JP5736406B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力軸の回転を複数の遊星歯車機構を介して複数段に変速して出力部材から出力する自動変速機の制御装置に関する。

従来、遊星歯車機構を備える多段の自動変速機が知られている。このような自動変速機として、例えば特許文献１に示す自動変速機では、入力用の第１遊星歯車機構と、変速用の第２及び第３の２つの遊星歯車機構と、摩擦式のクラッチ又はブレーキなどからなる６つの係合機構とを用いて、前進８段の変速を行うことができるようにしている。

上記のような自動変速機では、所定の変速段を選択した状態において、入力回転に対しいずれかの係合機構の摩擦部材間の差回転が高差回転となることで、当該係合機構の損失仕事が過大となるおそれがある。これにより、車両の加速度の低下や自動変速機内の作動油の温度上昇などが発生するおそれがある。

その一方で、車両の燃費及び運転性能（ドライバビリティ）の向上のためには、多段式の自動変速機において、隣接する変速段への変速だけでなく１段飛び又は２段飛びなどの飛び変速を迅速かつスムーズに行えるようにすることで、変速段の切り替え自由度を高めることが必要である。そのためには、例えば、複数の係合機構のうちいずれか一の係合機構の持ち替えのみで飛び変速を行えるようにすれば、迅速かつスムーズな変速操作を実現しながら変速段の切り替えのバリエーションを増やすことができる。

なお、特許文献２には、上述した係合機構の差回転に関連する内容の従来技術が記載されている。この特許文献２に記載の自動変速機は、所定の変速段を確立するための係合機構の係合組み合わせとして複数パターンの係合組み合わせを備え、当該所定の変速段から目標変速段への変速の際に回転部材の差回転が大きくなるパターンの係合組み合わせのときには、差回転が小さくなるパターンの係合組み合わせに変更してから目標変速段への変速を実行するようになっている。

しかしながら、特許文献２に記載の自動変速機では、変速段の切り替えが行われる際に回転部材の差回転を小さく抑えることができるものの、特定の変速段が確立している定常状態において、自動変速機の入力回転に対していずれかの係合機構の差回転が高差回転となることを防止できるものではない。そのため、当該係合機構の損失仕事が過大となることを回避することはできない。

特開２００５−２７３７６８号公報 特許第２７７５９５１号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、迅速かつスムーズな変速段の切り替えによる車両の運転性能及び燃費の向上と、自動変速機内の損失仕事の低減との両立を図ることができる自動変速機の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる自動変速機の制御装置は、車両の駆動源（Ｅ）と、駆動源（Ｅ）からの駆動力が入力される入力軸（２）と、サンギア、キャリア、リングギアからなる回転要素を備えた複数の遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ４）と、遊星歯車機構（ＰＧ１〜ＰＧ４）の回転要素同士を係脱自在に連結するか又は回転要素を固定側の部材（１）に係脱自在に固定する複数の係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）と、を備え、複数の係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）の係合組み合わせによって変速比の異なる複数の変速段を確立させ、該変速段の変速比で駆動源（Ｅ）からの駆動力を出力軸（４）へ出力する自動変速機（ＴＭ）と、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段（２０１〜２０３，２０７）と、走行状態検出手段で検出された車両の走行状態に応じて複数の変速段のいずれかを設定する制御手段（５）と、を備える自動変速機の制御装置であって、複数の変速段のうち少なくともいずれかの変速段（５ｔｈ）は、当該変速段を確立する際に係合させる複数の係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）として、当該変速段（５ｔｈ）の変速比を得るために係合が必要な一又は複数の係合機構（Ｃ１，Ｂ１）と、当該変速段（５ｔｈ）を確立した状態でさらに係合してもその変速比に変化が生じない一又は複数の係合機構（Ｃ２，Ｃ３）とが含まれた特定変速段（５ｔｈ）であり、変速比に変化が生じない係合機構（Ｃ２，Ｃ３）が係合している状態は、変速比に変化が生じない係合機構（Ｃ２，Ｃ３）を解放している状態よりも、少なくともいずれかの係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）が有する摩擦部材間の差回転数が相対的に高い状態であり、特定変速段（５ｔｈ）への他の変速段からの変速動作を開始してから完了するまでの間は、特定変速段（５ｔｈ）を確立するために係合が必要な係合機構（Ｃ１，Ｂ１）と、変速比に変化が生じない係合機構（Ｃ２，Ｃ３）との両方を係合させる一方、特定変速段（５ｔｈ）への変速動作が完了した後は、変速比に変化が生じない係合機構（Ｃ２，Ｃ３）の係合を解放することを特徴とする。

本発明にかかる自動変速機の制御装置によれば、特定変速段への変速動作が完了するまでの間は、変速比に変化が生じない係合機構を係合させていることで、他の変速段から特定変速段への変速動作における係合機構の持ち替えを少なく抑えることでスムーズな変速を行うことができる。その一方で、特定変速段への変速動作が完了した後は、変速比に変化が生じない係合機構が解放となる。これにより、特定変速段を構成する回転要素のうち少なくともいずれかの回転状態として、各要素の損失がバランスする回転状態を取ることが可能となる。したがって、自動変速機内の部材の回転による損失仕事を少なく抑えることが可能となる。そのため、自動変速機における変速動作の定常状態でのエネルギ損失が削減されるため、車両の燃費を向上させることができる。よって、特定変速段へのスムーズな変速動作と定常状態でのエネルギ損失の低減との両立を図ることができる。

