JP2011256884A - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁式油圧制御弁の電力消費を低減させることができる自動変速機の油圧制御装置を提供する。
【解決手段】油圧制御装置は、ライン圧を調圧して油圧係合要素ＣＬに供給する電磁式油圧制御弁１と、電磁式油圧制御弁１を制御するコントローラとを備える。電磁式油圧制御弁１は、開弁方向に駆動力を発生させるソレノイド５と、開弁度合いによりライン圧の導入量を変化させて調圧した出力油圧を生成する調圧室１５と、出力油圧の一部をフィードバック油圧として導入し閉弁方向への付勢力を発生させるフィードバック室１６とを備える。フィードバック室１６へのフィードバック油圧の供給状態と遮断状態とを切り換える切換弁２を設ける。コントローラは、電磁式油圧制御弁１による調圧動作が不要であるとき、切換弁２によりフィードバック油圧を遮断状態とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速機の油圧制御装置に関する。

従来、油圧供給源から供給されるライン圧を調圧して油圧係合要素（クラッチ）に供給するリニアソレノイド弁（電磁式油圧制御弁）と、この電磁式油圧制御弁の作動を制御するコントローラとを備える油圧制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このものでは、変速段を切り替えるとき、ライン圧をリニアソレノイド弁で調圧してクラッチに供給することによりクラッチの係合制御がなされ、変速段が確立されたときには、リニアソレノイド弁からライン圧を出力してクラッチを完全係合させた状態で維持させている。また、リニアソレノイド弁として、電力が供給されると開弁方向に作動するノーマルクローズタイプのものが用いられており、クラッチを完全係合させた状態で通電状態が維持される。

特開２００４−３３２８６２号公報

ところで、この種の油圧制御装置に採用されるリニアソレノイド弁は、閉弁方向に付勢するフィードバック油圧として出力油圧の一部を導入するフィードバック室を備えている。フィードバック圧は、出力油圧の増減に応じて増減するので、リニアソレノイド弁による調圧時にライン圧が変動しても、その変動による出力油圧への影響を排除して精度の高い調圧を行うことができる。

しかし、リニアソレノイド弁の出力油圧によりクラッチを完全係合させた状態で維持させるときであっても、フィードバック室のフィードバック圧により閉弁方向への付勢力が発生する。このため、リニアソレノイド弁を一定の開弁状態に維持させる場合には、フィードバック圧による閉弁方向への付勢力に対抗してリニアソレノイド弁への給電量を大きくしなければならず、リニアソレノイド弁における電力消費が大となる不都合がある。

本発明は、以上の点に鑑み、電磁式油圧制御弁における電力消費を低減させることができる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。

本発明は、油圧係合要素の作動により変速段を成立させる変速機構を備える自動変速機に設けられ、油圧供給源から供給されるライン圧を調圧して前記油圧係合要素に供給する電磁式油圧制御弁と、該電磁式油圧制御弁の作動を制御するコントローラとを備える油圧制御装置であって、前記電磁式油圧制御弁が、前記コントローラによる制御に応じて開弁方向に駆動力を発生させるソレノイドと、該ソレノイドの駆動による開弁度合いによりライン圧の導入量を変化させて調圧した出力油圧を生成する調圧室と、該調圧室から導出された出力油圧の一部をフィードバック油圧として導入し閉弁方向への付勢力を発生させるフィードバック室とを備えるものにおいて、前記電磁式油圧制御弁のフィードバック室へフィードバック油圧を供給する供給状態とこのフィードバック油圧を断つ遮断状態とに切換自在に構成された切換弁を設け、前記コントローラは、前記電磁式油圧制御弁による調圧動作が不要であるとき、前記切換弁によりフィードバック油圧を遮断状態とすることを特徴とする。

電磁式油圧制御弁による調圧動作が不要であるとき、電磁式油圧制御弁の弁開度を一定に維持するためにソレノイドに電力が供給される。本発明によれば、前記切換弁を設けたことにより、電磁式油圧制御弁のフィードバック室へのフィードバック油圧の供給を遮断することができる。フィードバック油圧の供給を遮断すると、閉弁方向への付勢力が生じなくなる。このため、電磁式油圧制御弁の弁開度を一定に維持するためにソレノイドに供給する電力を低減することができる。従って、調圧動作が行われていないとき切換弁を遮断状態にすれば、ソレノイドによる開弁方向への駆動力をフィードバック油圧が供給されてるときに比べて少なくすることができ、電磁式油圧制御弁の電力消費を低減させることができる。

