JP2743992B2 - 自動変速機における油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、自動車に搭載される自動変速機、特にオー
バドライブ機構等の副変速ユニットと３速変速機構等の
主変速ユニットを組合せて前進６段等の多段変速を得る
多段自動変速機に用いて好適な制御用油圧回路に係り、
詳しくはスロットル圧制御用等の調圧ソレノイドを備え
た電子制御式の自動変速機における油圧制御装置に関す
る。 （ロ） 従来の技術 一般に、自動変速機は、Ｄレンジにおいて自動車の走
行を停止する場合、トルクコンバータの引ずりトルクの
ために車輌が前進方向に動こうとする、いわゆるクリー
プ現象を生ずる。このため、通常、運転者は、ブレーキ
ペダルを踏み続けて車輌を停止状態に保持する必要があ
るが、このことは、運転者の疲労の原因になるばかりで
なく、エンジンに負荷をかけて燃費を悪くしている。 そこで、従来、車輌停止時に、自動的に変速段を高速
段に切換え、該高速段に基づく低トルク伝達力により上
述クリープ現象を防止する制御装置が案出されている。 また、車輌停止中に、フォワードクラッチを切ってト
ルクを車輪に伝えず、上述クリープ現象の防止を図った
装置も案出されている（一例として特開昭59−34053号
公報参照）。 （ハ） 発明が解決しようとする問題点 しかし、上述高速段に切換えるものは、通常のアイド
リング状態ではクリープ現象を防止し得ても、暖機運転
時の高速アイドリング時はクリープ現象が発生してしま
い、更に依然としてエンジンには負荷が作用するので、
燃費については効果を期待し得ない。 また、フォワードクラッチを切るものにおいては、発
進時に該クラッチを再接続するが、この際のシフトショ
ックを防止するため、アキュムレータ、モジュレータバ
ルブ及びソレノイドバルブ等の特別な装置を必要として
おり、これにより構造が複雑化して装置が大型になり、
かつコストアップを招くと共に信頼性にも問題を生じて
いる。 そこで、本発明は、電子制御式のスロットルバルブを
利用して、車輌停止中にフォワードクラッチの油圧サー
ボに適宜圧力を付与し、簡単な構成でありながらクリー
プ現象を防止すると共に発進時のシフトショックを軽減
する自動変速機の油圧制御装置を提供することを目的と
するものである。 （ニ） 問題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例
えば第１図に示すように、変速ギヤ機構３の所定要素を
係合又は係止するクラッチ及びブレーキ用の各油圧サー
ボＣ…,B…、及びリニアソレノイド42にて制御される電
子式スロットルバルブ41を備えてなる自動変速機１にお
ける油圧制御装置において、 車輌の停止及び走行に際して発信される信号により電
通・非電通されるソレノイドバルブS_Dと、 一方にスプリング91を背設したスプール92と、該スプ
リングの付勢力に対抗し、前記ソレノイドバルブS_Dと連
通する油室α_１を有してなる切換えバルブ90と、を備
え、 かつ該切換えバルブを、前進時に係合してトルクを伝
達するフォワードクラッチの油圧サーボC₁に連通すると
共に、該切換えバルブにライン圧及び前記電子式スロッ
トルバルブからのスロットル圧を供給して、 車輌停止時に、前記電子式スロットルバルブ41にてそ
の時のエンジンの出力トルクが車輪に伝達される直前の
圧力になるように、随時調圧されたスロットル圧を前記
フォワードクラッチの油圧サーボC₁に供給し、 かつ走行時に、前記フォワードクラッチの油圧サーボ
C₁にライン圧を供給することを特徴とする。 更に、主変速ユニット及び副変速ユニットからなる多
段自動変速機に適用した具体例を説明すると、この種多
段変速機は、例えば、副変速ユニットがオーバプラネタ
リギヤユニットからなり、オーバドライブ及び直結の２
段に変速され、かつ主変速がフロントプラネタリギヤユ
ニット及びリヤプラネタリギヤユニットからなり、１
速、２速及び３速に変速され、これら２段と３段とを組
合せて６段の変速段数を得る（特開昭57−37140号公報
参照）が、この際変速ユニットの一方がダウンシフトで
他方がアップシフト作動になる場合がある。具体的には
副変速ユニットがオーバドライブから直結状態にダウン
シフトし、同時に主変速ユニットが１速から２速にアッ
プシフトして、全体で２速から３速に変速する場合があ
るが、この場合、従来のシフトバルブ及びアキュムレー
タからなる制御装置では、両シフト作動を同時に完了す
る対策がとられていないので、どちらか一方のシフト操
作が先行しその後に他方のシフト操作が行われる虞れが
ある。例えば、ダウンシフトが先に行なわれると、一旦
