JP2008138710A - 自動変速機用油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ライン作動油が充填された状態のときにライン作動油の供給圧を微調節する中間圧制御を阻害することなく、摩擦要素へのライン作動油の充填速度を速くすることを容易に実現できる自動変速機用油圧制御装置を提供する。
【解決手段】バルブケース１１には、摩擦要素ＣＬにライン作動油を出力する第１出力ポート１１２ａと、ライン作動油の圧力を作動力に抗する向きにスプール１２に付勢させるフィードバックポート１１４との他に、摩擦要素ＣＬにライン作動油を出力する第２出力ポート１１２ｂが形成されている。そして、第２出力ポート１１２ｂは、第１出力ポート１１２ａを全開にした場合には開かれ、第１出力ポート１１２ａを全開より小さくした場合および閉塞した場合には閉塞される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機の変速段を切り換える自動変速機用の油圧制御装置に関する。

従来より、自動変速機に設けられている複数の摩擦要素を作動させるクラッチ油圧を制御することで、摩擦要素の係合または解放を制御して自動変速機の変速段を切り換える自動変速機用油圧制御装置が知られている（特許文献１、２、３参照）。
この種の油圧制御装置は、摩擦要素にライン作動油を出力する出力ポートが形成されたバルブケース、バルブケース内に摺動可能に収容されたスプール、およびスプールに弾性力を付勢する弾性部材を有し、摩擦要素に供給されるライン作動油の供給圧を調節する調圧弁を備えている。

スプールには、弾性部材の弾性力に抗する向きに、パイロット作動油あるいはソレノイド電磁力による作動力が付勢される。そして、この作動力を制御することにより、スプールの摺動位置は、出力ポートを閉塞してライン作動油の出力を停止する停止位置と、出力ポートを全開にしてライン作動油の出力を最大にする全開位置と、ライン作動油の出力を全開位置よりも小さくする中間位置と、に制御される。

ここで、特許文献１には、摩擦要素を目標のクラッチ油圧まで上昇させるにあたり、以下の初期充填制御によりスプール位置を制御している。
すなわち、摩擦要素にライン作動油が充填されていない状態では、急速に充填させて応答性向上を図ることが望ましいため、スプールの摺動位置を強制的に全開位置に制御（以下、この制御を初期充填制御と呼ぶ）してライン作動油の供給流量を増大させる。その後、ライン作動油が充填される直前にスプールの摺動位置を中間位置に制御（以下、この制御を中間圧制御と呼ぶ）して、摩擦要素に充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるようにライン作動油の供給圧を微調節する。

特開平８−３３４１７１号公報 特開２００１−１２５８８号公報 特開２０００−３３７４８６号公報

ここで、上記初期充填制御から中間圧制御に切り替えるタイミングが速すぎるとライン作動油の充填速度を十分に速くすることはできず、遅すぎると摩擦要素に充填されたライン作動油の圧力が目標のクラッチ油圧よりも高くなるといったオーバーシュートの不具合が生じてしまう。この点を鑑みて、前記切り替えのタイミングを最適に設定することが要求される。
しかしながら、最適なタイミングは、油温や調圧弁の形状ばらつき等に起因して異なる。よって、その最適なタイミングを設定するためには多くの試験が必要となり、膨大な開発時間を要する。

因みに、特許文献２、３に記載の油圧制御装置では、摩擦要素へのライン作動油の供給を切り替えるライン圧供給弁を、調圧弁とは別に設けている。そして、クラッチ油圧がある設定圧以上になるとライン圧供給弁からライン作動油を摩擦要素へ供給するように制御している。
しかしながら、この構造および制御では、クラッチ油圧がある設定圧以上になるまでライン作動油の流量は増加しないため、ライン作動油の充填速度を速くさせることにはならない。また、作動油が充填した後の中間制御をライン圧供給弁および調圧弁の両方で行わなければならないので、摩擦要素に充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるようにライン作動油の供給圧を微調節することができず、前述したオーバーシュートの不具合が生じてしまう。

そこで、本発明の目的は、ライン作動油が充填された状態のときにライン作動油の供給圧を微調節する中間圧制御を阻害することなく、摩擦要素へのライン作動油の充填速度を速くすることを容易に実現できる自動変速機用油圧制御装置を提供することにある。

請求項１記載の発明では、バルブケースには、摩擦要素にライン作動油を出力する第１出力ポートと、ライン作動油の圧力を作動力に抗する向きにスプールに付勢させるフィードバックポートとの他に、摩擦要素にライン作動油を出力する第２出力ポートが形成されている。そして、スプールの摺動位置は、第１出力ポートを閉塞してライン作動油の出力を停止する停止位置と、第１出力ポートを全開にしてライン作動油の出力を最大にする全開位置と、ライン作動油の出力を全開位置よりも小さくする中間位置とに制御される。そして、第２出力ポートは、前記全開位置の場合にはスプールにより開かれ、前記停止位置および前記中間位置の場合にはスプールにより閉塞される。

