CN102037259A - 挡位切换装置 - Google Patents

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中村友哉
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Abstract

如果在2挡行进时执行D→N的操作，则制动器(B-1)比离合器(C-1)提前打开，从而缓和由于单向离合器接合(1挡)产生的冲击等的挡位切换时的冲击。如果利用基于线控换挡的挡位切换装置诸如在2挡行进时执行D→N的操作，则首先基于经由A/T控制部(U2)的电信号(S1，S3，S6)，通过线性电磁阀使离合器(C-1)打开。随后，通过延迟单元(U1a)在经过规定的延迟时间之后，使驱动机构(35)的马达(32)动作，将手动阀(20)切换到N挡位，从而使制动器(B-1)打开。

Description

挡位切换装置
技术领域
本发明涉及一种对装载在汽车中的自动变速器的挡位进行切换的挡位切换装置，挡更具体而言涉及一种将变速杆等的操作侧的意图作为电信号传递到动作侧的所谓线控换挡的挡位切换装置。
背景技术
通常，装载在车辆中的自动变速器在该自动变速器主体上设有油压控制装置(阀体)，并且该油压控制装置具有切换挡位(例如，P挡位、R挡位、N挡位、D挡位等)的手动阀。另一方面，在驾驶席处设有驾驶员操作的变速杆，并经由杆等机械连结单元将通过操作该变速杆选择的各个挡位位置传递到上述的手动阀。
近来，提出了线控换挡(SBW)系统的方案(例如，参照专利文献1)，在线控换挡系统中，驾驶员的各种挡位操作经由电信号被传递到马达(驱动单元)，并通过该马达执行切换所述手动阀的操作。
利用机械连结单元的挡位切换装置和利用线控换挡的挡位切换装置都将驾驶员对变速杆的操作保持原状地传递到手动阀。
在进行R挡位与N挡位之间的切换(R-N变速)时，由于低倒挡制动器和倒挡离合器均从打开状态切换到接合状态(N→R变速)或从接合状态切换到打开状态(R→N变速)，所以由于时机的原因会产生冲击。为了缓和这种冲击，提出了切换阀和收集器的背压并切换经由节流孔的油路的方案(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2007-271036号公报
专利文献2：JP特开平7-4511号公报
发明内容
发明要解决的问题
在根据上述专利文献2的缓和R-N变速时的冲击的装置中，在R→N时与N→R时为了错开两个接合构件的时机，必须形成对切换阀进行切换以及调节由负载电磁阀引起的收集器背压等复杂的构造，引起成本提高和重量增大，并限制了安装性能。
另一方面，如果在D挡位中在2挡状态的弱驱动状态下行进中换挡到N挡位(D→N)，如图6的(a)所示，即使在利用线控换挡的挡位切换装置的情况中，与利用机械连结单元的装置相同，在操作变速杆的同时操作手动阀，前进(D)挡位压力被释放，作为2挡时的接合构件的第一离合器C-1和第一制动器B-1的两油压伺服机构同时开始释放。因此，如果第一制动器B-1首先释放，第一离合器C-1延迟释放，则处于第一离合器C-1与单向离合器F-1接合的1挡状态，并产生由单向离合器(OWC)的接合引起的冲击。
因此，本发明的目的是使用利用线控换挡的挡位切换装置、通过在从驾驶员操作变速杆等起延迟规定的时间的适合的时机使挡位切换动作单元动作，从而以简单的构造缓和挡位切换时的冲击。
用于解决问题的手段
本发明具有挡位切换装置，挡位切换装置具有：可选择并指示挡位的挡位操作单元(31)；通过电信号传达由挡位操作单元选择的各个挡位的驱动单元(35)；以及通过该驱动单元切换到与各个挡位对应的位置的挡位切换动作单元(20)、(53)；其特征在于，在利用电信号(S1，S2)从所述挡位操作单元(31)到所述驱动单元(35)为止的传递之间插入设置有挡位切换控制部(U1)，该挡位切换控制部(U1)具有延迟单元(U1a)，延迟单元(U1a)发出经由自动变速器控制部(U2)直接使切换到规定挡位时所需的2个动作构件中的一者动作的信号(S3，S6)，并且在经过了所述一者进行动作所需的足够的延迟时间之后，所述延迟单元(U1a)将切换到所述规定的挡位的信号(S2)发送到所述驱动单元(35)。