また、上記の自動変速機の制御装置では、制御手段（５）は、車両の走行状態に応じて、特定変速段（５ｔｈ）から他の変速段への変速が必要と判断したときに、特定変速段（５ｔｈ）の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構（Ｃ２，Ｃ３）の係合を行い、変速先の変速段を確立するために必要な係合機構（Ｃ２，Ｃ３）の係合が完了した後に、特定変速段（５ｔｈ）を確立するために係合が必要な係合機構（Ｃ１，Ｂ１）の１つと変速先の変速段を確立するために必要な他の係合機構とを持ち替えるようにしてよい。この構成によれば、特定変速段の定常状態でのエネルギ損失の低減と、特定変速段から他の変速段へのスムーズな変速段の切り替えとの両立を図ることができる。

また、上記の自動変速機の制御装置では、特定変速段（５ｔｈ）の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構（Ｃ２，Ｃ３）には、複数の係合機構（Ｃ２，Ｃ３）が含まれていてよい。

この構成によれば、特定変速段からの変速段の切り替えにおいて、変速先の変速段を確立するために必要な係合機構として、複数の変速段それぞれに対応した複数の係合機構を選択することができる。したがって、特定変速段から他の複数の変速段へのスムーズな変速段の切替動作を実現できる。

また、上記の自動変速機の制御装置では、特定変速段（５ｔｈ）の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構（Ｃ２，Ｃ３）には、特定変速段（５ｔｈ）から高速側又は低速側に１速段（４ｔｈ，６ｔｈ）及び２速段（３ｒｄ，７ｔｈ）離れた変速段を確立するために係合が必要な係合機構（Ｃ３）と、特定変速段（５ｔｈ）から高速側又は低速側に３速段離れた変速段（２ｎｄ，８ｔｈ）を確立するために係合が必要な他の係合機構（Ｃ２）と、が含まれていてよい。

この構成によれば、特定変速段からの変速先の変速段として、高速側又は低速側に１速段及び２速段離れた変速段と、高速側又は低速側に３速段離れた変速段との両方を選択することが可能となる。したがって、特定変速段からの変速先の変速段として多種類の変速段を選択できるので、自動変速機による変速段の切り替えのバリエーションを増やすことができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる自動変速機の制御装置によれば、迅速かつスムーズな変速による車両の運転性能の向上と、自動変速機内の損失仕事の低減との両立を図ることができる。

本発明の実施形態に係る自動変速機の制御装置が適用される車両の駆動系の概略図である。 本発明の第１実施形態に係る自動変速機を示すスケルトン図である。 自動変速機が備える第１〜第４遊星歯車機構の各要素の配置を示す模式図である。 第１実施形態に係る自動変速機が備える第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図である。 第１実施形態に係る自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す図である。 ５速段からの変速又は５速段への変速における係合機構の切替状態を示す図で、（ａ）は、５速段Ａモードでの係合機構の切替状態を示す図、（ｂ）は、５速段Ｂモードでの係合機構の切替状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る自動変速機を示すスケルトン図である。 第２実施形態に係る自動変速機の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図である。 第２実施形態に係る自動変速機の変速段毎における各係合機構の状態を示す図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕

図１は、本発明の実施形態に係る自動変速機の制御装置が適用される車両の駆動系の概略図である。同図に示すように、本実施形態の車両は、駆動源である内燃機関（エンジン）Ｅと、流体式のトルクコンバータＴＣを介してエンジンＥと連結される自動変速機ＴＭ１と、エンジンＥを電子的に制御するＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４と、トルクコンバータＴＣを含む自動変速機ＴＭ１を電子的に制御するＡＴ−ＥＣＵ（自動変速制御装置：制御手段）５と、ＡＴ−ＥＣＵ５の制御に従いトルクコンバータＴＣの回転駆動やロックアップ制御および自動変速機ＴＭ１が備える複数の摩擦係合機構の締結（係合）・解放を油圧制御する油圧制御装置６とを備えている。

エンジンＥの回転出力は、クランクシャフト（エンジンＥの出力軸）２１に出力され、トルクコンバータＴＣを介して自動変速機ＴＭ１の入力軸２に伝達される。トルクコンバータＴＣにはロックアップクラッチＬＣが設けられている。ロックアップクラッチＬＣは、ＡＴ−ＥＣＵ５によるロックアップ制御に従い、ロックアップＯＮ又はＯＦＦのいずれかの状態に設定される。

クランクシャフト２１の近傍には、クランクシャフト２１（エンジンＥ）の回転数Ｎｅを検出するクランクシャフト回転数センサ２０１が設けられる。入力軸２の近傍には、入力軸２の回転数（自動変速機ＴＭ１の入力軸回転数）Ｎｉを検出する入力軸回転数センサ２０２が設けられる。出力軸４の近傍には、出力軸４の回転数（自動変速機ＴＭ１の出力軸回転数）Ｎｏを検出する出力軸回転数センサ２０３が設けられる。各センサ２０１〜２０３により検出された回転数データＮｅ，Ｎｉ，Ｎｏ及びＮｏから算出される車速データがＡＴ−ＥＣＵ５に与えられる。また、エンジン回転数データＮｅは、ＦＩ−ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）４に与えられる。また、アクセルペダル８の近傍には、アクセルペダル８に図示しないワイヤ等で連結され、アクセルペダル８の開度（アクセルペダル開度）ＡＰＡＴを検出するアクセルペダル開度センサ２０７が設けられる。アクセルペダル開度センサ２０７により検出されたアクセルペダル開度データはＦＩ−ＥＣＵ４及びＡＴ−ＥＣＵ５に出力される。

図２は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機ＴＭ１を示すスケルトン図である。また、図３は、自動変速機ＴＭ１が備える第１〜第４遊星歯車機構の各要素の配置を示す模式図である。また、図４は、自動変速機ＴＭ１が備える第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図である。本発明の第１実施形態に係る自動変速機ＴＭ１は、図１に示すように、変速機ケース１内に回転自在に軸支した入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力部材である出力ギア３とを備えている。入力軸２には、駆動源であるエンジンＥが出力する駆動力がロックアップクラッチＬＣ及びダンパＤＡを有するトルクコンバータＴＣを介して伝達される。

