JP2012082969A - 前後進設定油圧切換え装置および自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】 前後進設定用のソレノイドバルブＳＤ，ＳＲによって駆動される前後進用油圧バルブＤｖａ，Ｒｖａの誤動作，故障による前後進用油圧の出力エラーを防止。
【解決手段】 バルブＳＤおよびその出力によって駆動されて前進用油圧を出力する前進用油圧バルブＤｖａ、ならびに、バルブＳＲおよびその出力によって駆動されて後進用油圧を出力する後進用油圧バルブＲｖａを備える油圧切換え装置において、バルブＳＤが、入力圧ポートＰｉおよび出力圧ポートＰｏを有し、これらのポート間をソレノイドへの通電／遮断によって開閉する常開バルブであって、バルブＤｖａは、バルブＳＤの出力圧ポートＰｏに共に連通する入力圧ポートＰｉおよび制御圧ポートＰｃ、ならびに、出力圧ポートＰｏを有し、入力圧ポートＰｉに前進用油圧が加わるとき制御圧ポートＰｃの対応する油圧により該出力圧ポートＰｏに該前進用油圧を出力する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、前進設定油圧と後進設定油圧に応じて出力回転を前進用の正転と後進用の逆転に切換える動力伝達機構に、該前進設定油圧と後進設定油圧を切換え出力する前後進設定油圧切換え装置に関し、例えば、これに限定する意図ではないが、車両上の自動変速機のレンジ（前進Ｄ，後進Ｒ，ニュートラルＮ）設定に用いる前進設定油圧と後進設定油圧を、レンジ指定に対応して選択的に出力するレンジ設定油圧切換え装置に用いることができる。

この種のレンジ設定油圧切換え装置の一形態が特許文献１に、もう１つの形態が特許文献２に記載されている。

特許文献１の図１に示されるレンジ設定油圧切換え装置は、２個のレンジ切換え用のソレノイドバルブＳ３，Ｓ４，ソレノイドバルブＳ３の開閉による制御圧の変化によってスプール（弁体）が移動して油圧を出力するポートを切換える第１切換えバルブ２００，その出力油圧を受けソレノイドバルブＳ４の開閉による制御圧の変化によってスプールが移動して油圧出力ポートを切換える第２切換えバルブ３００、および、その出力油圧を受けて動作する後進段制御バルブ４００を備えている。

特許文献２の図３に記載のレンジ設定油圧切換え装置は、前記ソレノイドバルブＳ４が故障した場合のレンジ設定エラーを防止するために、前進レンジ設定用のソレノイドバルブＳＤおよびその出力油圧によって駆動されて前進用油圧を出力する前進用油圧バルブ１０２、ならびに、後進レンジ設定用のソレノイドバルブＳＲおよびその出力油圧によって駆動されて後進用油圧を出力する後進用油圧バルブ１００、を備えて、ソレノイドバルブＳＤの前進レンジ設定用の出力油圧を、後進用油圧バルブ１０２の後進用油圧出力遮断用ポートに与え、これによって前進レンジ設定のときには後進用油圧バルブ１０２を自動的かつ強制的に後進用油圧出力遮断状態とする。また、ソレノイドバルブＳＲの後進レンジ設定用の出力油圧を、前進用油圧バルブ１００の前進用油圧出力遮断用ポートに与え、これによって後進レンジ設定のときには前進用油圧バルブ１０２を自動的かつ強制的に前進用油圧出力遮断状態とする。

特開平 ５−２０９６８３号公報 特開２００５−２４０６０号公報

本発明は、前後進設定用のソレノイドバルブの出力によって前後進用油圧の出力／遮断が制御される前後進用油圧バルブの誤動作あるいは故障による誤った前後進用油圧出力、の防止機能を高くすることを目的とする。