所述动作构件是对自动变速器的传递路径进行切换的两个接合构件(C-1...，B-1...)，所述挡位切换动作单元是手动阀(20)，基于来自所述自动变速器控制部(U2)的电信号(S1，S3，S6)直接切换所述两个接合构件中的一者，在经过基于所述延迟单元(U1a)的所述延迟时间之后，通过驱动所述驱动单元(35)引起的所述手动阀(20)的切换，切换所述两个接合构件中的另一者。
具体地，所述挡位操作单元(31)操作挡位从D挡位切换到N挡位，
所述两个接合构件是在前进2挡下接合的第一离合器(C-1)和第一制动器(B-1)，基于来自所述挡位操作单元(31)的N挡位电信号，直接通过线性电磁阀(SLC1)释放所述第一离合器的接合压力(PC1)，依据基于所述延迟单元(U1a)的所述延迟时间(t1)，在所述第一离合器(C-1)不再具有转矩容量之后，通过所述手动阀(20)释放所述第一制动器(B-1)的接合压力(PB1)。
此外，所述挡位操作单元(31)操作挡位从R挡位切换到P挡位，所述挡位切换操作单元是与手动阀(20)一起移动的驻车动作机构(53)，所述动作构件中的一者是在R挡位接合的至少一个接合构件(C-3)，所述动作构件中的另一者是在P挡位使自动变速器的输出轴停止的驻车锁止单元(60，61)，基于来自所述挡位操作单元(31)的P挡位电信号，直接通过电磁阀(SLC3)释放在所述R挡位接合的接合构件(C-3)的接合压力(PC3)，
依据基于所述延迟单元(U1a)的所述延迟时间(t2)，在通过所述接合构件(C-3)的打开而释放所述输出轴的轴转矩之后，所述驻车锁止单元(60，61)通过所述驻车动作机构(53)锁止所述输出轴。
此外，上述括号内的附图标记用于参照附图，它们对权利要求的记载内容没有任何影响。
发明效果
根据技术方案1所述的本发明，通过在利用线控换挡的挡位切换装置中，在挡位切换控制部中设置延迟单元的简单构造，可在不存在成本提高和安装中的限制的情况下缓和挡位切换中的冲击。
根据技术方案2所述的本发明，基于来自动变速器控制部的电信号，直接切换用于切换自动变速器的传递路径的两个接合构件中的一者，并等待规定的延迟时间通过手动阀切换另一者，由此，可错开接合或打开的时机，并可缓和挡位切换时的冲击。
根据技术方案3所述的本发明，由于从D挡位切换到N挡位时直接通过线性电磁阀释放第一离合器的接合压力，之后通过手动阀使第一制动器打开，所以可消除由第1挡的单向离合器的接合引起的冲击。
根据技术方案4所述的本发明，由于在从R挡位切换到P挡位时首先直接使在R挡位时接合的接合构件中的至少一者(例如，C-2)打开从而释放施加于输出轴的轴转矩，之后通过驱动单元使驻车动作机构动作，通过驻车锁止单元锁止输出轴，所以可消除所谓的P挡释放冲击。
附图说明
图1是示出可应用本发明的自动变速器的构架的视图。
图2是示出该自动变速器的动作表的视图。
图3是示出可应用本发明的油压控制装置的概略结构的视图。
图4是示出本发明的挡位切换装置的概略图。
图5是示出本发明的D→N操作的流程图。
图6是时序图，图6中的(a)示出了以往技术，图6中的(b)示出了本发明的实施方式。
图7是示出本发明的R→P操作的流程图。
图8是时序图，图8中的(a)示出了以往技术，图8中的(b)示出了本发明的实施方式。
具体实施方式
下面依据附图说明本发明的实施方式。首先，依据图1对可应用本发明的自动变速器3的概略构造进行说明。如图1所示，例如，适用于FF型(前置发动机、前置驱动)车辆的自动变速器3具有可连接到发动机(驱动源)2的自动变速器3的输入轴8，并具有以该输入轴8的轴向为中心的液力变矩器4和自动变速机构5。
上述的液力变矩器4具有连接到自动变速器3的输入轴8的泵叶轮4a以及通过工作流体被传递该泵叶轮4a的旋转的涡轮4b，并且该涡轮4b连接到与上述的输入轴8同轴设置的上述的自动变速机构5的输入轴10。此外，该液力变矩器4设有锁止离合器7，当锁止离合器7接合时，液力变矩器4将上述自动变速器3的输入轴8的旋转直接传递到自动变速机构5的输入轴10。
