JP2006275199A - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動変速機の油圧制御装置において、油圧制御範囲が異なる複数の摩擦締結要素に対して供給される油圧の振動を単一のアキュームレータにより効果的に吸収させる。
【解決手段】 第１油圧制御範囲の油圧で締結されるリダクションブレーキと、該第１油圧制御範囲に対して高油圧側の第２油圧制御範囲の油圧で締結されるダイレクトクラッチと、これらの摩擦締結要素に供給する油圧を調圧する単一のデューティ制御弁と、該デューティ制御弁とリダクションブレーキ及びダイレクトクラッチとの間に接続されると共に、デューティ制御弁からの供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性が、第２油圧制御範囲より第１油圧制御範囲における供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が大きくなるように設定された単一のアキュームレータとを備えた。
【選択図】 図３

Description

本発明は、油圧により摩擦締結要素を選択的に締結して変速を行う自動変速機の油圧制御装置に関し、車両に搭載される変速機の技術分野に属する。

自動車等の車両に搭載される自動変速機は、動力伝達経路をクラッチやブレーキ等の複数の摩擦締結要素を選択的に締結して切り換えることにより、運転状態に応じてギヤ段を自動的に設定するように構成されている。

そして、この自動変速機を油圧により制御する油圧制御装置は、油圧回路に各摩擦締結要素に対して油圧の給排を行う各種制御弁が配設された構成とされ、そのうち、摩擦締結要素に供給する油圧を調圧可能なデューティ制御弁は、所定のデューティ信号を受けて一定周期でＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、１ＯＮ−ＯＦＦサイクル中のＯＮ時間の比率（デューティ率）に応じて油圧を調圧するように構成されている。

一方、このようなデューティ制御弁のＯＮ、ＯＦＦの繰り返しに起因して、摩擦締結要素の油圧室に供給される油圧が高低を繰り返す油圧振動が発生し、この油圧振動により摩擦締結要素の締結の際に自動変速機の振動が起こり、これが自動変速機から車体に伝達され、最終的に乗員に振動となって感じられるという問題が生じる。特に、変速中においては、油圧振動のために良好な変速が阻害されることになる。

これに対して、特許文献１には、デューティ制御弁から各摩擦締結要素に油圧を供給する油路にアキュームレータを設け、該アキュームレータにより前述の油圧振動を吸収させるようにした自動変速機の油圧制御装置が開示されている。
特開２０００−２０５４０７号公報

ところで、前記特許文献１に開示された自動変速機の油圧制御装置は、複数の摩擦締結要素に対してそれぞれ独立のデューティ制御弁及びアキュームレータが設けられているので、部品点数が増加し、油圧制御装置の構造が複雑になるという問題がある。

これに対して、複数の摩擦締結要素に対して単一のデューティ制御弁及びアキュームレータを兼用するように構成することも考えられる。しかしながら、各摩擦締結要素に要求される油圧制御範囲は摩擦締結要素毎に異なることがあり、この場合、兼用される摩擦締結要素の油圧制御範囲の全範囲に対して単一のアキュームレータで効果的に油圧振動を吸収させることは困難である。

