CN108700136A - 自动变速器 - Google Patents

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Abstract

一种自动变速器，其包含：活塞，能够在轴向上移动；多个摩擦板，设置在所述活塞的第一面侧；接合液压室，用于施加液压给所述活塞的第二面来使所述活塞移动到按压所述摩擦板的接合位置，以使所述摩擦板彼此成为接合状态；释放液压室，用于施加液压给所述活塞的所述第一面来使所述活塞移动到使所述摩擦板彼此设为释放状态的释放位置；以及液压控制阀，对所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的供应和从所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的排出。所述活塞的所述第二面的承受液压的受压面积大于所述第一面的承受液压的受压面积。

Description

自动变速器
技术领域
本发明涉及自动变速器，该自动变速器具备包含活塞和多个摩擦板的摩擦接合单元。
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挡。摩擦接合单元包含隔开游隙地设置的多个摩擦板和按压这些摩擦板的活塞。活塞在接合位置与释放位置之间移动，所述接合位置是按压摩擦板而使摩擦板彼此成为接合状态的位置，所述释放位置是解除所述按压而使摩擦板彼此成为释放状态的位置。
专利文献1中公开了一种自动变速器，该自动变速器中，接合液压室设置在活塞的轴向的一侧，离心液压室(释放液压室)设置在另一侧，而且在所述活塞中设置有使所述接合液压室与所述离心液压室连通的连通孔。从不同的油路对所述接合液压室及所述离心液压室分别供应指定的液压。在针对所述离心液压室的油路中组装有调压阀。
对于自动变速器有如下的要求：减少摩擦接合单元从释放状态切换到接合状态时的接合冲击，并且缩短接合控制时间。为了兼顾缩短接合控制时间和减少接合冲击而需要：以预供应液压等供应大流量的工作油以缩短接合控制时间，并且在行程即将结束时抑制工作油的流量(降低液压)以减少接合冲击。此情况下，必须进行精细的流量控制，因而存在着液压控制变得复杂的倾向。因此，为了使摩擦接合单元成为接合状态的接合控制需要时间，存在摩擦接合单元的响应性下降的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开平10-131984号
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备摩擦接合单元的自动变速器，该摩擦接合单元无需复杂的液压控制便能够减少接合冲击，并且能够缩短接合控制时间。
本发明的一个方面涉及自动变速器，其包括：活塞，具有在轴向上彼此相对的第一面及第二面，而且能够在所述轴向上移动；多个摩擦板，设置在所述活塞的所述第一面侧；接合液压室，用于施加液压给所述活塞的所述第二面来使所述活塞移动到按压所述摩擦板的接合位置，以使所述摩擦板彼此成为接合状态；释放液压室，用于施加液压给所述活塞的所述第一面来使所述活塞移动到使所述摩擦板彼此成为释放状态的释放位置；液压控制阀，具有液压的输出端口，并且对所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的供应和从所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的排出；以及第一油路和第二油路，所述第一油路使所述液压控制阀的所述输出端口与所述接合液压室连通，所述第二油路使所述输出端口与所述释放液压室连通；其中，所述活塞的所述第二面的承受液压的受压面积大于所述第一面的承受液压的受压面积。
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是上述自动变速器所具备的摩擦接合单元的接合表。
图3是表示作为所述摩擦接合单元之一的本发明的实施方式所涉及的制动器的结构的简略剖面及其液压机构的方框结构的图。
图4是用于说明所述制动器的动作的简略剖视图。
图5是用于说明所述制动器的动作的简略剖视图。
图6是用于说明所述制动器的动作的简略剖视图。
图7是用于说明所述制动器的动作的简略剖视图。
图8是用于说明所述制动器的动作的简略剖视图。
图9是表示施加液压与制动器接合压力的变化之间的关系的图形。
图10是表示作为所述摩擦接合单元之一的本发明的第一变形实施方式所涉及的离合器的结构的简略剖面及其液压机构的方框结构的图。
图11是表示本发明的第二变形实施方式所涉及的制动器的结构的简略剖面及其液压机构的方框结构的图。
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的汽车(车辆)用的自动变速器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(第一行星齿轮组11、第二行星齿轮组12、第三行星齿轮组13、第四行星齿轮组14)；两个制动器(第一制动器21、第二制动器22)及三个离合器(第一离合器31、第二离合器32、第三离合器33)。
