特許 6395648 自動変速機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6395648

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】自動変速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/66 20060101AFI20180913BHJP

【ＦＩ】

   F16H3/66 Z

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-56936(P2015-56936)

(22)【出願日】2015年3月19日

(65)【公開番号】特開2016-176524(P2016-176524A)

(43)【公開日】2016年10月6日

【審査請求日】2017年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100082670

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 民雄

(74)【代理人】

【識別番号】100180068

【弁理士】

【氏名又は名称】西脇 怜史

(72)【発明者】

【氏名】吉野 潤

(72)【発明者】

【氏名】八木 幹

【審査官】 川口 真一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−０６８３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０７７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２２１１４９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ３／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遊星歯車として、第１遊星歯車と第２遊星歯車と第３遊星歯車と第４遊星歯車を備え、
摩擦要素として、第１ブレーキと第２ブレーキと第３ブレーキと第１クラッチと第２クラッチと第３クラッチを備え、
前記６つの摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせにより前進９速の変速段を達成する自動変速機において、
前記第１遊星歯車の第１リングギヤと第２遊星歯車の第２キャリアとを連結する連結メンバを、トランスミッションケースに対して固定可能な第４ブレーキを追加し、
前記第２ブレーキと前記第３クラッチと前記第４ブレーキの同時締結により達成する第１速段と、
前記第２ブレーキと前記第３ブレーキと前記第３クラッチの同時締結により達成する第２速段と、
前記第２ブレーキと前記第２クラッチと前記第３クラッチの同時締結により達成する第３速段と、
前記第２ブレーキと前記第３ブレーキと前記第２クラッチの同時締結により達成する第４速段と、
前記第２ブレーキと前記第３ブレーキと前記第１クラッチの同時締結により達成する第５速段と、
前記第３ブレーキと前記第１クラッチと前記第２クラッチの同時締結により達成する第６速段と、
前記第１クラッチと前記２クラッチと前記第３クラッチの同時締結により達成する第７速段と、
前記第３ブレーキと前記第１クラッチと前記第３クラッチの同時締結により達成する第８速段と、
前記第１クラッチと前記第３クラッチと前記第４ブレーキの同時締結により達成する第９速段と、
前記第１ブレーキと前記第１クラッチと前記第３クラッチの同時締結により達成する第１０速段と、
前記第１ブレーキと前記第３ブレーキと前記第１クラッチの同時締結により達成する第１１速段と、によって前進１１速の変速段が達成され、
前記第４ブレーキの締結により追加される前記第１速段を、前進９速における第１速段よりさらにロー側の超ローギヤ比変速段とし、
前記第４ブレーキの締結により追加される前記第９速段を、前記前進９速における第７速段のギヤ比と第８速段のギヤ比の間のギヤ比によるハイギヤ比変速段とする
ことを特徴とする自動変速機。

【請求項2】

請求項１に記載された自動変速機において、
前記連結メンバを、前記第１遊星歯車と前記第２遊星歯車の外周側を覆うように配置される円筒ドラム部材とし、
前記第４ブレーキを、前記連結メンバの外周面と対向する前記トランスミッションケースの内周面との間に介装する
ことを特徴とする自動変速機。

【請求項3】

請求項２に記載された自動変速機において、
前記第４ブレーキを、ドライブプレートとドリブンプレートを複数枚組み合わせた多板ブレーキとし、
前記連結メンバの外周側に、前記ドライブプレートを取り付けるスプライン嵌合溝を形成し、
前記トランスミッションケースの内周側に、前記ドリブンプレートを取り付けるスプライン嵌合溝を形成する
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、変速段の多段化要求やギヤ比幅のワイド化要求がある車両の変速装置として適用される自動変速機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、４つのシングルピニオン遊星歯車に対して摩擦要素として三つのブレーキと三つのクラッチを用い、６つの摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせにより前進９速の変速段を達成する自動変速機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５４９２２１７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、従来の自動変速機にあっては、４遊星・６摩擦要素により前進９速の変速段を達成するものの、目指す機能を実現する性能要求があったとき、ギヤ比の選択自由度が低い、という課題を残している。
ここで、目指す機能を実現する性能要求とは、例えば、オフロード走行を実現するために超ローギヤ比を設定したい要求、高速巡航時の燃費性能を向上させるために全ての段間比をバランス良く小さくしたい要求、等である。

