JPS5930942B2 - 自動変速機のダウンシフト弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動変速機のダウンシフト弁に関するものであ
る。

自動変速機にあっては通常、シフト弁のスプールに受圧
面積差をつけ、この面積差にスロットル圧、又はライン
圧を作用させ、この圧力とばねとに対向して作用するガ
バナ圧にシフト弁を応動させて、シフトアップ時のシフ
トパターンを第３図にａで示す理想に近いパターンとな
す。

又、シフト弁は上記シフトアップ時、上記面積差に作用
するスロットル圧又はライン圧をカットし、シフトダウ
ン時のシフトパターンにヒステリシスをつけるようにし
ており、シフト点を、上記面積差により一義的に決定さ
れる例えば第３図のｂ又はＣの如くに変化させるが、か
かるシフトパターンは設定したｄまたはｅ点に対応する
スロットル開度で所望のシフト点を部分的に得ることが
できても、その前後の範囲では理想のシフトパターンｆ
からずれてしまう。

本発明は、この点に関する問題がとりもなおさず、シフ
トアップ時のシフトパターンとシフトタウン時のシフト
パターンとがシフト弁で決まるため、即ち両シフトパタ
ーンを従来の自動変速機では個々に決定できない事実に
起因することをつきとめ、シフト弁にはアップシフト時
のシフトパターンのみを決定させ、ダウンシフト時はシ
フト弁に比較的高圧のスロットル圧又はライン圧を別途
供給してこのシフト弁をそれ自体のダウンシフト動作と
無関係に強制的にダウンシフト動作せしめ、これにより
ダウンシフト時のシフトパターンを理想のパターンにな
し得るようにした自動変速機のダウンシフト弁を提供し
ようとするものである。

以下、図示の実施例により本発明を詳述する。

第１図は前進３速後退】速の自動変速機の内部における
動力伝達部分の構造を示したもので、エンジンにより駆
動されるクランクシャフト１００、トルク・コンバータ
１０１、インプットシャフト１０２、フロント・クラッ
チ１０４、リア・クラッチ１０５、セカンド・ブレーキ
１０６、ロー・アンド・リバース・ブレーキ１０７、ワ
ンウェイクラッチ１０８、中間シャフト１０９、第１遊
星歯車群１１０、第２遊星歯車群１１１、アウトプット
シャフト１１２、第１ガバナ・バルブ１１３、第２ガバ
ナ・バルブ１１４、オイル・ポンプ１１５より構成され
る。

トルク・コンバータ１００はポンプ・インペラＰ１ タ
ービン・ランナーＴ１ステータＳより成り、ポンプ・イ
ンペラＰはクランク・シャフト１００Ｉこより駆動さ札
中に入っているトルク・コンバータ作動油を回しインプ
ットシャフト１０２に固定されたタービン・ランナＴに
トルクを与える。

トルクは更にインプットシャフト１０２によって変速歯
車列に伝えられる。

ステータＳはワンウェイクラッチ１０３を介してスリー
ブ１１６上に置かれる。

ワンウェイクラッチ′（０３はステータＳにクランクシ
ャフト１００と同方向の回転すなわち矢印方向の回転（
以下正転と略省する）は許すが反対方向の回転（以下逆
転と略称する）は許さない構造になっているっ第１遊星
歯車群１１０は中間シャフト１０９に固定されるインタ
ーナル・ギヤ１１７、中空伝導シャツ目１８に固定され
るサン・ギヤ１１９、インターナル・ギヤ１１７および
サン・ギヤ１１９のそれぞれに噛み合いながら自転と同
時に公転し得る２個以上のプラネット・ピニオン１２０
、アウトプットシャフト１１２に固定されプラネット・
ピニオン１２０を支持するフロント・プラネット・キャ
リア１２１から構成され、第２遊星歯車群１１１はアウ
トプットシャフト１１２に固定されるインターナル・ギ
ヤ１２２、中空伝導シャフト１１８に固定されるサン
ギヤ１２３、インターナル・ギヤ１２２およびサン・ギ
ヤ１２３のそれぞれに噛み合いながら自転と同時に公転
し得る２個以上のプラネット・ピニオン１２４、該プラ
ネット・ピニオンを支持するリア・プラネット・キャリ
ア１２５より構成される。