電磁式油圧制御弁による調圧動作が不要となるときとして、具体的には、電磁式油圧制御弁の弁開度を全開に維持するとき、或いは、電磁式油圧制御弁の出力油圧により前記油圧係合要素の係合状態が維持されているとき等が挙げられる。更に、電磁式油圧制御弁の出力油圧により前記油圧係合要素の係合状態が維持されているときとして、何れかの変速段が確立しているときの定常走行状態が挙げられる。

そして、定常走行状態のように前記油圧係合要素が係合状態となっているときに、係合に必要な油圧が電磁式油圧制御弁から供給されていれば、ソレノイドに供給する電力を低減させても油圧係合要素に滑りや急激な係合に伴うショックは発生しない。

そこで、前記電磁式油圧制御弁の出力油圧により前記油圧係合要素の係合状態が維持されているときに、前記コントローラが前記切換弁によりフィードバック油圧を前記遮断状態とすることで、油圧係合要素に滑りや急激な係合に伴うショックを発生させることなく、電磁式油圧制御弁の電力消費を低減させることができる。

また、本発明において、前記コントローラは、前記切換弁によりフィードバック油圧を前記遮断状態から前記供給状態に切り換えるとき、少なくとも該切換弁が切り換え動作を開始する直前から切り換え動作が完了するまでの間、前記ライン圧を昇圧させることが好ましい。

前記切換弁によりフィードバック油圧を前記遮断状態から前記供給状態に切り換えられると、フィードバック油圧が復帰して閉弁方向への付勢力が急激に増加する。このため、電磁式油圧制御弁の出力油圧が極度に低下するおそれがある。そこで、少なくとも切換弁２が切り換え動作を開始する直前から切り換え動作が完了するまでの間に、フィードバック油圧の復帰に先立ってライン圧を昇圧させておくことにより、フィードバック油圧の復帰に伴う電磁式油圧制御弁の出力油圧の極度な低下を抑えることができる。

本発明の油圧制御装置の一実施形態の要部を示す模式図。 本実施形態の油圧制御装置の作動タイミングを示す線図。 本発明の油圧制御装置の他の実施形態を示す線図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の油圧制御装置は、図１に一部を示すように、自動車に設けられた自動変速機の変速機構（図示せず）の油圧係合要素であるクラッチＣＬに、ライン圧ＰＬを調圧して供給するリニアソレノイド弁１（電磁式油圧制御弁）と、リニアソレノイド弁１の出力油圧の一部がフィードバック油圧として供給される切換弁２と、リニアソレノイド弁１及び切換弁２を制御するコントローラである図外のトランスミッション・コントロール・ユニット（以下、ＴＣＵという）とを備えている。

前記クラッチＣＬは、リニアソレノイド弁１を介して供給される油圧により係合状態となり、前記変速機構における複数の変速段のうち所定の変速段を確立させるものである。従って、図示省略されているが、変速機構における各変速段に対応して、複数のクラッチＣＬ及びリニアソレノイド弁１が設けられる。

リニアソレノイド弁１は、通電停止状態（非通電状態）で閉弁されるノーマルクローズタイプのものであり、スリーブ３と、スリーブ３に摺動自在に内挿されたスプール４とを備えている。

更に、スプール４の基端側には、スプール４を一方向（図１において下方向）に駆動するソレノイド５が設けられており、スプール４の先端側には、ソレノイド５によるスプール４の駆動方向と反対方向（図１において上方向）に付勢するスプリング６が設けられている。

スリーブ３には、入力ポート７、出力ポート８、排出ポート９、及びフィードバックポート１０が穿設されている。入力ポート７には、油圧供給源であるオイルポンプ（図示省略）から供給される油圧をレギュレータ弁（図示省略）により調圧したライン圧ＰＬが供給される。出力ポート８は、クラッチ作動用油路１１を介して前記クラッチＣＬに接続されている。

スプール４は、所定間隔を存して配設された第１弁部１２、第２弁部１３、及び第３弁部１４を一体に備えている。そして、スリーブ３内においては、第１弁部１２と第２弁部１３とにより調圧室１５が画成され、第２弁部１３と第３弁部１４とによりフィードバック室１６が画成される。