これによれば、第１出力ポートからの出力を最大にしたときには第２出力ポートが開かれるため、第１出力ポートからのライン作動油の供給に加え、第２出力ポートからもライン作動油が摩擦要素に供給される。よって、ライン作動油の供給流量を増大させて、摩擦要素にライン作動油を急速に充填させることができるので、摩擦要素の係合または解放を制御するその応答性を向上できる。
しかも、前述した従来制御の如くスプールの摺動位置を強制的に全開位置にする初期充填制御を行うことなく、或いは、初期充填制御から中間制御に切り替えるタイミングを速めた場合であっても、摩擦要素へのライン作動油充填の高速化を図ることができる。よって、従来制御で必要となっていた初期充填制御から中間制御への切替タイミングの最適値設定を得るための開発時間を軽減できる。

さらに、本発明によれば、第１出力ポートのライン作動油の出力を全開位置よりも小さくしたときには第２出力ポートは閉塞されるため、ライン作動油充填完了後に第２出力ポートからライン作動油が摩擦要素に供給されることはない。よって、摩擦要素に充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるようにライン作動油の供給圧を微調節するといった中間圧制御が、第２出力ポートにより阻害されない。
以上により、ライン作動油が充填された状態のときにライン作動油の供給圧を微調節する中間圧制御を阻害することなく、摩擦要素へのライン作動油の充填速度を速くすることを、開発時間の軽減を図りつつ容易に実現できる。

請求項２記載の発明では、スプール作動制御手段としてパイロット作動油の供給圧を制御する電磁制御弁を採用している。なお、スプール作動制御手段に電磁制御弁を採用する他の例として、電磁力を発生させるソレノイドを調圧弁に設け、ソレノイドの電磁力をスプールに付勢する作動力とする構造が挙げられる。

請求項３記載の発明では、スプールは、第１出力ポートからのライン作動油の出力を制御する第１ランド部と、第２出力ポートからのライン作動油の出力を制御する第２ランド部とを有し、第２ランド部は、弾性部材に対して第１ランド部の反対側に配置されている。また、請求項４記載の発明では、第２ランド部は、第１ランド部に対して弾性部材の反対側に配置されている。

請求項４記載の如く、第２ランド部を第１ランド部に対して弾性部材の反対側に配置すれば、第２ランド部の径寸法を、弾性部材の径寸法に制約を受けることなく大きく設定できる。例えば、スプールおよびバルブケースの加工が困難になってしまうことなく第２ランド部の径寸法を大きく設定できる。よって、第２出力ポートからのライン作動油の供給流量を増大でき、ライン作動油充填のより一層の高速化を図ることを、容易に実現できる。

請求項５記載の発明では、スプールは、第１出力ポートからのライン作動油の出力を制御する第１スプール部材と、第１スプール部材とは別に、第２出力ポートからのライン作動油の出力を制御する第２スプール部材とを備えて構成されている。
これによれば、スプールおよびバルブケースの加工が困難になってしまうことなく第２ランド部の径方向寸法を大きく設定できる。よって、第２出力ポートからのライン作動油の供給流量を増大でき、ライン作動油充填のより一層の高速化を図ることを、容易に実現できる。

ここで、請求項４および請求項５記載の発明の如く第２ランド部の径寸法を大きくすれば、第２ランド部とバルブケースとの摺動面積が増加するため、スプールの初期動作の遅れが生じる。よって、スプールの初期動作の遅れ回避をライン作動油充填のより一層の高速化よりも優先させる場合には、請求項３記載の発明を用いて好適である。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本第１実施形態は、自動変速機に備えられた摩擦要素（クラッチまたはブレーキ）に供給されるライン作動油の印加油圧を制御する油圧制御装置に、本発明の油圧制御装置を適用させている。この自動変速機は車両に搭載され、車両の走行用エンジンの出力トルクを変速するためのものである。そして、図１は、摩擦要素ＣＬを係合させるべくライン作動油を摩擦要素ＣＬに出力している作動状態の油圧制御装置を示している。

本第１実施形態に係る油圧制御装置は、調圧弁１０および電磁制御弁２０を備えている。調圧弁１０は、摩擦要素ＣＬへのライン作動油の供給と遮断を切り替える弁であり、電磁制御弁２０からのパイロット作動油により作動する。なお、電磁制御弁２０は、調圧弁１０に配管接続されており、調圧弁１０とは別体に形成されている。

＜調圧弁１０の構造＞
調圧弁１０は、バルブケース１１、スプール１２、弾性部材としてのコイルスプリング１３、スペーサ１４およびストッパ１５を備えて構成されている。
スプール１２は、バルブケース１１内に摺動可能に収容されている。コイルスプリング１３は、スプールに摺動方向に弾性力を付勢する。

スペーサ１４はバルブケース１１内に配置されている。そして、スプール１２が図１の左側に摺動すると、スプール１２の一端面がこのスペーサ１４に当接し、これにより、スプール１２の作動終了位置（図１に示す位置）が決定される。なお、スペーサ１４は、バルブケース１１に取り付けられたストッパ１５によりスプール１２の摺動方向に支持されている。