输入轴3是输入由发动机产生的动力的轴。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变矩器(流体传动装置)而输入到输入部的所谓的无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端部的侧壁2e；从侧壁2e的中央部向发动机侧延伸设置的凸台部2f；以及从第二中间壁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11～14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。第二行星齿轮组12、第三行星齿轮组13、第四行星齿轮组14也是单一小齿轮型行星齿轮组，它们分别包含：行星架12c、13c、14c；省略了图示的小齿轮；太阳轮12s、13s、14s；以及齿圈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。这些转动件34、35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26。第二制动器22基于指定的接合液压供应给接合液压室26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，示出了具备本发明的特征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。
第一离合器31～第三离合器33设置在变速器壳2内的发动机侧的相反侧端部。第一离合器31～第三离合器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。换句话说，第一离合器31切换连结于太阳轮14s的第一转动件34和连结于齿圈13r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。换句话说，第二离合器32切换连结于太阳轮14s的第一转动件34和连结于一体转动单元15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。换句话说，第三离合器33切换连结于太阳轮14s的第一转动件34与经由输入轴3而连结于行星架12c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31～33切换连接状态的两个转动件中的一者且共通的转动件。因此，在第一离合器31～第三离合器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是在第一离合器31～第三离合器33中被共用的构件，各离合器31～33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，简略地图示了第一离合器31、第二离合器32、第三离合器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行星齿轮组11～第四行星齿轮组14、五个作为摩擦接合单元的第一制动器21、第二制动器22及第一离合器31～第三离合器33，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“○”表示)三个摩擦接合单元来实现前进1～8挡和倒挡。图2中，CL1、CL2、CL3表示第一离合器31、第二离合器32、第三离合器33，BR1、BR2表示第一制动器21、第二制动器22。
[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自动变速器1的摩擦接合单元的结构的简略剖面及其液压机构的方框结构图。此处，表示了该摩擦接合单元应用于第二制动器22的例子。图3(及以下的图4～图8)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。另外，关于X方向，为方便起见，以-X表示图中的左侧，以+X表示图中的右侧。
如上所述，第二制动器22是设置于由第三中间壁2d形成的工作缸23的摩擦接合单元，其包括活塞24、密封环25、接合液压室26、释放液压室27、复位弹簧28、摩擦板单元5(多个摩擦板)。对于这样的第二制动器22，附设有液压机构80。液压机构80包括：油泵81；包含减压阀6及线性电磁阀7(液压控制阀)的液压回路82；对油泵81及液压回路82进行控制的液压控制部83。
第三中间壁2d由从变速器壳2的外周壁2a向径向内侧延伸的第一壁部201和从第一壁部201的径向内侧端缘向轴向(-X方向)延伸的第二壁部202形成。外周壁2a与第二壁部202隔开指定间隔地在径向上相向。由外周壁2a、第一壁部201及第二壁部202形成的空间构成了第二制动器22中的所述工作缸23的空间。第一壁部201中设有用于供应液压给接合液压室26的第一供应口203。另外，第二壁部202中设有用于供应液压给释放液压室27的第二供应口204。
活塞24是具有在轴向上彼此相对的第一面24A和第二面24B且能够在外周壁2a与第二壁部202之间(工作缸23内)沿着轴向移动的构件。第一面24A面向释放液压室27，第二面24B面向接合液压室26。活塞24在使摩擦板单元5成为释放状态的释放位置(例如图4所示的位置)和对摩擦板单元5施加按压力而使其成为接合状态的接合位置(图8所示的位置)之间移动。
活塞24包括邻接于外周壁2a的按压片241和与外周壁2a及第二壁部202的内周面滑动接触的受压片242。受压片242中穿设有沿着轴向贯穿该受压片242的连通孔243。另外，在受压片242的内周面及外周面上嵌入有密封件245。
按压片241是从受压片242向-X侧突出的部分，且在移动方向的远端侧(-X侧)具备对摩擦板单元5施加按压力的远端面24C。受压片242是将接合液压室26和释放液压室27进行划分的间隔壁。然而，本实施方式中，接合液压室26和释放液压室27基于连通孔243而能够连通。密封件245是在允许活塞24沿轴向移动的情况下实现受压片242的内周面与第二壁部202的内周面之间的密封以及受压片242的外周面与外周壁2a的内周面之间的密封的部件。
