(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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）に対して係脱自在に固定する複数の係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）を備え、確立される変速段のいずれかは、当該変速段を確立するための係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）の係合組み合わせとして複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）である自動変速機（ＴＭ）の制御装置であって、複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）を設定するときに、当該変速段を確立する係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）の係合組み合わせ（５ｔｈＡ，５ｔｈＢ）を車両の車速（Ｖ）に応じて選択するようにした。【選択図】図８
2014202248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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対して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に応じて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、
前記車両の走行状態である車速を検出する車速検出手段を備え、
前記自動変速機で確立される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ための前記係合機構の係合組み合わせとして複数種類の係合組み合わせを有する変速段であり、
前記制御手段は、前記複数種類の係合組み合わせを有する変速段を設定するときに、当該変速段を確立する前記係合機構の係合組み合わせを前記車両の車速に応じて選択する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記車速に対して前記自動変速機で設定可能な変速段の領域を定めた変速特性を有しており、
前記係合組み合わせのいずれかを選択する車速の条件は、前記変速特性において前記複数種類の係合組み合わせを有する変速段から低速側に少なくとも２速段以上離れた変速段への飛び変速が可能な車速に設定されている
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。
【請求項３】
前記係合組み合わせのいずれかを選択する車速の条件は、他の係合組み合わせを選択しているときに解放されている係合機構の摩擦部材に生じる損失仕事量が所定量以上となる車速に設定されている
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。
【請求項４】
前記制御手段は、前記複数種類の係合組み合わせを有する変速段を設定するときに、当該変速段を設定する当初は、前記複数の係合組み合わせのいずれかを選択し、その後、前記車速に応じて最初に選択した係合組み合わせから他の係合組み合わせに切り替える
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項５】
前記複数種類の係合組み合わせを有する変速段の設定当初に選択される係合組み合わせで係合される係合機構の少なくともいずれかは、トルク伝達を行わない前記遊星歯車機構の回転要素を係合させたものである
ことを特徴とする請求項４に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項６】
前記複数種類の係合組み合わせを有する変速段の設定当初に選択される係合組み合わせは、当該係合組み合わせで係合されるいずれか一の係合機構の係合を他の一の係合機構の係合に切り替えることで、前記変速段から高速側又は低速側に１速段及び２速段離れた変速段への変速が可能な係合組み合わせである
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の自動変速機の制御装置。
【請求項７】
前記複数種類の係合組み合わせを有する変速段が設定されたときに前記車速に応じて最初に選択した係合組み合わせから切り替えられる他の係合組み合わせは、複数の係合機構のうちいずれか一の係合機構の係合を切り替えることで、高速側又は低速側に３速段離れた変速段へ変速が可能な係合組み合わせである
ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２７３７６８号公報
【特許文献２】特許第２７７５９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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）に対して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、車両の走行状態である車速（Ｖ）を検出する車速検出手段（２０１〜２０３）を備え、自動変速機（ＴＭ）で確立される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ための係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）の係合組み合わせとして複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）であり、制御手段（５）は、複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）を設定するときに、当該変速段を確立する係合機構（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１〜Ｂ３）の係合組み合わせを車両の車速（Ｖ）に応じて選択することを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる自動変速機の制御装置によれば、複数種類の係合組み合わせを有する変速段を設定するときに、当該変速段を確立するための係合機構の係合組み合わせを車両の車速に応じて選択するようにした。