出力ギア３の回転は図１に示す出力軸４に出力され、出力軸４から図外のデファレンシャルギアまたはプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。なお、トルクコンバータＴＣに代えて、摩擦係合自在に構成される単板型または多板型の発進クラッチを設けてもよい。

変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構ＰＧ１〜４が入力軸２と同心に配置されている。第１遊星歯車機構ＰＧ１は、サンギアＳａと、リングギアＲａと、サンギアＳａとリングギアＲａとに噛合するピニオンＰａを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。この第１遊星歯車機構ＰＧ１は、キャリアＣａを固定してサンギアＳａを回転させると、リングギアＲａがサンギアＳａと異なる方向に回転する。なお、リングギアＲａを固定してサンギアＳａを回転させると、キャリアＣａがサンギアＳａと同一方向に回転する。

図４の上から３段目に示す第１遊星歯車機構ＰＧ１の共線図（サンギアＳａ、キャリアＣａ、リングギアＲａの３つの要素の相対回転速度の比を直線（速度線）で表すことができる図）を参照して、第１遊星歯車機構ＰＧ１の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａを、共線図におけるギア比（リングギアの歯数／サンギアの歯数）に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１要素、第２要素及び第３要素とすると、第１要素はサンギアＳａ、第２要素はキャリアＣａ、第３要素はリングギアＲａになる。サンギアＳａとキャリアＣａ間の間隔とキャリアＣａとリングギアＲａ間の間隔との比は、第１遊星歯車機構ＰＧ１のギア比をｈとして、ｈ：１に設定される。

第２遊星歯車機構ＰＧ２も、サンギアＳｂと、リングギアＲｂと、サンギアＳｂ及びリングギアＲｂに噛合するピニオンＰｂを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｂとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図４の上から４段目（最下段）に示す第２遊星歯車機構ＰＧ２の共線図を参照して、第２遊星歯車機構ＰＧ２の３つの要素Ｓｂ，Ｃｂ，Ｒｂを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第４要素、第５要素及び第６要素とすると、第４要素はリングギアＲｂ、第５要素はキャリアＣｂ、第６要素はサンギアＳｂになる。サンギアＳｂとキャリアＣｂ間の間隔とキャリアＣｂとリングギアＲｂ間の間隔との比は、第２遊星歯車機構ＰＧ２のギア比をｉとして、ｉ：１に設定される。

第３遊星歯車機構ＰＧ３も、サンギアＳｃと、リングギアＲｃと、サンギアＳｃ及びリングギアＲｃに噛合するピニオンＰｃを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｃとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図４の上から２段目に示す第３遊星歯車機構ＰＧ３の共線図を参照して、第３遊星歯車機構ＰＧ３の３つの要素Ｓｃ，Ｃｃ，Ｒｃを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第７要素、第８要素及び第９要素とすると、第７要素はサンギアＳｃ、第８要素はキャリアＣｃ、第９要素はリングギアＲｃになる。

ここで、サンギアＳｃとキャリアＣｃ間の間隔とキャリアＣｃとリングギアＲｃ間の間隔との比は、第３遊星歯車機構ＰＧ３のギア比をｊとして、ｊ：１に設定される。なお、共線図において、下の横線と上の横線（４ｔｈ及び６ｔｈと重なる線）は夫々回転速度が「０」と「１」（入力軸２と同じ回転速度）であることを示している。

第４遊星歯車機構ＰＧ４も、サンギアＳｄと、リングギアＲｄと、サンギアＳｄ及びリングギアＲｄに噛合するピニオンＰｄを自転及び公転自在に軸支するキャリアＣｄとからなる所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構で構成される。

図４の上から１段目（最上段）に示す第４遊星歯車機構ＰＧ４の共線図を参照して、第４遊星歯車機構ＰＧ４の３つの要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄを、共線図におけるギア比に対応する間隔での並び順に左側から夫々第１０要素、第１１要素及び第１２要素とすると、第１０要素はリングギアＲｄ、第１１要素はキャリアＣｄ、第１２要素はサンギアＳｄになる。サンギアＳｄとキャリアＣｄ間の間隔とキャリアＣｄとリングギアＲｄ間の間隔との比は、第４遊星歯車機構ＰＧ４のギア比をｋとして、ｋ：１に設定される。

第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）は、入力軸２に連結されている。また、第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）は、出力ギア３に連結されている。

また、第３遊星歯車機構ＰＧ３のキャリアＣｃ（第８要素）と第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギアＲａ（第３要素）と第４遊星歯車機構ＰＧ４のキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結されて、第１連結体Ｃｃ−Ｒａ−Ｃｄが構成されている。また、第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギアＲｃ（第９要素）と第２遊星歯車機構ＰＧ２のサンギアＳｂ（第６要素）とが連結されて、第２連結体Ｒｃ−Ｓｂが構成されている。また、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）と第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリアＣｂ（第５要素）とが連結されて、第３連結体Ｃａ−Ｃｂが構成されている。

また、本実施形態の自動変速機ＴＭ１は、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第３の３つのブレーキＢ１〜Ｂ３とからなる６つの係合機構を備える。

第１クラッチＣ１は、油圧作動型の湿式多板クラッチであり、第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）と第３連結体Ｃａ−Ｃｂとを連結する連結状態と、この連結を断つ解放状態とに切換自在に構成されている。