【0005】

本発明は、上記課題に着目してなされたもので、簡単な構成変更でギヤ比の選択自由度を高めることで、目指す機能を実現する性能要求への対応性を向上する自動変速機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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明では、遊星歯車として、第１遊星歯車と第２遊星歯車と第３遊星歯車と第４遊星歯車を備える。摩擦要素として、第１ブレーキと第２ブレーキと第３ブレーキと第１クラッチと第２クラッチと第３クラッチを備える。そして、６つの摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせにより前進９速の変速段を達成する。
この自動変速機において、第１遊星歯車の第１リングギヤと第２遊星歯車の第２キャリアとを連結する連結メンバを、トランスミッションケースに対して固定可能な第４ブレーキを追加する。
７つの摩擦要素のうち、第４ブレーキの締結を含む三つの同時締結の組み合わせによって前進１１速段の変速段を達成する。
第４ブレーキの締結により追加される第１速段を、前進９速における第１速段よりさらにロー側の超ローギヤ比変速段とする。
第４ブレーキの締結により追加される第９速段を、前進９速における第７速段のギヤ比と第８速段のギヤ比の間のギヤ比によるハイギヤ比変速段とする。

【発明の効果】

【0007】

よって、第１ブレーキと第２ブレーキと第３ブレーキと第１クラッチと第２クラッチと第３クラッチに、第４ブレーキを追加した７つの摩擦要素のうち、第４ブレーキの締結を含む三つの同時締結の組み合わせによって二つの変速段が追加され、前進１１速の変速段が達成される。
即ち、４遊星・６摩擦要素により前進９速の変速段を達成する自動変速機に、一つの第４ブレーキ（摩擦要素）を追加するだけの簡単な構成変更でありながら、前進９速の変速段に二つの新たな変速段が追加される。この前進１１速の変速段によって、ギヤ比の選択自由度が高められ、性能要求への対応性が向上し、目指す機能を実現することが可能になる。
この結果、簡単な構成変更でありながら、新たに追加された二つの変速段により、悪路走破要求と燃費性能向上要求に応えることができる。加えて、隣接段への変速を、一つの摩擦要素の締結と一つの摩擦要素の解放による架け替え変速により達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施例１の自動変速機を示すスケルトン図である。

【図2】実施例１の自動変速機において７つの摩擦要素のうち三つの同時締結の組み合わせにより前進１１速及び後退１速を達成する締結表を示す図である。

【図3】実施例１の自動変速機において新たに追加される第４ブレーキの取り付け状態を示す変速機の部分断面図である。

【図4】実施例１の自動変速機において新たに追加される第４ブレーキのドライブプレートがスプライン嵌合されるスプライン嵌合溝を形成した第１連結メンバを示す半断面図である。

【図5】実施例１の自動変速機において新たに追加された第１速段での摩擦要素の締結状態を示すスケルトン図である。

【図6】実施例１の自動変速機において新たに追加された第１速段での６つの回転メンバに対する回転速度関係を示す回転速度線図（共線図）である。

【図7】実施例１の自動変速機において新たに追加された第９速段での摩擦要素の締結状態を示すスケルトン図である。

【図8】実施例１の自動変速機において新たに追加された第９速段での６つの回転メンバに対する回転速度関係を示す回転速度線図（共線図）である。

【図9】比較例の自動変速機における各変速段でのギヤ比表と段間比表の一例を示す図である。

【図10】比較例の自動変速機における変速段に対する減速比の関係を示す減速比特性図である。

【図11】比較例の自動変速機における変速段に対する段間比の関係を示す段間比特性図である。

【図12】実施例１の自動変速機における各変速段でのギヤ比表と段間比表の一例を示す図である。

【図13】実施例１の自動変速機における変速段に対する減速比の関係を示す減速比特性図である。

【図14】実施例１の自動変速機における変速段に対する段間比の関係を示す段間比特性図である。

【図15】変速段が高変速段に移行するときにエンジン回転数とエンジン出力トルクによる動作点軌跡の比較特性を示す燃費率マップ図である。

【発明を実施するための最良の形態】

【0009】

以下、本発明の自動変速機を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

【実施例1】

【0010】

まず、構成を説明する。
実施例１における自動変速機は、車両の変速装置として、エンジン車やハイブリッド車等に搭載されるものである。以下、実施例１の自動変速機の構成を、「自動変速機の全体構成」、「第４ブレーキ構成」に分けて説明する。

【0011】

［自動変速機の全体構成］
図１は、実施例１の自動変速機を示すスケルトン図である。以下、図１に基づいて、実施例１の自動変速機の全体構成を説明する。

【0012】

実施例１の自動変速機は、図１に示すように、遊星歯車として、入力軸INから出力軸OUTに向けて順に、第１遊星歯車PG1と、第２遊星歯車PG2と、第３遊星歯車PG3と、第４遊星歯車PG4と、を備えている。