バルブケース１１には、第１入力ポート１１１ａ、第１出力ポート１１２ａ、パイロット入力ポート１１３、フィードバックポート１１４およびドレインポート１１５が形成されるとともに、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂが形成されている。

第１および第２入力ポート１１１ａ、１１１ｂには、図示しない油圧ポンプから吐出され、かつライン圧生成手段により所定の圧力に調圧されたライン圧の油が入力される。因みに、前記油圧ポンプは自動変速機の入力軸の回転駆動力により回転する。
第１および第２出力ポート１１２、１１２ｂからは前記ライン作動油が出力され、この油がライン作動油として摩擦要素ＣＬに供給される。

摩擦要素ＣＬを係合させる場合にはライン作動油を摩擦要素ＣＬに供給し、摩擦要素ＣＬの係合を解放させる場合にはライン作動油を摩擦要素ＣＬから排出する。排出したライン作動油は、第１入力ポート１１１ａからバルブケース１１内に流入し、その後ドレインポート１１５から図示しないオイルパン等に排出される。

パイロット入力ポート１１３には、電磁制御弁２０からのパイロット作動油が供給される。供給されたパイロット作動油の油圧は、スプール１２に作用してスプール１２を摺動させる作動力となる。作動力が付勢される向きは、コイルスプリング１３の弾性力に抗する向き（図１の右側）である。

フィードバックポート１１４は、第１出力ポート１１２ａと連通する。これにより、第１出力ポート１１２ａから出力されたライン作動油の圧力は、パイロット作動油による作動力に抗する向きにスプール１２に付勢される。従って、スプール１２は、次に説明する力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３が、Ｆ１＝Ｆ２＋Ｆ３となるように均衡した位置で停止する。
Ｆ１は、パイロット作動油による作動力であり、スプール１２を図１の右側に摺動させる向きに作用する。Ｆ２は、フィードバックポート１１４からバルブケース１１内に流入するライン作動油から受ける力であり、スプール１２を図１の左側に摺動させる向きに作用する。Ｆ３は、コイルスプリング１３の弾性力であり、スプール１２を図１の左側に摺動させる向きに作用する。

スプール１２は、パイロットランド部１２１、第１ランド部１２２、フィードバックランド部１２３および第２ランド部１２４を、軸方向（図１の左右方向）に順に並べて有している。これらのランド部１２１、１２２、１２３、１２４は軸方向に延びる円柱形状であり、パイロットランド部１２１および第１ランド部１２２の径寸法はフィードバックランド部１２３の径寸法よりも大きい。また、フィードバックランド部１２３の径寸法は第２ランド部１２４の径寸法よりも大きい。

このように、各ランド部１２１、１２２、１２３、１２４の径寸法は左から順に小さくなるように設定されているので、次に説明する調圧弁１０の組み付けを可能にしている。調圧弁１０を構成する各種部品の組み付け手順を簡単に説明すると、バルブケース１１の一端には挿入穴１１６が形成されており、先ず、コイルスプリング１３、スプール１２およびスペーサ１４を順に、挿入穴１１６からバルブケース１１内に挿入する。次に、バルブケース１１の側面に形成された挿入穴１１６からストッパ１５を挿入して組み付けが完了する。

パイロットランド部１２１は、パイロット入力ポート１１３およびドレインポート１１５を切り替え開閉する。第１ランド部１２２は第１出力ポート１１２ａを開閉する。第２ランド部１２４は、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂを開閉する。
フィードバックランド部１２３は、フィードバックポート１１４からバルブケース１１内に流入したライン作動油がコイルスプリング１３を収容する空間に流出してしまうことを防止するとともに、コイルスプリング１３の一端と当接して弾性力を受けるように機能する。

＜電磁制御弁２０の構造＞
電磁制御弁２０は、バルブケース２１、スプール２２、弾性部材としてのコイルスプリング２３、およびソレノイド部２４を備えて構成されている。そして、ソレノイド部２４が有するコイル２４１への通電をＥＣＵ（電子制御装置）３０により制御することで、スプール２２がバルブケース２１内で摺動する。なお、本第１実施形態では、ＥＣＵ（電子制御装置）３０がコイル２４１に通電する電流値をリニアに制御することで、その電流値に応じてスプール２２をリニアに摺動させるリニア制御を行っている。

具体的には、コイル２４１への電流値を増大させるほどソレノイド部２４にて生じる電磁力によりスプール２２はコイルスプリング２３の弾性力に抗して図１の左側に摺動する。すると、パイロット作動油のパイロット入力ポート１１３への供給が遮断される。
一方、コイル２４１への通電をオフするとスプール２２はコイルスプリング２３の弾性力により図１の右側に摺動して図１の摺動位置となる。すると、パイロット作動油がパイロット入力ポート１１３へ供給される。
なお、以降の説明および図中の表示においては、パイロット作動油の油圧をソレノイド圧力（sol.圧）と呼ぶ場合がある。

第１出力ポート１１２ａと摩擦要素ＣＬとは配管４１により接続される。配管４１には、内部を流通するライン作動油の流量を制限するオリフィス４１１が設けられている。このオリフィス４１１により、摩擦要素ＣＬに供給されるライン作動油の圧力変動（脈動）は低減される。よって、摩擦要素ＣＬにライン作動油を過剰に供給してしまうオーバーシュートの恐れを低減できる。