調圧室１５には、前記入力ポート７及び出力ポート８が配設され、フィードバック室１６には、前記フィードバックポート１０が配設されている。

また、フィードバック室１６は、その基端側端面を構成する第２弁部１３の表面積が、先端側端面を構成する第３弁部１４の表面積よりも大きくなるように設定されている。これにより、フィードバックポート１０からフィードバック油圧が供給されてフィードバック室１６の内圧が上昇すると、第２弁部１３が基端側に向かって押圧され、スプリング６と同一方向の付勢力がスプール４に付与されるようになっている。

フィードバックポート１０には、出力ポート８に接続されたクラッチ作動用油路１１から分岐するフィードバック用油路１７が接続され、このフィードバック用油路１７に前記切換弁２が介設されている。

切換弁２は、図１において模式的に示すが、ソレノイド２ａとスプール２ｂとスプリング２ｃとを備える電磁式であり、ソレノイド２ａへの通電停止状態（非通電状態）でフィードバック用油路１７を閉弁するノーマルクローズタイプのものが採用される。即ち、通電停止状態ではスプール２ｂがセット位置（図１の状態）にあって、フィードバック用油路１７を遮断状態とし、通電状態ではスプール２ｂが作動位置にあって、フィードバック室１６にフィードバック油圧を供給する状態とする。また、スプール２ｂがセット位置（図１の状態）にあるとき、フィードバック室１６内の油圧が排出される。

リニアソレノイド弁１は、ＴＣＵの制御によりソレノイド５への通電量（駆動電流）を増加させると、スプール４がスプリング６の付勢力に抗して先端方向に移動し、入力ポート７の開度が大きくなる。これにより、出力ポート８からは入力ポート７の開度に応じた油圧が出力油圧として出力される。

このとき、ＴＣＵの制御により切換弁２を作動位置に位置させると、出力ポート８から出力される油圧の一部はフィードバック用油路１７を介してフィードバック室１６に供給される。このため、フィードバック室１６に供給されるフィードバック圧は、出力ポート８からの出力油圧の増減に応じて増減する。

即ち、例えば、オイルポンプの作動に伴うライン圧ＰＬの脈動により入力ポート７から調圧室１５に導入される油圧が一時的に増加すると、フィードバック室１６に供給される油圧も増加する。これに伴い、フィードバック室１６による付勢力が増加して入力ポート７の開度が減少するので、増加した分の油圧がカットされて出力油圧への影響が排除される。逆に、入力ポート７から調圧室１５に導入される油圧が一時的に減少すると、フィードバック室１６で発生する付勢力が低下して入力ポート７の開度が増加するので、油圧の供給が増加して出力油圧への影響が排除される。

これにより、リニアソレノイド弁１による調圧時にライン圧ＰＬが変動しても、その変動による出力油圧への影響を排除して高精度な調圧が可能であり、後述する変速動作に際して前記クラッチＣＬの接続を円滑に行うことができる。

次に、本発明の要旨にかかる本実施形態の油圧制御装置の作動を図２を参照して説明する。図２においては、自動車の走行に伴って確立される複数の変速段のうち、２速段（２ｎｄ）から３速段（３ｒｄ）へのシフトアップ時の作動及び３速段（３ｒｄ）による定常状態の作動を示している。

図２に示すように、２速段（２ｎｄ）から３速段（３ｒｄ）へのシフトアップが開始されると、ＴＣＵが切換弁２のソレノイド２ａへの通電を開始すると共にリニアソレノイド弁１のソレノイド５への通電を開始する。

これにより、切換弁２のスプール２ｂが作動位置に移動して、フィードバック室１６へのフィードバック油圧の供給が可能な状態となる。一方、ＴＣＵはリニアソレノイド弁１のソレノイド５への供給電流を徐々に増加させ、調圧された出力油圧をクラッチＣＬに供給する。この間、前述したようにフィードバック室１６に供給されるフィードバック油圧によりライン圧ＰＬの変動が抑制されて高精度な調圧が行われる。そして、リニアソレノイド弁１の調圧により、出力油圧を次第に増加させるので、クラッチＣＬの急激な係合によるショックの発生を防止することができる。

その後、図２に示すように、リニアソレノイド弁１の調圧により出力油圧がクラッチＣＬを係合状態とする必要クラッチ圧になると、３速段（３ｒｄ）が確立し、定常走行状態となる。定常走行状態では、リニアソレノイド弁１の出力油圧を一定（入力ポート７を全開）とし、ライン圧ＰＬの調圧動作が不要となる。