これにより、当該変速段を確立する係合機構の係合組み合わせのいずれかが、高車速時に自動変速機内の損失仕事が増大するような係合組み合わせである場合には、車速に応じてこの係合組み合わせを回避して他の係合組み合わせを選択することで、高車速での自動変速機内の損失仕事を効果的に低減することができる。したがって、車両の加速度や燃費の向上、及び自動変速機内の作動油の温度上昇抑制を図ることができる。また、当該変速段を確立する係合機構の係合組み合わせのいずれかが、より少ない係合機構の持ち替えで目標変速段への変速段の切り替えを行える係合組み合わせである場合には、車速に応じてこの係合組み合わせを選択することで、スムーズな変速段の切り替えが行える。これにより、車両の運転性能（ドライバビリティ）及び燃費を向上させることができる。これらによって、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。
【００１１】
また、上記の自動変速機の制御装置では、制御手段（５）は、車速（Ｖ）に対して自動変速機（ＴＭ）で設定可能な変速段の領域を定めた変速特性を有しており、係合組み合わせのいずれか（５ｔｈＡ）を選択する車速（Ｖ）の条件は、変速特性において複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）から低速側に少なくとも２速段以上離れた変速段（３ｒｄ）への飛び変速が可能な車速（Ｖ≦Ｖ１）に設定されていてよい。
【００１２】
この構成によれば、係合組み合わせのいずれかを選択する車速の条件を、変速特性上、複数種類の係合組み合わせを有する変速段から低速側に少なくとも２速段以上離れた変速段への飛び変速が可能な車速とすることで、より少ない係合機構の持ち替えで低速側への飛び変速（ダウンシフト）を行わせることが可能となる。これにより、低速側の変速段への切り替えの応答性を確保することができる。したがって、車両の走行性能（ドライビバリティ）の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
また、上記の自動変速機の制御装置では、係合組み合わせのいずれか（５ｔｈＢ）を選択する車速（Ｖ）の条件は、他の係合組み合わせ（５ｔｈＡ）を選択しているときに解放されている係合機構（Ｂ２）の摩擦部材に生じる損失仕事量（Ｗ）が所定量（Ｗ１）以上となる車速（Ｖ≧Ｖ２）に設定されていてよい。
【００１４】
この構成によれば、係合組み合わせのいずれかを選択する車速の条件として、他の係合組み合わせを選択しているときに解放されている係合機構に生じる損失仕事量が所定量以上となる車速とすることで、車速に応じて当該係合機構に生じる損失仕事量を低減することが可能となる。これにより、自動変速機の損失仕事を効果的に低減することができる。したがって、車両の加速度及び燃費の向上を図ることができると共に、自動変速機内の作動油の温度上昇を抑制することができる。
【００１５】
また、上記の自動変速機の制御装置では、制御手段（５）は、複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）を設定するときに、当該変速段を設定する当初は、複数の係合組み合わせのいずれか（５ｔｈＡ）を選択し、その後、車速（Ｖ）に応じて最初に選択した係合組み合わせ（５ｔｈＡ）から他の係合組み合わせ（５ｔｈＢ）に切り替えるとよい。
【００１６】
この構成によれば、例えば、複数種類の係合組み合わせを有する変速段を確立する係合組み合わせのいずれかが、より少ない係合機構の持ち替えで他の変速段からの変速が可能であるが、高車速時に自動変速機内の損失仕事が増大するような係合組み合わせの場合、当該変速段を設定する当初は、この係合組み合わせを選択しておき、その後、車速に応じてこの係合組み合わせを回避して他の係合組み合わせを選択することができる。これにより、迅速且つスムーズな変速段の切り替えによる車両の運転性能（ドライバビリティ）の向上と、高車速での自動変速機の損失仕事の低減との両立を図ることができる。
【００１７】
また、上記の自動変速機の制御装置では、複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）の設定当初に選択される係合組み合わせ（５ｔｈＡ）で係合される係合機構の少なくともいずれか（Ｃ３）は、トルク伝達を行わない遊星歯車機構（ＰＧ４）の回転要素（Ｒｄ）を係合させたものであってよい。この構成によれば、当該係合機構の係合によって自動変速機内の損失仕事が増加することを防止できる。
【００１８】
また、上記の自動変速機の制御装置では、複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）の設定当初に選択される係合組み合わせ（５ｔｈＡ）は、当該係合組み合わせで係合されるいずれか一の係合機構（Ｃ３）の係合を他の一の係合機構の係合に切り替えることで、当該変速段（５ｔｈ）から高速側又は低速側に１速段（４ｔｈ，６ｔｈ）及び２速段（３ｒｄ，７ｔｈ）離れた変速段への変速が可能な係合組み合わせであってよい。
【００１９】
この構成によれば、複数種類の係合組み合わせを有する変速段と他の変速段との間の変速段の切り替え動作を迅速かつスムーズに行わせることができるので、自動変速機による変速制御の安定化を図ることができる。
【００２０】
また、上記の自動変速機の制御装置では、複数種類の係合組み合わせを有する変速段（５ｔｈ）が設定されたときに車速（Ｖ）に応じて最初に選択した係合組み合わせ（５ｔｈＡ）から切り替えられる他の係合組み合わせ（５ｔｈＢ）は、複数の係合機構のうちいずれか一の係合機構（Ｃ２）の係合を切り替えることで、高速側又は低速側に３速段離れた変速段（２ｎｄ，８ｔｈ）へ変速が可能な係合組み合わせであってよい。