大きく減速され（１速）その後大幅に増速（３速）され
ることになり、またアップシフトが先に行われると、一
旦大幅に増速（４速）されその後減速されることにな
り、エンジン回転数の吹き上げ及び落ち込みを生じると
共に、大きな変速ショックを生じる。そこで、本出願人
により、O/Dブレーキの油圧サーボB₀（以下単にブレー
キB₀と称す、なお他のブレーキ及びクラッチも同様）の
リレーズ圧を制御するB₀レリーズコントロールバルブ66
を、O/DブレーキB₀と第３シフトバルブ53の間に配設
し、該バルブ66をソレノイドバルブS_Dにて、主変速ユニ
ット21の所定構成要素30の回転速度を検知する回転セン
サA₂及び副変速ユニット16の所定構成要素23の回転速度
を検知する回転センサA₁に基づく制御部Ｅからの信号に
より制御して、主変速ユニット21のブレーキB₂の係合に
よるアップシフト（例えば１速→２速）動作に、O/Dブ
レーキB₀の開放による副変速ユニットのダウンシフト
（O/D→直結）動作を同期させる装置が提案されてい
る。そして、上述多段自動変速機の油圧制御装置におい
て、車輌停止時、上記回転センサA₁又はA₂からの信号を
受けて制御部Ｅが電子式ソレノイドバルブ41を制御し、
例えば副変速ユニット16の所定構成要素（サンギヤ）23
が停止しないように、スロットル圧を調圧すると共に、
１速操作時に遊んでいるソレノイドバルブ、例えば上記
レリーズコントロールバルブ66を制御するソレノイドバ
ルブS_D及び第３シフトバルブ53を制御するソレノイドバ
ルブS₃を、前記切換えバルブ90の所定ポートα，βに連
通して、上記ソレノイドバルブS_D,S₃に基づき該切換え
バルブ90を切換える。 （ホ） 作用 上述構成に基づき、マニュアルバルブ40をＤレンジ
（又はＳレンジ,Lレンジ）にした状態で、赤信号等によ
り車輌を停止すると、切換えバルブ90がポートεをライ
ン圧ポートa₁からスロットル圧をポートδに連通するよ
うに切換えられる（右半位置）。すると、制御部Ｅから
の信号により制御されるリニヤソレノイド42に基づき、
スロットルバルブ41がクラッチC₁を係合してトルクを伝
達する直前の油圧にスロットル圧を調圧して、該制御圧
をポートδ，εを介してフォワードクラッチC₁に供給す
る。この状態では、フォワードクラッチC₁は解難されて
トルク伝達は行なわず、クリープ現象の発生は防止され
る。また、走行時に発信する信号を受信して切換えバル
ブ90が左半位置に切換わると、ポートεがライン圧ポー
トa₁に連通するように切換えられる。すると、フォワー
ドクラッチC₁が係合直前の状態からライン圧状態にな
り、応答よく接続して、車輌は発進する。 また、主変速ユニット及び副変速ユニットからなる多
段自動変速機に適用した具体例について説明すると、１
速、３速、５速ではソレノイドS_D及びS₃が共にオフ状態
にあり、また２速、４速、６速ではソレノイドS₃がオ
ンかつソレノイドS_Dがオフ状態にある。更に、変速機
１全体で２速から３速に変速する際、主変速ユニット21
はブレーキB₂が係合して１速から２速にアップシフト
し、またソレノイドバルブS₃をオンして第３シフトバル
ブ53を切換え、副変速ユニット16はブレーキB₀が開放す
ると共にクラッチC₀が係合してO/Dから直結にダウンシ
フトするが（第６図、第７図参照）、この際、S_Dモジュ
レータバルブの65にてモジュレータ圧が供給されている
ソレノイドバルブS_Dは制御部Ｅからの信号によりデュー
ティ制御又はオン制御され、B₀レリーズコントロールバ
ルブ66を制御してO/DブレーキB₀の解放作動を制御し
、これにより、主変速ユニット21のブレーキB₂の係合
時に、副変速ユニット16のブレーキB₀の開放時が同期制
御される。そして、上述，の状態ではソレノイドバ
ルブS_Dがオフであって油路t₁,t₃の油圧はアプライ状態
にあって、切換えバルブ90は、下油室α_１に圧油が供給
されて左半位置にあり、また上述の状態ではソレノイ
ドバルブS_Dがオンで下油室α_１はドレーン状態にある
が、ソレノイドバルブS₃のオンに基づきポートβから油
室β_１に圧油が供給され、スプールを持上げて左半位置
にある。従って、すべての車輌走行状態においては、切
換えバルブ90は左半位置にあってフォワードクラッチC₁
にライン圧が供給されている。一方、マニュアルバルブ
40がD,S,Lの各レンジにあって車輌が停止状態にある場
合、第３シフトバルブ53制御用のソレノイドバルブS₃は
当然オフ状態にあるが、コントロールバルブ66制御用の
ソレノイドバルブS_Dは、車速及びスロットル開度等に基
づく制御部Ｅからの停止信号によりオンされる。する
