CN107100967A - 摩擦接合单元及自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本发明的摩擦接合单元包括：多个摩擦板，隔着游隙而设置；活塞，能够在释放位置与接合位置之间移动；第一施力机构及第二施力机构，向使所述活塞从所述释放位置往所述接合位置的接合方向施加作用力给该活塞。所述第一施力机构及所述第二施力机构双方的作用力从所述释放位置至所述接合方向上的第一位置作用于所述活塞。所述第一施力机构的作用力从所述第一位置至比该第一位置更接近所述接合位置的第二位置作用于所述活塞。所述第一位置是所述活塞不与所述摩擦板抵接的指定位置，所述第二位置是所述活塞与所述摩擦板抵接且减小了所述游隙的位置。由此，既能够使活塞迅速地从释放位置往接合位置移动又能够防止接合冲击的发生。
Description
技术领域
本发明涉及具备多个摩擦板和活塞的摩擦接合单元以及采用了该摩擦接合单元的自动变速器。
背景技术
汽车等车辆中所搭载的自动变速器具备行星齿轮组、以及多板型离合器和多板型制动器等多个摩擦接合单元。通过按照发动机的运转状态而有选择地接合多个摩擦接合单元，能够自动地变速到指定的变速档。摩擦接合单元包含隔着游隙而设置的多个摩擦板和按压这些摩擦板的活塞。活塞在接合位置和释放位置之间移动，所述接合位置是按压摩擦板而使摩擦板彼此处于接合状态的位置，所述释放位置是解除所述按压而使摩擦板彼此处于释放状态的位置。
日本专利公开公报特开2001-65607号(专利文献)中公开了一种应用了弹簧构件的摩擦接合单元，该弹簧构件以使活塞朝着接合位置移动的方式施加作用力给该活塞。该摩擦接合单元中，受所述弹簧构件的作用力的活塞按压摩擦板，由此，摩擦板彼此以指定的接合力被接合。在需要较大的接合力时，对活塞施加基于液压而作用的助力。
所述专利文献的摩擦接合单元中，主要以弹簧构件的作用力来形成接合状态。因此，在使摩擦接合单元从释放状态转换到接合状态时，有可能在其状态转换时发生迟延。为了消除这样的转换迟延，可考虑加大弹簧构件的作用力来使活塞高速移动的做法。然而，此情况下，有可能因摩擦板急速接合而发生接合冲击。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能够使活塞迅速地从释放位置往接合位置移动又能够防止产生接合冲击的摩擦接合单元以及采用了该摩擦接合单元的自动变速器。
实现所述目的的本发明的一个方面所涉及的摩擦接合单元包括：多个摩擦板，隔着游隙而设置；活塞，能够在释放位置与接合位置之间移动，所述释放位置是使所述摩擦板成为释放状态的位置，所述接合位置是所述活塞按压所述摩擦板从而使所述摩擦板彼此成为接合状态的位置；第一施力机构及第二施力机构，向使所述活塞从所述释放位置往所述接合位置的接合方向施加作用力给该活塞；其中，所述第一施力机构及所述第二施力机构双方的作用力从所述释放位置至所述接合方向上的第一位置作用于所述活塞，所述第一施力机构的作用力从所述第一位置至比该第一位置更接近所述接合位置的第二位置作用于所述活塞，所述第一位置是所述活塞不与所述摩擦板抵接的指定位置，所述第二位置是所述活塞与所述摩擦板抵接且减小了所述游隙的位置。
本发明的另一个方面所涉及的自动变速器包括：变速机构；上述的摩擦接合单元。
根据本发明，既能够使活塞迅速地从释放位置往接合位置移动又能够防止接合冲击的发生。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的自动变速器的概略图。
图2是所述自动变速器所具备的摩擦接合单元的接合表。
图3是表示所述摩擦接合单元的结构的简略剖视图。
图4是表示第一及第二压缩螺旋弹簧的布置例的图。
图5是用于说明所述摩擦接合单元的工作的简略剖视图。
图6是用于说明所述摩擦接合单元的工作的简略剖视图。
图7是用于说明所述摩擦接合单元的工作的简略剖视图。
图8是用于说明所述摩擦接合单元的工作的简略剖视图。
图9是用于说明所述摩擦接合单元的工作的简略剖视图。
图10是表示所述自动变速器的液压路径的方块图。
图11是表示从停车至起步时的对摩擦接合单元的液压供应状况的表形式的图。
图12是表示第一及第二压缩螺旋弹簧的布置的变形例的图。
具体实施方式
[自动变速器的整体结构]
图1是表示本发明的实施方式所涉及汽车(车辆)用自动变速器1的结构的概略图。自动变速器1包括：变速器壳2；设置在该变速器壳2内并且从发动机侧延伸的输入轴3；输出齿轮4；作为变速机构的四个行星齿轮组(第一、第二、第三、第四行星齿轮组11、12、13、14)；两个制动器(第一、第二制动器21、22)及三个离合器(第一、第二、第三离合器31、32、33)。
输入轴3是输入发动机(驱动源)所生成的动力的轴。输出齿轮4是输出由变速机构设定为指定的变速比的驱动力的齿轮。本实施方式中，例示了发动机的动力不经由液力变矩器(流体传动装置)而输入到输入部的所谓的无液力变矩器式自动变速器。
变速器壳2具有：外周壁2a；设置在外周壁2a的发动机侧端部的第一中间壁2b；设置在第一中间壁2b的发动机侧的相反侧的第二中间壁2c；设置在外周壁2a的轴向中间部的第三中间壁2d；设置在外周壁2a的发动机侧的相反侧的端部的侧壁2e；从侧壁2e的中央部向发动机侧延伸设置的突台部2f；从第二中间壁2c的内周侧端部向发动机侧的相反侧延伸设置的圆筒部2g。