第２クラッチＣ２は、油圧作動型の湿式多板クラッチであり、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）と第２連結体Ｒｃ−Ｓｂとを連結する連結状態と、この連結を断つ解放状態とに切換自在に構成されている。

第３クラッチＣ３は、油圧作動型の湿式多板クラッチであり、第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）と第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄ（第１０要素）とを連結する連結状態と、この連結を断つ解放状態とに切換自在に構成されている。

第１ブレーキＢ１は、油圧作動型の湿式多板ブレーキであり、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する解放状態とに切換自在に構成されている。なお、第１ブレーキＢ１を２ウェイクラッチで構成してもよい。

第２ブレーキＢ２は、油圧作動型の湿式多板ブレーキであり、第１遊星歯車機構ＰＧ１のキャリアＣａ（第２要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する解放状態とに切換自在に構成されている。なお、第２ブレーキＢ２を２ウェイクラッチで構成してもよい。

第３ブレーキＢ３は、油圧作動型の湿式多板ブレーキであり、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する解放状態とに切換自在に構成されている。

各クラッチＣ１〜Ｃ３及び各ブレーキＢ１〜Ｂ３は、ＡＴ−ＥＣＵ５により、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り替えられる。すなわち、本実施形態では、自動変速機ＴＭによる変速段の設定又は変速段の切り替え（ダウンシフト及びアップシフト）は、予め定めた車速とアクセル開度のマップ（シフトマップ）上の領域（変速特性）に基づいて行われるようになっている。

図５は、第１実施形態に係る自動変速機ＴＭ１の変速段毎における各係合機構の状態を示す図で、後述する各変速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３の状態を纏めて表示した図である。同図では、第１から第３クラッチＣ１〜Ｃ３、第１から第３ブレーキＢ１〜Ｂ３の列の「○」は連結状態または固定状態を示し、空欄は解放状態を示している。以下、図４及び図５を参照して、第１実施形態の自動変速機ＴＭ１の各変速段を確立させる場合を説明する。

１速段を確立させる場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態とし、第２ブレーキＢ２を固定状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とする。第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂ逆転が阻止される。第１ブレーキを固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度が「０」になる。

これにより、第１遊星歯車機構ＰＧ１の第１から第３の３つの要素Ｓａ，Ｃａ，Ｒａが相対回転不能なロック状態となり、第１遊星歯車機構ＰＧ１のリングギアＲａ（第３要素）を含む第１連結体Ｃｃ−Ｒａ−Ｃｄの回転速度も「０」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「１ｓｔ」となり、１速段が確立される。なお、１速段を確立させるためには、必ずしも第３ブレーキＢ３を固定状態とする必要はないが、ここでは、１速段から後述する２速段へスムーズに変速できるように１速段で固定状態としている。

２速段を確立させる場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第２クラッチＣ２を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度が「０」になる。また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」になる。

また、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２連結体Ｒｃ−Ｓｂの回転速度が、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度と同一速度の「０」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「２ｎｄ」となり、２速段が確立される。

３速段を確立させる場合には、第１ブレーキＢ１及び第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第３クラッチＣ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度が「０」になる。また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」になる。

また、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が、入力軸２に連結された第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」となる。第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」、リングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が「１」となるため、キャリアＣｄ（第１１要素）の回転速度、即ち第１連結体Ｃｃ−Ｒａ−Ｃｄの回転速度は、ｋ／（ｋ＋１）となる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「３ｒｄ」となり、３速段が確立される。

４速段を確立させる場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態とし、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度が「０」になる。

また、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）と第２連結体Ｒｃ−Ｓｂとが同一速度で回転する。これにより、第３遊星歯車機構ＰＧ３と第４遊星歯車機構ＰＧ４との間では、キャリアＣｃ（第８要素）とキャリアＣｄ（第１１要素）とが連結され、リングギアＲｃ（第９要素）とサンギアＳｄ（第１２要素）とが連結されることとなり、第２クラッチＣ２を連結状態とする４速段においては、第３遊星歯車機構ＰＧ３と第４遊星歯車機構ＰＧ４とで４つの回転要素からなる１つの共線図を描くことができる。

そして、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が、第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」となり、第３遊星歯車機構ＰＧ３と第４遊星歯車機構ＰＧ４とで構成される４つの回転要素のうちの２つの回転要素の回転速度が同一速度の「１」となる。

従って、第３遊星歯車機構ＰＧ３及び第４遊星歯車機構ＰＧ４の各要素が相対回転不能なロック状態となり、第３遊星歯車機構ＰＧ３及び第４遊星歯車機構ＰＧ４の全ての要素の回転速度が「１」となる。そして、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度がｈ／（ｈ＋１）となり、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「４ｔｈ」となり、４速段が確立される。

次に、５速段を確立させる場合について説明する。本実施形態の自動変速機ＴＭ１では、５速段を確立させるためのクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の係合状態（連結又は固定状態）として、下記で説明する３種類の係合状態の設定が可能である。以下の説明では、これら３種類の係合状態で確立される５速段それぞれを「５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）」、「５速段Ａモード（５ｔｈＡ）」、「５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）」と記す。

まず、５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）を確立させる場合には、第１ブレーキＢ１を固定状態とし、第１クラッチＣ１を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度が「０」になる。

また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。

５速段Ａモード（５ｔｈＡ）を確立させる場合には、上記の５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）と同様に第１ブレーキＢ１を固定状態とし、第１クラッチＣ１を連結状態とする。そのうえでさらに第３クラッチＣ３を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度が「０」になる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「５ｔｈ」となり、５速段が確立される。