配管４１のうちオリフィス４１１の上流側部分とフィードバックポート１１４とは配管４２により接続される。配管４２には、内部を流通するライン作動油の流量を制限するオリフィス４２１が設けられている。このオリフィス４１１により、摩擦要素ＣＬからバルブケース１１にフィードバックされるライン作動油の圧力変動（脈動）は低減される。よって、スプール１２の摺動位置が不安定になる恐れを低減できる。

配管４１のうちオリフィス４１１の下流側部分と第２出力ポート１１２ｂとは配管４３により接続される。なお、この配管４３にはオリフィスは設けられていない。
電磁制御弁２０のバルブケース２１に形成された出力ポート２１１とパイロット入力ポート１１３とは配管４４により接続される。配管４４には、内部を流通するパイロット作動油の流量を制限するオリフィス４４１が設けられている。このオリフィス４４１により、パイロット入力ポート１１３に供給されるパイロット作動油の圧力変動（脈動）は低減される。よって、スプール１２の摺動位置が不安定になる恐れを低減できる。

次に、以上の構成による油圧制御装置の作動を説明する。
スプール１２の摺動位置は、電磁制御弁２０からのパイロット作動油により、以下に説明する停止位置、全開位置および中間位置のいずれかとなるように制御される。

前記停止位置では、図２（Ａ）に示すように、第１ランド部１２２は、第１入力ポート１１１ａを閉塞するとともに第１出力ポート１１２ａを開き、パイロットランド部１２１はドレインポート１１５を開く。その結果、第１出力ポート１１２ａは、第１入力ポート１１１ａとの連通が遮断されるとともにドレインポート１１５と連通する。よって、第１出力ポート１１２ａからのライン作動油の出力が停止される。
また、停止位置では、第２ランド部１２４は、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂを閉塞する。よって、第２出力ポート１１２ｂからのライン作動油の出力が停止される。

前記全開位置では、図２（Ｂ）に示すように、第１ランド部１２２は、第１入力ポート１１１ａおよび第１出力ポート１１２ａを開くとともに、パイロットランド部１２１はドレインポート１１５を閉塞する。その結果、第１出力ポート１１２ａは、第１入力ポート１１１ａと連通するとともにドレインポート１１５との連通が遮断される。よって、第１出力ポート１１２ａからライン作動油が摩擦要素ＣＬに出力される。
また、全開位置では、第２ランド部１２４は、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂを開いて連通させる。よって、第２出力ポート１１２ｂからライン作動油が摩擦要素ＣＬに出力される。

前記中間位置では、図２（Ｃ）に示すように、第１ランド部１２２は、第１入力ポート１１１ａを僅かに開くとともに第１出力ポート１１２ａを開き、パイロットランド部１２１はドレインポート１１５を閉塞する。その結果、第１出力ポート１１２ａは、第１入力ポート１１１ａと連通するとともにドレインポート１１５との連通が遮断される。よって、第１出力ポート１１２ａからライン作動油が摩擦要素ＣＬに出力される。
また、中間位置では、第２ランド部１２４は、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂを閉塞する。よって、第２出力ポート１１２ｂからのライン作動油の出力が停止される。

また、中間位置では、第１出力ポート１１２ａと第１入力ポート１１１ａとは、第１ランド部１２２に形成されたノッチ１２２ａを通じて連通している。つまり、図２（Ｃ）に示すスプール１２摺動位置では、環状に形成された第１入力ポート１１１ａの大部分は第１ランド部１２２により閉塞されるものの、第１入力ポート１１１ａの一部分はノッチ１２２ａにより開かれている。よって、第１出力ポート１１２ａから出力されるライン作動油の流量は、ノッチ１２２ａの開口面積に制限され、全開位置のときに出力される流量に比べて少なくなる。
そのため、摩擦要素ＣＬに充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるようにライン作動油の供給圧を微調節することができる。

次に、ＥＣＵ３０の制御によりスプール１２の摺動位置を切り替えるにあたり、その切り替えるタイミングを、図３を用いて説明する。
図３は、摩擦要素ＣＬにライン作動油が充填されておらず係合が解放した状態において、摩擦要素ＣＬにライン作動油を供給して充填し、その後、摩擦要素ＣＬに充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるようにライン作動油の供給を制御する場合のタイミングチャートである。なお、図３の横軸は経過時間を示す。

上記制御を行うにあたり、先ず、ＥＣＵ３０は、電磁制御弁２０のソレノイド部２４に印加される電流値をオフの状態から徐々に増大させる（図３中の直線Ｌ１参照）。すると、スプール２２が徐々に摺動して出力ポート２１１が開き、電磁制御弁２０から調圧弁１０に供給されるパイロット作動油の圧力（sol.圧）は徐々に上昇する（直線Ｌ２参照）。