四个行星齿轮组11至14从发动机侧按照第一行星齿轮组11、在径向上彼此重叠设置的内周侧的第二行星齿轮组12及外周侧的第三行星齿轮组13、第四行星齿轮组14的顺序设置。第一行星齿轮组11包含行星架11c、被行星架11c支撑的小齿轮(未图示)、太阳轮11s及齿圈11r。第一行星齿轮组11是所述小齿轮与太阳轮11s及齿圈11r直接啮合的单一小齿轮型行星齿轮组。第二、第三、第四行星齿轮组12、13、14也是单一小齿轮型行星齿轮组，分别包含：行星架12c、13c、14c；省略了图示的小齿轮；太阳轮12s、13s、14s；齿圈12r、13r、14r。
在径向上两级重叠设置的第二行星齿轮组12的齿圈12r和第三行星齿轮组13的太阳轮13s通过焊接或热套等而被一体化。即，齿圈12r与太阳轮13s始终连结，从而形成一体转动单元15。第一行星齿轮组11的太阳轮11s与第二行星齿轮组12的太阳轮12s、第一行星齿轮组11的齿圈11r与第四行星齿轮组14的行星架14c、第一行星齿轮组11的行星架11c与第三行星齿轮组13的行星架13c均始终连结。输入轴3与第二行星齿轮组12的行星架12c始终连结。输出齿轮4与第一行星齿轮组11的行星架11c和第三行星齿轮组13的行星架13c分别始终连结。输出齿轮4经由轴承41而被变速器壳2的圆筒部2g转动自如地支撑。
第四行星齿轮组14的太阳轮14s与第一转动件34连结。第一转动件34向发动机侧的相反侧延伸。同样，第三行星齿轮组13的齿圈13r与第二转动件35连结，一体转动单元15与第三转动件36连结。转动件35、36也向发动机侧的相反侧延伸。第二行星齿轮组12的行星架12c经由输入轴3而与第四转动件37连结。
第一制动器21设置于变速器壳2的第一中间壁2b。第一制动器21包含；工作缸211；嵌合于工作缸211的活塞212；由工作缸211及活塞212划分而成的工作液压室213。第一制动器21基于指定的接合液压供应给工作液压室213而使摩擦板接合，从而使第一行星齿轮组11的太阳轮11s和第二行星齿轮组12的太阳轮12s固定于变速器壳2。
第二制动器22设置于第三中间壁2d。第二制动器22包含：工作缸23；嵌合于工作缸23的活塞24；由工作缸23及活塞24划分而成的接合液压室25。第二制动器22基于指定的接合液压供应给接合液压室25而使摩擦板接合，从而使第四行星齿轮组14的齿圈14r固定于变速器壳2。本实施方式中示出了本发明所涉及的摩擦接合单元被应用于该第二制动器22的例子。有关第二制动器22，在后面根据图3以下的图进行详细的说明。
第一至第三离合器31至33设置在变速器壳2内的发动机侧的相反侧端部。第一至第三离合器31至33在轴向上相同的位置以第二离合器32位于第一离合器31的内周侧且第三离合器33位于第二离合器32的内周侧的方式在径向上彼此重叠设置。
第一离合器31使第四行星齿轮组14的太阳轮14s与第三行星齿轮组13的齿圈13r离合。换言之，第一离合器31切换与太阳轮14s连结的第一转动件34和与齿圈13r连结的第二转动件35之间的连接状态。
第二离合器32使第四行星齿轮组14的太阳轮14s与一体转动单元15(即第二行星齿轮组12的齿圈12r及第三行星齿轮组13的太阳轮13s)离合。换言之，第二离合器32切换与太阳轮14s连结的第一转动件34和与一体转动单元15连结的第三转动件36之间的连接状态。
第三离合器33使第四行星齿轮组14的太阳轮14s与输入轴3及第二行星齿轮组12的行星架12c离合。换言之，第三离合器33切换与太阳轮14s连结的第一转动件34和经由输入轴3而与行星架12c连结的第四转动件37之间的连接状态。
第一转动件34基于第一离合器31而被切换其与第二转动件35之间的连接状态，基于第二离合器32而被切换其与第三转动件36之间的连接状态，基于第三离合器33而被切换其与第四转动件37之间的连接状态。即，第一转动件34是被各离合器31至33切换连接状态的两个转动件中的一方且共通的转动件。因此，在第一至第三离合器31至33的发动机侧的相反侧，与变速器壳2的侧壁2e接近地设置有具有与轴心正交的壁部的共用转动件30。而且，共用转动件30与第一转动件34连结。
共用转动件30是在第一至第三个离合器31至33中被共用的构件，各离合器31至33所具备的工作缸、活塞、工作液压室、工作液压通道、离心平衡液压室、离心平衡室结构件等被共用转动件30支撑。图1中，简略地图示了第一、第二、第三离合器31、32、33的活塞31p、32p、33p。此外，保持第二离合器32及第三离合器33的摩擦板的共通构件38被组装于该第二离合器32及第三离合器33。