この５速段Ａモード（５ｔｈＡ）においては、５速段の変速比を得るためには、必ずしも第３クラッチＣ３を連結状態とする必要はない。しかしながら、４速段及び後述する６速段では、第３クラッチＣ３を連結状態とする必要があるため、５速段Ａモードで第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、５速段から４速段へのダウンシフト、及び５速段から６速段へのアップシフトをスムーズに行えるようになる。

５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）を確立させる場合には、上記の５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）と同様に第１ブレーキＢ１を固定状態とし、第１クラッチＣ１を連結状態とする。そのうえでさらに第２クラッチＣ２を連結状態とする。第１ブレーキＢ１を固定状態とすることで、第１遊星歯車機構ＰＧ１のサンギアＳａ（第１要素）の回転速度が「０」になる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「５ｔｈＢ」となり、５速段Ｂモードが確立される。

この５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）においては、５速段の変速比を得るためには、必ずしも第２クラッチＣ２を連結状態とする必要はない。しかしながら、２速段及び後述する８速段では、第２クラッチＣ２を連結状態とする必要があるため、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、５速段から２速段への飛びダウンシフト、及び５速段から８速段への飛びアップシフトをスムーズに行えるようになる。

６速段を確立させる場合には、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３を連結状態とする。第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、４速段で説明したように、第３遊星歯車機構ＰＧ３と第４遊星歯車機構ＰＧ４の各要素が相対回転不能な状態となり、第２連結体Ｒｃ−Ｓｂの回転速度が「１」となる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が「１」となる。

従って、第２遊星歯車機構ＰＧ２は、キャリアＣｂ（第５要素）とサンギアＳｂ（第６要素）とが同一速度の「１」となり、各要素が相対回転不能なロック状態となる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「６ｔｈ」の「１」となり、６速段が確立される。

７速段を確立させる場合には、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３を連結状態とする。第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの正転が許容される。

また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」になる。また、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が、第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」となり、第１連結体Ｃｃ−Ｒａ−Ｃｄの回転速度がｋ／（ｋ＋１）となる。

また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が、入力軸２に連結された第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「７ｔｈ」となり、７速段が確立される。

８速段を確立させる場合には、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とする。第２ブレーキＢ２を逆転阻止状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの正転が許容される。

また、第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」になる。また、第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２連結体Ｒｃ−Ｓｂの回転速度が第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度と同一速度の「０」になる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す「８ｔｈ」となり、８速段が確立される。

後進段を確立させる場合には、第２ブレーキＢ２を固定状態とし、第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第３クラッチＣ３を連結状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とし、第３クラッチＣ３を連結状態とすることで、第１連結体Ｃｃ−Ｒａ−Ｃｄの回転速度がｋ／（ｋ＋１）となる。また、第２ブレーキＢ２を固定状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの正転が阻止され、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が「０」になる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図４に示す逆転の「Ｒｖｓ」となり、後進段が確立される。

なお、図４中の破線で示す速度線は、４つの遊星歯車機構ＰＧ１〜ＰＧ４のうち動力伝達する遊星歯車機構に追従して他の遊星歯車機構の各要素が回転（空回り）することを表している。

本実施形態の自動変速機ＴＭ１では、上記の５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）の設定が可能であることで、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の異なる係合状態で同一の変速レシオ（５速段）を構成することが可能である。図６は、５速段からの変速及び５速段への変速におけるクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の切替状態を示す図で、（ａ）は、５速段Ａモードでの切替状態を示す図、（ｂ）は、５速段Ｂモードでの切替状態を示す図である。

既述のように、５速段Ａモードでは第３クラッチＣ３を係合する。これにより図６（ａ）に示すように、３速段（３ｒｄ）と５速段Ａモード（５ｔｈＡ）との間、４速段（４ｔｈ）と５速段Ａモード（５ｔｈＡ）との間、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と６速段（６ｔｈ）との間、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と７速段（７ｔｈ）との間それぞれでの変速をクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３のうち２つの持ち替えのみで行うことが可能である。具体的には、３速段（３ｒｄ）と５速段Ａモード（５ｔｈＡ）との間の変速では、第３ブレーキＢ３（３速段）と第１クラッチＣ１（５速段Ａモード）の持ち替えを行い、４速段（４ｔｈ）と５速段Ａモード（５ｔｈＡ）との間の変速では、第２クラッチＣ２（４速段）と第１クラッチＣ１（５速段Ａモード）の持ち替えを行い、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と６速段（６ｔｈ）との間の変速では、第１ブレーキＢ１（５速段Ａモード）と第２クラッチＣ２（６速段）の持ち替えを行い、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と７速段（７ｔｈ）との間の変速では、第１ブレーキＢ１（５速段Ａモード）と第３ブレーキＢ３（７速段）の持ち替えを行う。これにより、５速段Ａモードを確立した状態からの変速では、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３のうち２つの持ち替えのみで単段の変速（隣接する変速段への変速）及び１段飛びの変速が行える。

また、５速段Ｂモードでは第２クラッチＣ２を係合する。これにより図６（ｂ）に示すように、２速段（２ｎｄ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）との間、４速段（４ｔｈ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）との間、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）と６速段（６ｔｈ）との間、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）と８速段（８ｔｈ）との間それぞれでの変速をクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３のうち２つの持ち替えのみで行うことが可能である。具体的には、２速段（２ｎｄ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）との間の変速では、第３ブレーキＢ３（２速段）と第１クラッチＣ１（５速段Ｂモード）の持ち替えを行い、４速段（４ｔｈ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）との間の変速では、第３クラッチＣ３（４速段）と第１クラッチＣ１（５速段Ｂモード）の持ち替えを行い、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）と６速段（６ｔｈ）との間の変速では、第１ブレーキＢ１（５速段Ｂモード）と第３クラッチＣ３（６速段）の持ち替えを行い、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）と８速段（８ｔｈ）との間の変速では、第１ブレーキＢ１（５速段Ｂモード）と第３ブレーキＢ３（８速段）の持ち替えを行う。これにより、５速段Ｂモードを確立した状態からの変速では、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３のうち２つの持ち替えのみで単段の変速（隣接する変速段への変速）及び２段飛びの変速が行える。