上述的自动变速机构5具有：基于分别供给到各个油压伺服机构C…、B…(参照图4)的接合压力而接合的离合器C-1、C-2、C-3、制动器B-1、B-2；与发动机2连接的输入轴10；以及连接到图中未示出的驱动车轮的副轴齿轮11；并通过基于上述的离合器C-1、C-2、C-3、制动器B-1、B-2的接合状态改变输入轴10与副轴齿轮11之间的传递路径而形成多个变速挡，该自动变速机构5在输入轴10上具有行星齿轮SP和行星齿轮单元PU。上述的行星齿轮SP是所谓的单小齿轮行星齿轮，具有太阳轮S1、行星架CR1以及齿圈R1，该行星架CR1具有与太阳轮S1和齿圈R1啮合的小齿轮P1。
此外，上述的行星齿轮单元PU是所谓的拉威挪式行星齿轮，具有作为4个旋转构件的太阳轮S2、太阳轮S3、行星架CR2以及齿圈R2，并且该行星架CR2具有与太阳轮S2和齿圈R2啮合的长小齿轮PL以及与太阳轮S3啮合的短小齿轮PS，长小齿轮PL与短小齿轮PS相互啮合。
上述的行星齿轮SP的太阳轮S1与一体地固定到箱体9的轮毂部连接从而使旋转被固定。此外，上述的齿圈R1设置为与上述的输入轴10的旋转相同地旋转(以下称作“输入旋转”)。而且，上述的行星架CR1设置为执行通过该固定的太阳轮S1和执行该输入旋转的齿圈R1使输入旋转减速的减速旋转，并与离合器(摩擦接合构件)C-1和离合器(摩擦接合构件)C-3连接。
上述的行星齿轮单元PU的太阳轮S2与由带状制动器构成的制动器B-1连接并相对于变速箱能够自由固定，并且与上述离合器C-3连接从而可通过离合器C-3自由输入上述的行星架CR1的减速旋转。此外，上述的太阳轮S3与离合器C-1连接从而自由输入上述的行星架CR1的减速旋转。而且，该制动器B-1具有设置在与离合器C-3和太阳轮S2连结的鼓状构件18周缘的制动带19，并且该制动带19的一端固定到箱体9上，另一端与后述的油压伺服机构B-1(参照图3)连结从而被驱动，制动带19构造为在该油压伺服机构B-1的驱动下卷绕到鼓状构件18上。该制动带19的卷绕方向设置为与从前进2挡到前进6挡的鼓状构件18的旋转方向相反的方向，即，构造为通过油压伺服机构B-1朝向与鼓状构件18的从前进2挡到前进6挡的旋转方向相反的方向(自缚方向)拉动进行卷绕。而且，由于各个离合器和制动器以及使它们动作的油压伺服机构构成相同的动作，所以使用相同的附图标记表示。在本发明中，离合器和制动器表述为接合构件，但接合构件表示包含油压伺服机构的意思，例如，规定的接合构件(例如，离合器C-1、制动器B-1)的接合表示通过将油压供给油压伺服机构C-1、B-1使作为摩擦构件的离合器C-1或制动器B-1接合(相接)的意思。
而且，上述的行星架CR2与被输入输入轴10的旋转的离合器C-2连接，并通过该离合器C-2自由输入输入旋转，行星架CR2还与单向离合器F-1和制动器B-2连接，并且通过该单向离合器F-1相对于变速箱沿一个方向的旋转被限制，并通过该制动器B-2自由地使旋转固定。随后，上述的齿圈R2与副轴齿轮(输出轴)11连接，并且该副轴齿轮11通过图中未示出的副传动轴和差动装置与图中未示出的驱动车轮连接。
接着，基于上述的构造依据图2的动作表对自动变速机构5的作用进行说明。
例如，在D(驱动)挡位，在前进1挡(1ST)中，(第一)离合器C-1与单向离合器F-1接合。因此，通过被固定的太阳轮S1和作为输入旋转的齿圈R1而减速旋转的行星架CR1的旋转经由离合器C-1被输入到太阳轮S3。此外，行星架CR2的旋转被限制为沿一个方向(正向旋转方向)旋转，即，防止行星架CR2逆向旋转并使其处于被固定的状态。因此，输入到太阳轮S3的减速旋转经由固定的行星架CR2被输出到齿圈R2，并且作为前进1挡的正向旋转从副轴齿轮11输出。
而且，当发动机制动时(滑行时)，以锁止制动器B-2使行星架CR2固定并防止该行星架CR2的正向旋转的形式维持上述的前进1挡的状态。此外，在该前进1挡中，由于通过单向离合器F-1防止行星架CR2的逆向旋转并允许正向旋转，所以可通过单向离合器F-1的自动接合平滑地达到诸如从非行进挡位切换到行进挡位时的前进1挡。