パイロット作動油の圧力が上昇することにともない、スプール１２の摺動位置（調圧弁１０の変位）は停止位置から全開位置となり（直線Ｌ３参照）、第１出力ポート１１２ａおよび第２出力ポート１１２ｂの両方からライン作動油が摩擦要素ＣＬに出力される。よって、ライン作動油の摩擦要素ＣＬへの供給流量が最大となる。

摩擦要素ＣＬにライン作動油が供給されるにつれ、摩擦要素ＣＬのクラッチピストン（図示せず）が摩擦部材を係合させる向きに変位する（直線Ｌ４参照）とともに、摩擦要素ＣＬに供給されるライン作動油のクラッチ圧が上昇する（直線Ｌ５参照）。その後、摩擦要素ＣＬにライン作動油が完全に充填されると、クラッチピストンの変位は停止し、その後さらにライン作動油が供給されると、摩擦要素ＣＬの摩擦板（図示せず）は、所望のトルク伝達が可能となるようにクラッチピストンにより押し付けられる。以下、このときの押し付け力を目標クラッチ圧と呼ぶ。
なお、図３中の符号Ｌ６に示す点線は、摩擦要素ＣＬにライン作動油が完全に充填されたときのクラッチ圧（クラッチ充填圧）を示す。

図３中の符号Ａに示す期間は、ソレノイド部２４への印加電流がオフとなっている状態においてＥＣＵ３０がソレノイド部２４に電流印加を開始してから、電磁制御弁２０から調圧弁１０にパイロット作動油が実際に供給されるまでの期間を示す。この期間Ａ中は、スプール１２の摺動位置は図２（Ａ）に示す停止位置となっており、ライン作動油は摩擦要素ＣＬに未だ供給されない。

また、図３中の符号Ｂに示す期間は、調圧弁１０にパイロット作動油が実際に供給され始めてから、摩擦要素ＣＬにライン作動油が完全に充填されるまでの期間を示す。この期間Ｂ中は、スプール１２の摺動位置は図２（Ｂ）に示す全開位置となっており、第１および第２出力ポート１１２ａ、１１２ｂの両方からライン作動油が摩擦要素ＣＬに最大流量で供給される。

また、図３中の符号Ｃに示す期間は、摩擦要素ＣＬにライン作動油が完全に充填された後の期間を示す。この期間Ｃ中は、スプール１２の摺動位置は図２（Ｃ）に示す中間位置となっており、第１および第２出力ポート１１２ａ、１１２ｂのうち第１出力ポート１１２ａのみからライン作動油が摩擦要素ＣＬに供給される。そして、摩擦要素ＣＬに充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるように中間圧制御が実行され、ライン作動油の供給圧が微調節される。

ここで、パイロット作動油が供給されるにつれ、直線Ｌ３に示す如くスプール１２の摺動位置は停止位置から一旦全開位置となる。これは、摩擦要素ＣＬにライン作動油が完全に充填されてライン圧がクラッチ充填圧に達するまで（期間Ｂが経過するまで）は、フィードバックポート１１４からバルブケース１１内に流入するライン作動油の圧力（以下、フィードバック圧と呼ぶ）が低く、ライン圧がクラッチ充填圧に達するとフィードバック圧が上昇することに起因する。すなわち、フィードバック圧による力Ｆ２が小さければ、パイロット作動油による作動力Ｆ１によりスプール１２は全開位置まで摺動する。この状態が期間Ｂの状態である。

一方、ライン圧がクラッチ充填圧に達すれば、フィードバック圧がライン圧まで上昇する。すると、クラッチ充填圧フィードバック圧による力Ｆ２が上昇し、その結果、全開位置にあるスプール１２はフィードバック圧により押し戻されて中間位置に移動する。この状態が期間Ｃの状態である。

このように、期間Ａから期間Ｂに移行したときスプール１２が一旦全開位置となり、その後期間Ｂから期間Ｃに移行したとき、フィードバック圧によりスプール１２が中間位置に押し戻されることは、本出願の発明者らの図４に示す実験結果により明らかになった。
そして、本第１実施形態は、このようにスプール１２の摺動位置が変化することに着目し、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂをバルブケース１１に形成するとともに、第２ランド部１２４をスプール１２に設けている。

次に、図４の実験の概要を説明する。
この実験では、摩擦要素ＣＬにライン作動油が充填されておらず係合が解放した状態において、摩擦要素ＣＬにライン作動油を供給して充填し（期間Ｂに相当）、その後、摩擦要素ＣＬに充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるように中間圧制御を実行し（期間Ｃに相当）、その後、摩擦要素ＣＬからライン作動油を排出する。そして、この一連の作動を、クラッチ充填圧が異なる場合毎に実験している。

図４には、８種類のクラッチ充填圧（図４中の直線Ｌ７参照）に対する実験結果が示されており、直線Ｌ７の最も左に位置するクラッチ充填圧が最低値（約８０ｋＰａ）であり、最も左に位置するクラッチ充填圧が最高値（約１４００ｋＰａ）である。
そして、このようにクラッチ圧が変化することにともない、直線Ｌ８に示すようにクラッチピストンが未充填位置から充填完了位置まで変位すると、直線Ｌ９に示すようにスプール１２の摺動位置はゼロ位置（停止位置）から一旦全開位置（符号(２)参照）となり、その後、中間位置（符号(１)参照）となることが、いずれのクラッチ充填圧においても確認された。