そこで、本発明は、自動変速機の油圧制御装置において、油圧制御範囲が異なる複数の摩擦締結要素に対して供給される油圧の振動を単一のアキュームレータにより効果的に吸収させることを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、自動変速機の油圧制御装置において、第１油圧制御範囲の油圧で締結される第１摩擦締結要素と、該第１油圧制御範囲に対して高油圧側の第２油圧制御範囲の油圧で締結される第２摩擦締結要素と、前記第１、第２摩擦締結要素に供給する油圧を調圧する単一のデューティ制御弁と、該デューティ制御弁と第１、第２摩擦締結要素との間に接続されると共に、デューティ制御弁からの供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性が、第２油圧制御範囲より第１油圧制御範囲における供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が大きくなるように設定された単一のアキュームレータとが備えられていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置において、前記アキュームレータは、円筒状のアキュームレータ本体と、該アキュームレータ本体に摺動可能に収容され、一方側に供給された油圧を受ける受圧面が設けられたアキュームレータピストンと、該アキュームレータピストンの無ストローク時にアキュームレータピストンに所定の荷重を与える付勢手段と、該アキュームレータピストンの他方側に配置され、アキュームレータピストンの無ストローク時にはアキュームレータピストンに対して無荷重であり、所定のストローク以上で荷重が作用するアキュームレータスプリングとが備えられていることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の自動変速機の油圧制御装置において、前記付勢手段は、前記アキュームレータスプリングとは外径の異なるスプリングで構成され、このスプリングと前記アキュームレータスプリングとは同心状に配置されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置において、前記第１、第２摩擦締結要素は、所定の変速時に、締結状態と解放状態が入れ替るように構成されていることを特徴とする。

そして、請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の自動変速機の油圧制御装置において、第１摩擦締結要素の制御油圧室に連絡される油路及び第２摩擦締結要素の制御油圧室に連絡される油路が分岐して設けられていると共に、分岐点にデューティ制御弁の油圧を選択的に供給する制御弁が備えられていることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、締結する油圧制御範囲が異なる第１、第２摩擦締結要素に対して、単一のデューティ制御弁により油圧を調圧し、該デューティ制御弁と第１、第２摩擦締結要素との間に配置した単一のアキュームレータにより油圧振動を吸収させることができる。

このとき、アキュームレータの供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性が、低油圧側である第１油圧制御範囲では供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が大きく、かつ高油圧側である第２油圧制御範囲では供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が小さくなるように設定されているので、低油圧側では油圧が低いにも拘らず十分なアキュームレータピストンストロークが確保され、低油圧側の第１油圧制御範囲での油圧振動が効果的に吸収されると共に、高油圧側では過度なアキュームレータピストンストロークが防止され、適度なアキュームレータピストンストロークにより第２油圧制御範囲の油圧振動が効果的に吸収される。

特に低油圧では、供給される油圧に対する油圧振動の振れ幅の比率が相対的に大きく、油圧振動が車体の振動として現れ易いが、前述のように低油圧側の供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの勾配が大きくなるように設定されているので油圧振動が効果的に吸収されて制振性能が改善されることになる。

このように、本発明によれば、アキュームレータの単一化により装置の簡素化が実現されると共に、締結する油圧制御範囲が異なる第１、第２摩擦締結要素に対して効果的に油圧振動が吸収されることになる。

また、請求項２に記載の発明によれば、アキュームレータの無ストローク時にアキュームレータピストンに対して所定の荷重を与える付勢手段と、アキュームレータピストンの無ストローク時にはアキュームレータピストンに対して無荷重であり、所定のストローク以上で荷重が作用するアキュームレータスプリングとが備えられているので、前記請求項１に記載の発明のアキュームレータの供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性を実現することができる。

つまり、低油圧に対してはアキュームレータスプリングは作用せずに付勢手段のみが作用して、十分なアキュームレータピストンストロークが確保されて効果的に油圧振動の吸収が行われると共に、高油圧に対してはアキュームレータスプリングが作用して、過度なアキュームレータピストンストロークが防止されて、適度なアキュームレータピストンストロークにより効果的に油圧振動の吸収が行われる。このように、本発明によれば、前述のアキュームレータの供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性を容易に設定することができる。

そして、請求項３に記載の発明によれば、前記付勢手段として、アキュームレータスプリングとは外径の異なるスプリングが備えられ、これらのスプリングは同心状に配置されているので占有スペースを拡大することなく、装着するだけで簡単に前述のアキュームレータの供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性が実現される。