【００２１】
この構成によれば、複数の係合機構のうちいずれかの係合機構の係合のみを切り替えることで、複数種類の係合組み合わせを有する変速段から高速側又は低速側に３速段離れた変速段への飛び変速を迅速かつスムーズに行うことができるので、自動変速機による変速制御の安定化を図ることができる。
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。
【発明の効果】
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】５速段から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モードの係合機構の切替状態を示す図、（ｂ）は、５速段Ｂモードの係合機構の切替状態を示す図である。
【図７】第２ブレーキの差回転と損失仕事の関係を示すグラフである。
【図８】車速とアクセル開度に対する変速特性（３速ダウンシフト線）と５速段Ａモードと５速段Ｂモードの切替車速の関係を示すグラフである。
【図９】車速と第２ブレーキの損失仕事との関係を示すグラフで、５速段Ａモードと５速段Ｂモードの切替車速を示すグラフである。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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〕
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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２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２種類の係合状態で確立される５速段それぞれを「５速段Ａモード（５ｔｈＡ）」、「５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）」と記す。
【００６１】
まず、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）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。
【００６２】
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「５ｔｈＡ」となり、５速段Ａモードが確立される。
【００６３】
なお、この５速段Ａモードにおいては、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。
【００６４】
５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）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及び第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。
【００６５】
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。
【００６６】
なお、この５速段Ｂモードにおいても、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
本実施形態の自動変速機ＴＭ１では、上記の５速段Ａモードと５速段Ｂモード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モードの切替状態を示す図、（ｂ）は、５速段Ｂモードの切替状態を示す図である。
【００７７】
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１クラッチＣ１（３速段）と第３ブレーキＢ３（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１クラッチＣ１（４速段）と第２クラッチＣ２（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Ａ（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。
【００７８】
また、既述のように、５速段Ｂモードでは第３クラッチＣ３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２クラッチＣ２（２速段）と第３ブレーキＢ３（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１クラッチＣ１（４速段）と第３クラッチＣ３（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。
【００７９】
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Ａモードと５速段Ｂモードの両方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。
【００８０】
図７は、自動変速機ＴＭ１に対する所定の入力回転における第２ブレーキＢ２の差回転（摩擦材の差回転）と損失仕事の関係を示すグラフである。同図のグラフに示すように、第２ブレーキＢ２では、摩擦材の差回転が大きくなると損失仕事が大きくなる。差回転に対する損失仕事の値は、差回転が所定の閾値（図中の閾値Ｘ）を超えると急激に上昇する傾向を有している。そして、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）を選択している状態では、自動変速機ＴＭ１に対する入力回転に対して第２ブレーキＢ２の差回転が上記の閾値Ｘを越える高差回転の領域にある。そのため、第２ブレーキＢ２での損失仕事Ｗが過大となることで、車両の加速度の低下や、自動変速機ＴＭ１内の作動油の油温上昇などが発生する。その一方で、５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）を選択している状態では、自動変速機ＴＭ１に対する入力回転に対して第２ブレーキＢ２の差回転が上記の閾値Ｘよりも低い差回転の領域にある。そのため、５速段Ａモード（５ｔｈＡ）を選択している状態と比較して、第２ブレーキＢ２での損失仕事がより少ない量となる。