如上所述，本实施方式的自动变速器1具备变速机构，该变速机构包含第一至第四行星齿轮组11至14、作为五个摩擦接合单元的第一、第二制动器21、22及第一至第三离合器31至33，而且变更输入轴3与输出齿轮4的变速比。图2是自动变速器1所具备的五个摩擦接合单元的接合表。如图2的接合表所示，通过从五个摩擦接合单元中有选择地接合(以“○”符号表示)三个摩擦接合单元，从而实现前进一至八档和倒档。图2中，CL1、CL2、CL3表示第一、第二、第三离合器31至33，BR1、BR2表示第一、第二制动器21、22。本实施方式中，第一离合器31(CL1)、第一制动器21(BR1)以及第二制动器22(BR2)是用于实现车辆的前进时的起步变速比的摩擦接合单元。
[摩擦接合单元的详细]
图3是表示本发明的实施方式所涉及的变速机构的摩擦接合单元的结构的简略剖视图。变速机构变更输入轴3与输出齿轮4的变速比。此处，例示该摩擦接合单元被应用于第二制动器22的情形。图3(及以下的图4至图9)中，以X方向表示输入轴3的轴向，以Y方向表示自动变速器1的径向。此外，有关X方向，为方便起见，以-X表示图中的左方，以+X表示图中的右方。
第二制动器22具备：壳体20；上述的活塞24及接合液压室25；释放液压室26；环部件27；摩擦板单元5(多个摩擦板)；第一压缩螺旋弹簧61(第一施力机构)及第二压缩螺旋弹簧62(第二施力机构)。针对这样的第二制动器22而附设有液压机构70。液压机构70包含机油泵71、液压回路72及液压控制部75。
壳体20是图1所示的变速器壳2的一部分，具备外筒部201、凸缘部202及内筒部203。外筒部201是沿着输入轴3(图1)的轴向延伸的筒状部，是与变速器壳2的外周壁2a相当的部分。凸缘部202及内筒部203是与变速器壳2的中间壁2d相当的部分。凸缘部202是从外筒部201向径向内侧延伸的部分。内筒部203在外筒部201的径向内侧相对于该外筒部201隔开指定间隔地设置。上述的外筒部201、凸缘部202及内筒部203所构建的空间构成了第二制动器22中的前述的工作缸23的空间。
在外筒部201的内侧面的与凸缘部202相邻的区域形成有槽部204。由此，在外筒部201的内侧面侧形成与凸缘部202的内侧面20A在轴向上隔开指定距离地相向的承受面205。槽部204中收容有第二压缩螺旋弹簧62。内筒部203中设有用于供应液压给接合液压室25的第一供应口206和用于供应液压给释放液压室26的第二供应口207。
活塞24是在外筒部201与内筒部203之间能够沿轴向移动的构件，其具备与外筒部201的内周面相对滑动的按压片241和与凸缘部202相向的受压片242。按压片241在移动方向的远端面(+X侧)具备对摩擦板单元5施加按压力的远端面24A。此外，受压片242在后端侧(-X侧)具备承受液压的按压力和第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的作用力的后端面24B。活塞24在释放位置(图5所示的位置)与接合位置(图9所示的位置)之间移动，释放位置是使摩擦板单元5成为释放状态的位置，接合位置是活塞24对摩擦板单元5施加按压力而使之成为接合状态的位置。
接合液压室25是被供应使活塞24向朝着所述接合位置的方向移动的液压的空间。接合液压室25是被壳620的外筒部201、凸缘部202及内筒部203、活塞24的按压片241划分而成的空间。本实施方式中，该接合液压室25内设置有第一、第二压缩螺旋弹簧61、62。
释放液压室26是被供应使活塞24向朝着所述释放位置的方向移动的液压的空间。释放液压室26是被壳体20的内筒部203、活塞24的按压片241及受压片242、组装于内筒部203的环部件27划分而成的空间。本实施方式中，该释放液压室26中不设置复位弹簧等。
摩擦板单元5具备隔着游隙而设置的多个摩擦板。具体而言，摩擦板单元5以多个主动板51与多个从动板52隔着指定的游隙C而交替地排列的方式设置。主动板51的两面上粘贴有衬片。主动板51花键结合于第一花键片53，从动板52花键结合于第二花键片54。第一花键片53是与图1所示的第四行星齿轮组14的齿圈14r的外周部分相当的构件。此外，第二花键片54是与变速器壳2的外周壁2a的内周部分相当的构件。
活塞24的远端面24A与位于最靠-X侧的从动板52抵接而对摩擦板单元5施加按压力。在与位于最靠+X侧的主动板51相邻处设置有保持盘55。保持盘55限制主动板51及从动板52的往+X方向的移动。
第一压缩螺旋弹簧61及第二压缩螺旋弹簧62是对活塞24施加向从所述释放位置往所述接合位置的接合方向(+X方向)的作用力的弹簧。第一、第二压缩螺旋弹簧61、62设置在活塞24的与摩擦板单元5相向的面的相反侧的面。第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的-X侧端部被不能移动的凸缘部202的内侧面20A支撑，而+X侧端部与沿X方向移动的活塞24的后端面24B抵接。不过，第二压缩螺旋弹簧62以收容在槽部204中的方式设置。因此，槽部204的承受面205便成为第二压缩螺旋弹簧62的+X侧端部所抵接的限制面，由此，第二压缩螺旋弹簧62的往+X方向的伸长受到限制。
