラッチ８が解除状態となるため、駆動軸４に対して入力軸２１が空転し、エンジン２から有段変速機構２０には駆動力が伝達されない。なお、駆動軸４から無段変速機構５０の入力軸５１へは駆動力が常時伝達される。
【００６５】
次に、各変速段における動力伝達経路を示す図２から図１３を用いて、作用を説明する。なお、図２から図１３において、動力伝達経路を太線で示している。
【００６６】
（変速段が１速の場合の動力伝達経路）
図２において、自動変速機１の変速段を１速にする場合には、有段変速機構２０において、シフトスリーブ３７を右位置（１速４速用ドリブンギヤ３２側）に配置し、シフトスリーブ２７を中立位置に配置し、さらに、シフトスリーブ４０を左位置（低速用ドリブンギヤ３６側）に配置する。
【００６７】
これにより、エンジン２から入力軸２１に伝達された駆動力は、１速４速用ドライブギヤ２２、１速４速用ドリブンギヤ３２、外側カウンタ軸３０Ａ、高速用ドリブンギヤ３５、７速用ドライブギヤ２５、低速用ドライブギヤ２６、低速用ドリブンギヤ３６を経て、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達される。
【００６８】
次いで、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ４３からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。
【００６９】
（変速段が２速の場合の動力伝達経路）
図３において、自動変速機１の変速段を２速にする場合には、有段変速機構２０において、シフトスリーブ３７を左位置（２速５速用ドリブンギヤ３３側）に配置し、シフトスリーブ２７を中立位置に配置し、さらに、シフトスリーブ４０を左位置（低速用ドリブンギヤ３６側）に配置する。すなわち、図２の状態から、シフトスリーブ３７を左位置に移動することで変速段が１速から２速に変更される。
【００７０】
これにより、エンジン２から入力軸２１に伝達された駆動力は、２速５速用ドライブギヤ２３、２速５速用ドリブンギヤ３３、外側カウンタ軸３０Ａ、高速用ドリブンギヤ３５、７速用ドライブギヤ２５、低速用ドライブギヤ２６、低速用ドリブンギヤ３６を経て、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達される。
【００７１】
次いで、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ４３からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。
【００７２】
（変速段が３速の場合の動力伝達経路）
図４において、自動変速機１の変速段を３速にする場合には、有段変速機構２０において、シフトスリーブ３７を中立位置に配置し、シフトスリーブ２７を右位置（３速６速用ドライブギヤ２４側）に配置し、さらに、シフトスリーブ４０を左位置（低速用ドリブンギヤ３６側）に配置する。すなわち、図３の状態から、シフトスリーブ３７を中立位置に移動させ、シフトスリーブ２７を右位置に移動することで変速段が２速から３速に変更される。
【００７３】
これにより、エンジン２から入力軸２１に伝達された駆動力は、３速６速用ドライブギヤ２４、３速６速用ドリブンギヤ３４、外側カウンタ軸３０Ａ、高速用ドリブンギヤ３５、７速用ドライブギヤ２５、低速用ドライブギヤ２６、低速用ドリブンギヤ３６を経て、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達される。
【００７４】
次いで、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ４３からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。
【００７５】
（変速段が４速の場合の動力伝達経路）
図５において、自動変速機１の変速段を４速にする場合には、有段変速機構２０において、シフトスリーブ３７を右位置（１速４速用ドリブンギヤ３２側）に配置し、シフトスリーブ２７を中立位置に配置し、さらに、シフトスリーブ４０を右位置（高速用ドリブンギヤ３５側）に配置する。
【００７６】
これにより、エンジン２から入力軸２１に伝達された駆動力は、１速４速用ドライブギヤ２２、１速４速用ドリブンギヤ３２、外側カウンタ軸３０Ａ、高速用ドリブンギヤ３５を経て、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達される。
【００７７】
次いで、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ４３からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。
【００７８】
（変速段が５速の場合の動力伝達経路）
