JP2006207699A - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電磁弁の作動不具合に対するフェイルセーフ機構を備えた自動変速機の油圧制御装置を提供する。
【解決手段】 クラッチＣ１、Ｃ２のドレン油路に、各電磁弁のドレンポートＥＸと所定のドレン先を連通する定常状態と、ドレンポートＥＸと所定の油圧供給油路とを連通するフェイル時状態とを切換可能な第１の切換弁を配設し、その他の係合要素の供給油路に、各電磁弁の供給ポートＩＮと所定の油圧供給油路を連通する定常状態と、供給ポートＩＮと所定のドレン先とを連通するフェイル時状態とを切換可能な第２の切換弁と、を備え、いずれかの電磁弁に作動不具合が発生した場合にも、各切換弁を動作させて、クラッチＣ１、Ｃ２を係合し所定の変速段を構成可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機の油圧制御装置に関し、特に、摩擦係合要素と該摩擦係合要素に油圧を給排出する電磁弁との組を複数備える自動変速機の油圧制御装置に関する。

近年、所謂クラッチツウクラッチ制御と呼ばれる、油圧源からの油を直接電磁弁で締結と解放と同時に行う方式によって、スムーズかつ高レスポンスな変速フィーリングの実現が図られてきた。

上記方式を実現する自動変速機の油圧制御装置は、１ｓｔ用のＯ．Ｗ．Ｃ（ワンウェイクラッチ）がある場合や共用している電磁弁がある場合を除き、基本的には各摩擦係合要素に１つの電磁弁を配置する油圧回路構成であり、これらの中から２つの摩擦係合要素を締結することで各変速段を構成している。

上記構成においては、電磁弁のハード的、ソフト的な故障で３つ以上の摩擦係合要素が締結してしまう所謂インターロックが生じることを想定する必要がある。そこで、特許文献１では、４つの摩擦係合要素に４つのノーマルハイタイプ（断線時、非励磁時に出力オン。以下、「Ｎ．Ｈ」ともいう）の電磁弁を使い、摩擦係合要素と電磁弁の間にフェイルバルブを設置し、インターロックが生じる場合は所定の摩擦係合要素と電磁弁の連通を遮断し、摩擦係合要素をドレンと連通させて解放することとしている。

しかしながら、特許文献１の構成では、全電磁弁がＮ．Ｈのため、断線時には、全電磁弁がオン故障と同じく出力オンとなりフェイルバルブが作動するが、もしここでフェイルバルブがスティックすればインターロックが生じてしまう。そこで、特許文献２では、断線時に所定の変速段を構成する２つの摩擦係合要素には電磁弁にＮ．Ｈを用い、それ以外にはノーマルロー（断線時、非励磁時に出力オフ。以下、「Ｎ．Ｌ」ともいう）を用いるとともに、Ｎ．Ｌの電磁弁と係合要素の間にフェイルバルブを配置した構成としている。この構成によれば、断線時にはフェイルバルブが作動せずに、断線時の変速段が達成され、なおかつ、Ｎ．Ｌの電磁弁がオン故障した場合にフェイルバルブが作動して、特許文献１と同様にインターロックを防止することが可能となっている。

上記特許文献１、２では、電磁弁の下流側（摩擦係合要素側）にフェイルバルブを配置し油を抜く構成としているが、特許文献３では、電磁弁の上流側にフェイルバルブを配置し、フェイルバルブが作動した場合には、電磁弁の供給圧を遮断することで、摩擦係合要素の解放を行っている。

更に特許文献４では、１ｓｔ用のＯ．Ｗ．Ｃを有し、４つの摩擦係合要素と１ｓｔＯ．Ｗ．Ｃで前進の変速段を構成するタイプのものであるが、特許文献３と同様にフェイルバルブを上流に配置している。また、電磁弁とコントロールバルブを組み合わせた構成の場合、電磁弁が正常であっても、コントロールバルブがスティック（バルブ弁体の固着）してしまうと出力がオフになってしまう場合があるが、特許文献４では、電磁弁とコントロールバルブと切換弁を組み合わせた構成にすることで、コントロールバルブ単独のスティック及び切換弁単独のスティックでも出力をオンにすることが可能となり、フェイル時に変速段がＮ（ニュートラル）にならずに走行できるようにしている。