【００８１】
ここで、本実施形態の自動変速機ＴＭ１における上記の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。図８は、車速とアクセル開度の関係に対する変速特性（３速ダウンシフト線）、及び５速段Ａモードと５速段Ｂモードの切替車速の関係を示すグラフ（シフトマップ）である。同図のシフトマップでは、横軸は車速Ｖ、縦軸はエンジン負荷すなわちアクセルペダル開度ＡＰである。そして、点線で描かれた線は、５速段から３速段へのダウンシフト線である。本実施形態の自動変速機ＴＭ１の制御では、予め定めた車速Ｖとアクセル開度ＡＰのマップ（シフトマップ）上の領域（変速特性）に基づいて変速段の切り替え（ダウンシフト及びアップシフト）を行うようになっている。そして、図８のシフトマップに示すように、５速段から３速段へのダウンシフトの限界車速（上限車速）はＶ１に設定されている。すなわち、限界車速Ｖ１以上の車速では、５速段から３速段への変速（飛びダウンシフト）が発生しなくなる。そしてここでは、当該限界車速Ｖ１を５速段Ａモード（５ｔｈＡ）と５速段Ｂモード（５ｔｈＢ）の切り替え判断車速としている。すなわち、車速Ｖが限界車速Ｖ１未満（Ｖ＜Ｖ１）であれば、２つの係合機構の持ち替えのみで３速段への飛び変速が可能な５速段Ａモードを選択する一方、車速Ｖが限界車速Ｖ１以上（Ｖ≧Ｖ１）であれば、２つの係合機構の持ち替えのみでは３速段への飛び変速が不可能ではあるが、第２ブレーキＢ２での損失仕事が比較的に（相対的に）少ない５速段Ｂモードを選択する。これにより、ダウンシフトレスポンスと損失仕事の低減との両立を図ることが可能となる。
【００８２】
図９は、車速Ｖと第２ブレーキＢ２の損失仕事Ｗとの関係を示すグラフで、５速段Ａモードと５速段Ｂモードの切替車速を示すグラフである。同図に示すように、車速Ｖが大きくなると、第２ブレーキＢ２の損失仕事Ｗが大きくなる。車速Ｖに対する損失仕事Ｗの値は、車速Ｖが所定の閾値Ｖ２を超える領域（Ｖ≧Ｖ２）で急激に上昇する傾向を有している。そして、既述のように、５速段Ｂモードを選択している状態では、５速段Ａモードを選択している状態と比較して、第２ブレーキＢ２での損失仕事がより少ない状態である。したがってここでは、５速段を設定する領域において、車速Ｖが上記の閾値Ｖ２未満（Ｖ＜Ｖ２）であれば５速段Ａモードを選択する一方、車速Ｖが閾値Ｖ２以上（Ｖ≧Ｖ２）であれば５速段Ｂモードを選択する。このように、第２ブレーキＢ２での損失が増大する車速未満の領域で５速段Ａモードを使用する。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態の自動変速機ＴＭ１の制御装置によれば、複数種類の係合要素（クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ３）の係合組み合わせを有する変速段である５速段を設定するときに、当該５速段を確立する係合機構（クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ３）の係合組み合わせを車両の車速Ｖに応じて選択するようにした。そして、当該５速段を確立する係合機構の係合組み合わせのうち、５速段Ａモードを設定する係合機構の係合組み合わせは、高車速時に第２ブレーキＢ２での損失仕事が増大する係合組み合わせ（５速段Ａモード）であるところ、車速に応じてこの５速段Ａモードの係合組み合わせを回避して、他の係合組み合わせである５速段Ｂモードを選択することで、第２ブレーキＢ２の損失仕事を低減することができる。これにより、車両の加速度の向上及び自動変速機ＴＭ１内の作動油の温度上昇抑制を図ることができる。
【００８４】
また、本実施形態の自動変速機ＴＭ１を制御するＡＴ−ＥＣＵ５は、車速Ｖに応じて自動変速機ＴＭ１で設定可能な変速段の領域を定めたシフトマップ（変速特性）を有している。そして、５速段Ａモードの係合組み合わせを選択する車速の条件として、シフトマップ上で５速段から３速段への飛び変速（ダウンシフト）が可能な車速（Ｖ≦Ｖ１）を設定している。
【００８５】
すなわち、当該５速段を確立する係合機構の係合組み合わせのうち、５速段Ａモードの係合組み合わせは、より少ない係合機構の持ち替えで３速段への飛び変速を行える組み合わせであるところ、３速段へのダウンシフトが許可されている車速（Ｖ≦Ｖ１）でこの５速段Ａモードを選択するようにしている。
【００８６】
この構成によれば、５速段を確立するための係合組み合わせとして、５速段Ａモードと５速段Ｂモードのいずれかを選択する車速Ｖの条件として、変速特性上、５速段から低速側に少なくとも２速段以上離れた３速段への飛び変速が可能な車速とすることで、係合組み合わせの選択によって、より少ない係合機構の持ち替えで低速側への飛び変速を行わせることが可能となる。これにより、自動変速機ＴＭ１の低速側への変速段の切り替え（ダウンシフト）の応答性を確保することができる。したがって、車両の良好な走行性能（ドライビバリティ）を確保することができる。
【００８７】
また、本実施形態の自動変速機ＴＭ１では、５速段Ｂモードの係合組み合わせを選択する車速の条件は、５速段Ａモードを選択しているときに解放されている係合機構である第２ブレーキＢ２に生じる損失仕事Ｗが所定量以上となる車速（Ｖ≧Ｖ２）に設定されている。
【００８８】