连通孔243是在轴向上直径有所不同的圆筒孔，其具备直径较大的大直径部w、直径较小的小直径部n、以及在两者之间的中间部m。大直径部w靠着受压片242的第二面24B，亦即设置在接合液压室26侧。小直径部n靠着第一面24A，亦即设置在释放液压室27侧。中间部m是内径从大直径部w向小直径部n逐渐减小的锥状部分。
连通孔243中设置有压力球244(限制部)，以对从接合液压室26往释放液压室27的油流进行限制。压力球244具有比大直径部w的内径更小且比小直径部n的内径更大的外径。若释放液压室27的液压高于接合液压室26的液压，则压力球244会悬浮在大直径部w内，不对从接合液压室26往释放液压室27的油流进行限制。另一方面，若接合液压室26的液压高于释放液压室27的液压，则压力球244会卡止在中间部m，由此封闭连通孔243。
密封环25是以与受压片242相向的方式设置在活塞24的第一面24A侧的圆环状的平板构件。密封环25设置在活塞24的按压片241与第二壁部202之间，并与该按压片241及第二壁部202一起划分释放液压室27。在密封环25的内周面及外周面上安装有密封件251。密封件251是实现密封环25的外周缘与按压片241的内周面之间的密封、以及密封环25的内周面与第二壁部202的内周面之间的密封的部件。
接合液压室26是供应使活塞24向着往所述接合位置的方向(-X方向)移动的液压的空间。接合液压室26是由第一壁部201、第二壁部202、外周壁2a及活塞24的第二面24B划分的空间。即，接合液压室26是用于施加液压给第二面24B来使活塞24移动到按压摩擦板单元5的接合位置以使摩擦板单元5(摩擦板彼此)成为接合状态的液压室。
释放液压室27是供应使活塞24向着往所述释放位置的方向(+X)移动的液压的空间。释放液压室27是由第二壁部202、活塞24的按压片241、密封环25的+X侧的面及活塞24的第一面24A划分的空间。即，释放液压室27是用于施加液压给第一面24A来使活塞24移动到摩擦板单元5成为释放状态的释放位置的液压室。该释放液压室27中设置有向+X方向施加作用力给活塞24的复位弹簧28。在液压未施加给接合液压室26时，复位弹簧28使活塞24向+X方向移动(复位)。
此处，活塞24的第二面24B的承受液压的受压面积被设定为大于第一面24A的承受液压的受压面积。图3中，示意性地以“区域A”表示第一面24A被释放液压室27施加液压的区域亦即第一面24A的受压面积，以“区域B”表示第二面24B被接合液压室26施加液压的区域亦即第二面24B的受压面积。本实施方式中，这些受压面积的关系被设为区域B>区域A。
通过对区域A与区域B设定如上所述的受压面积之差，能够使活塞24基于该受压面积之差而移动。即，对接合液压室26及释放液压室27同时供应相同压力的液压后，第一面24A及第二面24B承受所述液压。此时，由于第二面24B的受压面积大于第一面24A的受压面积，因此，大小该受压面积之差对应且方向朝向-X方向的按压力会作用于活塞24。而且，由于活塞24中穿设有连通孔243，因此，在作用有所述-X方向的按压力时，释放液压室27的油便会通过连通孔243而流入到接合液压室26侧。由此，活塞24向-X方向移动。即，第一面24A所承受的朝向+X方向的按压力与第二面24B所承受的朝向-X方向的按压力相抵，活塞24基于两者的受压面积之差分的按压力而向-X方向移动。
摩擦板单元5具备隔开游隙地设置的多个摩擦板，且设置在活塞24的第一面24A侧。具体而言，摩擦板单元5由多个驱动板51和多个从动板52隔开指定的游隙C交替地排列而成。在驱动板51的两个面上粘贴有衬片。驱动板51花键耦合于第一花键部53，从动板52花键耦合于第二花键部54。第一花键部53是相当于图1所示的第四行星齿轮组14的齿圈14r的外周部分的部件。另外，第二花键部54设置在变速器壳2的外周壁2a的局部上。
活塞24的远端面24C抵接于位于最靠+X侧的位置的从动板52，从而对摩擦板单元5施加按压力。与位于最靠-X侧的位置的驱动板51邻接地设置有挡板55。挡板55限制驱动板51及从动板52的往-X方向的移动。
液压机构80对自动变速器1所具备的摩擦接合单元供应指定压力的液压以及使液压从该摩擦接合单元排出。液压机构80的油泵81是被发动机驱动而使工作油流通到必要部位并且产生指定液压的泵。液压回路82是用于将液压有选择地供应给作为摩擦接合单元的第一制动器21、第二制动器22及第一离合器31～第三离合器33而实现图2所示的各变速挡的液压回路。图3中仅表示了用于对第二制动器22供应液压及使液压从该第二制动器22排出的减压阀6及线性电磁阀7。
线性电磁阀7是对接合液压室26及释放液压室27分别进行液压的供应和液压的排出的液压控制阀。线性电磁阀7具备从油泵81导入工作油的输入端口71、输出工作油(液压)的输出端口72、排出工作油的泄油端口73及基于线圈被通电而动作的滑阀(未图示)。基于滑阀的动作，在向接合液压室26及释放液压室27供应液压时，输入端口71与输出端口72连通。在排出液压时，输出端口72与泄油端口73连通。另外，线性电磁阀7基于被控制给予所述线圈的通电量来控制从输出端口72排出的油量。
液压回路82包括使线性电磁阀7与接合液压室26连通的第一油路74和使线性电磁阀7与释放液压室27连通的第二油路75。具体而言，第一油路74的上游端连接于输出端口72，下游端连接于与接合液压室26连通的第一供应口203。另外，第二油路75的上游端连接于输出端口72，下游端连接于与释放液压室27连通的第二供应口204。即，第一油路74及第二油路75并非从不同的液压供应路径接受油的供应，而是从两者共用的线性电磁阀7的输出端口72接受油的供应。