特許第２６８９４２１号 特開平１０−１２２３４９号公報 特開２０００−３５１１０号公報 特開２００１−２４８７２４号公報

しかしながら、上記各特許文献に記載の構成では、断線時に変速段を構成しない摩擦係合要素に係る電磁弁のオン故障についてはフェイルバルブにて対応可能であるが、断線等によって変速段を構成する電磁弁が動作しなくなるケースには対応できていないという問題点がある。上記各特許文献の中には特許文献４のようにバルブスティックを考慮しているものもあるが、電磁弁そのものが油圧を出力できなくなった場合には一つの摩擦係合要素のみが係合されたＮ（ニュートラル）状態となり車両として走行不能となる。

これを回避するには、正常な電磁弁を検知した上で、これと残った電磁弁により、減速度が小さい、若しくは、駆動力が大きい変速段を構成することになるが、電磁弁の組合せによっては、走行性が著しく変わってしまうという問題点がある。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、所定の変速段を構成するための各電磁弁の作動不具合に対するフェイルセーフ機構を備えた自動変速機の油圧制御装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の視点によれば、自動変速機の油圧制御装置に関し、特に、摩擦係合要素と該摩擦係合要素に油圧を給排出する電磁弁との組を複数備える自動変速機の油圧制御装置において、フェイル時用の所定の変速段を構成する摩擦係合要素について、該摩擦係合要素に係る電磁弁のドレンポートと所定のドレン先を連通する定常状態と、前記ドレンポートと所定の油圧供給油路とを連通するフェイル時状態とを切換可能な切換弁を備えた自動変速機の油圧制御装置が提供される。この自動変速機の油圧制御装置によれば、前記切換弁を前記フェイル時状態に動作させることによって、前記ドレンポート側から油圧を導入し、摩擦係合要素を強制的に締結させることが可能となる。

また、本発明の第２の視点によれば、上述した切換弁に加えて、前記所定の変速段にて係合されない摩擦係合要素についても、該摩擦係合要素に係る電磁弁の供給ポートと所定の油圧供給油路を連通する定常状態と、前記供給ポートと所定のドレン先とを連通するフェイル時状態とを切換可能な第２の切換弁をそれぞれ備え、いずれかの電磁弁に故障が発生した場合にも、対応する切換弁を動作させて、前記所定の変速段を構成可能とした自動変速機の油圧制御装置が提供される。

本発明によれば、自動変速機の油圧制御装置、とりわけ多数の摩擦係合要素をそれぞれ駆動する電磁弁を備えたに自動変速機の油圧制御装置に、好ましく適用可能なフェイルセーフ構成が提供される。

続いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明が適用された自動変速機の油圧制御装置の回路構成例を表した図である。図１を参照すると、この油圧制御装置は、摩擦係合要素２として３つの摩擦クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と２つの摩擦ブレーキＢ１、Ｂ２を有し、それぞれを駆動する電磁弁１０を備えて、図示しないＥＣＵからの指令によって所謂クラッチツウクラッチ制御を実行可能な回路構成が示されている。

図１の回路構成は、フェイル時に摩擦クラッチＣ１、Ｃ２を締結するよう構成されており、摩擦クラッチＣ１、Ｃ２には、ノーマルハイ（常開）タイプの電磁弁１０が接続され、その他の摩擦係合要素には、ノーマルロー（常閉）タイプの電磁弁１０が接続されている。また、上記ノーマルハイ（常開）タイプの電磁弁１０のドレンポートＥＸには、フェイルバルブ（第１の切換弁）２１が接続され、ノーマルロー（常閉）タイプの電磁弁１０の供給ポートＩＮにはフェイルバルブ（第２の切換弁）２２が接続されている。

図２は、フェイル時に締結される摩擦摩擦係合要素を駆動する電磁弁１０とフェイルバルブ（第１の切換弁）２１の構成例を表した図である。図２を参照すると、電磁弁１０は、供給ポート１１、出力ポート１２、フィードバックポート１３、ドレンポート１４を有する直圧タイプのリニヤソレノイド弁で構成され、出力ポート１２は摩擦クラッチＣ１に連結されている。また、リニヤソレノイド弁１０の供給ポート１１は所定の油圧源と連結されライン圧ＰＬが供給されている。リニヤソレノイド弁１０のドレンポート１４にフェイルバルブ（第１の切換弁）２１が接続される。