したがって、本実施形態の自動変速機ＴＭ１では、５速段のレシオを確立可能なクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の係合状態として、上記の５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）に加えて５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）を設定可能であることで、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３のうち２つの持ち替えのみで変速段の切り替えが可能な変速段として多くの変速段を確保することができる。したがって、変速段の切り替え自由度が高くなるので、車両の駆動力のリニアリティが確保される。

その一方で、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）及び５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）では、５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）と比較して、自動変速機ＴＭ内の構成部品の回転に伴う損失仕事がより大きくなる傾向がある。すなわち、５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）では、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第２ブレーキＢ２、第３ブレーキＢ３がいずれも解放状態となるため、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄとリングギアＲｄの回転数は、各要素の損失がバランスする回転状態となるため、自動変速機ＴＭ内の構成部品の回転に伴う損失仕事が最少となる。

その一方で、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）又は５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）では、第３クラッチＣ３又は第２クラッチＣ２が係合（連結）していることで、第２ブレーキＢ２の摩擦部材間の空転回転数（差回転数）が５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）と比較して相対的に高い状態となっている。これにより、第２ブレーキＢ２に生じる引きずり損失が大きくなっている。

ここで、本実施形態の自動変速機ＴＭ１における変速段として、上記の５速段を確立する場合における５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）と５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）の選択方法について説明する。まず、他の変速段から５速段への変速を行う場合、５速段への変速動作を開始してから完了するまでの間は、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の係合状態として、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）又は５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）を選択することで、５速段を確立するために係合が必要な第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１と、係合によって５速段の変速比に変化が生じない第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３との両方を係合させる。なお、ここでいう変速動作の開始とは、ＡＴ−ＥＣＵ５からの変速指令が出された場合を含む。

具体的には、３速段から５速段への変速（アップシフト）を行う場合には、変速動作を開始してから完了するまでの間、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）を選択する。同様に、４速段から５速段への変速（アップシフト）を行う場合には、変速動作を開始してから完了するまでの間、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）又は５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）を選択する。また、６速段から５速段への変速（ダウンシフト）を行う場合には、変速動作を開始してから完了するまでの間、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）又は５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）を選択する。また、７速段から５速段への変速（ダウンシフト）を行う場合には、変速動作を開始してから完了するまでの間、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）を選択する。また、８速段から５速段への変速（ダウンシフト）を行う場合には、変速動作を開始してから完了するまでの間、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）を選択する。

そして、５速段への変速動作が完了した後は、係合によって５速段の変速比に変化が生じない第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３の係合を解放することで、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の係合状態を５速段Ｎモードに切り替える。

本実施形態の自動変速機ＴＭによれば、他の変速段から５速段（本発明の特定変速段に相当する）への変速動作が完了するまでの間は、係合によって当該５速段の変速比に変化が生じない第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３を係合させていることで、他の変速段から５速段への変速動作におけるクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の持ち替えを少なく抑えることでスムーズな変速を行うことができる。その一方で、５速段への変速動作が完了した後は、係合によって５速段の変速比に変化が生じない第２クラッチＣ２又は第３ブレーキＢ３が解放となる。これにより、５速段を構成する回転要素の一つである第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ、リングギアＲｄなどの回転状態は、各要素の損失がバランスする回転状態となる。したがって、自動変速機ＴＭ内の部材の回転による損失仕事を少なく抑えることが可能となる。そのため、自動変速機ＴＭにおける変速動作の定常状態でのエネルギ損失が削減されるため、車両の燃費を向上させることができる。よって、５速段へのスムーズな変速動作と、５速段の定常状態でのエネルギ損失の低減との両立を図ることができる。

さらに、本実施形態の自動変速機ＴＭを制御するＡＴ−ＥＣＵ５では、出力軸回転数センサ２０３で検出した出力軸４の回転数Ｎｏから算出した車速、及びアクセルペダル開度センサ２０７で検出したアクセルペダル開度など車両の走行状態に応じて、５速段（５ｔｈ）から他の変速段への変速が必要と判断したときに、５速段におけるクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３の係合状態を５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）から５速段Ａモード（５ｔｈＡ）又は５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）に切り替えるようにしている。すなわち、係合によって５速段の変速比に変化が生じない第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３のうち、変速先の変速段を確立するために必要であるものの係合を行うようにしている。具体的には、５速段から３速段、４速段、６速段、７速段のいずれかへの変速を行う場合には、５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）から第３クラッチＣ３を係合させた５速段Ａモード（５ｔｈＡ）への切り替えを行い、５速段から２速段、４速段、６速段、８速段のいずれかへの変速を行う場合には、５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）から第２クラッチＣ２を係合させた５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）への切り替えを行う。