第二油路75隔着下述的减压阀6而分为上游油路751和下游油路752。当使摩擦板单元5从所述释放状态向所述接合状态过渡时，通过所述第一油路74及第二油路75，从线性电磁阀7的输出端口72同时对接合液压室26和释放液压室27供应液压。
减压阀6是附属于第二油路75的阀，该减压阀6以使释放液压室27的液压不会上升到指定压力以上的方式来进行调压。减压阀6包含多个端口a、b、c、d、e、f和在端口之间进行切换的滑阀61。端口a、b是与弹簧室连通的端口，该弹簧室收容有向+X方向对滑阀61施加作用力的复位弹簧62。端口c是输入端口c，端口d是输出端口d。输入端口c连接于第二油路75的上游油路751的下游端。另外，输出端口d连接于下游油路752的上游端，由此，输出端口d与第二供应口204连接。
端口e是泄油端口e，端口f是反馈端口f。在复位弹簧62的作用力相对于输入到反馈端口f的液压处于优势时，输入端口c与输出端口d连通。由此，上游油路751与下游油路752连通，从而能够向释放液压室27供应液压。另一方面，在超过复位弹簧62的作用力的液压进入到反馈端口f时，滑阀61会因该液压而向-X方向移动，输出端口d与泄油端口e连通。由此，能够从释放液压室27排出液压。即，若释放液压室27的液压升高，则从反馈端口f供应给减压阀6的液压也会升高，而使滑阀61动作从而使输出端口d与泄油端口e连通，释放液压室27被减压。当被减压且复位弹簧62的作用力处于优势时，滑阀61复位而使输入端口c与输出端口d连通，从而能够向释放液压室27供应液压。
液压控制部83通过控制线性电磁阀7的螺线管的动作来控制对接合液压室26及释放液压室27供应的液压。此外，液压控制部83是对其他摩擦接合单元的各电磁阀等进行控制的控制部，其还控制供应给第一制动器21及第一离合器31～第三离合器33的液压。
[摩擦接合单元的动作]
接下来，根据图4～图8所示的简略剖视图来说明图3所示的第二制动器22的动作。图4表示尚未通过线性电磁阀7对接合液压室26及释放液压室27供应液压的待机状态。活塞24未受到液压的影响，基于复位弹簧28的作用力而向+X方向被按压，处于释放位置。活塞24的远端面24C离开摩擦板单元5指定距离，摩擦板单元5的驱动板51与从动板52处于释放状态。基于活塞24向+X方向移动，接合液压室26的容积达到最小，而释放液压室27的容积达到最大。
图5表示从图4的待机状态起，工作油开始流入到接合液压室26及释放液压室27的状态。液压控制部83进行控制而成为如下状态：线性电磁阀7的输入端口71与输出端口72连通，从油泵81排出的工作油流通到第一油路74及第二油路75。减压阀6基于复位弹簧62的作用力而处于输入端口c与输出端口d连通的状态。工作油开始从共用的线性电磁阀7的输出端口72，经由第一油路74流入到接合液压室26，同时经由第二油路75的上游油路751、减压阀6及下游油路752流入到释放液压室27。当然，在该状态下，液压的按压力尚未作用于活塞24，活塞24基于复位弹簧28的作用力而处于移动到+X方向尽头的状态。
图6表示图5的油开始流入后，接合液压室26及释放液压室27被油充满，活塞24向-X方向移动的状态。相同的液压施加到接合液压室26及释放液压室27后，活塞24基于第一面24A与第二面24B之间的受压面积之差而移动。如上所述，由于第二面24B的受压面积大于第一面24A的受压面积，因此，与该受压面积之差相应地有一个朝向-X方向的按压力D1作用于活塞24。即，按压力D1＝液压×(区域B的面积一区域A的面积)。活塞24因该按压力D1而向-X方向移动。此外，按压力D1需要大于复位弹簧28的+X方向的作用力。因此，考虑复位弹簧28的作用力来设定所述受压面积之差。
活塞24向-X方向移动后，释放液压室27内的液压上升。另外，由于活塞24较位于+X方向侧，因此，释放液压室27的容积较大，该释放液压室27中存在充足的油。因此，释放液压室27的油如图6中的箭头D11所示那样通过连通孔243而流入到接合液压室26侧。此外，基于释放液压室27内的液压，有时还会如箭头D12所示那样发生在第二油路75中倒流的油。
这样，由于接合液压室26能够从释放液压室27获得油，因此，应通过第一油路74供应给接合液压室26的油量为少量便可。即，只要通过线性电磁阀7供应用于产生按压力D1的流量的油便可，该按压力D1基于所述受压面积之差。因此，使活塞24向-X方向移动时的液压响应性变得良好。远端面24C随着活塞24的移动而逐渐接近摩擦板单元5，另外，复位弹簧28逐步受到压缩。
图7表示活塞24的行程结束状态。在该状态下，基于活塞24向-X方向移动，远端面24C到达与摩擦板单元5(从动板52)抵接的位置(接合位置)。即使成为该状态，以下的状况与图6中说明的状态相同，该状况为：作用于第二面24B的力为基于所述受压面积之差所产生的按压力D1；产生箭头D11及箭头D12的油的流动。
远端面24C与摩擦板单元5抵接，活塞24按压摩擦板单元5后，驱动板51与从动板52之间的游隙被消除，于是两者之间产生摩擦接合力。此时对按压作出贡献的仍仅是上述按压力D1。因此，驱动板51与从动板52在接合初期，通过微小的接合压力而被接合。这有助于减少摩擦板单元5的接合冲击。