另一方面，对第一压缩螺旋弹簧61未设置上述般的限制面，第一压缩螺旋弹簧61能够伸长至其自身的自由长度。第一压缩螺旋弹簧61的自由长度比内侧面20A与承受面205之间的距离更长。即，第一压缩螺旋弹簧61对活塞24施加+X方向的作用力的作用长度(working length)比第二压缩螺旋弹簧62的作用长度更长。由此，第一、第二压缩螺旋弹簧61、62双方的作用力从活塞24处于所述释放位置时的状态直至承受面205的位置(第一位置；后述的图6的位置)为止作用于活塞24，而从承受面205至第一压缩螺旋弹簧61伸长至其自由长度的位置(第二位置；后述的图8的位置)仅有第一压缩螺旋弹簧61的作用力作用于活塞24。
此外，与第一压缩螺旋弹簧61相比，第二压缩螺旋弹簧62为大型的弹簧。即，第二压缩螺旋弹簧62是作用力大于第一压缩螺旋弹簧61的作用力的弹簧。因此，从所述释放位置至承受面205的位置，第二压缩螺旋弹簧62的比较大的作用力作为助力叠加于第一压缩螺旋弹簧61的作用力，从而加快活塞24的移动速度。
图4是表示第一及第二压缩螺旋弹簧61、62的设置例的图。第一及第二压缩螺旋弹簧61、62相对于活塞24的圆板状(圆环状)部分的后端面24B分别呈圆环状地排列设置有多个。第一压缩螺旋弹簧61设置于活塞24的径向内侧，第二压缩螺旋弹簧62设置于活塞24的径向外侧。第一压缩螺旋弹簧61的+X侧端部及-X侧端部上分别安装有端板63。同样地，第二压缩螺旋弹簧62的+X侧端部及-X侧端部上分别安装有端板64。利用端板63、64能够将第一及第二压缩螺旋弹簧61、62的作用力稳定地且在周向上均匀地施加给活塞24。
图4所示般的第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的设置是容易增加多个第二压缩螺旋弹簧62的组的作用力的设置。即，第二压缩螺旋弹簧62设置于活塞24的径向外侧，因而位于径向外侧者的周长比位于径向内侧者的周长更长，因此，能够比第一压缩螺旋弹簧61更多地确保用于设置第二压缩螺旋弹簧62的设置空间。因此，通过采用比第一压缩螺旋弹簧61更大型的压缩螺旋弹簧来用作第二压缩螺旋弹簧62，或者即使采用相同的尺寸也可设置更多的第二压缩螺旋弹簧62，能够容易地构建如下的状况：由第二压缩螺旋弹簧62组形成的作用力大于第一压缩螺旋弹簧61组的作用力。
液压机构70的机油泵71是被发动机驱动而使机油流通到需要的部位且生成指定的液压的泵。液压回路72是将液压有选择地供应给作为摩擦接合单元的第一、第二制动器21、22及第一至第三离合器31至33的用于达成图2所示的各变速档的液压回路。图3中，仅示出了用于对第二制动器22供应液压及进行其排出的第一电磁阀73及第二电磁阀74。
第一电磁阀73是通过第一供应口206对接合液压室25供应机油泵71所产生的液压并且进行排除接合液压室25的液压的控制的阀。第一电磁阀73具备输入口731、输出口732及排泄口733。基于螺线管的工作，在往接合液压室25的液压供应时，输入口731与输出口732连通，而在液压排除时，输出口732与排泄口733连通。在指定的接合液压供应给接合液压室25后，活塞24移动到所述接合位置。
第二电磁阀74是通过第二供应口207对释放液压室26供应机油泵71所产生的液压并且进行排除释放液压室26的液压的控制的阀。第二电磁阀74具备输入口741、输出口742及排泄口743。基于螺线管的工作，在往释放液压室26的液压供应时，输入口741与输出口742连通，而在液压排除时，输出口742与排泄口743连通。在指定的释放液压供应给释放液压室26后，活塞24不拘第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的作用力而移动到所述释放位置。
液压控制部75通过控制第一、第二电磁阀73、74的螺线管的工作来控制供应给接合液压室25和释放液压室26的液压。另外，液压控制部75还控制其它的摩擦接合单元的各电磁阀等，以控制供应给第一制动器21及第一至第三离合器31至33的液压。
[摩擦接合单元的工作]
图5至图9是用于说明所述摩擦接合单元的工作的简略剖视图。图5表示活塞24处于释放位置时的状态。即，活塞24的远端面24A相对于摩擦板单元5离开指定距离，主动板51和从动板52处于释放状态。图5中，示出了远端面24A的X方向的位置以作为释放位置P0。此时，液压控制部75不让接合液压供应给接合液压室25(图中，以“关”来表示)。即，液压控制部75将第一电磁阀73控制于输出口732与排泄口733连通的状态。
另一方面，液压控制部75通过第二供应口207对释放液压室26供应指定的释放液压(图中，以“开”来表示)。即，液压控制部75将第二电磁阀74控制于输入口741与输出口742连通的状态。释放液压是至少比第一压缩螺旋弹簧61的作用力更大的液压，在本实施方式中是比第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的重叠作用力更大的液压。活塞24的受压片242接受释放液压的供应，由此，活塞24克服所述重叠作用力而向-X方向移动。于是，第一、第二压缩螺旋弹簧61、62成为最被压缩的状态。
图6表示活塞24处于所述第一位置时的状态。第一位置被设定在活塞24的远端面24A不与摩擦板单元5抵接的指定位置。具体而言，其由槽部204的X方向的宽度所决定。图6中，将此时的远端面24A的X方向的位置作为第一位置P1予以表示。在有使活塞24从释放位置P0向接合方向移动的指令时，液压控制部75使释放液压室26的释放液压的供应“关”(液压的排出)。至于接合液压室25被维持于“关”。