【0013】

前記第１遊星歯車PG1は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第１サンギヤS1と、第１サンギヤS1に噛み合うピニオンを支持する第１キャリアC1と、ピニオンに噛み合う第１リングギヤR1と、を有する。

【0014】

前記第２遊星歯車PG2は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第２サンギヤS2と、第２サンギヤS2に噛み合うピニオンを支持する第２キャリアC2と、ピニオンに噛み合う第２リングギヤR2と、を有する。

【0015】

前記第３遊星歯車PG3は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第３サンギヤS3と、第３サンギヤS3に噛み合うピニオンを支持する第３キャリアC3と、ピニオンに噛み合う第３リングギヤR3と、を有する。

【0016】

前記第４遊星歯車PG4は、シングルピニオン型遊星歯車であり、第４サンギヤS4と、第４サンギヤS4に噛み合うピニオンを支持する第４キャリアC4と、ピニオンに噛み合う第４リングギヤR4と、を有する。

【0017】

実施例１の自動変速機は、図１に示すように、入力軸INと、出力軸OUTと、第１連結メンバM1（連結メンバ）と、第２連結メンバM2と、トランスミッションケースTCと、を備えている。そして、摩擦要素として、第１ブレーキB1と、第２ブレーキB2と、第３ブレーキB3と、第１クラッチK1と、第２クラッチK2と、第３クラッチK3と、第４ブレーキB4と、を備えている。

【0018】

前記入力軸INは、駆動源からの回転駆動トルクが入力される軸で、第１サンギヤS1と第４キャリアC4に常時連結している。そして、入力軸INは、第２クラッチK2を介して第１キャリアC1に断接可能に連結している。

【0019】

前記出力軸OUTは、プロペラシャフトやファイナルギヤ等を介して駆動輪へ変速後の駆動トルクを出力する軸で、第３キャリアC3に常時連結している。そして、出力軸OUTは、第１クラッチK1を介して第４リングギヤR4に断接可能に連結している。

【0020】

前記第１連結メンバM1は、第１遊星歯車PG1の第１リングギヤR1と第２遊星歯車PG2の第２キャリアC2を、摩擦要素を介在させることなく常時連結するメンバである。

【0021】

前記第２連結メンバM2は、第２遊星歯車PG2の第２リングギヤR2と第３遊星歯車PG3の第３サンギヤS3と第４遊星歯車PG4の第４サンギヤS4を、摩擦要素を介在させることなく常時連結するメンバである。

【0022】

前記第１ブレーキB1は、第１キャリアC1の回転を、トランスミッションケースTCに対し係止可能な摩擦要素である。

【0023】

前記第２ブレーキB2は、第３リングギヤR3の回転を、トランスミッションケースTCに対し係止可能な摩擦要素である。

【0024】

前記第３ブレーキB3は、第２サンギヤS2の回転を、トランスミッションケースTCに対し係止可能な摩擦要素である。

【0025】

前記第１クラッチK1は、第４リングギヤR4と出力軸OUTの間を選択的に連結する摩擦要素である。

【0026】

前記第２クラッチK2は、入力軸INと第１キャリアC1の間を選択的に連結する摩擦要素である。

【0027】

前記第３クラッチK3は、第１キャリアC1と第２連結メンバM2の間を選択的に連結する摩擦要素である。

【0028】

前記第４ブレーキB4は、第１連結メンバM1の回転を、トランスミッションケースTCに対し係止可能な摩擦要素である。

【0029】

図２は、実施例１の自動変速機において６つの摩擦要素のうち三つの同時締結の組み合わせにより前進１１速及び後退１速を達成する締結表を示す図である。以下、図２に基づいて、実施例１の自動変速機の各変速段を成立させる変速構成を説明する。

【0030】

第１速段（1st）は、図２に示すように、第２ブレーキB2と第３クラッチK3と第４ブレーキB4の同時締結により達成する。第２速段（2nd）は、図２に示すように、第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第３クラッチK3の同時締結により達成する。第３速段（3rd）は、図２に示すように、第２ブレーキB2と第２クラッチK2と第３クラッチK3の同時締結により達成する。第４速段（4th）は、図２に示すように、第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第２クラッチK2の同時締結により達成する。第５速段（5th）は、図２に示すように、第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第１クラッチK1の同時締結により達成する。第６速段（6th）は、図２に示すように、第３ブレーキB3と第１クラッチK1と第２クラッチK2の同時締結により達成する。以上の第１速段〜第６速段が、ギヤ比が１を超えている減速ギヤ比によるアンダードライブ変速段である。