一方、請求項４に記載の発明によれば、第１、第２摩擦締結要素は、所定の変速時に、締結状態と解放状態とが入れ替るように構成されているので、前記請求項１に記載の発明を適用することによって、油圧振動による問題が生じやすい変速中に、油圧振動が効果的に吸収され、良好な変速が実現される。

また、請求項５に記載の発明によれば、切換弁を切り換えることにより第１、第２摩擦締結要素の締結状態と解放状態とが入れ替えて変速が行われるように構成されているので、切換弁を切り換えた変速中に、油圧振動が効果的に吸収され、良好な変速が実現される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る自動変速機１は、トルクコンバータ２と、主変速機構３と、副変速機構４とを有している。

前記トルクコンバータ３は、エンジン５の出力をエンジン出力軸（トルクコンバータ２の入力軸）６を介して入力し、タービン軸（トルクコンバータ２の出力軸）７を介して前記主変速機構３に出力する。トルクコンバータ２の反エンジン側に配置されたオイルポンプ８はコンバータケース２０及びポンプ２１を介してエンジン出力軸６により駆動される。

前記主変速機構３は、２つの遊星歯車機構３０，３１を有している。そして、タービン軸７と第１遊星歯車機構３０のサンギヤ３０ａとの間にフォワードクラッチ３２が、タービン軸７と第２遊星歯車機構３１のサンギヤ３１ａとの間にリバースクラッチ３３が、タービン軸７と第２遊星歯車機構３１のピニオンキャリヤ３１ｂとの間に３−４クラッチ３４がそれぞれ備えられている。また、２−４ブレーキ３５は第２遊星歯車機構３１のサンギヤ３１ａを固定する。第１遊星歯車機構３０のリングギヤ３０ｃと第２遊星歯車機構３１のピニオンキャリヤ３１ｂとが連結され、これらと変速機ケース９との間にローリバースブレーキ３６と主変速ワンウェイクラッチ３７とが並列に配置されている。さらに、第１遊星歯車機構３０のピニオンキャリヤ３０ｂと第２遊星歯車機構３１のリングギヤ３１ｃとが連結され、これらに出力ギヤ３８が接続されている。

前記副変速機構４は、単一の第３遊星歯車機構４０を有し、前記主変速機構３の出力ギヤ３８に常時噛み合った入力ギヤ４１が該第３遊星歯車機構４０のリングギヤ４０ｃに連結されていると共に、サンギヤ４０ａとピニオンキャリア４０ｂの間にダイレクトクラッチ４２が備えられている。また、サンギヤ４０ａと変速機ケース９との間には、副変速ワンウェイクラッチ４３とリダクションブレーキ４４とが並列に配置されている。そして、第３遊星歯車機構４０のピニオンキャリヤ４０ｂが軸４５に連結され、該軸４５に備えられた出力ギヤ４６により、副変速機構４の出力回転数が該ギヤ４６からデファレンシャル装置５０の入力ギヤ５１を介して左右の駆動軸５２，５３に伝達される。

表１に示すように、前記主変速機構３及び副変速機構４の各摩擦締結要素３２〜３７，４２〜４４を選択的に作動させることにより前進５速、後退１速が得られる。

ここで、副変速ワンウェイクラッチ４３はフェール時にリダクションブレーキ４４に代わってトルクを受け持つと共に、４速から５速への変速時に変速を円滑に行うために設けられている。すなわち、４速から５速へのシフトアップ変速においては、副変速機構４のリダクションブレーキ４４が開放されてダイレクトクラッチ４２が締結される。そのときに、リダクションブレーキ４４が先に開放されてもダイレクトクラッチ４２が締結されるまでは、ワンウェイクラッチ４３がロック状態となってエンジン５の吹き上がりが防止される。

次に、自動変速機１を制御する油圧制御回路１００について説明する。

図２は主として副変速機構４の制御部分を示すものであって、油圧制御回路１００には、オイルポンプ８から吐出される油圧を所定のライン圧に調整するレギュレータバルブ１０１が備えられ、該バルブ１０１によって調整されたライン圧が、メインライン１０２を介して、運転者によって操作されるマニュアルバルブ１０３に供給される。