フロント・クラッチ１０４はタービン・ランナＴにより
駆動されるインプットシャフト１０２と両サン・ギヤ１
１９，１２３と一体になって回転する中空伝導シャフト
１１８とをドラム１２６を介して結合し、リア・クラッ
チ１０５は中間シャフト１０９を介してインプットシャ
フト１０２と第１遊星歯車群１１０のインターナル・ギ
ヤ１１７とを結合する働きをする。

セカンド・ブレーキ１０６は中空伝導シャフト１１８に
固定されたドラム１２６を巻いて締付けることにより、
両サン・ギヤ１１９，１２３を固定し、ロー・アンド・
リバース・ブレーキ１０７は第２遊星歯車群１１１のリ
ア・プラネット・キャリア１２５を固定する動きをする
。

ワンウェイ・クラッチ１０８はリア・プラネット・キャ
リア１２５には正転は許すが、逆転は許さない構造にな
っている。

第１ガバナ・バルブ１１３および第第２ガバナ・バルブ
１１４はアウトプットシャフト１１２に固定された車速
に応じたガバナ圧を発生する。

次にセレクト・レバーをＤ（前進自動変速）位置に設定
した場合における動力伝導列を説明する。

この場合は始ゆに前進入力クラッチであるリア・クラッ
チ１０５のみが締結されている。

エンジンからトルク・コンバータ１０１を経た動力は、
インプットシャフト１０２からリア・クラッチ１０５を
通って第１遊星歯車群１１０のインターナル・ギヤ１１
７に伝達される。

インターナル・ギヤ１１７はプラネット・ギヤ１２０を
正転させる。

従ってサン・ギヤ１１９は逆転し、サン・ギヤ１１９と
一体になって回転する第２遊星歯車群１１１のサン・ギ
ヤ１２３を逆転させるため第２遊星歯車群１１１のプラ
ネット・ギヤ１２４は正転する。

ワンウェイ・クラッチ１０８はサン・ギヤ１２３がリア
・プラネット・キャリア１２５を逆転させるのを阻止し
、前進反力ブレーキとして働く。

このため第２遊星歯車群１１１のインターナル・ギヤ１
２２は正転する。

従ってインターナル・ギヤ１２２と一体回転するアウト
プットシャフト１１２も正転じ、前進第１速の減速比が
得られる。

この状態において車速か上がりセカンド・ブレーキ１０
６が締結されると第１速の場合と同様ｔこインプットシ
ャフト１０２からリア・クラッチ１０５を通った動力は
インターナル・ギヤ１１７に伝達される。

セカンド・ブレーキ１０６はドラム１２６を固定し、サ
ン・ギヤ１１９の回転を阻止し前進反力ブレーキとして
働く。

このため静止したサン・ギヤ１１９のまわりをプラネッ
ト・ピニオン１２０が自転しながら公転し、従ってフロ
ント・プラネット・キャリア１２１およびこれと一体に
なっているアウトプットシャフト１１２は減速されては
いるが、第１速の場合より早い速度で正転し、前進第２
速の減速比が得られる。

更に車速か上がりセカンド・ブレーキ１０６が解放され
フロント・クラッチ１０４が締結されると、インプット
シャフト１０２に伝達された動力は、−方はリア・クラ
ッチ１０５を経てインターナル・ギヤ１１７）こ伝達さ
れ、他方はフロントクラッチ１０４を経てサン・ギヤ１
１９に伝達される。

従ってインターナル・ギヤ１１７、サン・ギヤ１１９は
インターロックされ、フロント・プラネット・キャリア
１２１およびアウトプットシャツ目１２と共にすべて同
一回転速度で正転じ前進第３速が得られる。

この場合、入力クラッチに該当するものはフロントクラ
ッチ１０４およびリア・クラッチ１０５であり、遊星歯
車によるトルク増大は行われないため反力ブレーキはな
い。

次にセレクトレバーをＲ（後退走行）位置）こ設定した
場合の動力伝動列を説明する。

この場合はフロント・クラッチ１０４とロー・アンド・
リバース・ブレーキ１０７が締結される。

エンジンからトルク・コンバータ１０１を経た動力は、
インプットシャフト１０２からフロントクラッチ１０４
、ドラム１２６を通ってサン・ギヤ１１９．１２３に導
かれる。