フェイルバルブ（第１の切換弁）２１は、図示しないスプリング等によって付勢されて定常状態では、リニヤソレノイド弁１０のドレンポート１４からの油を排出可能となっている。また、フェイルバルブ（第１の切換弁）２１は、所定の油圧源とも接続され、オフ故障時はフェイル信号に基づいて駆動されるフェイルソレノイド３１によって、フェイル時側に切り換えられて、ドレンポート１４に所定の油圧を供給可能な構成となっている。

図３は、フェイル時に締結されない摩擦摩擦係合要素を駆動する電磁弁１０とフェイルバルブ（第２の切換弁）２２の構成例を表した図である。図３を参照すると、電磁弁１０も、供給ポート１１、出力ポート１２、フィードバックポート１３、ドレンポート１４を有する直圧タイプのリニヤソレノイド弁で構成され、出力ポート１２は摩擦クラッチＣ３に連結されている。また、リニヤソレノイド弁１０のドレンポート１４は所定のドレン先と連結され油を排出可能となっている。リニヤソレノイド弁１０の供給ポート１１の上流にはフェイルバルブ（第２の切換弁）２２が配置される。

フェイルバルブ（第２の切換弁）２２は、図示しないスプリング等によって付勢されて定常状態では、リニヤソレノイド弁１０の供給ポート１１と所定の油圧源とを連通し、油を供給可能な状態となっている。また、フェイルバルブ（第２の切換弁）２２は、所定のドレン先とも接続され、オン故障時やインターロックが生じた場合はフェイル信号に基づいて駆動されるフェイルソレノイド３２によって、フェイル時側に切り換えられて、供給ポート１１から油を排出可能な構成となっている。

続いて、再度図１を参照して、本実施の形態の動作について説明する。図１の構成によれば、いずれか１の電磁弁がオフ故障したとしても、それぞれの摩擦係合要素に応じたタイプの電磁弁が備えられているため、走行可能となっている。また、ノーマルハイ（ＮＨ＿ＳＯＬ）タイプの電磁弁１０にオフ故障が生じたとしても、上記フェイルバルブ（第１の切換弁）２１をフェイル側に動作させることにより、電磁弁１０のドレンポート１４をドレン油路から遮断し、所定の油圧源に連結し、ドレンポート１４と供給ポート１１の両方に油圧を供給することで電磁弁１０を強制的にオン状態にして摩擦係合要素の締結を行うことが可能となる。

また、ノーマルロー（ＮＬ＿ＳＯＬ）タイプの電磁弁１０にオン故障が生じたとしても、既存のインターロック防止機構に加えて、上記フェイルバルブ（第２の切換弁）２２をフェイル側に動作させることにより、電磁弁１０の供給ポート１１を油圧供給油路から遮断し、所定のドレン先に連結し、供給ポート１１からも油圧を抜くことで電磁弁１０を強制的にオフ状態にして摩擦係合要素の開放を行うことが可能となる。

また、上記構成によれば、少なくとも電磁弁と摩擦係合要素間にフェイルバルブを配置する従来技術と比較して、摩擦係合要素までの油路長さを短くすることができ、油圧の応答性と油圧振動に対しても有利となる。

以上、本発明について、その好ましい実施の形態を例示して詳説したが、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載の事項の範囲内で種々に細部の具体的構成を変更しても実現可能なものである。例えば、上記実施の形態では、直圧タイプのリニヤソレノイド弁を用いるものとして説明したが、３ウェイリニヤソレノイド等コントロールバルブを有する電磁弁はもちろん、電磁弁とコントロールバルブにより摩擦係合要素を駆動する構成にも適用可能である。

また、上記した実施の形態では、説明の便宜のため、すべての摩擦係合要素に電磁弁１０を備えるものとして説明したが、Ｏ．Ｗ．Ｃ（ワンウェイクラッチ）がある場合や摩擦係合要素を共用する場合は、そのような必要がないことはもちろんである。