在前进2挡(2ND)中，(第1)离合器C-1接合，(第1)制动器B-1被锁止。因此，通过被固定的太阳轮S1和作为输入旋转的齿圈R1而减速旋转的行星架CR1的旋转经由离合器C-1被输入到太阳轮S3。此外，通过制动器B-1的锁止使太阳轮S2的旋转被固定。因此，行星架CR2成为以比太阳轮S3更低的速度旋转的减速旋转，并且输入到该太阳轮S3的减速旋转经由该行星架CR2被输出到齿圈R2，并且作为前进2挡的正向旋转从副轴齿轮11输出。
在前进3挡(3RD)中，离合器C-1及离合器C-3接合。因此，通过被固定的太阳轮S1和作为输入旋转的齿圈R1而减速旋转的行星架CR1的旋转经由离合器C-1被输入到太阳轮S3。此外，通过离合器C-3的接合，行星架CR1的减速旋转被输入到太阳轮S2。即，由于行星架CR1的减速旋转被输入到太阳轮S2和太阳轮S3，因此，行星齿轮单元PU处于减速旋转的直接连接状态，在该状态下减速旋转被输出到齿圈R2，并且作为前进3挡的正向旋转从副轴齿轮11输出。
在前进4挡(4TH)中，离合器C-1及离合器C-2接合。因此，通过被固定的太阳轮S1和作为输入旋转的齿圈R1而减速旋转的行星架CR1的旋转经由离合器C-1被输入到太阳轮S3。此外，通过离合器C-2的接合，输入旋转被输入到行星架CR2。因此，通过输入到太阳轮S3的减速旋转和输入到行星架CR2的输入旋转，形成比上述前进3挡更高速度的减速旋转并被输出到齿圈R2，并且作为前进4挡的正向旋转从副轴齿轮11输出。
在前进5挡(5TH)中，离合器C-2及离合器C-3接合。因此，通过被固定的太阳轮S1和作为输入旋转的齿圈R1而减速旋转的行星架CR1的旋转经由离合器C-1被输入到太阳轮S2。此外，通过离合器C-2的接合，输入旋转被输入到行星架CR2。因此，通过输入到该太阳轮S2的减速旋转和输入到行星架CR2的输入旋转，形成比输入旋转略高的增速旋转并被输出到齿圈R2，并且作为前进5挡的正向旋转从副轴齿轮11输出。
在前进6挡(6TH)中，离合器C-2接合，制动器B-1被锁止。因此，通过离合器C-2的接合，输入旋转被输入到行星架CR2。此外，通过制动器B-1的锁止使太阳轮S-2的旋转被固定。因此，通过固定的太阳轮S2，行星架CR2的输入旋转形成比上述的前进5挡更高速度的增速旋转并被输出到齿圈R2，并且作为前进6挡的正向旋转从副轴齿轮11输出。
在倒退挡(REV)中，离合器C-3接合，制动器B-2被锁止。因此，通过被固定的太阳轮S1和作为输入旋转的齿圈R1而减速旋转的行星架CR1的旋转经由离合器C-1被输入到太阳轮S2。此外，通过制动器B-2的锁止，行星架CR2的旋转被固定。因此，输入到太阳轮S2的减速旋转经由固定的行星架CR2被输出到齿圈R2，并且作为倒退挡的逆向旋转从副轴齿轮11输出。
而且，例如，在P(驻车)挡位和N(空挡)挡位中，离合器C-1、离合器C-2以及离合器C-3被打开。因此，行星架CR1和太阳轮S2以及太阳轮S3之间，即，行星齿轮SP与行星齿轮单元PU之间，处于切断状态，并且输入轴10与行星架CR2之间处于切断状态。因此，输入轴10与行星齿轮单元PU之间的动力传递处于切断状态，即，输入轴10与副轴齿轮11之间的动力传递处于切断状态。
接着，依据图3对本发明的自动变速器的油压控制装置6进行说明。首先，对油压控制装置6中省略图示的产生主压、次级压力、调节压力、挡位压力等的部分进行简要地说明。
本油压控制装置6具有例如省略图示的油泵、手动换挡阀、初级调节阀、次级调节阀、螺线管调节阀以及线性电磁阀，例如，当发动机2开始工作时，与上述的液力变矩器4的泵叶轮4a连结被驱动旋转的油泵与发动机2的旋转连动而被驱动，因此，通过从图中未示出的油盘经由过滤器吸取油的形式产生油压。
由上述的油泵产生的油压基于依据节流开度被调压和输出的线性电磁阀的信号压力，在被初级调节阀调节和排出的同时被调节为主压PL。该主压PL被供给到手动换挡阀、螺线管调节阀以及将在下面详细描述的线性电磁阀等。被供给到这些阀中的螺线管调节阀的主压PL通过该阀被调节到处于大体恒定压力的调节压力，并且该调节压力作为上述的线性电磁阀的原始压力被供给。