このとき、リア・プラネット・キャリア１２５がロー・
アンド・リバース・ブレーキ１０７により固定されてい
るので、サン・ギヤ１１９，１２３が正転するとインタ
ーナル・ギヤ１２２が減速されて逆転し、該インターナ
ル・ギヤ１２２と一体回転するアウトプットシャフト１
１２も逆転し、後退の減速比が得られる。

第２図は本発明のダウンシフト弁を、第３速から第２速
へのダウンシフトに際しシフトパターンを決定できるよ
う、上記自動変速機の変速制御装置に組込んで示す油圧
系統であるが、本発明のダウンシフト弁はこの使用態様
に限られず、あらゆる変速段へのダウンシフトに際し、
そのシフトパターンを決定するのに用いることができる
。

第２図の油圧系統はオイル・ポンプ１１５、プレッシャ
レギュレータバルブ１２８、プレッシャ・ブースタバル
ブ１２９、トルク・コンバータ１０１、マニュアル・バ
ルブ１３０、第１ガバナ・バルブ１１３、第２ガバナ・
バルブ１１４．１−２シフト・バルブ１３１．２−３シ
フト・バルブ１３２、スロットル・モジュレータ・バル
ブ１３３、プレツシャモデイファイヤバルブ１３４、セ
カンド・ロック・バルブ１３５．２−３タイミング・バ
ルブ１３６、ソレノイド・ダウン シフト・バルブ１３
７、ス田ノトル・バック・アップ・バルブ１３８、バキ
ュームスロットル・バルー７’１３９、バキュームダイ
ヤフラム１４０、フロント・クラッチ１０４、リア・ク
ラッチ１０５、セカンド・ブレーキ１０６、バンド・サ
ーボ１４１、ロー・アンド・リバース・ブレーキ１０７
および油圧回路網よりなる。

オイル・ポンプ１１５はエンジンによりクランクシャフ
ト１００およびトルク・コンバータ１０１のポンプ翼車
Ｐを介して駆動され、エンジン作動中は常にリザーバ１
４２からストレレーナ１４３を通して有害なゴミを除去
した油を吸いあげライン圧回路１４４へ送出す。

油はプレッシャ・レギュレータ・バルブ１２８によって
所定の圧力に調整されて作動油圧としてトルク・コンバ
ータ１０１およびマニュアル・バルブ１３０へ送られる
。

プレッシャ・レギュレータ・バルブ１２８はスプール１
７２とバネ１７３よりなり、スプール１７２にはバネ１
７３に加えてプレッシャ・ブースタ・バルブ１２９のス
プール１７４を介して回路１６５のスロットル圧と回路
１５６のライン圧が作用し、スプール１７２の上方に回
路１４４からオリフィス１７５を通して作用するライン
圧および回路１７６から作用する圧力に対抗している。

トルク・コンバータ１０１の作動油圧は回路１４４から
プレッシャレギュレータ・バルブ１２８を経て回路１４
５へ導入され保圧バルブ１４６によっである圧力以内に
保たれている。

ある圧力以上では保圧バルブ１４６は開かれて油はさら
に回路１４７から動力伝達機構の後部潤滑部に送られる
。

この潤滑油圧が高すぎる時にＩＪ ＩＪ−フ・バルブ１
４８が開いて油圧は下げられる。

一方動力伝達機構の前部潤滑部ｆこは回路１４５から前
部潤滑バルブ１４９を開いて潤滑部が供給される。

マニュアル・バルブ１３０は手動による流体方向切換バ
ルブで、スプール１５０によって構成され、セレクト・
レバー（図示せず）にリンケージを介して結ばれ、各セ
レクト操作によってスプール１５０が動いてライン圧回
路１４４の圧送通路を切換えるものである。