この構成によれば、高車速時に第２ブレーキＢ２に生じる損失仕事Ｗを低減することが可能となるので、高車速での自動変速機ＴＭ１内の損失仕事を効果的に低減することができる。したがって、車両の加速度の向上を図ることができると共に、自動変速機ＴＭ１内の作動油の温度上昇を抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態の自動変速機ＴＭ１を制御するＡＴ−ＥＣＵ５は、上記の５速段を設定するときに、当該５速段を設定する当初は、５速段Ａモードの係合組み合わせを選択し、その後、車速ＶがＶ２を越えた時点で５速段Ａモードの係合組み合わせから５速段Ｂの係合組み合わせに切り替えるようにしている。
【００９０】
この構成によれば、５速段Ａモードと５速段Ｂモードのうち５速段Ａモードの方がより少ない係合機構の持ち替えで他の変速段からの変速が可能であるが、高車速時に自動変速機ＴＭ１内の損失仕事が増大する係合組み合わせであるところ、５速段を設定する当初は、この５速段Ａモードの係合組み合わせを選択しておき、その後、車速Ｖに応じてより自動変速機ＴＭ１内の損失仕事が少ない５速段Ｂモードの係合組み合わせに切り替えることができる。これにより、迅速且つスムーズな変速段の切り替えによる車両の運転性能（ドライバビリティ）の向上と、自動変速機ＴＭ１の損失仕事を低減との両立を図ることができる。
【００９１】
また、本実施形態の自動変速機ＴＭ１では、上記の５速段の設定当初に選択される５速段Ａモードの係合組み合わせで係合される係合機構のひとつである第３クラッチＣ３は、トルク伝達を行わない第４遊星歯車機構ＰＧ４のリングギアＲｄを入力軸２に係合させたものである。この構成によれば、５速段Ａモードの係合組み合わせにおける第３クラッチＣ３の係合によって自動変速機ＴＭ１に発生する損失仕事が増加することを防止できる。
【００９２】
また、本実施形態の自動変速機ＴＭ１では、上記の５速段の設定当初に選択される５速段Ａモードの係合組み合わせは、当該５速段Ａモードの係合組み合わせで係合される第３クラッチＣ３の係合を他の係合機構の係合に切り替えることで、５速段から４速段又は６速段への変速、及び３速段又は７速段への変速が可能な係合組み合わせである。この構成によれば、５速段から１速段離れた４速段又は６速段への変速、又は２速段離れた３速段又は７速段への変速を迅速かつスムーズに行わせることができるので、自動変速機ＴＭ１による変速制御の安定化を図ることができる。
【００９３】
また、本実施形態の自動変速機ＴＭ１の制御装置では、５速段が設定されたときに車速Ｖに応じて最初に選択した５速段Ａモードの係合組み合わせから切り替えられた後の５速段Ｂモードの係合組み合わせは、当該５速段Ｂモードの係合組み合わせで係合される第２クラッチＣ２の係合を他の係合機構の係合に切り替えることで、５速段から高速側又は低速側に３速段離れた２速段又は８速段へ飛び変速が可能な係合組み合わせである。
【００９４】
この構成によれば、５速段Ｂモードの係合組み合わせで係合される第２クラッチＣ２の係合を他の係合機構の係合に切り替えることで、５速段から高速側又は低速側に３速段離れた２速段又は８速段への飛び変速が行えるため、これらの飛び変速を迅速かつスムーズに行わせることができる。したがって、自動変速機ＴＭ１による変速制御の安定化を図ることができる。
【００９５】
〔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。
【００９６】
図１０は、本発明の第２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１０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。
【００９７】
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。
【００９８】
また、図１１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１２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１１及び図１２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。
【００９９】
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。
【０１００】
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１１に示す「９ｔｈ」となり、９速段が確立される。
【０１０１】
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１１に示す「１０ｔｈ」となり、１０速段が確立される。
【０１０２】
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Ａモードと５速段Ｂモードの２種類の係合状態の設定が可能である。そして、当該５速段を確立するクラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ４の係合組み合わせ（５速段Ａモード、５速段Ｂモード）の選択を車両の車速Ｖに応じて行うようにしている。
【０１０３】
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、変速段を確立するための係合機構（クラッチＣ１〜Ｃ３，ブレーキＢ１〜Ｂ３）の係合組み合わせとして複数種類の係合組み合わせを有する変速段が５速段である場合を示したが、当該変速段は、５速段以外の変速段であってもよい。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【符号の説明】
【０１０９】
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）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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