【0031】

第７速段（7th）は、図２に示すように、第１クラッチK1と第２クラッチK2と第３クラッチK3の同時締結により達成する。第８速段（8th）は、図２に示すように、第３ブレーキB3と第１クラッチK1と第３クラッチK3の同時締結により達成する。第９速段（9th）は、図２に示すように、第１クラッチK1と第３クラッチK3と第４ブレーキB4の同時締結により達成する。第１０速段（10th）は、図２に示すように、第１ブレーキB1と第１クラッチK1と第３クラッチK3の同時締結により達成する。第１１速段（11th）は、図２に示すように、第１ブレーキB1と第３ブレーキB3と第１クラッチK1の同時締結により達成する。後退速段（Rev）は、図２に示すように、第１ブレーキB1と第２ブレーキB2と第３ブレーキB3の同時締結により達成する。以上の第７速段〜第１１速段のうち、第７速段がギヤ比＝１の直結段であり、第８速段〜第１１速段が、ギヤ比が１未満の増速ギヤ比によるオーバードライブ変速段である。

【0032】

さらに、第１速段から第１１速段までの変速段のうち、隣接する変速段へのアップ変速を行う際、或いは、ダウン変速を行う際、図２に示すように、架け替え変速により行う構成としている。即ち、隣接する変速段への変速の際、三つの摩擦要素のうち、二つの摩擦要素の締結は維持したままで、一つの摩擦要素の解放と一つの摩擦要素の締結を行う。

【0033】

［第４ブレーキ構成］
図３は、実施例１の自動変速機において新たに追加される第４ブレーキB4の取り付け状態を示し、図４は、第４ブレーキB4のドライブプレートがスプライン嵌合されるスプライン嵌合溝を形成した第１連結メンバM1を示す。以下、図３及び図４に基づき、第４ブレーキ構成を説明する。

【0034】

前記第１連結メンバM1は、図３に示すように、第１遊星歯車PG1と第３クラッチK3と第２遊星歯車PG2の外周側を覆うように配置される円筒ドラム部材であり、図４に示すように、大径外周面１０と小径外周面１１による段差を持つ円筒ドラム形状とされる。この第１連結メンバM1の大径外周面１０には、後述する第４ブレーキB4のドライブプレート４０をスプライン嵌合により取り付けるスプライン嵌合溝１２を形成している。さらに、大径外周面１０の開口端部の内面には、第１リングギヤR1へ延長する第１連結プレート１３をスプライン嵌合により取り付けるスプライン嵌合溝１４を形成している。また、小径外周面１１の開口端部の内面には、第２キャリアC2へ延長する第１連結部材１５をスプライン嵌合により取り付けるスプライン嵌合溝１６を形成している。そして、第１連結メンバM1には、大径外周面１０のスプライン溝部に貫通する第４ブレーキ冷却油穴１７が開口され、小径外周面１１のスプライン溝部に貫通する第４ブレーキ冷却油穴１８が開口される。なお、第１連結メンバM1の小径外周面１１と対向するトランスミッションケースTCの内周面との間には、図３に示すように、第３ブレーキB3が配置される。

【0035】

前記第４ブレーキB4は、図３に示すように、ドライブプレート４０とドリブンプレート４１を複数枚組み合わせ、油圧作動の第４ブレーキピストン４２により締結/解放される多板ブレーキである。この第４ブレーキB4は、第１連結メンバM1の大径外周面１０と対向するトランスミッションケースTCの内周面との間に介装される。トランスミッションケースTCの内周面には、第４ブレーキB4のドリブンプレート４１をスプライン嵌合により取り付けるスプライン嵌合溝５０を形成している。つまり、第４ブレーキB4のドライブプレート４０は、第１連結メンバM1の外周側に形成されたスプライン嵌合溝１２に取り付けられ、ドリブンプレート４１は、トランスミッションケースTCの内周側に形成されたスプライン嵌合溝５０に取り付けられる。

【0036】

次に、作用を説明する。
実施例１の自動変速機における作用を、「新たに追加された変速段での変速作用」、「比較例と実施例１のギヤ比と段間比の対比作用」、「実施例１の自動変速機における特徴作用」に分けて説明する。

【0037】

［新たに追加された変速段での変速作用］
まず、本発明者等は、特許第５４９２２１７号公報に記載の４遊星・６摩擦要素の構成で、三つの同時締結の組み合わせにより前進９速の変速段を達成する自動変速機に対し、一つの摩擦要素を追加することで、新しいギヤ比を作ることが可能である点に着目した。

【0038】

そして、構造をなるべく簡単にし、設計変更が少ないようにするため、ブレーキを一つ追加することを検討したとき、第１連結メンバM1に第４ブレーキB4を追加することが好適であるという結論に到達した。なぜなら、他のメンバにブレーキを追加する他のパターンについても検討したが、既存ギヤ比となるかインターロックとなるため、メリットがないことが分かった。