（１）前進設定用のソレノイドバルブ(SD)およびその出力油圧によって駆動されて前進用油圧を出力する前進用油圧バルブ(Dva)、ならびに、後進設定用のソレノイドバルブ(SR)およびその出力油圧によって駆動されて後進用油圧を出力する後進用油圧バルブ(Rva)を備える前後進設定油圧切換え装置において、
前記前進設定用のソレノイドバルブ(SD)が、入力圧ポート(Pi)および出力圧ポート(Po)を有し、これらのポート間をソレノイドへの通電／非通電によって開閉するバルブであって、前記前進用油圧バルブ(Dva)は、前記前進設定用のソレノイドバルブ(SD)の出力圧ポート(Po)に共に連通する入力圧ポート(Pi)および制御圧ポート(Pc)、ならびに、出力圧ポート(Po)を有し、該入力圧ポート(Pi)に前進用油圧が加わるとき対応する制御圧ポート(Pc)の油圧により該出力圧ポート(Po)に該前進用油圧を出力するバルブであり、前記前進設定用のソレノイドバルブ(SD)はソレノイドの通電により、入力圧ポート(Pi)と出力圧ポート(Po)との間の通流を遮断する常開バルブである、ことを特徴とする前後進設定油圧切換え装置(50)。

なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する実施例の対応又は相当要素の符号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。

（２）前記後進設定用のソレノイドバルブ(SR)はソレノイドの通電により、入力圧ポート(Pi)と出力圧ポート(Po)との間を通流とする常閉バルブである、上記（１）に記載の前後進設定油圧切換え装置(50)。

（３）前記後進設定用のソレノイドバルブ(SR)はソレノイドの通電により、入力圧ポート(Pi)と出力圧ポート(Po)との間の通流を遮断する常開バルブである、上記（１）に記載の前後進設定油圧切換え装置(50)。

（４）変速機構(10)，該変速機構を駆動する油圧回路(20)および該油圧回路の油圧の通流を制御するソレノイドバルブ群(30)、ならびに、上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の前後進設定油圧切換え装置を備え、該前後進設定油圧切換え装置の前記前進用油圧バルブ(Dva)および前記後進用油圧バルブ(Rva)が前記油圧回路にあり、前記前進設定用のソレノイドバルブ(SD)および前記後進設定用のソレノイドバルブ(SR)が前記ソレノイドバルブ群にある、自動変速機(100)。

上記（１）によれば、前進設定用のソレノイドバルブ(SD)を前進用油圧非出力(遮断：バルブ閉)にしたとき、前進用油圧バルブ(Dva)が、前進用油圧非出力(遮断状態)となるべきであるのに通流状態を維持する故障であっても、前進用油圧バルブ(Dva)の入力圧ポート(Pi)には、前進設定用のソレノイドバルブ(SD)の遮断により、前進用油圧を出力するための油圧が加わらないので、前進用油圧バルブ(Dva)は前進用油圧を出力しない。すなわちフェールセーフである。

本発明の第１実施例のレンジ設定油圧切替え装置５０を装備した自動変速機１００の構成の大要を示すブロック図である。 図１に示すレンジ設定油圧切替え装置５０の構成を示すブロック図であり、前進Ｄレンジ設定状態を示す。 図１に示すレンジ設定油圧切替え装置５０の構成を示すブロック図であり、ニュートラルＮ設定状態を示す。 図１に示すレンジ設定油圧切替え装置５０の構成を示すブロック図であり、後進Ｒ設定状態を示す。 本発明の第２実施例のレンジ設定油圧切替え装置５０の構成を示すブロック図である。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

−第１実施例−
図１に、本発明の一実施例の自動変速機の概要を示す。自動変速機１００は、変速機構１０，該変速機構１０を駆動する油圧回路２０、および、該油圧回路２０の油圧の通流を制御するソレノイドバルブ群３０、を備える。変速機構１０は、原動機（エンジンおよび又は電気モータ）の回転動力を、車輪駆動軸回転駆動用の回転動力に変速しまた方向転換するものであって、トルクコンバータ、および、複数段の変速を行うための遊星歯車機構，クラッチおよびブレーキを含む。油圧回路２０は、オイルポンプ，多くの機械式バルブ，オリフィス，流体流路を含む。該流体流路に介挿されたソレノイドバルブ群３０の各ソレノイドバルブのオン（開）／オフ（閉）あるいは油圧切換えにより、油圧回路２０が、変速機構１０のクラッチ，ブレーキに油圧をオン（印加）／オフ（解放）する。これにより、自動変速機１００のレンジ（パーキングＰ，後進Ｒ，ニュートラルＮ，前進Ｄ，Ｓ，Ｌ）が定まり、また、前，後進の速度段（第１速〜第６速）が定まる。ソレノイドバルブ群３０の中の、ＳＤが前進設定用のソレノイドバルブ、ＳＲが後進設定用のソレノイドバルブであり、ＳＤ，ＳＲはレンジ設定用のソレノイドバルブである。ソレノイドバルブ群３０の他のバルブＳＬ１〜ＳＬ５は、速度段およびロックアップ設定用のものである。