图8表示了摩擦板单元5以指定的接合压力而被接合的状态。在该状态下，液压控制部83控制线性电磁阀7，从输出端口72供应指定的接合液压(管路压力)。由此，成为接合液压通过第一油路74及第二油路75而能够施加给接合液压室26及释放液压室27的状态。但是，基于减压阀6的动作，释放液压室27的液压被调整而不会达到指定压力(低于所述接合液压的指定的液压)以上。即，当释放液压室27的液压上升，而大于复位弹簧62的作用力的液压进入到减压阀6的反馈端口f时，滑阀61基于该液压而向-X方向移动，输出端口d与泄油端口e连通。因此，释放液压室27的液压维持在一定的压力。由此，仅接合液压室26被增压。
基于接合液压室26的增压，压力球244向-X方向移动，并封闭连通孔243。因此，油从接合液压室26向释放液压室27的移动受到限制。由此，一个与接合液压相应的、方向朝向-X方向的较大的按压力D2便作用于活塞24。按压力D2＝接合液压×区域B的面积。即，与接合液压相当的按压力D2施加于第二面24B的整个区域，活塞24被按压向-X方向。于是，该按压力D2经由远端面24C而施加给摩擦板单元5。因此，摩擦板单元5便以指定的制动器接合压力而被接合。
[接合压力的调整前后的变化]
图9是表示施加给接合液压室26及释放液压室27的施加液压和第二制动器22的制动器接合压力的变化之间的关系的图形。在纵轴的制动器接合压力中，级别L1是减压阀6开始动作的接合压力级别，级别L2是施加有指定的接合液压时的接合压力级别。另外，图9的实线C1是本实施方式中的接合压力变化特性，虚线C2是比较例所涉及的接合压力变化特性。
时间点T1是接合液压室26及释放液压室27中尚未填充有油的状态。时间点T1相当于之前根据图4所说明的待机状态、或油开始流入接合液压室26及释放液压室27的图5的状态。如图4及图5所示，活塞24基于复位弹簧28的作用力而向+X方向被按压，处于释放位置。
时间点T2是油被填充给接合液压室26及释放液压室27而活塞24基于第一面24A与第二面24B之间的受压面积之差而开始向-X方向移动的时刻。另外，时间点T3是活塞24完成朝向-X方向的移动而远端面24C抵接于摩擦板单元5且板51、52之间的游隙C被消除的时刻(所谓零接触状态)。图6表示时间点T2～时间点T3之间的活塞24的状态。在时间点T2～时间点T3之间，活塞24未抵接于摩擦板单元5。因此，未产生制动器接合压力。
在时间点T3以后，产生制动器接合压力。但是，在本实施方式中，在时间点T3以后的初始接合时，制动器接合压力不会急剧上升。原因在于：如图7所示，即使在活塞24的行程结束后，活塞24仍暂且基于第一面24A与第二面24B之间的受压面积之差而移动，只有较小的按压力D1施加于摩擦板单元5。
时间点T4是接合液压室26及释放液压室27的液压高于指定压力而减压阀6开始进行动作的时刻(制动器接合压力＝L1)。如基于图8的说明所述，在减压阀6动作时，释放液压室27的液压被调整为一定压力，因此，方向朝向-X方向的较大的按压力D2作用于活塞24。因此，摩擦板单元5也承受较大的按压力，制动器接合压力大幅上升。
如上所述，从摩擦板单元5成为接合状态的时间点T3到减压阀6进行动作的时间点T4，活塞24基于第一面24A与第二面24B之间的受压面积之差而移动，在时间点T4以后，活塞24基于接合液压室26增压而移动。因此，制动器接合压力如实线C1所示那样，在时间点T3～时间点T4期间较为平缓，在时间点T4以后急剧上升。因此，摩擦板单元5的初始接合时的接合冲击减少。相对于此，在仅依赖于从初始接合时起对接合液压室26进行增压的情况下，如虚线C2所示，制动器接合压力从时间点T3起急剧上升。因此，有时会产生较大的接合冲击。
[作用效果]
根据以上说明的本实施方式所涉及的摩擦接合单元或自动变速器1，产生如下的作用效果。自动变速器1具备由接合液压室26与释放液压室27共用的线性电磁阀7，具体而言，包含使线性电磁阀7的输出端口72与接合液压室26连通的第一油路74和使输出端口72与释放液压室27连通的第二油路75。在使摩擦板单元5从释放状态向接合状态过渡时，从输出端口72通过第一油路74、第二油路75同时地对接合液压室26和释放液压室27分别供应液压。
在该结构中，活塞24的第二面24B的液压受压面积被设定为大于第一面24A的液压受压面积。因此，从释放液压室27侧施加至第一面24A的液压与从接合液压室26侧施加至第二面24B的液压相抵，基于第二面24B的受压面积比第一面24A的受压面积大出的受压面积差分所受的按压力D1，活塞24向接合方向移动。这样，在从所述释放状态向所述接合状态过渡时，以相当于所述受压面积差分的较弱的按压力D1使活塞24移动，因此，能够减少摩擦板单元5的接合冲击。另外，也不需要复杂的液压控制来减少接合冲击。即，能够避免在活塞的行程即将结束之前抑制油的流量这样的控制，由此，也能够缩短接合控制时间。
由于活塞24具备使接合液压室26与释放液压室27连通的连通孔243，因此，在释放液压室27的压力上升时，油会通过连通孔243而流入到接合液压室26侧。因此，在使活塞24向接合方向移动时，接合液压室26能够从释放液压室27接受油的供应，因此，应通过第一油路74对接合液压室26供应的油量较少便可。即，只要通过线性电磁阀7对接合液压室26供应用于产生基于所述受压面积之差的按压力D1的量的油便可。
因此，由于以较少的油量使活塞24移动，因此，能够提高将摩擦板单元5设为接合状态时的响应性。这减少了摩擦板单元5的所谓的拖曳阻力，因此，即使在扩大了驱动板51与从动板52之间的游隙C的情况下也会显著地起作用。即，即使在因扩大游隙C而增大了摩擦接合所需的活塞24的移动量的情况下，应从第一油路74流入到接合液压室26的油量也只要为较少量便可。因此，不会影响摩擦接合的响应性。因此，能够兼顾减少拖曳阳力与提高摩擦接合的响应性。