而且，从上述的初级调节阀排出的压力被诸如次级调节阀进一步调节和排出的同时调节到次级压力，该次级压力被供给到诸如润滑油路和油冷却器等并还被供给到液力变矩器4，并还用于控制锁止离合器7。
另一方面，手动阀20具有通过利用将在后面基于图4进行说明的线控换挡的换挡切换装置30而与设置在驾驶席(图中未示出)的变速杆电性连动的滑阀，并通过依据由变速杆选择的变速挡位(例如，P、R、N、D)切换该滑阀的位置，设定上述的输入的主压PL的输出状态和非输出状态(排出)。
具体而言，当基于变速杆的操作选择D挡位时，基于上述滑阀的位置，输入上述的主压PL的输入端口与前进(D)挡位压力输出端口连通，并且主压PL作为前进挡位压力(D挡位压力)PD从该前进挡位压力输出端口输出。当基于变速杆的操作选择R(倒挡)挡位时，基于该滑阀的位置，上述的输入端口与倒退挡位压力输出端口连通，并且主压PL作为倒退挡位压力(R挡位压力)PR从该倒退挡位压力输出端口输出。此外，当基于变速杆的操作选择P挡位和N挡位时，上述的输入端口与前进挡位压力输出端口以及倒退挡位压力输出端口之间被滑阀阻断，并且前进挡位压力输出端口和倒退挡位压力输出端口与排泄口连通，即，处于D挡位压力PD和R挡位压力PR被排泄(排出)的非输出状态。
接着，对本发明的油压控制装置6中的主要执行变速控制的部分进行说明。图3是摘取本自动变速器的油压控制装置6并概略示出的回路图。本油压控制装置6具有四个线性电磁阀SLC1、SLC2、SLC3、SLB1，这四个线性电磁阀用于将调节为接合压力的输出压力分别直接地供给到上述的离合器C-1的油压伺服机构C-1、离合器C-2的油压伺服机构C-2、离合器C-3的油压伺服机构C-3、制动器B-1的油压伺服机构B-1、制动器B-2的油压伺服机构B-2总共5个油压伺服机构。此外，本油压控制装置6实现跛行回家(limp home)功能，并具有将线性电磁阀SLC2的输出压力切换为离合器C-2的油压伺服机构C-2或制动器B-2的油压伺服机构B-2的切换阀23、24。此外，这些切换阀分别是由电磁阀操作的C2作用继动阀(applyrelay valve)23、B2继动阀24，并且具体地还与其它的阀关联，但省略对这些阀和其它阀的描述。
在通向线性电磁阀SLC1的油路a1、通向线性电磁阀SLC2的油路a4、通向线性电磁阀SLB1的油路a5中，设置为与上述的手动阀20的前进挡位压力输出端口D连接从而可输入前进挡位压力PD，此外，来自行星调节阀(图中未示出)的主压PL被输入到通向线性电磁阀SLC3的油路d。
上述的线性电磁阀SLC1是在未通电时处于非输出状态的常闭型线性电磁阀，并具有经由油路a1输入上述的前进挡位压力PD的输入端口SLC1a以及调节该前进(D)挡位压力PD并将控制压力PSLC1作为接合压力PC1输出到油压伺服机构C-1的输出端口SLC1b。
上述的线性电磁阀SLC2是在未通电时处于输出状态的常开型线性电磁阀，并具有经由油路a4输入上述的前进(D)挡位压力PD的输入端口SLC2a以及调节该前进挡位压力PD并将控制压力PSLC2作为接合压力PC2(或接合压力PB2)输出到油压伺服机构C-2的输出端口SLC2b。
上述的线性电磁阀SLC3是在未通电时处于输出状态的常开型线性电磁阀，并具有经由油路d输入上述的主压PL的输入端口SLC3a以及调节该主压PL并将控制压力PSLC3作为接合压力PC3输出到油压伺服机构C-3的输出端口SLC3b。
上述的线性电磁阀SLB1是在未通电时处于非输出状态的常闭型线性电磁阀，并具有经由油路a5输入上述的前进(D)挡位压力PD的输入端口SLB1a以及调节该前进挡位压力PD并将控制压力PSLB1作为接合压力PB1输出到油压伺服机构B-1的输出端口SLB1b。
第1切换阀23是将上述的线性电磁阀SLC2的接合压力切换为通向油压伺服机构C-2的接合压力PC2和通向油压伺服机构B-2的接合压力PB2的阀。第2切换阀24是将通向油压伺服机构B-2的供给压力切换为来自手动阀20的倒退挡位压力PR与来自第1切换阀23的接合压力PB2的阀。