この状態においては、リニアソレノイド弁１のスプール４を出力油圧が必要クラッチ圧となる位置に保持させるために、スプリング６の付勢力とフィードバック室１６でのフィードバック油圧の付勢力との合力に対抗する駆動力をスプール４に付与する必要がある。このため、ＴＣＵは、リニアソレノイド弁１のソレノイド５への供給電流を比較的高い状態に維持させる。

一方、本実施形態においては、前記切換弁２を設けてフィードバック室１６へのフィードバック油圧の供給が遮断可能となっているので、図２に示す作動により、定常走行状態におけるリニアソレノイド弁１の消費電力を低減させることができる。

即ち、本実施形態においては、先ず、定常走行状態となってライン圧ＰＬの調圧動作が不要となった場合に、ＴＣＵが切換弁２のソレノイド２ａへの通電を停止させる。これにより、切換弁２のスプール２ｂがセット位置（図１に示す状態）に戻り、フィードバック室１６へのフィードバック油圧の供給が遮断される。

次いで、図２に示すように、フィードバック油圧の遮断時から、予め設定された第１の設定時間が経過したとき、ＴＣＵはリニアソレノイド弁１のソレノイド５へ供給する電流を低下させる。フィードバック油圧が遮断されると、フィードバック油圧による付勢が解除されるので、スプリング６による付勢力のみがスプール４に作用する。従って、フィードバック油圧を遮断することによりリニアソレノイド弁１のソレノイド５へ供給する電流を低下させることができる。

具体的には、変速時（調圧動作時）及び定常走行状態（本実施形態では入力ポート７が全開）であるときのリニアソレノイド弁１の必要電流値は１．２Ａであるのに対し、定常走行状態においてフィードバック油圧を遮断した状態のリニアソレノイド弁１の必要電流値は０．４Ａに低下する。これにより、定常走行状態におけるリニアソレノイド弁１の消費電力を低減させることができる。

なお、リニアソレノイド弁１のソレノイド５へ供給する電流を低下させたとき、ＴＣＵは、定常走行時のギヤレシオによりクラッチＣＬの滑り発生を監視し、クラッチＣＬに滑りが発生しない電流をソレノイド５へ供給する制御も行っている。これにより、消費電力を低減させながら、変速機構の動力伝達ロスを防止して確実に必要クラッチ圧が保持できる。

その後、３速段（３ｒｄ）による定常走行を経て、３速段（３ｒｄ）から４速段（４ｔｈ）へのシフトアップが指示されると、図２に示すように、ＴＣＵは、当該シフトアップ動作に先立って、リニアソレノイド弁１のソレノイド５へ供給する電流を３速段（３ｒｄ）が確立されたときと同じ電流に上昇させる。

次いで、予め設定された第２の設定時間が経過した時点で切換弁２のソレノイド２ａへの通電を開始する。これにより、切換弁２のスプール２ｂが作動位置に移動し、図２に示すように、フィードバック室１６へのフィードバック油圧の供給が復帰する。

更に、リニアソレノイド弁１のソレノイド５へ供給する電流を上昇させてから、切換弁２のスプール２ｂが作動位置に移動するまでの間（少なくとも切換弁２が切り換え動作を開始する直前から切り換え動作が完了するまでの間）に、ＴＣＵは、図２に示すように、ライン圧ＰＬを所定圧まで昇圧させる。ライン圧ＰＬの昇圧は前記レギュレータ弁（図示省略）により行われる。

フィードバック室１６におけるフィードバック油圧が復帰すると、リニアソレノイド弁１のスプール４に付与される付勢力が急激に増加するため、リニアソレノイド弁１の出力油圧が極度に低下するおそれがあるが、フィードバック室１６におけるフィードバック油圧の復帰に先立ってライン圧ＰＬを昇圧させておくことにより、フィードバック油圧の復帰に伴うリニアソレノイド弁１の出力油圧の低下を抑えることができる。

なお、本実施形態においては、クラッチＣＬの係合状態が維持されている３速段（３ｒｄ）による定常走行状態のときに切換弁２によりフィードバック油圧を遮断状態とする例を挙げたが、フィードバック油圧を遮断状態とするのはリニアソレノイド弁１による調圧動作が不要であるときであればよく、例えば、リニアソレノイド弁１の入力ポート７を全開とした状態が維持されているときであってもよい。