连通孔243中设置有对从接合液压室26往释放液压室27的油流进行限制的压力球244。压力球244在必要时封闭连通孔243，防止油倒流，由此，能够使接合液压室26和释放液压室27在压力上分离，能够使朝向接合方向的较大的按压力D2作用于活塞24。
第二油路75中设置有防止释放液压室27的液压上升到指定压力以上的减压阀6。通过减压阀6来调整释放液压室27的液压，能够使活塞24平滑地向接合方向移动。具体而言，在活塞24抵接于摩擦板单元5而板51、52之间的游隙C被消除的状态后，通过第一油路74对接合液压室26供应指定的接合液压，另一方面，通过减压阀6来调整释放液压室27的液压，能够迅速地使活塞24向接合位置移动。
另外，自动变速器1具备作为用于接合液压室26及释放液压室27的液压控制阀的线性电磁阀7。因此，能够根据往线性电磁阀7所具备的电磁线圈的通电量来调整供应的油量，能够进行高精度的液压控制。
[第一变形实施方式]
在上述实施方式中，表示了将具有本发明的特征的摩擦接合单元应用于第二制动器22的例子。本发明不仅能够应用于自动变速器的制动器，而且还能够应用于离合器。图10是简略地表示了将本发明应用于自动变速器1所具备的摩擦接合单元之一的第一离合器31中的例子的图。
第一离合器31包含鼓91、活塞92、密封环93、接合液压室94及释放液压室95。第一离合器31使摩擦板单元5接合及释放，与上述实施方式的相同点在于：应用减压阀6及线性电磁阀7作为针对该第一离合器31的液压机构。
鼓91以能够绕自动变速器1的中心轴转动的方式被变速器壳2支撑。鼓91具备沿着Y方向延伸的圆板部910、从圆板部910的径向外侧端缘向-X方向延伸且直径大于该圆板部910的外筒部911、及同轴地设置在外筒部911内侧的内筒部912。内筒部912中设有用于供应液压的第一供应口913及第二供应口914。
活塞92是相当于图1所示的活塞31p的部件，其具备受压部921、小筒部922及大筒部923。受压部921具有均为承受液压的面即摩擦板单元5侧的第一面92A和第一面92A侧的相反侧的第二面92B。另外，受压部921具备沿着轴向贯穿的连通孔924，该连通孔924中设置有压力球925。从受压部921的径向内侧端缘突出设置有向-X方向延伸的内筒部926。内筒部926中穿设有与第二供应口914连通的第三供应口927。大筒部923的-X侧端缘按压摩擦板单元5。密封环93设置在活塞92和摩擦板单元5之间，将大筒部923与内筒部926之间的开口封闭。
接合液压室94(前述的工作液压室)是活塞92的受压部921(第二面92B侧)与鼓91的圆板部910之间的空间，其通过第一供应口913而从第一油路74接受液压的供应。释放液压室95(前述的离心平衡液压室)是由活塞92的受压部921(第一面92A侧)、小筒部922及大筒部923、密封环93划分的空间，其通过第二供应口914及第三供应口927而从第二油路75接受液压的供应。释放液压室95内设置有向+X方向对活塞92施加作用力的复位弹簧96。在使摩擦板单元5从释放状态向接合状态过渡时，从线性电磁阀7的输出端口72通过第一油路74、第二油路75同时对接合液压室94和释放液压室95分别供应液压。
活塞92的第一面92A是承受来自释放液压室95的液压的面，第二面92B是承受来自接合液压室94的液压的面。此处，第二面92B的液压的受压面积被设定得大于第一面92A的液压的受压面积。活塞92具有沿-X方向依次相连的受压部921、小筒部922及大筒部923，随此，释放液压室95也包含+X侧(小筒部922的内部)的小容积部95A和-X侧(大筒部923的内部)的大容积部95B。在离合器中，要求释放液压室95具有抵消接合液压室94的离心液压的功能。
以上述方式构成的第一离合器31的动作与上述实施方式中说明的第二制动器22的动作相同。液压被供应给接合液压室94及释放液压室95后，活塞92通过基于第一面92A与第二面92B之间的受压面积之差这一较小的按压力而向-X方向(接合方向)移动。即使在初始接合时，活塞92的基于所述受压面积之差的移动会持续若干期间。接着，在减压阀6开始进行动作后，第二面92B便承受较大的按压力。
在第一离合器31的情况下，图9的纵轴可视为该离合器的传递扭矩。从零接触状态的时间点T3到减压阀6开始进行动作的时间点T4，摩擦板单元5以微小的扭矩被接合。因此，能够减小接合冲击。在时间点T4，基于接合液压室94的增压而有一个较大的按压力施加给活塞92，因此，传递扭矩增大。
[第二变形实施方式]
在上述实施方式中，表示了液压回路82具备防止释放液压室27的液压上升到指定压力以上的减压阀6的例子。在第二变形实施方式中，表示了还具备能够变更减压阀6的所述指定压力的指定压力变更部的例子。图11是表示第二变形实施方式所涉及的第二制动器22的结构的简略剖面及其液压机构的方框结构的图。与图3所示的第二制动器22的不同点在于：液压回路82A具备指定压力控制阀76(指定压力变更部)，该指定压力控制阀76变更减压阀6的对释放液压室27的调压条件。其他部分与上述实施方式相同，因此，适当省略说明。
如上所述，减压阀6包含多个端口a、b、c、d、e、f和在这些端口之间进行切换的滑阀61(阀体)。输入端口c(第一端口)是与线性电磁阀7的输出端口72连通的端口，输出端口d(第二端口)是与释放液压室27连通的端口。泄油端口e(第三端口)是用于通过输出端口d将释放液压室27的液压排出的端口。反馈端口f(第四端口)是被施加从输出端口d往释放液压室27的输出液压且用于使滑阀61向-X方向(第一方向)移动以减小所述输出液压的端口。