【0039】

そして、第４ブレーキB4を追加し、これを締結する変速段を想定したとき、ギヤ比が形成可能なパターンとして、下記の４つのパターンを導き出し、４つのパターンのそれぞれについてギヤ比を確認した。
(a)第１クラッチK1と第３クラッチK3と第４ブレーキB4を締結する変速パターン
(b)第３ブレーキB3と第１クラッチK1と第４ブレーキB4を締結する変速パターン
(c)第２ブレーキB2と第３クラッチK3と第４ブレーキB4を締結する変速パターン
(d)第２ブレーキB2と第１クラッチK1と第４ブレーキB4を締結する変速パターン
上記(a)〜(d)のうち、(b)の変速パターンは、前進９速の変速段を達成する自動変速機の第８速段と同じギヤ比になる。(d)の変速パターンは、前進９速の変速段を達成する自動変速機の第４速段と同じギヤ比になる。つまり、(a),(c)の二つの変速パターンが、新たなギヤ比による変速段となり得ることが判明した。

【0040】

上記(a),(c)の二つの変速パターンを共に新たな変速段とし、前進１１速の変速段を達成するようにしたのが、実施例１の自動変速機である。このうち、(c)の変速パターンにより追加されたのが第１速段であり、この第１速段は、前進９速における第１速段よりさらにロー側の超ローギヤ比変速段である。また、(a)の変速パターンにより追加されたのが第９速段であり、この第９速段は、前進９速における第７速段のギヤ比と第８速段のギヤ比の間のギヤ比によるハイギヤ比変速段である。以下、第１速段での変速作用と第９速段での変速作用を説明する。

【0041】

（第１速段での変速作用）
図５は、実施例１の自動変速機において新たに追加された第１速段での摩擦要素の締結状態を示し、図６は、新たに追加された第１速段での６つの回転メンバに対する回転速度関係を示す。以下、図５及び図６に基づき、第１速段での変速作用を説明する。

【0042】

第１速段（1st）では、図５のハッチングに示すように、第２ブレーキB2と第３クラッチK3と第４ブレーキB4が同時締結される。他の摩擦要素は解放状態である。

【0043】

第４ブレーキB4の締結により、図６に示すように、第１リングギヤR1と第２キャリアC2がトランスミッションケースTCに固定される。第３クラッチK3の締結により、図６に示すように、第１キャリアC1と第２リングギヤR2と第３サンギヤS3と第４サンギヤS4が入力軸INの入力回転を減速した回転になる。第２ブレーキB2の締結により、図６に示すように、第３リングギヤR3がトランスミッションケースTCに固定される。

【0044】

したがって、第３リングギヤR3が固定された第３遊星歯車PG3において、第３サンギヤS3に入力軸INの入力回転を減速した回転が入力されると、残る第３キャリアC3が、第３サンギヤS3の回転をさらに減速した回転となり、この減速回転がそのまま出力軸OUTに伝達され、第１速の変速段が達成される。

【0045】

（第９速段での変速作用）
図７は、実施例１の自動変速機において新たに追加された第９速段での摩擦要素の締結状態を示し、図８は、新たに追加された第９速段での６つの回転メンバに対する回転速度関係を示す。以下、図７及び図８に基づき、第９速段での変速作用を説明する。

【0046】

第９速段（9th）では、図７のハッチングに示すように、第１クラッチK1と第３クラッチK3と第４ブレーキB4が同時締結される。他の摩擦要素は解放状態である。

【0047】

第４ブレーキB4の締結により、図８に示すように、第１リングギヤR1と第２キャリアC2がトランスミッションケースTCに固定される。第３クラッチK3の締結により、図８に示すように、第１キャリアC1と第２リングギヤR2と第３サンギヤS3と第４サンギヤS4が入力軸INの入力回転を減速した回転になる。第１クラッチK1の締結により、図８に示すように、第３キャリアC3と第４リングギヤR4が出力軸OUTの回転になる。

【0048】

したがって、第４遊星歯車PG4において、第４サンギヤS4に入力軸INの入力回転を減速した回転が入力され、第４キャリアC4に入力軸INの回転が入力されると、残る第４リングギヤR4は、入力軸INからの回転数を増速した回転となり、この増速回転がそのまま出力軸OUTに伝達され、第９速の変速段が達成される。