電子制御装置ＥＣＵには、ブレーキ信号，スロットル開度信号，原動機回転速度信号，車速信号、等の状態信号およびその他の、レンジおよび速度段決定に参照すべき状態信号が入力されると共に、レンジ選択キー群（電気スイッチ群）４０の、運転者が操作したキーを表すレンジ指示信号が与えられる。電子制御装置ＥＣＵは、状態信号およびレンジ指示信号に対応して、設定すべきレンジを決定しかつ速度段を決定して、決定したレンジおよび速度段に自動変速機１００を設定するための、ソレノイドバルブ群３０の各ソレノイドバルブのオン（ソレノイドに通電）／オフ（非通電）を指示するソレノイド制御信号を生成して、電子制御装置ＥＣＵのブロック内の、各ソレノイドに通電するソレノイドドライバ（通電回路）に出力する。これによって各ソレノイドバルブに通電が行われ、あるいは通電が停止される。

油圧回路２０の、レンジ設定用の油圧を出力する前進用油圧バルブＤｖａには、前進設定用のソレノイドバルブＳＤが、前進用油圧出力のための原油圧を与える。前進用油圧バルブＤｖａ後進用油圧バルブＲｖａには、後進設定用のソレノイドバルブＳＲが、後進用油圧出力のための原油圧を与える。これらの、前進設定用のソレノイドバルブＳＤ，前進用油圧バルブＤｖａ，後進設定用のソレノイドバルブＳＲ、および、後進用油圧バルブＲｖａが、本願発明の前後進設定油圧切換え装置の第１実施例であるレンジ設定油圧切換え装置５０の、主要素である。

図２に、第１実施例のレンジ設定油圧切換え装置５０の構成を示す。図１に示す油圧回路２０内のオイルポンプ２１が吐出する圧油は、油圧回路２０内のプライマリレギュレータバルブ２２で実質的に一定圧に調圧されて、油圧回路２０内の各部に圧油源（ライン圧）として供給される。該ライン圧が、レンジ設定油圧切換え装置５０の前進設定用のソレノイドバルブＳＤおよび後進設定用のソレノイドバルブＳＲの、入力圧ポートＰｉに印加される。

前進設定用のソレノイドバルブＳＤは、この実施例では、入力圧ポートＰｉと出力圧ポートＰｏとの間を開（通流）／閉（遮断）するプランジャ（又はスプール：弁体），該プランジャを開（通流）位置に強制するスプリングおよび通電があると該プランジャを閉（遮断）位置に駆動するソレノイド（電気コイル）を持つ常開（Normally Open：N/O）の開閉弁である。

後進設定用のソレノイドバルブＳＲは、この実施例では、入力圧ポートＰｉと出力圧ポートＰｏとの間を開（通流）／閉（遮断）するプランジャ，該プランジャを閉（遮断）位置に強制するスプリングおよび通電があると該プランジャを開（通流）位置に駆動するソレノイドを持つ常閉（Normally Closed：N/C）の開閉弁である。

前進用油圧バルブＤｖａは、出力圧ポートＰｏを、入力圧ポートＰｉからドレイン圧ポートＥｘに、またその逆に切換え接続するスプール，該スプールを出力圧ポートＰｏ／ドレイン圧ポートＥｘ間接続位置に強制するスプリング，該スプールを出力圧ポートＰｏ／入力圧ポートＰｉ間接続位置に駆動する油圧の入力ポートである制御圧ポートＰｃ、および、該制御圧ポートＰｃに出力圧ポートＰｏ／入力圧ポートＰｉ間接続油圧が加わっていても、スプリングの駆動力と協働して、該スプールを出力圧ポートＰｏ／ドレイン圧ポートＥｘ間接続位置に駆動する油圧の入力ポートである遮断圧ポートＰｂ、を備える。

後進用油圧バルブＲｖａの構造および動作は前進用油圧バルブＤｖａと同じである。そして図２に示すように、前進設定用のソレノイドバルブＳＤの出力ポートＰｏに、前進用油圧バルブＤｖａの入力圧ポートＰｉおよび制御圧ポートＰｃが連通し、しかも、後進用油圧バルブＲｖａの遮断圧ポートＰｂが連通している。同様に、後進設定用のソレノイドバルブＳＲの出力ポートＰｏに、後進用油圧バルブＲｖａの入力圧ポートＰｉおよび制御圧ポートＰｃが連通し、しかも、前進用油圧バルブＤｖａの遮断圧ポートＰｂが連通している。