端口a及端口b(第五端口)是与收容有复位弹簧62的弹簧室连通的端口。反馈端口f设置在滑阀61的+X侧端部处，端口a、b与该反馈端口f相对地设置在滑阀61的-X侧端部处。在本变形实施方式中，关闭端口a，对端口b施加用于变更减压阀6的动作液压的调整液压。即，为了能够变更减压阀6开始进行调压动作的所述指定压力，能够通过指定压力控制阀76对端口b施加调整液压。通过端口b对弹簧室施加调整液压后，一个使滑阀61对抗施加给反馈端口f的输出液压而向+X方向(第二方向)移动的力会作用于该滑阀61。
指定压力控制阀76是线性电磁阀，其具备从油泵81导入油的输入端口761、输出液压的输出端口762(变更输出端口)、排出油的泄油端口763、以及通过对线圈通电而进行动作的滑阀(未图示)。通过油路764，输出端口762与减压阀6的端口b被连通。指定压力控制阀76是输出端口762平时关闭亦即在未对所述线圈通电时由所述滑阀封闭输出端口762的常闭型电磁阀。
在从指定压力控制阀76对减压阀6的所述弹簧室施加调整液压时，通过对所述线圈通电而引起的滑阀的动作，使输入端口761与输出端口762连通。此外，通过控制给予所述线圈的通电量，能够控制从输出端口762输出的调整液压。另一方面，在排出所述调整液压时，使输出端口762与泄油端口763连通。
在减压阀6中，在复位弹簧62的作用力相对于从输出端口d输入反馈端口f的输出液压而处于优势的情况下，输入端口c与输出端口d连通，输出液压被供应给释放液压室27。另一方面，在大于复位弹簧62的作用力的输出液压进入反馈端口f时，滑阀61会因该液压而向-X方向移动，输出端口d与泄油端口e连通。这是未从指定压力控制阀76对端口b供应调整液压时的动作，是与上述实施方式相同的动作。
另一方面，在调整液压供应给端口b时，使滑阀61向+X方向移动的力便增强。即，减压阀6的动作液压被变更。在此情况下，若不对反馈端口f输入比供应所述调整液压之前的输出液压更强的输出液压，则滑阀61便不会向-X方向移动。例如在板51、52之间的游隙C处于被消除的状态后(图7)执行该调整液压供应动作，便能够降低使活塞24从零游隙位置向接合位置移动的速度。
此外，在减压阀6中，也可不使用复位弹簧62而仅依赖于从端口b对相当于弹簧室的液压室供应的调整液压来变更减压阀6的动作液压。在此情况下，能够扩大使活塞24的移动速度加快或减慢的范围。
根据第二变形实施方式，通过从端口b供应调整液压，能够变更减压阀6的对释放液压室27的调压条件。由此，能够控制活塞24向所述接合位置移动的动作。另外，减压阀6具备端口b，该端口b与用于使滑阀61向-X方向移动的反馈端口f相对，被施加调整液压，用于使滑阀61向+X方向移动。因此，通过变更从端口b供应的调整液压，能够容易地变更减压阀6的对释放液压室27的调压条件。
而且，指定压力控制阀76是常闭型线性电磁阀。因此，平时不对端口b施加调整液压，仅在必要时施加所述调整液压。因此，即使指定压力控制阀76发生了故障，仍能够保证确保减压阀6的正常动作的失效保护功能，使摩擦接合动作进行。
如以上的说明所述，根据本实施方式的自动变速器1，基于活塞24、92的第一面24A、92A与第二面24B、92B之间的受压面积之差而使活塞24、92移动。因此，无需复杂的液压控制便能够减少接合冲击，而且还能够缩短接合控制时间。
此外，在上述实施方式中例示了行星齿轮式自动变速器。本发明还可以应用于无级变速器(CVT)或双离合变速器(DCT)等其他的自动变速器。
最后，总结说明上述实施方式中所公开的特征性结构及基于该特征性结构的作用效果。
本发明的一个方面涉及自动变速器，其包括：活塞，具有在轴向上彼此相对的第一面及第二面，而且能够在所述轴向上移动；多个摩擦板，设置在所述活塞的所述第一面侧；接合液压室，用于施加液压给所述活塞的所述第二面来使所述活塞移动到按压所述摩擦板的接合位置，以使所述摩擦板彼此成为接合状态；释放液压室，用于施加液压给所述活塞的所述第一面来使所述活塞移动到使所述摩擦板彼此成为释放状态的释放位置；液压控制阀，具有液压的输出端口，并且对所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的供应和从所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的排出；以及第一油路和第二油路，所述第一油路使所述液压控制阀的所述输出端口与所述接合液压室连通，所述第二油路使所述输出端口与所述释放液压室连通；其中，所述活塞的所述第二面的承受液压的受压面积大于所述第一面的承受液压的受压面积。
根据该自动变速器，从液压控制阀的输出端口通过第一油路、第二油路对接合液压室、释放液压室供应液压。另外，活塞的第一面与第二面存在受压面积之差。因此，从释放液压室侧施加至所述第一面的液压与从接合液压室侧施加至所述第二面的液压相抵，基于所述第二面的受压面积比所述第一面大出的受压面积差分所承受的按压力，能够使活塞向接合方向移动。这样，在从所述释放状态向所述接合状态过渡时，以相当于所述受压面积差分的按压力使活塞移动，由此，能够避免复杂的液压控制，并且能够减少接合冲击。而且，能够避免为了减少接合冲击而在活塞的行程即将结束之前抑制油的流量这一控制，因此，能够缩短接合控制时间。
上述自动变速器中，较为理想的是所述活塞具备使所述接合液压室与所述释放液压室连通的连通孔。
根据该自动变速器，由于活塞中具备连通孔，因此，释放液压室的压力上升时，油便会通过所述连通孔流入接合液压室侧。因此，在使活塞向接合方向移动时，接合液压室能够从释放液压室接受油的供应，因此，应通过所述第一油路对接合液压室供应的油的量较少便可。因此，能够提高将摩擦板彼此设为接合状态时的响应性。这减少了所谓的拖曳阻力，因此，即使在扩大了摩擦板之间的游隙的情况下，亦即在增大了摩擦接合所需的活塞的移动量的情况下，也能够使从所述第一油路向接合液压室流入的油量较少。因此，能够兼顾减少拖曳阻力与提高摩擦接合的响应性。