また、本実施形態においては、３速段による定常走行状態でのリニアソレノイド弁１におけるフィードバック油圧の遮断のみを説明したが、本発明は、変速機構により確立される各変速段による定常走行状態の全てで当該フィードバック油圧の遮断を行ってもよく、或いは、何れかの変速段を選択してその定常走行状態のときに当該フィードバック油圧の遮断を行ってもよい。

また、変速機構においては、複数の変速段に対応して複数のクラッチＣＬ及び各クラッチを制御する複数のリニアソレノイド弁１が設けられるため、一つのリニアソレノイド弁１に対して一つの切換弁２を設けてもよいが、より好ましくは、例えば、図３に模式的に示すように、複数のクラッチＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３を制御する複数のリニアソレノイド弁（第１リニアソレノイド弁１ａ、第２リニアソレノイド弁１ｂ、及び第３リニアソレノイド弁１ｃ）の各フィードバック用油路１７ａ，１７ｂ，１７ｃに対して単一の切換弁２０を設けることができる。

切換弁２０は、ノーマルクローズタイプのものを採用し、単一のソレノイド２０ａによりスプール２０ｂを移動させて複数の油路を切り換える。これにより、部品点数（切換弁の数）の増加を防止してコストを低減させることができるだけでなく、複数のリニアソレノイド弁に対応する複数の切換弁２を設けた場合に比べて変速動作に際して切換弁２０を駆動するための電力消費を低減させることができる。

即ち、図３において、１速段（Ｌｏｗ）から２速段（２ｎｄ）へ変速する場合には、１速段に対応するクラッチＣＬ１に供給する油圧を第１リニアソレノイド弁１ａにより調圧してクラッチＣＬ１による係合を解除し、且つ、２速段に対応するクラッチＣＬ２に供給する油圧を第２リニアソレノイド弁１ｂにより調圧してクラッチＣＬ２を係合させる動作を行う。

このとき、第１リニアソレノイド弁１ａと第２リニアソレノイド弁１ｂとの両方へのフィードバック油圧の供給（フィードバック用油路１７ａと１７ｂの開弁動作）は単一の切換弁２０（単一のソレノイド２０ａ）への電力給電のみで行うことができる。前記切換弁２のソレノイド２ａと切換弁２０のソレノイド２０ａとは同じ作動電圧（本実施形態においては０．８Ａ）であるから、単一の切換弁２０への給電のみであれば、変速時に２つの切換弁２を作動状態とするのに比べ電力消費を低減させることができる。２速段（２ｎｄ）から３速段（３ｒｄ）へ変速する場合も同様である。

ＣＬ，ＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３…クラッチ（油圧係合要素）、１，１ａ，１ｂ，１ｃ…リニアソレノイド弁（電磁式油圧制御弁）、２，２０…切換弁、５…ソレノイド、１５…調圧室、１６…フィードバック室。

Claims (3)

1. 油圧係合要素の作動により変速段を成立させる変速機構を備える自動変速機に設けられ、油圧供給源から供給されるライン圧を調圧して前記油圧係合要素に供給する電磁式油圧制御弁と、該電磁式油圧制御弁の作動を制御するコントローラとを備える油圧制御装置であって、
   前記電磁式油圧制御弁が、前記コントローラによる制御に応じて開弁方向に駆動力を発生させるソレノイドと、該ソレノイドの駆動による開弁度合いによりライン圧の導入量を変化させて調圧した出力油圧を生成する調圧室と、該調圧室から導出された出力油圧の一部をフィードバック油圧として導入し閉弁方向への付勢力を発生させるフィードバック室とを備えるものにおいて、
   前記電磁式油圧制御弁のフィードバック室へフィードバック油圧を供給する供給状態とこのフィードバック油圧を断つ遮断状態とに切換自在に構成された切換弁を設け、
   前記コントローラは、前記電磁式油圧制御弁による調圧動作が不要であるとき、前記切換弁によりフィードバック油圧を遮断状態とすることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
2. 前記コントローラは、前記電磁式油圧制御弁の出力油圧により前記油圧係合要素の係合状態が維持されているとき、前記切換弁によりフィードバック油圧を前記遮断状態とすることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の油圧制御装置。
3. 前記コントローラは、前記切換弁によりフィードバック油圧を前記遮断状態から前記供給状態に切り換えるとき、少なくとも該切換弁が切り換え動作を開始する直前から切り換え動作が完了するまでの間、前記ライン圧を昇圧させることを特徴とする請求項１又は２記載の自動変速機の油圧制御装置。

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