第２図に示されている状態はＮ（中立）位置ｔこある場
合でライン圧回路１４４はポートｄおよびｅに開いてい
る。

第１ガバナ・バルブ１１３および第２ガバナ・バルブ１
１４は前進走行の時に発生したガバナ圧により１−２シ
フト・バルブ１３１、および２−３シフト・バルブ１３
２を作動させて自動変速作用を行い、又ライン圧をも制
御するもので、マニュアル・バルブ１３０がＤ、■およ
びＩの各位置にある時、油圧はライン圧回路１４４から
マニュアル・バルブ１３０のポートｃを経て第２ガバナ
・バルブ１１４に達し、車が走行すれば第２ガンクナ・
バルブ１１４によって調圧されたガバナ圧は回路１５７
に送り出され第１ガバナ・バルブ１１３に導入され、あ
る車速になると第１ガバナバルブ１１３のスプール１７
７が移動して回路１５７は回路１５８と導通してガバナ
圧が発生し回路１５８よりガバナ圧は１−２シフト・バ
ルブ１３１．２−３シフト・バルブ１３２およびプレア
シャ・モデファイア・バルブ１３４の各端面に作用しこ
れらの各バルブを右方に押しつけているそれぞれのバネ
と釣合っている。

又、マニュアル・バルブ１３０のポートＣから回路１５
３、回路１６１および回路１６２を経てセカンド・ブレ
ーキ１０６を締めつけるバンド・サーボ１４１のサーボ
アプライ室１６９に達する油圧回路の途中に１−２シフ
ト・バルブ１３１とセカンド・ロック・バルブ１３５を
別個に設け、更１こマニュアル・バルブ１３０のポート
ｄからセカンド・ロック・バルブ１３５に達する回路１
５２を設ける。

従って、セレクト・レバーをＤ位置に設定するト、マニ
ュアル・バルブ１３０のスプール１５０が動いてライン
圧回路１４４はポートａ、ｂおよびＣに通じる。

油圧はポートａからは回路１５１を通り一部はセカンド
・ロック・バルブ１３５の下部に作用して、バネ１７９
により上に押付けられているスプール１７８がポートｄ
から回路１５２を経て作用している油圧によって下げら
れることにより導通している回路１６１および１６２が
遮断されないようにし、一部はオリフィス１６６を経て
回路１６７から２−３シフト・バルブ１３２に達し、ポ
ートｃからは回路１５３を通り第２ガバナ・バルブ１１
４、リア・クラッチ１０５および１−２シフト・バルブ
１３１に達して変速機は前進第１速の状態になる。

この状態で車速がある速度になると回路１５８のガバナ
圧により、バネ１５９によって右方に押付けられている
ｌ−２シフト・バルブ１３１のスプール１６０が左方に
動いて前進第１速から第２速への自動変速作用が行われ
回路１５３と回路１６１が導通し、油圧はセカンド・ロ
ック・バルブ１３５を経て回路１６２からバンド・サー
ボ１４１のサーボアプライ室１６９に達しセカンド・ブ
レーキ１０６を締結し、変速機は前進第２速の状態にな
る。

この場合、■−２シフト・バルブ１３１は小型化してい
るため、変速点の速度は上昇することなく所要の速度で
スプール１６０は左方に動き前進第１速から第２速への
自動変速作用が行われる。

更ｌこ車速か上がりある速度になると回路１５８のガバ
ナ圧がバネ１６３に打勝って２−３シフト・バルブ１３
２のスプール１６４を左方へ押つけて回路１６７と回路
１６８が導通し油圧は回路１６８から一部はバンド・サ
ーボ１４１のサーボレリーズ室１７０に達してセカンド
・ブレーキ１０６を解放し、一部はフロント・クラッチ
１０４に達してこれを締結し、変速機は前進第３速の状
態になる。

セレクト・レバーを■（前進第２速固定）位置に設定す
ルトマニュアル・バルブ１３０のスプール１５０は動い
てライン圧回路１４４はポートｂ、ｃおよびｄに通じる
。

油圧はポートｂおよびＣからはＤレンジの場合と同じ場
所に達し、リア・クラッチ１０５を締結し、一方セカン
ド・ロック・バルブ１３５の下部にはこの■の場合は油
圧が来ていないためとスプール１７８の回路１５２に開
いて油圧が作用する部分の上下のランドの面積は下の方
が太きいためセカンド・ロック・バルブ１３５のスプー
ル１７８はバネ１７９の力に抗して下に押し下げられて
回路１５２と回路１６２が導通し、油圧はバンド・サー
ボ１４１のサーボアプライ室１６９に達しセカンド・ブ
レーキ１０６を締結し変速機は前進第２速の状態になる
。