この実施例では、電子制御装置ＥＣＵが、図２上のテーブル内に示すように、運転者のレンジ選択キー群４０に対するスイッチ操作すなわちレンジ指示に対応してバルブＳＤ，ＳＲに対するオン／オフ信号を生成して、バルブＳＤ，ＳＲに通電しあるいは通電を遮断する。これを具体的に以下に説明する。

前進Ｄ（Ｓ，Ｌも同様）が指定されると電子制御装置ＥＣＵは、前進設定用のソレノイドバルブＳＤには通電せず（これによりＳＤが開）、後進設定用のソレノイドバルブＳＲにも通電しない（これによりＳＲが閉）。この状態では、図２に示すように、前進設定用のソレノイドバルブＳＤがその出力圧ポートＰｏにライン圧を出力し、これによって前進用油圧バルブＤｖａが、その出力ポートＰｏにライン圧を前進用油圧として出力する。すなわち、前進設定用の油圧ラインＰＬｄに前進用油圧を出力する。前進設定用のソレノイドバルブＳＤの出力ポートＰｏから前進用油圧バルブＤｖａの入力圧ポートＰｉに加わる油圧が、後進用油圧バルブＲｖａの遮断圧入力ポートＰｂに加わり、これにより後進用油圧バルブＲｖａがその入力圧ポートＰｉと出力圧ポートＰｏとの間の通流を遮断する。したがって後進用油圧バルブＲｖａが、後進設定用の油圧ラインＰＬｒに後進用油圧を出力しない状態に拘束される。

仮に、何らかの故障により、後進用ソレノイドバルブＳＲの出力圧ポートＰｏからライン圧が出力されていても、前進用ソレノイドバルブＳＤが出力し後進用油圧バルブＲｖａの遮断圧ポートＰｂに印加される油圧が、後進用油圧バルブＲｖａのスプリングと協働してバルブＲｖａのスプールをＰｏ／Ｅｘ接続位置に駆動するので、後進用油圧バルブＲｖａの後進用油圧が消える。すなわち後進設定用の油圧ラインＰＬｒの後進用油圧が消える。

また、前進設定用のソレノイドバルブＳＤを前進用油圧非出力（遮断：バルブ閉）にしたとき、仮に、前進用油圧バルブＤｖａが、前進用油圧非出力（遮断状態）となるべきであるのに通流状態を維持する故障であっても、前進用油圧バルブＤｖａの入力圧ポートＰｉには、前進設定用のソレノイドバルブＳＤの遮断により前進用油圧を出力するための油圧が加わらないので、前進用油圧バルブＤｖａは前進用油圧を出力しない。すなわちフェールセーフである。

ニュートラルＮが指定されると電子制御装置ＥＣＵは、前進設定用のソレノイドバルブＳＤに通電し（これによりＳＤが閉）、後進設定用のソレノイドバルブＳＲには通電しない（これによりＳＲが閉）。この状態では、図３に示すように、前，後進設定用のソレノイドバルブＳＤ，ＳＲが共に閉であるので、前進用油圧および後進用油圧ともに出力されない。仮に、前，後進バルブＤｖａ，Ｒｖａのいずれかが故障して開のままにとどまっても、ソレノイドバルブＳＤ，ＳＲがライン圧を出力しないので、前進用油圧および後進用油圧ともに出力されない。

後進Ｒが指定されると電子制御装置ＥＣＵは、前進設定用のソレノイドバルブＳＤに通電し（これによりＳＤが閉）、後進設定用のソレノイドバルブＳＲにも通電する（これによりＳＲが開）。この状態では、図４に示すように、後進設定用のソレノイドバルブＳＲがその出力圧ポートＰｏにライン圧を出力し、これによって後進用油圧バルブＲｖａがその出力ポートＰｏにライン圧を後進用油圧として出力する。すなわち、後進設定用の油圧ラインＰＬｒにライン圧を出力する。後進設定用のソレノイドバルブＳＲの出力ポートＰｏから後進用油圧バルブＲｖａの入力圧ポートＰｉに加わる油圧が、前進用油圧バルブＤｖａの遮断圧入力ポートＰｂに加わり、これにより前進用油圧バルブＤｖａがその入力圧ポートＰｉと出力圧ポートＰｏとの間の通流を遮断する。したがって前進用油圧バルブＤｖａが前進用油圧を出力しない状態に拘束される。