因みに、図４中の符号Ｐ１は、クラッチ充填圧が最高値のときにおけるスプール１２の最大移動位置、つまり、スプール１２が図１の最も右側へ移動したときの位置を示す。そして、この最大移動位置Ｐ１は、スプール１２が摺動できる範囲（図４中の符号Ａ１に示す範囲）内に収まっている。
また、図４中の符号Ｐ２は、中間圧制御されているときにおけるスプール１２の最大移動位置、つまり、スプール１２が図１の最も右側へ移動したときの位置を示す。そして、この最大移動位置Ｐ２は、摩擦要素ＣＬにライン作動油を充填している最中におけるスプール１２の移動範囲（図４中の符号Ａ２に示す範囲）外に位置する。

以上により、本第１実施形態によれば、図４の実験結果にて明らかになった次の現象を利用している。すなわち、期間Ａから期間Ｂに移行したときスプール１２が一旦全開位置となり、その後期間Ｂから期間Ｃに移行したとき、フィードバック圧によりスプール１２が中間位置に押し戻される。そして、本第１実施形態は、このようにスプール１２の摺動位置が変化することに着目し、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂをバルブケース１１に形成するとともに、第２ランド部１２４をスプール１２に設けている。

そのため、期間Ａから期間Ｂに移行してスプール１２が一旦全開位置となったときには、第１出力ポート１１２ａからのライン作動油の供給に加え、第２出力ポート１１２ｂからもライン作動油が摩擦要素ＣＬに供給される。よって、ライン作動油の供給流量を増大させて、摩擦要素ＣＬにライン作動油を急速に充填させることができるので、摩擦要素ＣＬの係合を制御するその応答性を向上できる。

この応答性向上の効果を図３を用いて以下に説明する。
第２出力ポート１１２ｂを備えていない構造の場合には、期間Ａから期間Ｂに移行してスプール１２が一旦全開位置となったときには、摩擦要素ＣＬへのライン作動油の供給は第１出力ポート１１２ａのみからとなるため、ライン作動油の供給流量は第２出力ポート１１２ｂを備えている場合に比べて少なくなる。その結果、図３中の点線Ｌ５ａに示すように、クラッチ圧がクラッチ充填圧に達するまでの時間が長くなる。

すなわち、ＥＣＵ３０がソレノイド部２４に電流印加を開始してから摩擦要素ＣＬにライン作動油が完全に充填されるまでの期間を充填時間と定義すると、本第１実施形態によれば充填時間が図３中の符号Ｔ１に示す期間となるのに対し、第２出力ポート１１２ｂを備えていない構造の場合には、充填時間が図３中の符号Ｔ２に示す期間となる。

すると、クラッチピストン変位が充填完了位置に到達するまでの時間が長くなり（図３中の点線Ｌ４ａ参照）、その結果、フィードバック圧がライン圧まで上昇する時間が長くなるため、スプール１２が全開位置から中間位置に押し戻されるタイミングが遅くなる（図３中の点線Ｌ３ａ参照）。
このように、本第１実施形態による充填時間Ｔ１は、第２出力ポート１１２ｂを備えていない構造の場合による充填時間Ｔ２に比べて短くなり、よって、摩擦要素ＣＬの係合を制御するその応答性が向上される。

さらに、本第１実施形態によれば、期間Ｂから期間Ｃに移行して第１出力ポート１１２ａからのライン作動油の出力を全開位置よりも小さくしたときには、第２出力ポート１１２ｂは閉塞されるため、ライン作動油充填完了後（期間Ｃ）に第２出力ポート１１２ｂからライン作動油が摩擦要素ＣＬに供給されることはない。よって、摩擦要素ＣＬに充填されたライン作動油が目標のクラッチ油圧となるようにライン作動油の供給圧を微調節するといった中間圧制御が、第２出力ポート１１２ｂにより阻害されない。
以上により、期間Ｂが終了してライン作動油が充填された状態のときにライン作動油の供給圧を微調節する中間圧制御を阻害することなく、摩擦要素ＣＬへのライン作動油の充填速度を速くすることを、開発時間の軽減を図りつつ容易に実現できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、配管４３にはオリフィスが設けられていないのに対し、本第２実施形態では、図５に示すように配管４３にオリフィス４３１を設けている。このオリフィス４３１により、第２出力ポート１１２ｂから摩擦要素ＣＬに供給されるライン作動油の圧力変動（脈動）は低減される。よって、摩擦要素ＣＬにライン作動油を過剰に供給してしまうオーバーシュートや、過剰に排出してしまうアンダーシュートの恐れを低減できる。

また、本第２実施形態によれば、配管４１と配管４３の両方にオリフィス４１１、４３１が設けられているので、第１出力ポート１１２ａから出力されるライン作動油の流量を制限して脈動を低減する度合いと、第２出力ポート１１２ｂから出力されるライン作動油の流量を制限して脈動を低減する度合いとを、別々のオリフィス４１１、４３１により設定することができるので、流量設定に自由度を持たせることができる。