上述自动变速器中，较为理想的是所述连通孔中设置有对从所述接合液压室往所述释放液压室的油流进行限制的限制部。
根据该自动变速器，能够在必要时封闭所述连通孔，防止油的倒流，并且能够有效地使所述第二面承受液压。
上述自动变速器中，较为理想的是所述第二油路具备防止所述释放液压室的液压上升到指定压力以上的减压阀。
根据该自动变速器，通过减压阀来调整释放液压室的液压，能够使活塞平滑地向接合方向移动。例如，在活塞抵接于摩擦板而成为摩擦板之间的游隙已被消除的状态后，通过所述第一油路对接合液压室供应指定的接合液压，另一方面，通过减压阀来调整释放液压室的液压，由此，能够迅速地使活塞向所述接合位置移动。而且，通过使释放液压室的液压低于接合液压室，能够确保摩擦接合的接合力(活塞的接合方向的力)。
上述自动变速器中，较为理想的是还包括：指定压力变更部，变更所述指定压力。
通过变更所述指定压力，能够变更减压阀的对释放液压室的调压条件。通过控制释放液压室的调压条件，例如能够控制活塞向所述接合位置移动的动作。
上述自动变速器中，较为理想的是所述减压阀具备多个端口和在这些端口之间进行切换的阀体，所述多个端口包含：第一端口，与所述液压控制阀的所述输出端口连通；第二端口，与所述释放液压室连通；第三端口，用于通过所述第二端口将所述释放液压室的液压排出；第四端口，被施加来自所述第二端口的输出液压，并且用于使所述阀体向第一方向移动以减小所述输出液压；以及第五端口，用于使所述阀体向与所述第一方向相反的第二方向移动；其中，所述第五端口被施加调整液压，所述指定压力变更部变更所述调整液压以变更所述指定压力。
根据该自动变速器，减压阀具备作为输出液压的反馈端口而发挥功能的第五端口。所述第五端口是与用于使阀体向第一方向移动的第四端口相对且被施加调整液压而使所述阀体向与第一方向相反的第二方向移动的端口。因此，通过变更所述调整液压，能够容易地变更减压阀的对释放液压室的调压条件。
在此情况下，较为理想的是所述指定压力变更部是具备与所述第五端口连通的变更输出端口且控制所述调整液压的指定压力控制阀，所述指定压力控制阀是所述变更输出端口为常闭的常闭型电磁阀。
根据该自动变速器，能够在平时不对所述第五端口施加调整液压，而仅在必要时施加所述调整液压。因此，即使所述指定压力控制阀发生了故障，仍能够确保所述减压阀的正常动作，使摩擦接合动作能够进行。
上述自动变速器中，较为理想的是所述液压控制阀包括线性电磁阀。由此，能够根据给予电磁线圈的通电量来调整供应的油量，从而可进行高精度的液压控制。
根据以上说明的本发明，基于活塞的所述第一面与所述第二面之间的受压面积之差而使活塞移动。因此，能够提供一种具备摩擦接合单元的自动变速器，该摩擦接合单元无需复杂的液压控制便能够减少接合冲击，并且能够缩短接合控制时间。

Claims (8)

1.一种自动变速器，其特征在于包括：
活塞，具有在轴向上彼此相对的第一面及第二面，而且能够在所述轴向上移动；
多个摩擦板，设置在所述活塞的所述第一面侧；
接合液压室，用于施加液压给所述活塞的所述第二面来使所述活塞移动到按压所述摩擦板的接合位置，以使所述摩擦板彼此成为接合状态；
释放液压室，用于施加液压给所述活塞的所述第一面来使所述活塞移动到使所述摩擦板彼此成为释放状态的释放位置；
液压控制阀，具有液压的输出端口，并且对所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的供应和从所述接合液压室和所述释放液压室分别进行液压的排出；以及
第一油路和第二油路，所述第一油路使所述液压控制阀的所述输出端口与所述接合液压室连通，所述第二油路使所述输出端口与所述释放液压室连通；其中，
所述活塞的所述第二面的承受液压的受压面积大于所述第一面的承受液压的受压面积。
2.根据权利要求1所述的自动变速器，其特征在于：
所述活塞具备使所述接合液压室与所述释放液压室连通的连通孔。
3.根据权利要求2所述的自动变速器，其特征在于：
所述连通孔中设置有对从所述接合液压室往所述释放液压室的油流进行限制的限制部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的自动变速器，其特征在于：
所述第二油路具备防止所述释放液压室的液压上升到指定压力以上的减压阀。
5.根据权利要求4所述的自动变速器，其特征在于还包括：
指定压力变更部，变更所述指定压力。
6.根据权利要求5所述的自动变速器，其特征在于：
所述减压阀具备多个端口和在这些端口之间进行切换的阀体，
所述多个端口包含：
第一端口，与所述液压控制阀的所述输出端口连通；
第二端口，与所述释放液压室连通；
第三端口，用于通过所述第二端口将所述释放液压室的液压排出；
第四端口，被施加来自所述第二端口的输出液压，并且用于使所述阀体向第一方向移动以减小所述输出液压；以及
第五端口，用于使所述阀体向与所述第一方向相反的第二方向移动；其中，
所述第五端口被施加调整液压，
所述指定压力变更部变更所述调整液压以变更所述指定压力。
7.根据权利要求6所述的自动变速器，其特征在于：
所述指定压力变更部是具备与所述第五端口连通的变更输出端口且控制所述调整液压的指定压力控制阀，
所述指定压力控制阀是所述变更输出端口为常闭的常闭型电磁阀。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的自动变速器，其特征在于：
所述液压控制阀包括线性电磁阀。
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