【0049】

［比較例と実施例１のギヤ比と段間比の対比作用］
図９は、比較例の自動変速機における各変速段でのギヤ比表と段間比表の一例を示し、図１０は、比較例での減速比特性を示し、図１１は、比較例での段間比特性を示す。以下、図９〜図１１に基づき、比較例でのギヤ比と段間比について説明する。なお、第１遊星歯車PG1〜第４遊星歯車PG4のサンギヤ歯数とリングギヤ歯数の歯数比をそれぞれα１、α２、α３、α４としたとき、α１＝0.4688、α２＝0.4505、α３＝0.4419、α４＝0.4022とした場合を一例とする。

【0050】

ここで、特許第５４９２２１７号公報に記載されているように、４遊星・６摩擦要素の構成であり、６摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせにより前進９速の変速段を達成する自動変速機を比較例とする。比較例の場合、図９に示すように、１速ギヤ比＝5.425、２速ギヤ比＝3.263、３速ギヤ比＝2.250、４速ギヤ比＝1.649、５速ギヤ比＝1.221、６速ギヤ比＝1.000、７速ギヤ比＝0.862、８速ギヤ比＝0.713、９速ギヤ比＝0.597である。これをグラフに表したのが図１０であり、最ロー変速比である１速ギヤ比（＝5.425）については、通常走行に自動変速機を使いたい場合は問題ない。しかし、悪路走行に変速機を使いたい場合、図１０の点線Ａで示す領域の超ロー変速段がとれない。

【0051】

比較例の場合、図９に示すように、1-2段間比＝1.663、2-3段間比＝1.451、3-4段間比＝1.364、4-5段間比＝1.350、5-6段間比＝1.221、6-7段間比＝1.160、7-8段間比＝1.208、8-9段間比＝1.195である。これをグラフに表したのが図１１であり、6-7段間比＝1.160であり、8-9段間比＝1.195であるのに対し、図１１の矢印Ｂで示すように、7-8段間比＝1.208が少し大きい。このため、オーバードライブ変速段（第７速段〜第９速段）を用いる高速巡航時にエンジン効率を最適化できない。

【0052】

上記比較例の自動変速機に対し、超ロー変速段の設定機能と、高速巡航時におけるエンジン効率の最適化機能と、を共に付加したのが実施例１の自動変速機である。実施例１において、第４ブレーキB4の締結により追加される第１速段は、前進９速における第１速段よりさらにロー側の超ローギヤ比変速段である（図１２の☆１）。そして、第４ブレーキB4の締結により追加される第９速段は、前進９速における第７速段のギヤ比と第８速段のギヤ比の間のギヤ比によるハイギヤ比変速段である（図１２の☆２）。

【0053】

図１２は、実施例１の自動変速機における各変速段でのギヤ比表と段間比表の一例を示し、図１３は、減速比特性を示し、図１４は、段間比特性を示す。以下、図１２〜図１４に基づき、実施例１でのギヤ比と段間比について説明する。なお、比較例と同様に、第１遊星歯車PG1〜第４遊星歯車PG4のサンギヤ歯数とリングギヤ歯数の歯数比をそれぞれα１、α２、α３、α４としたとき、α１＝0.4688、α２＝0.4505、α３＝0.4419、α４＝0.4022とした場合を一例とする。

【0054】

実施例１の自動変速機は、４遊星・７摩擦要素の構成であり、７摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせにより前進１１速の変速段を達成する。実施例１の場合、図１２に示すように、１速ギヤ比＝10.225、２速ギヤ比＝5.425、３速ギヤ比＝3.263、４速ギヤ比＝2.250、５速ギヤ比＝1.649、６速ギヤ比＝1.221、７速ギヤ比＝1.000、８速ギヤ比＝0.862、９速ギヤ比＝0.785、１０速ギヤ比＝0.713、１１速ギヤ比＝0.597である。これをグラフに表したのが図１３であり、図１３の点線Ａ’で示すように、１速ギヤ比（＝10.225）がオフロード用の超ローギヤ比になるため、悪路走行に変速機を使いたいという要求に応えることができる。

【0055】

実施例１の場合、図１２に示すように、1-2段間比＝1.885、2-3段間比＝1.663、3-4段間比＝1.451、4-5段間比＝1.364、5-6段間比＝1.350、6-7段間比＝1.221、7-8段間比＝1.160、8-9段間比＝1.098、9-10段間比＝1.101、10-11段間比＝1.195である。これをグラフに表したのが図１４であり、新たに追加した第９速段を挟んだ段間比である8-9段間比が1.098であり、9-10段間比が1.101であり、図１４の矢印Ｂ’で示すように、第８速段から第１０速段までの段間比が小さく抑えられた。このため、オーバードライブ変速段（第８速段〜第１１速段）を用いる高速巡航時にエンジン効率を最適化できる。