（第３実施形態）
上記第２実施形態では、配管４１に設けられたオリフィス４１１を、配管４１のうち配管４３が接続される部分よりも上流側に配置しているのに対し、本第３実施形態では、オリフィス４１１を配管４３が接続される部分よりも下流側に配置して、配管４３に設けられたオリフィス４３１を廃止している。このオリフィス４１１により、第１および第２出力ポート１１２ａ、１１２ｂから摩擦要素ＣＬに供給されるライン作動油の圧力変動（脈動）は低減される。よって、摩擦要素ＣＬにライン作動油を過剰に供給してしまうオーバーシュートや、過剰に排出してしまうアンダーシュートの恐れを低減できる。
また、本第３実施形態によれば、第２実施形態に比べてオリフィスの数を減らすことができる。

（第４実施形態）
上記第１〜第３実施形態では、スプール１２の第２ランド部１２４は、コイルスプリング１３に対して第１ランド部１２２の反対側に配置されているのに対し、図７に示す本第４実施形態では、第２ランド部１２５は、第１ランド部１２２に対してコイルスプリング１３の反対側に配置されている。

より具体的には、第２ランド部１２５は、第１ランド部１２２とパイロットランド部１２１との間に位置し、第２入力ポート１１１ｂおよび第２出力ポート１１２ｂを開閉するとともに、ドレインポート１１５を開閉する。また、第２ランド部１２５の径寸法は第１ランド部１２２の径寸法と同じ大きさに設定されている。

そして、上記第１〜第３実施形態と同様にして、期間Ａから期間Ｂに移行してスプール１２が一旦全開位置となったときには、第１出力ポート１１２ａからのライン作動油の供給に加え、第２出力ポート１１２ｂからもライン作動油が摩擦要素ＣＬに供給される。なお、図７に示すスプール１２の摺動位置は全開位置である。
また、期間Ｂから期間Ｃに移行して第１出力ポート１１２ａからのライン作動油の出力を全開位置よりも小さくしたときには、第２出力ポート１１２ｂは閉塞されるため、ライン作動油充填完了後（期間Ｃ）に第２出力ポート１１２ｂからライン作動油が摩擦要素ＣＬに供給されることはない。
よって、本第４実施形態においても上記第１〜第３実施形態と同様の効果が発揮される。

また、本第４実施形態によれば、第２ランド部１２５の径寸法を、コイルスプリング１３の径寸法に制約を受けることなく大きく設定できる。例えば、スプール１２およびバルブケース１１の穴加工が困難になってしまうことなく第２ランド部１２５の径寸法を大きく設定できる。よって、第２出力ポート１１２ｂからのライン作動油の供給流量を増大でき、ライン作動油充填のより一層の高速化を図ることを、容易に実現できる。

なお、第２ランド部１２４をコイルスプリング１３に対して第１ランド部１２２の反対側に配置した第１実施形態では、第２ランド部１２５の径寸法をコイルスプリング１３よりも小さく設定しなければならないという制約が生じる。但し、第２ランド部１２５の径寸法を大きくした第４実施形態の場合には、第２ランド部１２５とバルブケース１１との摺動面積が増加するため、スプール１２の初期動作の遅れが生じる。よって、スプール１２の初期動作の遅れ回避をライン作動油充填のより一層の高速化よりも優先させる場合には、第１実施形態を採用して好適である。

（第５実施形態）
上記第１〜第４実施形態では、一つのスプール１２が第１ランド部１２２と第２ランド部１２４の両方を有しているのに対し、図８に示す本第５実施形態では、特許請求の範囲に記載の「スプール」を、それぞれ別体に形成された第１スプール部材１２Ａと第２スプール部材１２Ｂとから構成している。

より具体的には、第１スプール部材１２Ａは、パイロットランド部１２１、第１ランド部１２２およびフィードバックランド部１２３を有し、第２スプール部材１２Ｂは第２ランド部１２６を有する。第２スプール部材１２Ｂは、第１スプール部材１２Ａとコイルスプリング１３との間に配置されている。また、第２ランド部１２６の径寸法はフィードバックランド部１２３の径寸法と同じ大きさに設定されている。

そして、上記第１〜第３実施形態と同様にして、期間Ａから期間Ｂに移行して第１スプール部材１２Ａおよび第２スプール部材１２Ｂが一旦全開位置となったときには、第１出力ポート１１２ａからのライン作動油の供給に加え、第２出力ポート１１２ｂからもライン作動油が摩擦要素ＣＬに供給される。なお、図８に示す第１スプール部材１２Ａおよび第２スプール部材１２Ｂの摺動位置は全開位置である。
また、期間Ｂから期間Ｃに移行して第１出力ポート１１２ａからのライン作動油の出力を全開位置よりも小さくしたときには、第２出力ポート１１２ｂは閉塞されるため、ライン作動油充填完了後（期間Ｃ）に第２出力ポート１１２ｂからライン作動油が摩擦要素ＣＬに供給されることはない。
よって、本第５実施形態においても上記第１〜第３実施形態と同様の効果が発揮される。