由于释放液压被维持于“关”，因此，活塞24成为能够往+X方向自由地移动的状态。而且，在其从释放位置P0往第一位置P1移动时，第一、第二压缩螺旋弹簧61、62双方的作用力叠加于活塞24。由此，活塞24被强有力地按压向+X方向，往接合方向高速移动。即，能够使活塞24的往接合方向的始动快速地进行。
图7表示活塞24从第一位置P1进一步往接合方向移动了指定距离后的状态。在该状态下，两个压缩螺旋弹簧中只有第一压缩螺旋弹簧61的作用力作用于活塞24。图7中，将此时的远端面24A的X方向的位置作为即将接触位置P11予以表示。
在活塞24到达第一位置P1的时期，液压控制部75对接合液压室25供应比接合液压低的预供应液压(指定的液压)。至于释放液压室26被维持于“关”。基于活塞24的从释放位置P0往第一位置P1的急速移动，接合液压室25内被负压化。该负压化成为活塞24的往+X方向移动的障碍。为此，通过对接合液压室25供应预供应液压来辅助活塞24的往+X方向的移动。此外，预供应液压是消解负压阻力的程度的液压，活塞24从第一位置P1至之后的第二位置P2(图8)的移动主要依靠第一压缩螺旋弹簧61的作用力。因此，活塞24从第一位置P1至第二位置P2的移动与从释放位置P0往第一位置P1的移动时相比较为缓慢。
图8表示活塞24的远端面24A与摩擦板单元5(从动板52)抵接且处于缩小了主动板51与从动板52之间的游隙C后的所述第二位置时的状态。在第二位置，第一压缩螺旋弹簧61成为伸得最长的状态，但活塞24还未达到所述接合位置。图8中，将此时的远端面24A的X方向的位置作为第二位置P2予以表示。在活塞24从即将接触位置P11达到第二位置P2的途中，液压控制部75停止往接合液压室25的所述预供应液压的供应。因此，在第二位置P2，对接合液压室25及释放液压室26双方的液压的供应为“关”。
第二位置P2为随时都能够进行起步的准备起步状态，亦即所谓的零接触状态。零接触状态是指如下的状态：主动板51和从动板52之间的游隙C被减小至两者就要摩擦接合，若活塞24再往+X方向移动则两者间便产生摩擦接合力。本实施方式中，该零接触状态能够通过第一压缩螺旋弹簧61的作用力来稳定地形成且使之维持。换言之，第一压缩螺旋弹簧61的作用长度以能够形成零接触状态的方式被选定。
图9表示活塞24达到接合位置的状态。即，活塞24的远端面24A向+X方向压住从动板52，从而主动板51和从动板52处于接合状态。图9中，将此时的远端面24A的X方向的位置作为接合位置P3予以表示。此时，接合液压室25处于接合液压被供应的“开”状态。至于释放液压室26被维持于“关”。
液压控制部75在活塞24处于第二位置P2的零接触状态的状态下收到前进或后退的起步指令时使接合液压供应给接合液压室25。受压片242接受该接合液压，于是活塞24从第二位置P2进一步往+X方向移动而到达接合位置P3。由此，主动板51和从动板52被接合，在两者之间便产生接合力。
解除主动板51与从动板52之间的接合时，液压控制部75一方面将接合液压室25设为“关”，另一方面将供应给释放液压室26的释放液压设为“开”状态。基于该控制，活塞24返回到图5所示的释放位置P0。
[车辆的起步时的控制]
接着，对在自动变速器1中在车辆的起步时所执行的液压控制进行说明。图10是表示自动变速器1的液压路径的方块图，图11是表示从车辆的停车时至起步时的对摩擦接合单元的液压供应状况的表形式的图。图3中，将液压回路72的与第二制动器22对应的部分予以表示，而在图10中，将液压回路72的与所有的摩擦接合单元(第一、第二制动器21、22及第一至第三离合器31至33)对应的部分予以表示。该液压回路72中具备用于对各摩擦接合单元供应液压及进行其排出的电磁阀。
如图2所示，从车辆的停车时至起步时被接合的摩擦接合单元亦即前进一档的变速比(起步变速比)在本实施方式中由第一离合器31(CL1)、第一制动器21(BR1)以及第二制动器22(BR2)来实现。因此，图11中，仅将这三个摩擦接合单元表示于图表中。图11的第一离合器31及第一制动器21的栏中，“开”表示这些摩擦接合单元处于接合状态，“关”表示这些摩擦接合单元处于非接合状态(释放状态)。第二制动器22的栏中，“开”表示接合液压或释放液压被供应的状态，“关”表示接合液压或释放液压未被供应的状态。
参照图11，在车辆的停车时，液压控制部75不供应接合液压给第一离合器31及第一制动器21，使其处于“关”状态。此外，液压控制部75一方面将接合液压室25设为“关”，另一方面将指定的释放液压供应给释放液压室26而设为“开”状态(图5所示的状态)。
其次，从停车时过渡到准备起步时。所谓车辆的准备起步时意味着虽然车辆处于停车状态但处于形成了前述的零接触状态的状态。该零接触状态下，液压控制部75供应接合液压给第一离合器31及第一制动器21，使其处于“开”状态。另一方面，至于第二制动器22，如前所述，液压控制部75不供应接合液压给接合液压室25，使其处于“关”状态，解除释放液压室26的释放液压，使其处于“关”状态(图8所示的状态)。