そして、変速先の変速段を確立するために必要な係合機構である第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３の係合が完了した後に、５速段（５ｔｈ）を確立するために係合が必要な係合機構である第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１のいずれかと、変速先の変速段を確立するために必要な他の係合機構とを持ち替えるようにしている。具体的には、５速段から４速段への変速（ダウンシフト）を行う場合には、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）又は５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）で係合（連結）している第１クラッチＣ１を４速段で係合（連結）させる第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３に持ち替える。また、５速段から３速段への変速（ダウンシフト）を行う場合には、５速段Ａモードで係合（連結）している第１クラッチＣ１を３速段で係合（固定）させる第３ブレーキＢ３に持ち替える。また、５速段から２速段への変速（ダウンシフト）を行う場合には、５速段Ｂモードで係合（連結）している第１クラッチＣ１を２速段で係合（固定）させる第３ブレーキＢ３に持ち替える。また、５速段から６速段への変速（アップシフト）を行う場合には、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）又は５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）で係合している第１ブレーキＢ１を６速段で係合させる第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３に持ち替える。また、５速段から７速段への変速（アップシフト）を行う場合には、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）で係合（固定）している第１ブレーキＢ１を７速段で係合（固定）させる第３ブレーキＢ３に持ち替える。また、５速段から８速段への変速（アップシフト）を行う場合には、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）で係合（固定）している第１ブレーキＢ１を８速段で係合（固定）させる第３ブレーキＢ３に持ち替える。

この構成によれば、５速段での定常状態（変速動作が行われていない状態）では、５速段を確立するために係合が必要な第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１のみを係合しておき、５速段から他の変速段への変速が必要と判断したときに、当該５速段の変速比に変化が生じない係合機構である第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３のうち変速先の変速段を確立するために必要なものの係合を行う。そして、変速先の変速段を確立するために必要な係合機構である第２クラッチＣ２又は第３クラッチＣ３の係合が完了した後に、５速段を確立するために係合が必要な係合機構である第１クラッチＣ１又は第２クラッチＣ２のいずれかと変速先の変速段を確立するために必要な他の係合機構（第１ブレーキＢ１又は第３ブレーキＢ３）とを持ち替えるようにしている。これにより、５速段の定常状態でのエネルギ損失の低減と、５速段から他の変速段へのスムーズな変速段の切り替えとの両立を図ることができる。

また、本実施形態の自動変速機ＴＭでは、５速段（５ｔｈ）の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構には、複数の係合機構（第２クラッチＣ２，第３クラッチＣ３）が含まれている。この構成によれば、５速段からの変速段の切り替えにおいて、変速先の変速段を確立するために必要な係合機構として、複数の変速段それぞれに対応した複数の係合機構を選択することができる。したがって、５速段から他の複数の変速段へのスムーズな変速段の切替動作を実現できる。

また、本実施形態の自動変速機ＴＭでは、係合によって５速段（５ｔｈ）の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構には、５速段（５ｔｈ）から高速側又は低速側に１速段離れた４速段（４ｔｈ）又は６速段（６ｔｈ）及び２速段離れた３速段（３ｒｄ）又は７速段（７ｔｈ）を確立するために係合が必要な係合機構である第３クラッチＣ３と、５速段（５ｔｈ）から高速側又は低速側に３速段離れた２速段（２ｎｄ）又は８速段（８ｔｈ）を確立するために係合が必要な他の係合機構である第２クラッチＣ２とが含まれている。

この構成によれば、５速段からの変速先の変速段として、高速側又は低速側に１速段及び２速段離れた変速段と、高速側又は低速側に３速段離れた変速段との両方を選択することが可能となる。したがって、５速段からの変速先の変速段として多種類の変速段を選択できるので、自動変速機ＴＭによる変速段の切り替えのバリエーションを増やすことができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態にかかる自動変速機について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項、及び図示する以外の事項については、第１実施形態と同じである。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る自動変速機ＴＭ２を示すスケルトン図である。本実施形態の自動変速機ＴＭ２は、図７に示すように、第１実施形態に係る自動変速機ＴＭ１に対して係合機構である第４ブレーキＢ４を追加して、第１から第３の３つのクラッチＣ１〜Ｃ３と、第１から第４の４つのブレーキＢ１〜Ｂ４とからなる７つの係合機構を備えるようにしたものである。

第４ブレーキＢ４は、湿式多板ブレーキであり、第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄ（第１０要素）を変速機ケース１に固定する固定状態と、この固定を解除する解放状態とに切換自在に構成されている。第４ブレーキＢ４は、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３と同様に、ＡＴ−ＥＣＵ５により、車両の走行速度等の車両情報に基づいて、状態が切り替えられる。

また、図８は、第２実施形態に係る自動変速機ＴＭ２の第１〜第４遊星歯車機構の各要素の相対速度の比を示す共線図である。また、図９は、第２実施形態に係る自動変速機ＴＭ２の変速段毎における各係合機構の状態を示す図である。以下、図８及び図９を参照して、第２実施形態に係る自動変速機ＴＭ２の各変速段を確立させる場合を説明する。なお、１速段〜８速段及び後進段を確立させる場合には、第１実施形態の自動変速機ＴＭ１のこれら各変速段を確立させる場合と同じであるので、説明を省略する。

９速段を確立させる場合には、第３ブレーキＢ３及び第４ブレーキＢ４を固定状態とし、第１クラッチＣ１を連結状態とする。第３ブレーキＢ３を固定状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）の回転速度が「０」になる。また、第４ブレーキＢ４を固定状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度も「０」となる。このため、第４遊星歯車機構ＰＧ４の各要素Ｓｄ，Ｃｄ，Ｒｄは相対回転不能なロック状態となり、第４遊星歯車機構ＰＧ４のキャリアＣｄ（第１１要素）を含む第１連結体Ｃｃ−Ｒａ−Ｃｄの回転速度も「０」になる。

また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度は第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」となる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図８に示す「９ｔｈ」となり、９速段が確立される。

１０速段を確立させる場合には、第４ブレーキＢ４を固定状態とし、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２を連結状態とする。第２クラッチＣ２を連結状態とすることで、第２連結体Ｒｃ−Ｓｂと第４遊星歯車機構ＰＧ４のサンギアＳｄ（第１２要素）とが同一速度で回転する。また、第４ブレーキＢ４を固定状態とすることで、第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄ（第１０要素）の回転速度が「０」になる。また、第１クラッチＣ１を連結状態とすることで、第３連結体Ｃａ−Ｃｂの回転速度が第３遊星歯車機構ＰＧ３のサンギアＳｃ（第７要素）の回転速度と同一速度の「１」となる。そして、出力ギア３が連結された第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂ（第４要素）の回転速度が図８に示す「１０ｔｈ」となり、１０速段が確立される。