自動変速機１の変速段を５速にする場合には、図示を省略するが、有段変速機構２０において、シフトスリーブ３７を左位置（２速５速用ドリブンギヤ３３側）に配置し、シフトスリーブ２７を中立位置に配置し、さらに、シフトスリーブ４０を右位置（高速用ドリブンギヤ３５側）に配置する。
【００７９】
これにより、エンジン２から入力軸２１に伝達された駆動力は、２速５速用ドライブギヤ２３、２速５速用ドリブンギヤ３３、外側カウンタ軸３０Ａ、高速用ドリブンギヤ３５を経て、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達される。
【００８０】
次いで、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ４３からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。
【００８１】
（変速段が６速の場合の動力伝達経路）
自動変速機１の変速段を６速にする場合には、図示を省略するが、有段変速機構２０において、シフトスリーブ３７を中立位置に配置し、シフトスリーブ２７を右位置（３速６速用ドライブギヤ２４側）に配置し、さらに、シフトスリーブ４０を右位置（高速用ドリブンギヤ３５側）に配置する。
【００８２】
これにより、エンジン２から入力軸２１に伝達された駆動力は、３速６速用ドライブギヤ２４、３速６速用ドリブンギヤ３４、外側カウンタ軸３０Ａ、高速用ドリブンギヤ３５を経て、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達される。
【００８３】
次いで、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ４３からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。
【００８４】
（変速段が７速の場合の動力伝達経路）
図６において、自動変速機１の変速段を７速にする場合には、有段変速機構２０において、シフトスリーブ３７を中立位置に配置し、シフトスリーブ２７を左位置（７速用ドライブギヤ２５側）に配置し、さらに、シフトスリーブ４０を右位置（高速用ドリブンギヤ３５側）に配置する。
【００８５】
これにより、エンジン２から入力軸２１に伝達された駆動力は、７速用ドライブギヤ２５、高速用ドリブンギヤ３５を経て、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達される。
【００８６】
次いで、内側カウンタ軸３０Ｂに伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ４３からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。
【００８７】
（発進時および低速時の動力伝達経路）
車両１００の発進時および低車速時は、自動変速機１は、無段変速機構５０で変速された駆動力をディファレンシャル装置９に伝達して車両１００を走行させる。ここで、発進時および低速時とは、例えば車速が時速０ｋｍから約１０ｋｍの場合であり、前進と後進の両方を含む。
【００８８】
図７において、駆動軸４の駆動力は、ポンプ駆動ギヤ５およびアイドラギヤ６の噛み合いにより、無段変速機構５０の入力軸５１に伝達される。無段変速機構５０は、油圧ポンプ５２により前進方向または後進方向に作動油を吐出して油圧モータ５３を駆動する。油圧モータ５３の駆動力は、出力軸５５、遊星歯車機構６０、ファイナルドライブ軸７１を経て、ファイナルドライブギヤ７２に伝達される。
【００８９】
ファイナルドライブギヤ７２に伝達された駆動力は、ファイナルドライブギヤ７２からディファレンシャル装置９のファイナルドリブンギヤ１０に伝達された後、ディファレンシャル装置９からドライブシャフト１２を介して駆動輪１３に伝達される。これにより、自動変速機１は、車両１００を停止状態から前進方向または後進方向に発進させるとともに、低速で走行させる。
【００９０】
一方、自動変速機１は、有段変速機構２０のシフトスリーブ２７、３７を中立位置にすることで、有段変速機構２０をニュートラル状態とする。これにより、有段変速機構２０において、変速およびディファレンシャル装置９への動力伝達が行われなくなる。
【００９１】
（変速段を１速から２速に切替えるときの動力伝達経路）
自動変速機１は、有段変速機構２０において変速段を１速から２速に切替えるとき、以下に説明する第１の過渡状態から第６の過渡状態を経て変速を行う。これらの過渡状態では、無段変速機構５０で変速された駆動力がディファレンシャル装置９に伝達される。
【００９２】
具体的には、図８に示す第１の過渡状態において、まず、無段変速機構５０のトルクを増加させ、無段変速機構５０の変速比を有段変速機構２０における２速に相当する変速比より僅かに高くなるようにする。
【００９３】