【0056】

ここで、オーバードライブ変速段で段間比が小さく抑えることで、高速巡航時にエンジン効率を最適化できる理由を、図１５に基づき説明する。
まず、エンジン回転数とエンジン出力トルクの関係特性において、図１５の細実線特性に示すように、複数の円形状特性により等燃費線特性が描かれ、この等燃費線特性の中心に向かうほど燃費が良く、中心領域（目玉領域）が最適燃費領域となる。これに対し、エンジン回転数とエンジン出力トルクによる動作点が、図１５の太実線に示すように移動するのがエンジン効率を最適化する意味では理想である。

【0057】

これに対し、比較例の場合、段間比が少し大きいため、図１５の点線特性に示すように、シフトチェンジに伴うエンジン回転変動も大きくなる。しかし、実施例１の場合、段間比が小さく抑えられるため、図１５の実線特性に示すように、高速巡航に用いるオーバードライブ変速段において、シフトチェンジに伴うエンジン回転変動が小さくなる。よって、オーバードライブ変速段でエンジン回転変動を小さく抑えた分、理想の特性への近似性が高まり、エンジン効率を最適化できる。

【0058】

［実施例１の自動変速機における特徴作用］
実施例１では、摩擦要素として、第１ブレーキB1と第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第１クラッチK1と第２クラッチK2と第３クラッチK3による６摩擦要素に、第４ブレーキB4を追加した。そして、７つの摩擦要素のうち、第４ブレーキB4の締結を含む三つの同時締結の組み合わせによって少なくとも一つの変速段を追加し、前進１０速以上の変速段を達成する構成とした。
即ち、４遊星・６摩擦要素により前進９速の変速段を達成する自動変速機に、一つの第４ブレーキB4を追加するだけの簡単な構成変更でありながら、前進９速の変速段に新たな変速段（例えば、第１速段と第９速段の少なくとも一つの変速段）が追加される。
従って、前進１０速以上の変速段によって、ギヤ比の選択自由度が高められ、性能要求への対応性が向上し、目指す機能を実現することが可能になる。

【0059】

実施例１では、７つの摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせによって前進１１速の変速段が達成される。前進１１速の変速段のうち、第４ブレーキB4の締結により追加される第１速段を、前進９速における第１速段よりさらにロー側の超ローギヤ比変速段とする構成とした。加えて、第４ブレーキB4の締結により追加される第９速段を、前進９速における第７速段のギヤ比と第８速段のギヤ比の間のギヤ比によるハイギヤ比変速段とする構成とした。
即ち、オフロード走行を実現するために超ローギヤ比を設定したい要求に対しては、前進９速における第１速段よりさらにロー側の超ローギヤ比変速段である第１速段により、悪路走破要求に応えることができる。また、高速巡航時の燃費性能を向上させるために全ての段間比をバランス良く小さくしたい要求に対しては、前進９速における第７速段のギヤ比と第８速段のギヤ比の間のギヤ比によるハイギヤ比変速段である第９変速段により、燃費性能向上要求に応えることができる。
従って、第４ブレーキB4を追加するだけで新たに二つの変速段が追加され、悪路走破要求と燃費性能向上要求に応えることができる。

【0060】

実施例１では、第１連結メンバM1を、第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2の外周側を覆うように配置される円筒ドラム部材とした。そして、第４ブレーキB4は、第１連結メンバM1の外周面と対向するトランスミッションケースTCの内周面との間に介装する構成とした。
即ち、新たに追加設定する第４ブレーキB4が、第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2の外周側であって、トランスミッションケースTCの内周面に臨む位置への配置となる。このため、他の部品のレイアウト位置変更等を要することなく、既存の部品レイアウトのままで第４ブレーキB4が容易に追加設定される。
従って、６つの摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせによって前進９速の変速段を達成する自動変速機に対し、容易に第４ブレーキB4を追加設定することができる。

【0061】

実施例１では、第４ブレーキB4を、ドライブプレート４０とドリブンプレート４１を複数枚組み合わせた多板ブレーキとした。そして、第１連結メンバM1の外周側に、ドライブプレート４０を取り付けるスプライン嵌合溝１２を形成し、トランスミッションケースTCの内周側に、ドリブンプレート４１を取り付けるスプライン嵌合溝５０を形成する構成とした。
即ち、第１連結メンバM1の外周側にスプライン嵌合溝１２を形成し、トランスミッションケースTCの内周側にスプライン嵌合溝５０を形成する。これだけで、ドライブプレート４０とドリブンプレート４１を複数枚組み合わせた多板ブレーキ構造の第４ブレーキB4が追加して設けられる。
従って、第１連結メンバM1とトランスミッションケースTCの対向面にスプライン嵌合溝１２，５０を形成するだけで、多板ブレーキ構造の第４ブレーキB4を追加して設けることができる。