ポートｄからは油圧は回路１５４を通りソレノイド・ダ
ウン・シフト・バルブ１３７およびスロットル・バック
・アップ・バルブ１３８に達する。

マニュアル・バルブ１３０のポートａとライン圧回路１
４４との間は断絶していて、回路１５１から２−３シフ
ト・バルブ１３２には油圧が達していないためセカンド
・ブレーキ１０６の解放とフロント・クラッチ１０４の
締結は行われず変速機は前進第３速の状態になることは
なく、セカンド・ロック・バルブ１３５はマニュアル・
バルブ１３０と相俟って変速機を前進第２の状態に固定
しておく働きをする。

セレクト・レバーを■（前進第１速固定）位置に設定す
るライン圧回路１４４はポートｃ、ｄおよびｅに通じる
っ油圧はポートＣおよびｄからは■の場合と同じ場所に
達し、リア・クラッチ１０５を締結し、ポートｅからは
回路１５５より１−２シフト・バルブ１３１を経て、回
路１７１から一部はロー・リバース・ブレーキ１０７に
達して、前進反力ブレーキとして働くロー・リバース・
ブレーキ１０７を締結し、変速機を前進第１速の状態に
し、一部はｌ−２シフト・バルブ１３１の左側に達して
バネ１５９と共にスプール１６０を右方に押しつけてお
くように作用し、前進第１速は固定される。

セレクト・レバーをＲ（後退走行）位置に設定すると、
スプール１５０が動いてライン圧回路１４４はポートｄ
、ｅおよびｆに通じる。

油圧はポートｅからは回路１５５を通って回路１７１に
導かれ、ロー・アンド・リバース・ブレーキ１０７を締
結し、ポートｆからは２−３シフト・バルブ１３２を通
って回路１６８に通じることによりバンド・サーボ１４
１のサーボレリーズ室１７０に達してセカンド・ブレー
キ１０６を解放する一方、フロント・クラッチ１０４を
締結して後退の状態１こなる。

本発明のダウンシフト弁１は、バルブボデー２１こスプ
ール３を摺動自在に嵌合して構成し、スプール３に２個
の条溝３ａ 、３ｂを設けて、２個のランド３ｃ 、３
ｄと、これらより大径のランド３ｅとを設定する。

尚ランド３ｃ 、３ｄの径は同径でも、ランド３ｃ側を
小さく設定してもよい。

バルブボデー２１こは条溝３ａに常時対向する条溝２ａ
と、スプール３が図中右半部に示す下降位置で条溝２ａ
に連通し、スプール３が図中左半部に示す上昇位置の時
ランド３ｄに王り条溝２ａから遮断される条溝２ｂと、
スプール３が下降位置の時ランド３ｃにより条溝２ａか
ら遮断され、スプール３が上昇位置の時条溝２ａに連通
されるドレンポート２ｃとを形成する。

そして、スプール３にはその上端面にはね４を作用させ
、スプール３の下端面とバルブボデー２との間にはラン
ド３ｅが臨む室５を画成する。

この室５を油路７によりガバナ圧回路１５８１“こ接続
し、条溝２ａを油路８により２−３シフト・バルブ１３
２に接続すると共１こ、条溝２ｂを油路９によりスロッ
トル圧回路１６５に接続する。

２−３シフト・バルブ１３２のスプール１６４は、回路
１５８内のガバナ圧を受ける図中右端のランド１６４ａ
を隣接ランド１６４ｂより大径とし、両者間に室１３２
ａを画成する。

この室１３２ａには、上記の如くダウンシフト弁１の条
溝２ａから延びる油路８を接続する。

上述の構成とした本発明ダウンシフト弁の作用を次に説
明する。

２−３シフト・バルブ１３２が前述の作用により第２速
から第３速へシフトアップするような比較的高速での運
転中は、その車速に対応した比較的高いガバナ圧が回路
１５８から油路７を経て室５内に供給された時、スプー
ル３を図中左半部に示す上昇位置に保ち、条溝２ａを条
溝２ｂから遮断すると共に、ドレンポート２ｃに連通さ
せている。

これがため、室１３２ａは油路８及び条溝２ａを経てド
レンポート２ｃに通じており、２−３シフト・バルブ１
３２は前記の作用を伺等妨げられず、第２速から第３速
へのシフトアップが可能である。