即，液压控制部75在准备起步时(停车时)使第二制动器22的接合液压室25处于被供应比接合液压更低的液压的状态(“关”状态)，另一方面，对于形成起步变速比的其它的摩擦接合单元的第一离合器31及第一制动器21，设为供应有接合液压的状态(“开”状态)。由此，此后通过使第二制动器22过渡到接合状态，便能够形成实现起步变速比的状态。而且，在零接触状态下，基于第一压缩螺旋弹簧61的作用力，活塞24按压摩擦板单元5，从而形成减小了主动板51与从动板52之间的游隙C的状态。
在准备起步状态下，收到起步指令时(起步时)，液压控制部75将接合液压不仅供应给第一离合器31及第一制动器21，还供应给第二制动器22的接合液压室25，使其处于“开”状态。由此，实现起步变速比，车辆前进。这样，从准备起步时往起步时的过渡仅通过接合已经处于零接触状态的第二制动器22便能够实现，因此，从停车状态至实现起步变速比的反应度极高。此外，在未被发送从准备起步状态起步的指令的情况下，第二制动器22在零接触状态下待命，而在被发送停车指令后，形成图11的停车时的液压状态。
本实施方式中，作为通过压缩螺旋弹簧的作用力来形成零接触状态的摩擦接合单元而选择第二制动器22的理由如下。即，如图2所示，本实施方式的变速机构是在前进档中从形成起步变速比的一档至形成最高速的变速比的八档的多档式变速机构。其中，第二制动器22是实现从一档至五档的变速比中连续地被设为接合状态的摩擦接合单元。对此，在一档至五档中，第一离合器31是在二档、四档不被接合的摩擦接合单元，第一制动器21是在三档至五档不被接合的摩擦接合单元。
从上述情况可知，第二制动器22可以说是在低速至中速的变速比中通用性最高的摩擦接合单元。即，在基于指定的变速图谱来实现低速至中速的变速比的情况下，第二制动器22为始终被接合的摩擦接合单元。例如，在车辆的急减速后再进行加速的情形下，即使基于变速图谱来实现一档至五档的任一档的变速比，第二制动器22也始终被接合。因此，通过将第二制动器22设为形成零接触状态的摩擦接合单元，能够达成反应度优异且不发生接合冲击的变速。
[作用效果]
基于以上说明的本实施方式所涉及的摩擦接合单元及自动变速器，可以获得如下般的作用效果。应用了本实施方式所涉及的摩擦接合单元的第二制动器22具备第一、第二压缩螺旋弹簧61、62，该第一、第二压缩螺旋弹簧61、62对活塞24施加向从释放位置P0(图5)往接合位置P3(图9)的接合方向的作用力。而且，第一、第二压缩螺旋弹簧61、62双方的作用力从释放位置P0至第一位置P1(图6)作用于活塞24，因此，能够使该活塞24快速地往接合方向移动。即，能够使活塞24的往接合方向的始动快速地进行。
此外，活塞24被施加第一压缩螺旋弹簧61的作用力而从第一位置P1移动到第二位置P2(图8)。活塞24到达第二位置P2后，处于减小了主动板51与从动板52之间(摩擦板彼此间)的游隙C的状态。即，虽然未达到接合状态，但两板51、52间的游隙实际上已消失而达到即将接合的状态。因此，之后基于接合液压被供应给接合液压室25，能够迅速地使两板51、52成为接合状态。这样，基于第一压缩螺旋弹簧61的作用力来形成即将接合的状态，在此后形成接合状态，从而能够防止接合冲击的发生。此外，基于第一压缩螺旋弹簧61能够稳定地形成零接触状态。
此外，活塞24的往+X方向上的不同位置的第一位置P1和第二位置P2的移动依赖于第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的作用长度的不同。即，第一压缩螺旋弹簧61的作用长度被设定为长于第二压缩螺旋弹簧62的作用长度，对活塞24的作用力施加至第一位置P1或第二位置P2。因此，基于第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的作用长度的设定，能够简易构成实现本发明的作用效果的摩擦接合单元。
而且，第二压缩螺旋弹簧62的作用力大于第一压缩螺旋弹簧61的作用力。由此，第一、第二压缩螺旋弹簧61、62双方的作用力所作用的从释放位置P0至第一位置P1的活塞24的移动速度相对地快于从第一位置P1至第二位置P2的活塞的移动速度。即，能够迅速地使活塞24始动，能够使活塞24往接合位置P3的移动更迅速。
第一压缩螺旋弹簧61被设置于活塞24的径向内侧，第二压缩螺旋弹簧62被设置于活塞24的径向外侧。由于径向外侧者的周长长于径向内侧，因此，能够比第一压缩螺旋弹簧61更多地确保用于第二压缩螺旋弹簧62的设置的空间。因此，能够容易地构建如下的状况：多个第二压缩螺旋弹簧62的组的作用力大于多个第一压缩螺旋弹簧61的组的作用力。
在摩擦接合单元的液压控制中，液压控制部75使活塞24往释放位置P0时对释放液压室26供应至少比第一压缩螺旋弹簧61的作用力更大的液压。所述实施方式中，液压控制部75对释放液压室26供应比第一、第二压缩螺旋弹簧61、62双方的作用力更大的释放液压。由此，能够克服第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的重叠作用力，使活塞24朝着释放位置P0迅速地返回。