【0062】

次に、効果を説明する。
実施例１の自動変速機にあっては、下記に列挙する効果を得られる。

【0063】

(1) 遊星歯車として、第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3と第４遊星歯車PG4を備え、
摩擦要素として、第１ブレーキB1と第２ブレーキB2と第３ブレーキB3と第１クラッチK1と第２クラッチK2と第３クラッチK3を備え、
６つの摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせにより前進９速の変速段を達成する自動変速機において、
第１遊星歯車PG1の第１リングギヤR1と第２遊星歯車PG2の第２キャリアC2とを連結する連結メンバ（第１連結メンバM1）を、トランスミッションケースTCに対して固定可能な第４ブレーキB4を追加し、
７つの摩擦要素のうち、第４ブレーキB4の締結を含む三つの同時締結の組み合わせによって少なくとも一つの変速段を追加し、前進１０速以上の変速段を達成する。
このため、簡単な構成変更でギヤ比の選択自由度を高めることで、目指す機能を実現する性能要求への対応性を向上することができる。

【0064】

(2) ６つの摩擦要素のうち、図２に示すように、三つの同時締結の組み合わせによって前進１１速の変速段が達成され、
第４ブレーキB4の締結により追加される第１速段を、前進９速における第１速段よりさらにロー側の超ローギヤ比変速段とし、
第４ブレーキB4の締結により追加される第９速段を、前記前進９速における第７速段のギヤ比と第８速段のギヤ比の間のギヤ比によるハイギヤ比変速段とする。
このため、(1)の効果に加え、第４ブレーキB4を追加するだけで新たに二つの変速段が追加され、悪路走破要求と燃費性能向上要求に応えることができる。加えて、隣接段への変速を、一つの摩擦要素の締結と一つの摩擦要素の解放による架け替え変速により達成することができる。

【0065】

(3) 連結メンバ（第１連結メンバM1）を、第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2の外周側を覆うように配置される円筒ドラム部材とし、
第４ブレーキB4は、連結メンバ（第１連結メンバM1）の外周面と対向するトランスミッションケースTCの内周面との間に介装する。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、６つの摩擦要素のうち、三つの同時締結の組み合わせによって前進９速の変速段を達成する自動変速機に対し、容易に第４ブレーキB4を追加設定することができる。

【0066】

(4) 第４ブレーキBを、ドライブプレート４０とドリブンプレート４１を複数枚組み合わせた多板ブレーキとし、
連結メンバ（第１連結メンバM1）の外周側に、ドライブプレート４０を取り付けるスプライン嵌合溝１２を形成し、
トランスミッションケースTCの内周側に、ドリブンプレート４１を取り付けるスプライン嵌合溝５０を形成する。
このため、(3)の効果に加え、第１連結メンバM1とトランスミッションケースTCの対向面にスプライン嵌合溝１２，５０を形成するだけで、多板ブレーキ構造の第４ブレーキB4を追加して設けることができる。

【0067】

以上、本発明の自動変速機を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

【0068】

実施例１では、第４ブレーキB4の追加によって新たなギヤ比による二つの変速段を追加し、前進１１速後退１速とする例を示した。しかし、第４ブレーキB4の追加によって新たなギヤ比による二つの変速段のうち、何れか一つの変速段のみを追加する例としても良い。

【0069】

実施例１では、走行中において、例えば、変速マップにしたがって前進１１速後退１速の変速が行われる自動変速機の例を示した。しかし、通常走行モードと悪路走行モードを切り替える選択スイッチ等を設け、通常走行モードの選択時は、第１速段を除いた前進１０速後退１速の変速が行われる自動変速機とし、悪路走行モードの選択時には、第１速段を含むアンダードライブ側の変速段による変速を行う自動変速機としても良い。

【0070】

実施例１では、エンジン車やハイブリッド車に適用される自動変速機の例を示したが、これらの車両に限らず、電気自動車や燃料電池車等の電費性能の向上を目指す自動変速機としても適用することが可能である。

【符号の説明】

【0071】

PG1 第１遊星歯車
PG2 第２遊星歯車
PG3 第３遊星歯車
PG4 第４遊星歯車
IN 入力軸
OUT 出力軸
M1 第１連結メンバ
M2 第２連結メンバ
B1 第１ブレーキ
B2 第２ブレーキ
B3 第３ブレーキ
K1 第１クラッチ
K2 第２クラッチ
K3 第３クラッチ
B4 第４ブレーキ
TC トランスミッションケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】