前記メインライン１０２は、油圧制御回路１００における副変速機構４を制御する副変速制御部１１０に導入されている。該副変速制御部１１０には、デューティ制御弁１１１、切換用オンオフ制御弁１１２、及び副変速シフトバルブ１１３が備えられている。

前記デューティ制御弁１１１及びオンオフ制御弁１１２には、２方向に分岐したメインライン１０２から、それぞれライン圧が油圧供給源として供給される。

デューティ制御弁１１１はライン圧を調圧して、この調圧されたライン圧を調圧ライン１１４に供給する。デューティ制御弁１１１は、一定周期でＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、１ＯＮ−ＯＦＦサイクル中のＯＮ時間の比率（デューティ率）に応じて油圧を調圧する。そして、デューティ率が１００のときは調圧ライン１１４の油圧をドレンし、デューティ率がゼロのときはライン圧をそのまま調圧ライン１１４に供給し、デューティ率が中間のときは、デューティ率に応じてライン圧を調圧し、調圧ライン１１４に供給する。

オンオフ制御弁１１２は、ＯＮで切換圧ライン１１５に油圧を供給せず、ＯＦＦで切換圧ライン１１５に油圧をライン圧のままで供給して、副変速シフトバルブ１１３のメインスプール１１３ａを図２における左側に移動させる。

前記デューティ制御弁１１１で調圧された油圧は副変速シフトバルブ１１３に至り、ここで前記オンオフ制御弁１１２がＯＮで副変速シフトバルブ１１３のメインスプール１１３ａが右側に位置する場合は調圧ライン１１４とダイレクトクラッチライン１１６とが連通して、ダイレクトクラッチ４２が締結される。一方、オンオフ制御弁１１２がＯＦＦで副変速シフトバルブ１１３のメインスプール１１３ａが左側に位置する場合は調圧ライン１１４とリダクションブレーキライン１１７とが連通し、リダクションブレーキ４４が締結される。また、調圧ライン１１４には、前記デューティ制御弁１１１の周期的なＯＮ，ＯＦＦ動作に起因する油圧振動を吸収するアキュームレータ１１８に接続されるアキュームレータライン１１９が分岐されている。

一方、リバースレンジに操作したときに、副変速シフトバルブ１１３のサブスプール１１３ｂが左方向に移動するようにフェールセーフ用の油圧を作用させるフェールセールライン１２０が設けられている。該ライン１２０に油圧が供給されたときは、副変速シフトバルブ１１３のサブスプール１１３ｂを介してメインスプール１１３ａを左側に強制的に移動させ、リバース時にダイレクトクラッチ４２に油圧が供給されないようになっている。

ところで、図３に示すように、本実施形態では伝達トルク容量の関係でダイレクトクラッチ４２は高油圧側の油圧制御範囲が設定されていると共に、リダクションブレーキ４４は低油圧側の油圧制御範囲が設定されている。つまり、１〜４速及び後退速においては、デューティ制御弁１１１は大きなデューティ率で低い油圧を生成してリダクションブレーキ４４を締結させ、５速においてはデューティ制御弁１１２は小さなデューティ率で高い油圧を生成してダイレクトクラッチ４２を締結させる。