第３速での走行中車速が低下していくと、これに応じて
室５内に導ひかれるガバナ圧も低下し、スプール３はば
ね４により押戻されてゆく。

車速が第３速から第２速へシフトダウンすべき値になる
と、ばね４とランド３ｅ 、３ｄ間の段差面積部に作用
しているスロットル圧とはスプール３を、そのランド３
ｃが条溝２ａをドレンポート２ｃから遮断すると共に、
条溝２ｂに連通させる位置ｌこ下降せしめ、図中左半部
１こ示す下降位置にされる。

この時、ランド３ｃをランド３ｄより小さく設定すれば
ランド３ｅとランド３ｃとの受圧面積差に上記スロット
ル圧が作用してスプール３に図中下向きの力を及ぼすよ
う１こなり、スプール３はばね４のばね力とでより瞬時
にして図中右半部に示す下降位置にされる。

これにより、条溝２ｂに導ひかれたスロットル圧が条溝
２ａ、油路８を経て室１３２ａに供給され、このスロッ
トル圧はランド１６４ａ、１６４ｂの受圧面積差に作用
して、末だ図中上半部に示す第３速選択位置にとどまろ
うとするスプール１６４を図中下半部に示す第２速位置
へ強制的に押動する。

かくて、２−３シフト・バルブ１３２は第３速から第２
速へのシフトダウンを行なうことができ、この時のシフ
トパターンは、ばね４のばね力設定及びランド３ｅ−３
ｄ間の受圧面積差決定を適切に行なうことにより、例え
ば第３図にｆで示すような理想のシフトパターンにする
ことができる。

かくして本発明のシフトパターンは上述の如くに構成し
たから、第２速から第３速へのシフトアップ時における
シフトパターンを２−３シフト・バルブ１３２により決
定させ、第３速から第２速へのシフトダウン時１こおけ
るシフトパターンを２−３シフト・バルブ１３２の機能
と無関係に単独に決定でき、従って夫々のシフトパター
ンを理想のものになし得る。

なお、上述の例では２−３シフト・バルブ１３２を強制
的にシフトダウン動作させるのにスロットル圧を用いた
が、この代り１こライン圧を用いることもでき、この場
合油路９をスロットル圧回路１６５に接続する代りに、
ライン圧回路１４４に接続することで、目的を達するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動変速機の歯車列を例示する概略系統図、第
２図は同じくその自動変速制御装置に本発明のダウンシ
フト弁を組込んで示す油圧回路図、第３図はシフトパタ
ーンの説明図である。 １・・・・・・ダウンシフト弁、２・・・・・・バルブ
ボデー、２ａ 、２ｂ・・・・・・条溝、２ｃ・・・・
・・ドレンポート、３・・・・・・スプール、３ａ 、
３ｂ・・・・・・条溝、３ Ｃｙ ３ ｄ ｙ３ｅ・
・・・・・ランド、４・・・・・・ばね、５・・・・・
・室、７〜９・・・・・・油路、１３２・・・・・・２
−３シフト・バルブ、１３２ａ・・・・・・室、１４４
・・・・・・ライン圧回路、１５８・・・・・・ガバナ
圧回路、１６４・・・・・・スプール、１６４ａ 、１
６４ｂ・・・・・・ランド、１６５・・・・・・スロッ
トル圧回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車速に対応したガバナ圧に応動してシフトアップを
   行ない、ライン圧を対応する摩擦要素に供給するシフト
   弁を具えた自動変速機において、前記シフト弁と別個に
   前記ガバナ圧と、ばね及びスロット圧との作用を対向す
   るよう受け、ガバナ圧に対抗して変位した時、前記シフ
   ト弁に油圧を供給するダウンシフト弁を設け、こえによ
   り、前記シフト弁をダウンシフト状態となし得るよう構
   成したことを特徴とする自動変速機のダウンシフト弁。 ２ ダウンシフト弁のスプールは、その段差面積部にス
   ロットル圧が作用し、ガバナ圧に対抗して変位した時、
   上記スロットル圧をシフト弁に供給するようになした特
   許請求の範囲第１項記載の自動変速機のダウンシフト弁
   。