如图4所示，线控换挡的挡位切换装置30在作为装载在车辆中的动力传递装置的自动变速器(例如，多级自动变速器或无级变速器(CVT))3中使用，并设置为具有：驾驶员可指令选择变速挡位(P，R，N，D)的作为操作单元的变速杆31；基于来自变速杆31的电信号(变速信号)，通过主要驱动和控制马达32而控制变速挡位进行切换的驱动机构(驱动单元)35；以及手动阀20，手动阀20是相对于自动变速器3的油压控制装置6在该驱动机构35的多个挡位位置设定与该挡位位置相应的变速挡位(P，R，N，D)的滑阀。此外，上述的变速杆31的信号S1被传递到挡位切换控制部U1，并在本发明的规定的处理动作之后作为信号S2被传递到上述的驱动机构35的马达32。后面详细描述的挡位切换控制部U1与接收来自该换挡切换控制部U1的许可信号并执行自动变速器3的变速控制(例如，离合器或制动器的接合的控制)的自动变速器(A/T)控制部U2连接。
上述的变速杆31(挡位操作单元)是驾驶员自己操纵来选择对自动变速器3想要设定的需要挡位的杆。在变速杆31上，表示出自动变速器3的P(驻车)挡位、R(倒退)挡位、N(空挡)挡位、D(驱动)挡位各个变速模式。而且，与切换设定的需要挡位相应的变速信号S1被输入到将在下面详细描述的换挡切换控制部U1。而且，变速杆31除上述的挡位以外还可具有通过来自D挡位的不同系统的操作(例如，1挡沿横向操作之后沿上下纵向操作)而操作到前进1～6挡等的手动操作换挡(变速)，这种情况的手动操作换挡也被包含在换挡操作中。
只要上述的变速杆31可反映驾驶员的意图，即，可发出与由驾驶员选择的需要挡位相应的变速信号S1即可，变速杆31可替换为除变速杆31以外的其它装置，例如，可使用变速开关、变速按钮、声音输入装置等。
上述的驱动机构35设置为具有：将马达32的旋转运动变换为直线运动的滚珠螺杆机构36；将滚珠螺杆机构36的直线运动变换为摆动运动的臂构件37；被臂构件37的摆动运动驱动而旋转的手动轴39；以及具有被固定和连结到该手动轴39的棘爪杆40和以相应于变速挡位的角度作用于棘爪杆40的棘爪机构42，并且上述的手动阀20(的滑阀)连结到该棘爪机构42的棘爪杆40。此外，在手动轴39的端部设有通过检测该手动轴39的角度而检测手动阀20的位置的位置传感器(位置检测单元)43。
输出齿轮45被固定到上述的马达32的输出轴，从该输出齿轮45传递到齿轮46，从而使滚珠螺杆轴49旋转。在本实施例中，为了将齿轮45的旋转运动变换为往复运动，利用了滚珠螺杆机构36。在滚珠螺杆机构36中，图中未示出的多个滚珠被可循环地安装在滚珠螺杆轴49与滚珠螺母50之间，并且滚珠螺母50可沿轴向移动地接合于滚珠螺杆轴49。
棘爪杆40推动和拉动吊钩52，并使手动阀20的滑阀移动到轴向位置。驻车动作机构35连结到棘爪杆40的中间位置。上述的驻车动作机构53具有经由棘爪杆40与手动阀20一体移动地与驻车动作机构连结的驻车棒55，并且驻车凸轮56可自由滑动地被该驻车棒55支撑，并且被弹簧57支撑并偏置向挡块59。另一方面，驻车齿轮60被一体地固定到自动变速器的输出轴，并且面向该齿轮设有驻车竿61。通过经由上述的驻车棒55移动上述的驻车凸轮56，在支撑件62之间驻车竿61与驻车齿轮60啮合，从而锁止输出轴。上述的一体移动的手动阀(具体而言是其滑阀)20与驻车动作机构(具体而言是其驻车棒)53是挡位切换动作单元，并且各个离合器、制动器(以及它的油压伺服机构)C…、B…以及上述的驻车竿61和驻车齿轮60(驻车锁止单元)相当于切换到规定挡位时的动作构件。
上述挡位切换控制部U1输入来自变速杆31的信号S1并将信号输出到驱动机构35中的马达32以及A/T控制部U2之外，还输入来自上述位置传感器43的各个挡位的位置信号S4，并输入来自A/T控制部U2的各个阀的切换信号以及其它的信号S5。此外，A/T控制部在A/T控制部与油压控制装置6之间输入和输出信号S6。
并且，挡位切换控制部U1内置有延迟单元U1a，延迟单元U1a基于来自变速杆31的信号S1将与各个挡位对应的信号S3直接输出到A/T控制部U2，并从该信号S3拖延与各个挡位对应的规定时间之后将信号S2输出到驱动机构35。