また、本第５実施形態によれば、第２ランド部１２６が形成された第２スプール部材１２Ｂを第１ランド部１２２が形成された第１スプール部材１２Ａとは別体に構成しているので、第２ランド部１２５の径寸法を、コイルスプリング１３の径寸法に制約を受けることなく大きく設定できる。
よって、例えば、スプール１２およびバルブケース１１の穴加工が困難になってしまうことなく第２ランド部１２５の径寸法を大きく設定できる。よって、第２出力ポート１１２ｂからのライン作動油の供給流量を増大でき、ライン作動油充填のより一層の高速化を図ることを、容易に実現できる。但し、その背反として、調圧弁１０の軸方向長さが長くなってしまう。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、スプール作動制御手段としてパイロット作動油の供給圧を制御する電磁制御弁２０を採用しているが、本発明のスプール作動制御手段の他の実施形態として、電磁力を発生させるソレノイドをスプール作動制御手段として調圧弁１０に設け、そのソレノイドの電磁力によりスプール１２を直接作動させる構造にしてもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る油圧制御装置の構造を示す模式図である。 図１に示す調圧弁の作動を示す模式図である。 第１実施形態において、摩擦要素にライン作動油を供給をする際のスプールの摺動位置変化を示すタイミングチャートである。 本出願の発明者らが行った実験の結果を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る油圧制御装置の構造を示す模式図である。 本発明の第３実施形態に係る油圧制御装置の構造を示す模式図である。 本発明の第４実施形態に係る調圧弁の構造を示す模式図である。 本発明の第５実施形態に係る調圧弁の構造を示す模式図である。

符号の説明

２：ＡＴ用油圧制御装置（自動変速機用油圧制御装置）、
１０：調圧弁、
１１：バルブケース、１１２ａ：第１出力ポート、１１２ｂ：第２出力ポート、１１４：フィードバックポート、
１３：コイルスプリング（弾性部材）、
１２：スプール、１２Ａ：スプール部材、１２Ｂ：スプール部材、１２２：第１ランド部、１２４：第２ランド部、
２０：電磁制御弁（スプール作動制御手段）、
３０：ＥＣＵ（電子制御装置）、
ＣＬ：摩擦要素。

Claims (5)

1. 自動変速機に設けられている複数の摩擦要素を作動させるクラッチ油圧を制御することで、前記摩擦要素の係合または解放を制御して前記自動変速機の変速段を切り換える自動変速機用の油圧制御装置において、
   バルブケース、前記バルブケース内に摺動可能に収容されたスプール、および前記スプールに弾性力を付勢する弾性部材を有し、前記摩擦要素に供給されるライン作動油の供給圧を調節する調圧弁と、
   前記弾性力に抗する向きに前記スプールに作動力を付勢して、前記スプールの摺動位置を制御するスプール作動制御手段と、
   を備え、
   前記バルブケースには、前記摩擦要素に前記ライン作動油を出力する第１出力ポートと、前記第１出力ポートと連通して前記第１出力ポートから出力されたライン作動油の圧力を前記作動力に抗する向きに前記スプールに付勢させるフィードバックポートと、前記摩擦要素に前記ライン作動油を出力する第２出力ポートと、が形成され、
   前記スプールの摺動位置は、前記スプール作動制御手段により、前記第１出力ポートからの前記ライン作動油の出力を停止する停止位置と、前記第１出力ポートからの前記ライン作動油の出力を最大にする全開位置と、前記ライン作動油の出力を前記全開位置よりも小さくする中間位置と、に制御され、
   前記第２出力ポートは、前記全開位置の場合には前記スプールにより開かれ、前記停止位置および前記中間位置の場合には前記スプールにより閉塞されることを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
2. 前記バルブケースには、前記作動力を発揮するパイロット作動油が供給されるパイロット入力ポートが形成され、
   前記スプール作動制御手段は、前記パイロット入力ポートへの前記パイロット作動油の供給圧を制御する電磁制御弁である請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置。
3. 前記スプールは、前記第１出力ポートからの前記ライン作動油の出力を制御する第１ランド部と、前記第２出力ポートからの前記ライン作動油の出力を制御する第２ランド部とを有し、
   前記第２ランド部は、前記弾性部材に対して前記第１ランド部の反対側に配置されている請求項１または２記載の自動変速機用油圧制御装置。
4. 前記スプールは、前記第１出力ポートからの前記ライン作動油の出力を制御する第１ランド部と、前記第２出力ポートからの前記ライン作動油の出力を制御する第２ランド部とを有し、
   前記第２ランド部は、前記第１ランド部に対して前記弾性部材の反対側に配置されている請求項１または２記載の自動変速機用油圧制御装置。
5. 前記スプールは、前記第１出力ポートからの前記ライン作動油の出力を制御する第１ランド部を有する第１スプール部材と、前記第１スプール部材とは別に、前記第２出力ポートからの前記ライン作動油の出力を制御する第２ランド部を有する第２スプール部材とを備えて構成されている請求項１から４のいずれか一項記載の自動変速機用油圧制御装置。

Images