図４に示すように、アキュームレータ１１８は、異なる範囲の油圧の振動を効果的に吸収するために次のように構成されている。

即ち、アキュームレータ１１８は、アキュームレータ本体１１８ａと、該本体１１８ａ内に摺動可能に収容され、左側から供給された油圧を受ける受圧面１１８ｂ′が設けられたアキュームレータピストン１１８ｂと、該アキュームレータピストン１１８ｂの無ストローク時に該ピストン１１８ｂに対して所定の荷重を与える第１スプリング１１８ｃと、該アキュームレータピストン１１８ｂの右側に配置され、該ピストン１１８ｂの無ストローク時には該ピストン１１８ｂに対して無荷重であり、所定のストローク時に荷重が作用するように、前記第１ピストン１１８ｃよりもスプリング長が短く形成された第２スプリング１１８ｄとで構成されている。さらに、この第１、第２スプリング１１８ｃ，１１８ｄは同心状に配置され、それぞれ巻き方向が反対になるように配置されていると共に、これらのスプリング１１８ｃ，１１８ｄはピッチが異なるように設定されている。これによって、第１、第２スプリング１１８ｃ，１１８ｄが伸縮した際に互いに噛み込んで絡むことが回避される。

なお、前記リダクションブレーキ４４は請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置の第１摩擦締結要素に相当し、前記ダイレクトクラッチ４２は同じく第２摩擦締結要素に相当する。また、前記第１スプリング１１８ｃは請求項２に記載の自動変速機の油圧制御装置の付勢手段に相当し、前記第２スプリング１１８ｄは同じくアキュームレータスプリングに相当する。そして、前記副変速シフトバルブ１１３は請求項５に記載の自動変速機の油圧制御装置の切換弁に相当する。

このようにアキュームレータ１１８が構成された結果、図３に示すような折れ点Ｐを有する供給油圧に対するアキュームレータピストン１１８ｂのストロークの特性が実現される。つまり、図５に示すように、第１スプリング１１８ｃのみが作用する低油圧側では供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が大きく、図６に示すように、第１、第２スプリング１１８ｃ，１１８ｄの両方が作用する高油圧側では供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が小さくなる。

その結果、アキュームレータ１１８の供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性が、低油圧側であるリダクションブレーキ４４に設定された第１油圧制御範囲では供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が大きく、かつ高油圧側であるダイレクトクラッチ４２に設定された第２油圧制御範囲では供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が小さくなるように設定されているので、低油圧側では油圧が低いにも拘らず十分なアキュームレータピストンストロークが確保され、低油圧側の第１油圧制御範囲での油圧振動が効果的に吸収されると共に、高油圧側では過度なアキュームレータピストンストロークが防止され、適度なアキュームレータピストンストロークにより第２油圧制御範囲の油圧振動が効果的に吸収されることになる。

特に低油圧では、供給される油圧に対する油圧振動の振れ幅の比率が相対的に大きく、油圧振動が車体の振動として現れ易いが、前述のように低油圧側の供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの勾配が大きくなるように設定されているので油圧振動が効果的に吸収されて制振性能が改善されることになる。

以上のように、アキュームレータ１１８の単一化により油圧制御回路１００の簡素化が実現されると共に、締結する油圧制御範囲が異なるダイレクトクラッチ４２及びリダクションブレーキ４４に対して効果的に油圧振動が吸収されることになる。

また、アキュームレータ１１８を構成するに際して、外径の異なる第１、第２スプリング１１８ｃ，１１８ｄが同心状に配置されているので占有スペースを拡大することなく、装着するだけで簡単に前述のアキュームレータ１１８の供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性が実現される。

なお、前記アキュームレータ１１８は、２本のスプリング１１８ｃ，１１８ｄを備えたものに限らず、例えば途中でピッチ、材質、又は太さを変更した１本のスプリングや、３本以上のスプリングで構成されたものであってもよく、図３に示したような低油圧側での供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が高油圧側に比べて大きくなる特性を有するものであればよい。