以下，依据图5至图8对具有上述延迟单元U1a的挡位切换装置30的动作进行说明。
首先，依据图5和图6，对在D挡位中在2挡状态的弱驱动状态下行驶时驾驶员操作变速杆31到N挡位(D→N)的情况进行说明。在以往技术中，如图6中的(a)所示，手动阀20被切换，并且作为原始压力的前进(D)挡位压力释放，第1离合器C-1和第1制动器B-1的两个油压伺服机构同时开始释放。这时，如果制动器B-1的释放速度比离合器C-1的释放速度更快，则处于离合器C-1与单向离合器F-1接合的1挡状态，并随着单向离合器(OWC)的接合产生冲击。
根据本发明的实施方式，如图5和图6中的(b)所示，如果在前进2挡的弱驱动状态下，即，第1离合器C-1与第1制动器B-1接合的状态下行进时(F1)，驾驶员操作变速杆31到N挡位(F2)，则信号S1被发送到挡位切换控制部U1。在该挡位切换控制部U1中，基于上述信号S1，将信号S3立即发送到A/T控制部U2。由此，A/T控制部U2接通油压控制装置6的线性电磁阀SLC1，从而切断对油路a1的前进(D)挡位压力PD的输出口SLC1b的供给，并释放油压伺服C-1的接合压力PC1(F3)。由此，离合器C-1的接合转矩容量逐渐减小，不再具有转矩容量(F4)。
具有多个针对每个油温的图表，利用与油压传感器(图中未示出)检测到的油温对应的图表设定规定的延迟时间、根据该延迟时间的经过，判断该离合器C-1是否具有转矩容量(流程中步骤F4的判断)。此外，挡位切换控制部的延迟单元U1a不局限于基于由上述图表设定的延迟时间的单元，也可使用例如检测油压伺服机构C-1的油压、检测离合器C-1的输出侧的转动比等的其它的单元。
挡位切换控制部U1在经过了足以基于延迟单元U1a判断离合器C-1不具有转矩容量的延迟时间t1之后将信号S2输出到驱动机构35的马达32，并使驱动机构35动作从而将手动阀切换到N挡位位置。由此，手动阀的D挡位端口被释放，并且作为原始压力的前进(D)挡位压力被释放，即使线性螺线管SLB1处于供给位置，油压伺服机构B-1也被释放(F5)。
制动器B-1的转矩容量减小并经过规定时间时，该制动器被打开并处于N挡位(F6，F7)。由此，即使在2挡驱动行进时执行变速杆的D→N的操作，由于在制动器B-1处于接合状态的期间离合器C-1首先被打开，所以不经由1挡，从而不会产生由单向离合器F-1的接合引起的冲击。
接着，依据图7和图8对从R挡位操作到P挡位的情况进行说明。在以往技术中，如图8中的(a)所示，在R挡位中，离合器C-3及制动器B-2接合，输出轴反转使车轮沿倒退方向旋转。在这种状态下，如果操作变速杆31到P挡位(R→P)，则作为原始压力的倒退(R)挡位压力释放，同时驻车动作机构53动作使驻车竿61与驻车齿轮60接合(锁止)。在这种状态下，基于倒退运动的轴转矩施加于输出轴。接着，如果上述离合器C-3的伺服油压和制动器B-2的伺服油压释放而使这些离合器和制动器打开，则施加于输出轴的轴转矩也被释放，此时产生转矩释放冲击。此外，在与执行变速杆的R→P的操作相同的时机，离合器C-3和制动器B-2开始打开，但离合器C-3的油压先于制动器B-2释放，从而实现驻车(P)挡位。
根据本发明的实施方式，如图7和图8中的(b)所示，在倒退挡位中在倒退行进或停止时(F10)，驾驶员操作变速杆31到驻车(P)挡位。因此，来自变速杆31的P挡位电信号S1被输入到挡位切换控制部U1，该信号作为电信号S3被立即输出到A/T控制部U2。A/T控制部U2将电信号S6发送到油压控制装置6，并将电磁阀SLC3切换到关闭状态。这时，第1和第2切换阀23、24将电磁阀切换到并保持在与油压伺服机构B-2连通的一侧。
由此，电磁阀SLC3切断主压PL对油压伺服C-3的供给，并且该油压伺服机构的接合压力PC3与排出口连通，因而离合器C-3的转矩容量减小(F12)。在这种状态下，离合器C-3打开，输出轴的轴转矩也被释放。在判定该输出轴的轴转矩被释放的状态(F13)之后，挡位切换控制部U1在基于延迟单元U1a的规定的延迟时间t2之后将P挡位电信号S2输出到驱动机构35的马达32。