仮に、何らかの故障により、前進用ソレノイドバルブＳＤの出力圧ポートＰｏからライン圧が出力されていても、後進用ソレノイドバルブＳＲが出力し前進用油圧バルブＤｖａの遮断圧ポートＰｂに印加される油圧が、前進用油圧バルブＤｖａのスプリングと協働して、バルブＤｖａのスプールをＰｏ／Ｅｘ接続位置に駆動するので、前進用油圧バルブＤｖａの前進用油圧が消える。また、後進設定用のソレノイドバルブＳＲを後進用油圧非出力（遮断：バルブ閉）にしたとき、仮に、後進用油圧バルブＲｖａが、後進用油圧非出力（遮断状態）となるべきであるのに通流状態を維持する故障であっても、後進用油圧バルブＲｖａの入力圧ポートＰｉには後進設定用のソレノイドバルブＲＤの遮断により後進用油圧を出力するための油圧が加わらないので、後進用油圧バルブＲｖａは後進用油圧を出力しない。すなわちフェールセーフである。

−第２実施例−
図５に、第２実施例のレンジ設定油圧切替え装置を示す。この実施例は、後進用ソレノイドバルブＳＲを、第１実施例の常閉開閉弁から、常開開閉弁に置換したものである。これにともなって第２実施例に適用する電子制御装置ＥＣＵは、後進用ソレノイドバルブＳＲを開（後進用油圧出力）とするときに後進用ソレノイドバルブＳＲへの通電を遮断し、閉（後進用油圧遮断）とするときには後進用ソレノイドバルブＳＲに通電する。その他の構成および機能は、上述の第１実施例の場合と同様である。

ＳＤ：前進用ソレノイドバルブ
ＳＲ：後進用ソレノイドバルブ
ＳＬ１〜ＳＬ５：速度段設定用のソレノイドバルブ
Ｄｖａ：前進用油圧バルブ
Ｒｖａ：後進用油圧バルブ
ＰＬｄ：前進設定用の油圧ライン
ＰＬｒ：後進設定用の油圧ライン

Claims (4)

1. 前進設定用のソレノイドバルブおよびその出力油圧によって駆動されて前進用油圧を出力する前進用油圧バルブ、ならびに、後進設定用のソレノイドバルブおよびその出力油圧によって駆動されて後進用油圧を出力する後進用油圧バルブを備える前後進設定油圧切換え装置において、
   前記前進設定用のソレノイドバルブが、入力圧ポートおよび出力圧ポートを有し、これらのポート間をソレノイドへの通電／非通電によって開閉するバルブであって、前記前進用油圧バルブは、前記前進設定用のソレノイドバルブの出力圧ポートに共に連通する入力圧ポートおよび制御圧ポート、ならびに、出力圧ポートを有し、該入力圧ポートに前進用油圧が加わるとき制御圧ポートの対応する油圧により該出力圧ポートに該前進用油圧を出力するバルブであり、前記前進設定用のソレノイドバルブはソレノイドの通電により、入力圧ポートと出力圧ポートとの間の通流を遮断する常開バルブである、ことを特徴とする前後進設定油圧切換え装置。
2. 前記後進設定用のソレノイドバルブはソレノイドの通電により、入力圧ポートと出力圧ポートとの間を通流とする常閉バルブである、請求項１に記載の前後進設定油圧切換え装置。
3. 前記後進設定用のソレノイドバルブはソレノイドの通電により、入力圧ポートと出力圧ポートとの間の通流を遮断する常開バルブである、請求項１に記載の前後進設定油圧切換え装置。
4. 変速機構，該変速機構を駆動する油圧回路および該油圧回路の油圧の通流を制御するソレノイドバルブ群、ならびに、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の前後進設定油圧切換え装置を備え、該前後進設定油圧切換え装置の前記前進用油圧バルブおよび前記後進用油圧バルブが前記油圧回路にあり、前記前進設定用のソレノイドバルブおよび前記後進設定用のソレノイドバルブが前記ソレノイドバルブ群にある、自動変速機。

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