この状態では、有段変速機構２０で変速された駆動力と無段変速機構５０で変速された駆動力の両方がディファレンシャル装置９に伝達されるが、有段変速機構２０ではまだ１速が成立しているため、無段変速機構５０での作動油の滑りにより、有段変速機構２０と無段変速機構５０との回転速度差が吸収される。
【００９４】
その後、図９に示す第２の過渡状態において、エンジン回転数（エンジン２のクランク軸３の回転数）が有段変速機構２０の入力軸２１の回転数より低くなると、ワンウェイクラッチ８が解除状態となって入力軸２１が駆動軸４に対して空転し、エンジン２から有段変速機構２０への動力伝達が行われなくなる。その後、有段変速機構２０は、シフトスリーブ３７を中立位置に移動されてニュートラル状態となる。
【００９５】
その後、図１０に示す第３の過渡状態において、有段変速機構２０が変速段を１速から２速に切替える過程でニュートラル状態にある間は、無段変速機構５０で変速された駆動力により車両１００が走行する。
【００９６】
その後、図１１に示す第４の過渡状態において、有段変速機構２０において変速段が２速に切替えられると、図１２に示す第５の過渡状態において、駆動輪１３からディファレンシャル装置９を介して有段変速機構２０に動力が伝達され、有段変速機構２０の入力軸２１の回転数がエンジン回転数より僅かに高くなる。
【００９７】
図１１および図１２では、ワンウェイクラッチ８の解除状態が維持され、エンジン２の駆動力が有段変速機構２０に伝達されないため、無段変速機構５０で変速された駆動力により車両１００が走行する。
【００９８】
その後、図１３に示す第６の過渡状態において、無段変速機構５０を有段変速機構２０における２速相当より僅かに低い変速比にすることで、エンジン回転数が有段変速機構２０の入力軸５１の回転数より大きくなり、ワンウェイクラッチ８が連結状態となる。その後、自動変速機１は、無段変速機構５０の駆動力を低下させ、有段変速機構２０からの動力で車両１００を走行させる。
【００９９】
また、自動変速機１は、１速から２速への切替え時に限らず、有段変速機構２０で変速段の切替えを行うときは、上記と同様に無段変速機構５０を作動させる。
【０１００】
車両１００は、コースト走行時（惰性走行時）において、エンジン２への燃料噴射を停止するフューエルカットを実施する。フューエルカットは、エンジンストールの防止のため、エンジン回転数が所定の復帰回転数まで低下すると終了し、燃料噴射が再開される。
【０１０１】
本実施形態の自動変速機１は、コースト走行時のフューエルカット実施中に、エンジン回転数の低下が遅くなるように無段変速機構５０において無段階に変速を行うようになっている。これにより、フューエルカットを長い時間継続させることができ、燃費を向上させることができる。
【０１０２】
また、乾式単板クラッチ等を発進装置として備える一般的な有段変速機構では、フューエルカット中に変速段の切替えに伴ってクラッチが切断されたり、ニュートラル状態に切替えられた場合、駆動輪から有段変速機構を介してエンジンに動力が伝達されなくなるため、エンジンストールが発生するおそれがあった。
【０１０３】
これに対し、本実施形態の自動変速機１では、有段変速機構２０が変速段の切替えに伴ってニュートラル状態にされているときであっても、無段変速機構５０がエンジン２に連結されているため、エンジンストールが発生しない。
【０１０４】
これにより、本実施形態の自動変速機１を搭載した車両１００は、フューエルカットを実施しながら減速するとき、復帰回転数までフューエルカットを継続できる。
【０１０５】
また、本実施形態の自動変速機１を搭載した車両１００は、フューエルカットを実施しながら減速するとき、駆動輪１３によって有段変速機構２０の入力軸２１が回転されるためにワンウェイクラッチ８が解除状態になるが、エンジン回転数が復帰回転数まで低下する時間が長くなるように無段変速機構５０で無段階に変速を行うことで、フューエルカット回転数を長い時間維持したまま減速できる。
【０１０６】
また、無段変速機構５０は、有段変速機構２０とは異なり、エンジン２の燃料消費量マップにおいて最適な変速比を維持できるため、低燃費である。一方で、無段変速機構５０は、作動油の滑りが発生するため動力伝達効率および燃費において有段変速機構２０に劣る。
【０１０７】
ここで、図示しない燃料消費量マップにおいて、エンジン２の高負荷領域では、燃料消費の最適値から変速比がずれている場合でも燃費が悪化し難く、エンジン２の低負荷領域では、燃料消費の最適値から変速比がずれている場合に燃費が悪化しやすい。
【０１０８】
本実施形態では、発進時および低車速時のようにエンジン回転数が低い低負荷領域では、無段変速機構５０の駆動力により車両１００を走行させる。このため、エンジン２を燃料消費の最適値に近い領域で運転できるため、燃費を向上させることができる。
【０１０９】
このように本実施の形態の自動変速機１によれば、駆動軸４とディファレンシャル装置９との間に並列に配置された無段変速機構５０および有段変速機構２０を備えている。そして、無段変速機構５０を、油圧ポンプ５２と油圧モータ５３とを油圧経路５４にて連結した油圧式の無段変速機構から構成している。