また、上記した実施の形態では、２つの摩擦係合要素、即ち摩擦クラッチＣ１、Ｃ２にフェイルバルブ（第１の切換弁）を配置して所定の変速段を構成するものとして説明したが、切換弁を多段に構成し、車両状態に応じて、変速段を選択可能としても良い。

また、上記した実施の形態では、ノーマルハイタイプとノーマルロータイプの電磁弁１０を用いるものとして説明したが、本発明の原理によればフェイルバルブを駆動することにより電磁弁１０のタイプ（ノーマルハイ／ノーマルロー）や故障モード（オフ故障、オン故障）とは無関係に所定の変速段を構成可能である。従って、特許文献１と同様に、すべてノーマルハイタイプの電磁弁を用いた構成、特許文献２と同様に、ノーマルハイタイプとノーマルロータイプの電磁弁を組み合わせた構成、更には、すべてノーマルロータイプの電磁弁を用いた構成であっても確実に変速段を構成可能となる。更には、所定の変速段を構成する電磁弁のオフ故障時に、フェイルバルブ（第１の切換弁）を切り換えなければＮ（ニュートラル状態）にすることも可能である。

また、上記した実施の形態では、フェイル信号にて動作するフェイルソレノイド３１、３２を用いてフェイルバルブを駆動するものとして説明したが、その他、他の摩擦係合要素の状態を表す信号油圧を導いて、フェイルバルブを動作させるものとしても良い。また、フェイルソレノイド３１に与えるフェイル信号は、所定の摩擦係合要素を解放動作するものであるため、変速時に用いられる信号を採用することも可能である。

また、上記した実施の形態及び図１では省略してあるが、各電磁弁１０やフェイルバルブに接続される所定の油圧源は、適宜、変速段毎やレンジ（ＤｏｒＲ等）毎に油路を切り換えられるものであってもよく、少なくとも摩擦係合要素を駆動可能な圧が得られるものであれば、特に限定するものでないことはもちろんである。

本発明の一実施の形態に係る自動変速機の油圧制御装置の回路構成を表した図である。 フェイル時に締結される摩擦摩擦係合要素を駆動する電磁弁とフェイルバルブの構成例を表した図である。 フェイル時に締結されない摩擦摩擦係合要素を駆動する電磁弁とフェイルバルブの構成例を表した図である。

符号の説明

２ 摩擦係合要素
１１、ＩＮ 供給ポート
１２ 出力ポート
１３ フィードバックポート
１４、ＥＸ ドレンポート
１０ 電磁弁（リニヤソレノイド弁）
２１ フェイルバルブ（第１の切換弁）
２２ フェイルバルブ（第２の切換弁）
３１、３２ フェイルソレノイド

Claims (2)

1. 摩擦係合要素と該摩擦係合要素に油圧を給排出する電磁弁との組を複数備える自動変速機の油圧制御装置において、
   フェイル時用の所定の変速段を構成する摩擦係合要素について、
   該摩擦係合要素に係る電磁弁のドレンポートと所定のドレン先を連通する定常状態と、前記ドレンポートと所定の油圧供給油路とを連通するフェイル時状態とを切換可能な切換弁を備え、
   前記切換弁を前記フェイル時状態に動作させることによって、前記ドレンポート側から油圧を導入し、摩擦係合要素を締結可能としたこと、
   を特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
2. 摩擦係合要素と該摩擦係合要素に油圧を給排出する電磁弁との組を複数備える自動変速機の油圧制御装置において、
   フェイル時用の所定の変速段を構成する摩擦係合要素について、該摩擦係合要素に係る電磁弁のドレンポートと所定のドレン先を連通する定常状態と、前記ドレンポートと所定の油圧供給油路とを連通するフェイル時状態とを切換可能な第１の切換弁と、
   前記所定の変速段にて係合されない摩擦係合要素について、該摩擦係合要素に係る電磁弁の供給ポートと所定の油圧供給油路を連通する定常状態と、前記供給ポートと所定のドレン先とを連通するフェイル時状態とを切換可能な第２の切換弁と、を備え、
   いずれかの電磁弁に故障が発生した場合にも、対応する切換弁を動作させて、前記所定の変速段を構成可能としたこと、
   を特徴とする自動変速機の油圧制御装置。

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