此外，液压控制部75在使活塞24往接合方向时使释放液压室26内的释放液压排出。由此，不存在作用于活塞24的使该活塞24往释放位置P0的方向的力，因此，第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的重叠作用力作用至第一位置P1，第一压缩螺旋弹簧61的作用力作用至第二位置P2，从而能够使活塞24迅速地往接合方向移动。即，能够迅速地形成减小了两板51、52间的游隙C的状态。
而且，液压控制部75在使活塞24往接合方向时供应预供应液压给接合液压室25(图7)。由此，基于第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的作用力以及所述预供应液压，能够使活塞24更高速地往接合方向移动。此外，由于活塞24基于第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的作用力而急速地往接合方向移动，因此，基于上述预供应液压的供应还能够消除因接合液压室25成为负压而导致活塞24的移动速度变慢的问题。
如上所述，根据本实施方式，能够提供一种既能够使活塞24迅速地从释放位置P0往接合位置移动又不会产生接合冲击的摩擦接合单元以及采用了该摩擦接合单元的自动变速器1。
[变形实施方式的说明]
以上说明了本发明的一实施方式，不过，本发明并不限定于此，其还可以得到如下的变形实施方式。
(1)所述实施方式中，作为第一施力机构及第二施力机构而例示了第一压缩螺旋弹簧61及第二压缩螺旋弹簧62。只要能够给予活塞24接合方向的作用力且能够组装于变速器壳2中，其它的施力构件也可以被用作第一、第二施力机构。例如，拉伸螺旋弹簧、碟形弹簧、板弹簧、具有弹性的橡胶和树脂等都可以用作第一、第二施力机构。
(2)所述实施方式中，如图4所示，举了第二压缩螺旋弹簧62为比第一压缩螺旋弹簧61大型的弹簧的例子。图12是表示压缩螺旋弹簧的布置的变形例的图。此处，示出了采用与第一压缩螺旋弹簧61相同尺寸的第二压缩螺旋弹簧62A的例子。但是径向外侧的第二压缩螺旋弹簧62A的排列密度被设定为大于径向内侧的第一压缩螺旋弹簧61的排列密度。在这样的结构中，可以构建如下的施力环境：第二压缩螺旋弹簧62A组的作用力大于第一压缩螺旋弹簧61组的作用力。
(3)所述实施方式中，举了基于第一压缩螺旋弹簧61的作用力来形成零接触状态的摩擦接合单元为第二制动器22的例子。也可取而代之或者在此基础上将其它的摩擦接合单元亦即将第一制动器21、第一至第三离合器31至33中的任一者或多者用作形成零接触状态的摩擦接合单元。
(4)在图10及图11中，举了实现前进的起步变速比时的例子。在实现后退的起步变速比时，可以如图2的接合表所示般，将第一离合器31、第一制动器21、第二制动器22的组合置换为第三离合器33、第一制动器21、第二制动器22的组合。
(5)所述实施方式中，举了在活塞24到达第一位置P1的时期对接合液压室25供应预供应液压的例子。作为针对随着接合液压室25的负压化而产生的活塞24的阻力的对策，除了供应预供应液压之外，也可以利用各种弹性构件的弹力。
(6)所述实施方式中，作为施力机构而举了在接合液压室25内设置第一、第二压缩螺旋弹簧61、62的例子。也可取而代之而在释放液压室26中设置包括拉伸螺旋弹簧等的施力机构。
上述的具体实施方式中公开了具有如下结构的摩擦接合单元及采用了该摩擦接合单元的自动变速器。
本发明的一个方面所涉及的摩擦接合单元包括：多个摩擦板，隔着游隙而设置；活塞，能够在释放位置与接合位置之间移动，所述释放位置是使所述摩擦板成为释放状态的位置，所述接合位置是所述活塞按压所述摩擦板从而使所述摩擦板彼此成为接合状态的位置；第一施力机构及第二施力机构，向使所述活塞从所述释放位置往所述接合位置的接合方向施加作用力给该活塞；其中，所述第一施力机构及所述第二施力机构双方的作用力从所述释放位置至所述接合方向上的第一位置作用于所述活塞，所述第一施力机构的作用力从所述第一位置至比该第一位置更接近所述接合位置的第二位置作用于所述活塞，所述第一位置是所述活塞不与所述摩擦板抵接的指定位置，所述第二位置是所述活塞与所述摩擦板抵接且减小了所述游隙的位置。
根据该摩擦接合单元，第一及第二施力机构双方的作用力从释放位置至第一位置作用于活塞，因此，能够使该活塞快速地往接合方向移动。此外，活塞被施加第一施力机构的作用力而从所述第一位置移动至第二位置。活塞到达所述第二位置后，处于减小了摩擦板的游隙的状态。因此，之后通过使液压等作用于活塞，能够迅速地使摩擦板成为接合状态。而且由于在所述第二位置未形成接合状态，因此能够防止接合冲击的发生。
所述摩擦接合单元中较为理想的是，所述第一施力机构包括第一压缩螺旋弹簧，所述第二施力机构包括第二压缩螺旋弹簧，所述第一压缩螺旋弹簧的作用长度长于所述第二压缩螺旋弹簧的作用长度。
根据该摩擦接合单元，能够利用第一及第二压缩螺旋弹簧的作用长度来设定对活塞施加至所述第一位置或第二位置的作用力。因此，能够简易构成所述摩擦接合单元。
所述摩擦接合单元中较为理想的是，所述第二施力机构的作用力大于所述第一施力机构的作用力。