【０１１０】
また、有段変速機構２０が、駆動軸４と同軸に配置される入力軸２１と、入力軸２１と平行に配置されるカウンタ軸３０と、入力軸２１とカウンタ軸３０との間に並列に配置される複数個のギヤ列とを有し、同期噛み合い装置４７、４８、４９によりギヤ列を介して入力軸２１をカウンタ軸３０に連結することで、選択的に動力を伝達するように構成している。
【０１１１】
これに加え、本実施の形態の自動変速機１は、車両１００の前進時に駆動軸４が入力軸２１より速く回転する場合に入力軸２１を駆動軸４に連結し、車両１００の前進時に入力軸２１が駆動軸４より速く回転する場合に入力軸２１を空転させるワンウェイクラッチ８を、駆動軸４と入力軸２１の間に配置した。
【０１１２】
さらに、油圧ポンプ５２に動力を伝達するポンプ駆動ギヤ５を駆動軸４に連結し、有段変速機構２０にて変速段の切替えを行う際、無段変速機構５０からディファレンシャル装置９とカウンタ軸３０とを経由して入力軸２１に動力を伝達し、入力軸２１を駆動軸４より速く回転させるようにしている。
【０１１３】
これにより、有段変速機構２０にて変速段の切替えを行う際、油圧式の無段変速機構５０からディファレンシャル装置９に動力を伝達できるので、動力の断絶による変速ショックを低減することができる。
【０１１４】
また、無段変速機構５０からディファレンシャル装置９とカウンタ軸３０とを経由して入力軸２１に動力を伝達し、入力軸２１を駆動軸４より速く回転させることでワンウェイクラッチ８を解除し、駆動軸４から有段変速機構２０への動力伝達を遮断できるので、同期噛み合い装置４７、４８、４９の切替えをスムーズに実施することができる。
【０１１５】
また、有段変速機構２０にて変速段の切替えを行う際、無段変速機構５０とワンウェイクラッチ８とにより駆動軸４から有段変速機構２０への動力伝達を遮断でき、クラッチおよびその操作機構が不要となるため、自動変速機１の構造を簡素化できる。
【０１１６】
この結果、構造を簡素化しつつ、同期噛み合い装置の切替えをスムーズに実施し、かつ、変速ショックを低減することができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態の自動変速機１は、車両に搭載されているが、これに限定されるものではなく、船舶、鉄道車両等に適用されてもよく、これらに限定されるものでもない。
【０１１８】
本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【０１１９】
例えば、遊星歯車機構６０を省略した構成としてもよい。遊星歯車機構６０を省略した場合、遊星歯車機構６０を備えない分だけ自動変速機１の製造コストを低減できる一方で、全ての動力が無段変速機構５０を介してディファレンシャル装置９に伝達されるため、燃費は悪化することとなる。
【０１２０】
また、有段変速機構２０の副変速機構４６を省略した構成としてもよい。この場合、例えば、１速４速用ドライブギヤ２２の代わりに、１速用と４速用に個別のドライブギヤを設ける必要があるため、自動変速機１が大型化する。
【符号の説明】
【０１２１】
１...自動変速機、２...エンジン、４...駆動軸、５...ポンプ駆動ギヤ、６...アイドラギヤ、８...ワンウェイクラッチ、９...ディファレンシャル装置（出力部材）、１０...ファイナルドリブンギヤ、１１...差動機構、１２...ドライブシャフト、１３...駆動輪、２０...有段変速機構、２１...入力軸、２２...１速４速用ドライブギヤ（ギヤ列）、２３...２速５速用ドライブギヤ（ギヤ列）、２４...３速６速用ドライブギヤ（ギヤ列）、２５...７速用ドライブギヤ（ギヤ列）、２６...低速用ドライブギヤ（ギヤ列）、３０...カウンタ軸、３２...１速４速用ドリブンギヤ（ギヤ列）、３３...２速５速用ドリブンギヤ（ギヤ列）、３４...３速６速用ドリブンギヤ（ギヤ列）、３５...高速用ドリブンギヤ（ギヤ列）、３６...低速用ドリブンギヤ（ギヤ列）、４７，４８，４９...同期噛み合い装置、５０...無段変速機構、５２...油圧ポンプ、５３...油圧モータ、５４...油圧経路、１００...車両
【図１】
2017015124.tif 000003
【図２】
2017015124.tif 000004
【図３】
2017015124.tif 000005
【図４】
2017015124.tif 000006
【図５】
2017015124.tif 000007
【図６】
2017015124.tif 000008
【図７】
2017015124.tif 000009
【図８】
2017015124.tif 000010
【図９】
2017015124.tif 000011
【図１０】
2017015124.tif 000012
【図１１】
2017015124.tif 000013
【図１２】
2017015124.tif 000014
【図１３】
2017015124.tif 000015