第２実施形態の自動変速機ＴＭ２によれば、前進１０段の変速を行うことができる。そして、第１実施形態の自動変速機ＴＭ１と同様に、５速段を確立させるためのクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ４の係合状態（連結又は固定状態）として、５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）と５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）の３種類の係合状態の設定が可能である。そして、これら５速段Ｎモード（５ｔｈＮ）と５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）の選択方法（切替方法）は、第１実施形態と同じである。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、変速段を確立する際に係合させる複数の係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）として、当該変速段（５ｔｈ）の変速比を得るために係合が必要な一又は複数の係合機構と、当該変速段を確立した状態でさらに係合してもその変速比に変化が生じない一又は複数の係合機構とが含まれた特定変速段として、５速段を例に説明したが、本発明にかかる特定変速段は、上記の５速段以外の変速段であってもよい。

また、上記実施形態においては、第２遊星歯車機構ＰＧ２のリングギアＲｂと出力ギア３が固定されたものを説明したが、第３遊星歯車機構ＰＧ３のリングギアＲｃと出力ギア３が固定されてもよい。

また、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２をいずれも湿式多板ブレーキで構成したものを説明したが、これ以外にも、第１ブレーキＢ１を湿式多板ブレーキ、第２ブレーキＢ２を２ウェイクラッチで構成してもよく、また、第１ブレーキＢ１を２ウェイクラッチ、第２ブレーキＢ２を湿式多板ブレーキで構成してもよい。また、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の少なくとも一方を噛合機構で構成してもよい。

第１ブレーキＢ１を２ウェイクラッチで構成する場合には、１速段から５速段まで逆転阻止状態とし、１速段から５速段まででエンジンブレーキを効かせるには正転阻止状態に切り替えればよい。

また、第４ブレーキＢ４を噛合機構で構成してもよく、その場合はクラッチの引き摺りによるロスを抑えることができる。

また、第２の実施形態の自動変速機ＴＭにおいては、何れか１つの変速段（例えば、１０速段）を省略して前進９速段の変速を行うように構成してもよい。

Ｅ エンジン（駆動源）
ＬＣ ロックアップクラッチ
ＴＣ トルクコンバータ
ＴＭ１，ＴＭ２ 自動変速機
１ 変速機ケース
２ 入力軸
３ 出力ギア
４ 出力軸
６ 油圧制御装置
８ アクセルペダル
２１ クランクシャフト
２０１ クランクシャフト回転数センサ
２０２ 入力軸回転数センサ
２０３ 出力軸回転数センサ
２０７ アクセルペダル開度センサ
ＰＧ１〜ＰＧ４ 遊星歯車機構
Ｃ１〜Ｃ３ 第１〜第３クラッチ（係合機構）
Ｂ１〜Ｂ４ 第１〜第４ブレーキ（係合機構）

Claims (4)

1. 車両の駆動源からの駆動力が入力される入力軸と、
   サンギア、キャリア、リングギアからなる回転要素を備えた複数の遊星歯車機構と、
   前記遊星歯車機構の前記回転要素同士を係脱自在に連結するか又は前記回転要素を固定側の部材に係脱自在に固定する複数の係合機構と、を備え、
   前記複数の係合機構の係合組み合わせによって変速比の異なる複数の変速段を確立させ、該変速段の変速比で前記駆動源からの駆動力を出力軸へ出力する自動変速機と、
   前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記走行状態検出手段で検出された車両の走行状態に応じて前記複数の変速段のいずれかを設定する制御手段と、を備える自動変速機の制御装置であって、
   前記複数の変速段のうち少なくともいずれかの変速段は、当該変速段を確立する際に係合させる複数の係合機構として、当該変速段の変速比を得るために係合が必要な一又は複数の係合機構と、当該変速段を確立した状態でさらに係合してもその変速比に変化が生じない一又は複数の係合機構とが含まれた特定変速段であり、
   前記変速比に変化が生じない係合機構が係合している状態は、前記変速比に変化が生じない係合機構を解放している状態よりも、少なくともいずれかの前記係合機構が有する摩擦部材間の差回転数が相対的に高い状態であり、
   前記特定変速段への他の変速段からの変速動作を開始してから完了するまでの間は、前記特定変速段を確立するために係合が必要な係合機構と、前記変速比に変化が生じない係合機構との両方を係合させる一方、
   前記特定変速段への変速動作が完了した後は、前記変速比に変化が生じない係合機構の係合を解放する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記制御手段は、
   前記車両の走行状態に応じて、前記特定変速段から他の変速段への変速が必要と判断したときに、前記特定変速段の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構の係合を行い、
   前記変速先の変速段を確立するために必要な係合機構の係合が完了した後に、前記特定変速段を確立するために係合が必要な係合機構の１つと変速先の変速段を確立するために必要な他の係合機構とを持ち替える
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記特定変速段の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構には、複数の係合機構が含まれる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記特定変速段の変速比に変化が生じない係合機構のうち変速先の変速段を確立するために必要な係合機構には、
   前記特定変速段から高速側又は低速側に１速段及び２速段離れた変速段を確立するために係合が必要な係合機構と、
   前記特定変速段から高速側又は低速側に３速段離れた変速段を確立するために係合が必要な他の係合機構と、が含まれる
   ことを特徴とする請求項３に記載の自動変速機の制御装置。

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