根据该摩擦接合单元，能够使第一及第二施力机构双方的作用力所作用的从释放位置至第一位置的活塞的移动速度相对地快于从第一位置至第二位置的活塞的移动速度。即，能够迅速地使活塞始动，能够使活塞往接合位置的移动更迅速。
此情况下较为理想的是，所述活塞具有圆板部，所述第一施力机构设置于所述圆板部的径向内侧，所述第二施力机构设置于所述圆板部的径向外侧。
根据该摩擦接合单元，第二施力机构被设置于活塞的径向外侧。由于径向外侧者的周长长于径向内侧，因而能够更多地设置施力机构。因此，能够容易地构建第二施力机构的作用力大于第一施力机构的作用力的状况。
所述摩擦接合单元中较为理想的是，还包括：释放液压室，用于使所述活塞朝着往所述释放位置的方向移动；液压控制部，控制供应给所述释放液压室的液压；其中，在使所述活塞往所述释放位置移动时，所述液压控制部使至少大于所述第一施力机构的作用力的液压供应给所述释放液压室。
根据该摩擦接合单元，能够克服第一施力机构的作用力而使活塞基于供应给释放液压室的液压而迅速地朝着释放位置返回。
所述摩擦接合单元中较为理想的是，在使所述活塞往所述接合方向移动时，所述液压控制部使所述释放液压室内的液压排出。
根据该摩擦接合单元，由于不存在作用于活塞的使该活塞往释放位置的方向的力，因此，以第一及第二施力机构双方的作用力作用至第一位置，以第一施力机构的作用力作用至第二位置，从而能够使活塞迅速地往接合方向移动。即，能够迅速地形成减小了游隙的状态。
所述摩擦接合单元中较为理想的是，还包括：接合液压室，用于使所述活塞朝着往所述接合位置的方向移动；其中，在使所述活塞往所述接合方向移动时，所述液压控制部使指定的液压供应给所述接合液压室。
根据该摩擦接合单元，基于第一及第二施力机构的作用力以及被施加给接合液压室的液压，能够使活塞更高速地往接合方向移动。此外，活塞基于第一及第二施力机构的作用力而急速地往接合方向移动时，会因接合液压室成为负压而导致活塞的移动速度变慢。这样的问题也可以通过供应液压给接合液压室而得以消除。
本发明的另一个方面所涉及的自动变速器包括：变速机构；上述的摩擦接合单元。根据该自动变速器，具有上述的摩擦接合单元的优点亦即如下优点：使摩擦接合单元的从释放状态往接合状态的切换迅速而且不会产生接合冲击。
根据本发明，能够提供一种既能够使活塞迅速地从释放位置往接合位置移动又能够防止产生接合冲击的摩擦接合单元以及采用了该摩擦接合单元的自动变速器。
Claims (10)
1.一种摩擦接合单元，其特征在于包括：
多个摩擦板，隔着游隙而设置；
活塞，能够在释放位置与接合位置之间移动，所述释放位置是使所述摩擦板成为释放状态的位置，所述接合位置是所述活塞按压所述摩擦板从而使所述摩擦板彼此成为接合状态的位置；
第一施力机构及第二施力机构，向使所述活塞从所述释放位置往所述接合位置的接合方向施加作用力给该活塞；其中，
所述第一施力机构及所述第二施力机构双方的作用力从所述释放位置至所述接合方向上的第一位置作用于所述活塞，
所述第一施力机构的作用力从所述第一位置至比该第一位置更接近所述接合位置的第二位置作用于所述活塞，
所述第一位置是所述活塞不与所述摩擦板抵接的指定位置，
所述第二位置是所述活塞与所述摩擦板抵接且减小了所述游隙的位置。
2.根据权利要求1所述的摩擦接合单元，其特征在于：
所述第一施力机构包括第一压缩螺旋弹簧，
所述第二施力机构包括第二压缩螺旋弹簧，
所述第一压缩螺旋弹簧的作用长度长于所述第二压缩螺旋弹簧的作用长度。
3.根据权利要求1所述的摩擦接合单元，其特征在于：
所述第二施力机构的作用力大于所述第一施力机构的作用力。
4.根据权利要求2所述的摩擦接合单元，其特征在于：
所述第二施力机构的作用力大于所述第一施力机构的作用力。
5.根据权利要求3所述的摩擦接合单元，其特征在于：
所述活塞具有圆板部，
所述第一施力机构设置于所述圆板部的径向内侧，所述第二施力机构设置于所述圆板部的径向外侧。
6.根据权利要求4所述的摩擦接合单元，其特征在于：
所述活塞具有圆板部，
所述第一施力机构设置于所述圆板部的径向内侧，所述第二施力机构设置于所述圆板部的径向外侧。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的摩擦接合单元，其特征在于还包括：
释放液压室，用于使所述活塞朝着往所述释放位置的方向移动；
液压控制部，控制供应给所述释放液压室的液压；其中，
在使所述活塞往所述释放位置移动时，所述液压控制部使至少大于所述第一施力机构的作用力的液压供应给所述释放液压室。
8.根据权利要求7所述的摩擦接合单元，其特征在于：
在使所述活塞往所述接合方向移动时，所述液压控制部使所述释放液压室内的液压排出。
9.根据权利要求7所述的摩擦接合单元，其特征在于还包括：
接合液压室，用于使所述活塞朝着往所述接合位置的方向移动；其中，
在使所述活塞往所述接合方向移动时，所述液压控制部使指定的液压供应给所述接合液压室。
10.一种自动变速器，其特征在于包括：
变速机构；
权利要求1至9中任一项所述的摩擦接合单元。
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