さらに、アキュームレータ１１８の変形例として、図７に示すアキュームレータ１２８のように、第１スプリング１１８ｃに代えてアキュームレータピストン１２８ｂの受圧面１２８ｂ′の反対側から所定の油圧を供給するように構成してもよい。つまり、油圧を生成するポンプ１２８ｅと、該ポンプ１２８ｅにより供給された油圧を調圧する調圧弁１２８ｆとを備え、アキュームレータピストン１２８ｂの受圧面１２８ｂ′の反対側から調圧弁１２８ｆにより調圧された一定の油圧が供給されるようにし、低油圧側での油圧振動をこの一定油圧により吸収させ、高油圧側での油圧振動をこの一定油圧及び第２スプリング１２８ｄの伸縮により吸収させるようにするのである。また、このようなアキュームレータ１２８の特性を、第２スプリング１２８ｄを用いずに全て油圧制御により行うように構成してもよい。

また、アキュームレータピストン１２８ｂの受圧面の反対側から油圧の代わりに所定の空気圧を供給し、この空気圧により油圧振動を吸収させるように構成してもよい。

本発明は、自動変速機の油圧制御装置において、油圧制御範囲が異なる複数の摩擦締結要素に対して供給される油圧の振動を単一のアキュームレータにより効果的に吸収させることを目的とする。本発明は、油圧により摩擦締結要素を選択的に締結して変速を行う自動変速機の油圧制御装置に関し、車両に搭載される変速機の技術分野に広く好適である。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の骨子図である。 副変速機側の油圧制御回路である。 アキュームレータの特性を示すマップである。 アキュームレータの断面側面図である。 低油圧供給時のアキュームレータの説明図である。 高油圧供給時のアキュームレータの説明図である。 アキュームレータの変形例を示す断面側面図である。

符号の説明

１ 自動変速機
４２ ダイレクトクラッチ
４４ リダクションブレーキ
１００ 油圧制御回路
１１１ デューティ制御弁
１１３ 副変速シフトバルブ
１１８ アキュームレータ
１１８ａ アキュームレータ本体
１１８ｂ アキュームレータピストン
１１８ｂ′ 受圧面
１１８ｃ 第１スプリング
１１８ｄ 第２スプリング

Claims (5)

1. 第１油圧制御範囲の油圧で締結される第１摩擦締結要素と、
   該第１油圧制御範囲に対して高油圧側の第２油圧制御範囲の油圧で締結される第２摩擦締結要素と、
   前記第１、第２摩擦締結要素に供給する油圧を調圧する単一のデューティ制御弁と、
   該デューティ制御弁と第１、第２摩擦締結要素との間に接続されると共に、デューティ制御弁からの供給油圧に対するアキュームレータピストンストロークの特性が、第２油圧制御範囲より第１油圧制御範囲における供給油圧の変化に対するアキュームレータピストンストロークの変化の勾配が大きくなるように設定された単一のアキュームレータとが備えられていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
2. 前記請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置において、
   前記アキュームレータは、円筒状のアキュームレータ本体と、
   該アキュームレータ本体に摺動可能に収容され、一方側に供給された油圧を受ける受圧面が設けられたアキュームレータピストンと、
   該アキュームレータピストンの無ストローク時にアキュームレータピストンに所定の荷重を与える付勢手段と、
   該アキュームレータピストンの他方側に配置され、アキュームレータピストンの無ストローク時にはアキュームレータピストンに対して無荷重であり、所定のストローク以上で荷重が作用するアキュームレータスプリングとが備えられていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
3. 前記請求項２に記載の自動変速機の油圧制御装置において、
   前記付勢手段は、前記アキュームレータスプリングとは外径の異なるスプリングで構成され、このスプリングと前記アキュームレータスプリングとは同心状に配置されていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
4. 前記請求項１に記載の自動変速機の油圧制御装置において、
   前記第１、第２摩擦締結要素は、所定の変速時に、締結状態と解放状態が入れ替るように構成されていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
5. 前記請求項４に記載の自動変速機の油圧制御装置において、
   第１摩擦締結要素の制御油圧室に連絡される油路及び第２摩擦締結要素の制御油圧室に連絡される油路が分岐して設けられていると共に、
   分岐点にデューティ制御弁の油圧を選択的に供給する制御弁が備えられていることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。

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