上述的延迟单元U1a选择根据基于油温的图表预先设定的规定的延迟时间t2，但不限于此，例如，还可检测油压伺服机构C-3的油压或检测输出轴的旋转等，也可使用其它的单元。
随后，基于通过延迟单元U1a判定足以使输出轴的轴转矩释放之后的信号S2，驱动机构35被驱动到P挡位，手动阀20移动到P挡位位置，并且驻车动作机构53的驻车杆55与手动阀20一体连动地移动。因此，在手动阀20中，R挡位端口从主压供给切换到排出，并且驻车凸轮56通过弹簧57移动，该凸轮56被夹持在支撑件62与驻车竿61之间，驻车竿61与驻车齿轮60接合，输出轴被锁止在停止状态(F14)。
在这种状态下，即使在倒退状态中轴转矩作用于输出轴，由于通过使离合器C-3打开而使输出轴自由之后锁止输出轴，所以不会产生由变化到驻车(P)挡位引起的冲击(P挡释放冲击)。此外，由于通过手动阀20到P挡位的切换释放倒退(R)挡位压力PR，所以经由第2切换阀24释放制动器油压伺服机构B-2的接合压力PB2，从而实现P挡位(F15)。
此外，上面尽管对D→N挡位、R→P挡位的切换进行了说明，但也可应用于R→N挡位等的其它的挡位切换。
工业上的可利用性
本发明涉及利用于装载在汽车中的多级自动变速器或无级变速器中，将变速杆等操作侧的意图作为电信号传递到动作侧的线控换挡的挡位(P、R、N、D等)切换装置。
附图标记的说明
3自动变速器
6油压控制装置
20挡位切换动作单元(手动阀)
30挡位切换装置
31挡位操作单元(变速杆)
32马达
35驱动单元(机构)
53挡位切换动作单元(驻车动作机构)
60、61动作构件(驻车锁止单元、驻车齿轮、驻车竿)
B-1动作构件(接合构件、第1制动器)
C-1动作构件(接合构件、第1离合器)
C-3动作构件(R挡位的接合构件)
SLC2、SLC3线性电磁阀
U1挡位切换控制部
U1a延迟单元
U2自动变速器(A/T)控制部
S1～S6电信号

Claims (4)

1.一种挡位切换装置，具有：可选择并指示挡位的挡位操作单元；通过电信号被传达由挡位操作单元选择的各个挡位的驱动单元；以及通过所述驱动单元切换到与各个挡位对应的位置的挡位切换动作单元；其特征在于，
在利用电信号从所述挡位操作单元到所述驱动单元为止的传递之间插入设置有挡位切换控制部，
该挡位切换控制部具有延迟单元，所述延迟单元发出经由自动变速器控制部直接使切换到规定挡位时所需的至少两个动作构件中的一者动作的信号，并且在经过了所述一者进行动作所需的足够的延迟时间之后，所述延迟单元将切换到所述规定的挡位的信号发送到所述驱动单元。
2.根据权利要求1所述的挡位切换装置，其特征在于，所述动作构件是对自动变速器的传递路径进行切换的两个接合构件，
所述挡位切换动作单元是手动阀，
基于来自所述自动变速器控制部的电信号直接切换所述两个接合构件中的一者，
在经过基于所述延迟单元的所述延迟时间之后，通过驱动所述驱动单元而引起的所述手动阀的切换，来切换所述两个接合构件中的另一者。
3.根据权利要求2所述的挡位切换装置，其特征在于，
所述挡位操作单元操作挡位从D挡位切换到N挡位，
所述两个接合构件是在前进2挡下接合的第一离合器和第一制动器，
基于来自所述挡位操作单元的N挡位电信号，直接通过线性电磁阀释放所述第一离合器的接合压力，
依据基于所述延迟单元的所述延迟时间，在所述第一离合器不再具有转矩容量之后，通过所述手动阀释放所述第一制动器的接合压力。
4.根据权利要求1所述的挡位切换装置，其特征在于，
所述挡位操作单元操作挡位从R挡位切换到P挡位，
所述挡位切换操作单元是与手动阀一起移动的驻车动作机构，
所述动作构件中的一者是在R挡位接合的至少一个接合构件，所述动作构件中的另一者是在P挡位使自动变速器的输出轴停止的驻车锁止单元，
基于来自所述挡位操作单元的P挡位电信号，直接通过电磁阀释放在所述R挡位接合的接合构件的接合压力，
依据基于所述延迟单元的所述延迟时间，在通过打开所述接合构件而释放所述输出轴的轴转矩之后，所述驻车锁止单元通过所述驻车动作机构锁止所述输出轴。
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