と、切換えバルブ90は、下油室α_１及び中油室β_１が共
にドレーン状態にあって、スプールがスプリング91によ
り下方に切換えられて右半位置になる。この状態では、
フォワードクラッチC₁にクラッチ係合直前の圧力からな
るスロットル圧が供給されて、クリープ現象が防止され
る。 また、車輌の発進に際して、制御部Ｅからの信号に基
づきスロットルバルブ41を制御して、スロットル圧をク
ラッチ係合直前の油圧から滑らかに上昇してフォワード
クラッチC₁を係合し、その後ソレノイドバルブS_Dをオン
して切換えバルブ90を左半位置に切換える。これによ
り、発進時のシフトショックを防止して滑らかに発進す
る。また、以上のようなＤレンジにおける車輌停止状態
からの発進に限らず、マニュアルバルブ40をＮレンジか
らＤレンジに操作する際も、同様にシフトショックを防
止し得る。 なお、上述具体例は、切換えバルブ90の切換え制御
に、第３シフトバルブ用ソレノイドバルブS₃及びB₀レリ
ーズコントロールバルブ66用ソレノイドバルブS_Dを用い
たが、これに限らず、他のバルブ又は制御部Ｅにて制御
される特別のバルブを用いてもよい。また、O/Dプラネ
タリギヤユニットと２個のプラネタリギヤユニットとの
組合せからなる多段自動変速に適用した例について述べ
ているが、これに限らず、アンダードライブ（U/D）プ
ラネタリギヤユニットと２個のプラネタリギヤユニット
との組合せからなる多段自動変速機、更には２個のプラ
ネタリギヤユニットをクラッチ等で分離して構成される
スプリットタイプの４段自動変速機（例えば特開昭59−
183147号公報参照）、また該スプリットタイプではない
２個のプラネタリギヤユニットからなる４段自動変速
機、そしてこれら４段自動変速機とO/D又はU/Dプラネタ
リギヤユニットとの組合せからなる多段変速機、更に場
合によっては一般の３段自動変速機等、油圧サーボを有
するあらゆる自動変速機に同様に適用できることは勿論
である。 （ヘ） 実施例 以下、図面に沿って本発明の実施例について説明す
る。 多段自動変速機１は、第２図に示すように、トルクコ
ンバータ２、プラネタリ変速ギヤ機構３及び油圧制御機
構５を備えており、それぞれコンバータハウジング６、
トランスミッションケース７及びエクステンションハウ
ジング９、そしてバルブボディ10及びオイルパン11に収
納されている。トルクコンバータ２はロックアップクラ
ッチ12を備えており、入力部材13の回転をトルクコンバ
ータ２の油流を介して又はロックアップクラッチ12によ
り直接変速ギヤ機構３の入力軸15に伝達する。変速ギヤ
機構３はオーバドライブ（O/D）プラネタリギヤユニッ
ト17からなる副変速ユニット16と、フロントプラネタリ
ギヤユニット19及びリヤプラネタリギヤユニット20から
なる主変速ユニット21とからなる。O/Dプラネタリギヤ
ユニット17は入力軸15に直結されかつプラネタリギヤ22
を支持しているキャリヤ24、入力軸15に被嵌しているサ
ンギヤ23及び主変速ユニット21の入力軸26に連結してい
るリングギヤ25からなり、またキャリヤ24とサンギヤ23
との間にO/DダイレクトクラッチC₀及びワンウェイクラ
ッチF₀が介在していると共に、サンギヤ23とケース７と
の間にO/DブレーキB₀が配設されている。また、フロン
トプラネタリギヤユニット19は出力軸27に直結しかつプ
ラネタリギヤ29を支持しているキャリヤ28、出力軸27に
被嵌しかつリヤプラネタリギヤユニット20のサンギヤ30
bと一体に構成されているサンギヤ30a、及び入力軸26に
フォワードクラッチC₁を介して連結しているリングギヤ
33からなり、また入力軸26とサンギヤ30との間にダイレ
クトクラッチC₂が介在していると共に、該サンギヤ30と
ケース７との間に2ndコーストブレーキB₁が介在してお
り、更にサンギヤ30とケース７との間にはワンウェイク
ラッチF₁を介して2ndブレーキB₂が配設されている。ま
た、リヤプラネタリギヤユニット20はプラネタリギヤ31
を支持しているキャリヤ34、サンギヤ30bおよび出力軸2
7に直結しているとリングギヤ32からなり、またキャリ
ヤ34とケース７との間には1st＆RevブレーキB₃及びワン
ウェイクラッチF₂が並列して配設されている。なお、第
２図中35はオイルポンプである。 そして、O/Dプラネタリギヤユニット17部分のケース
７には光電センサ又は電磁センサ等からなる回転センサ
A₁が設置されており、またはサンギヤ23に連結されてい
るフランジ片23aには等間隔に切欠き又は孔が形成され
ている。従って、該回転センサA₁はサンギヤ23の回転速
度、即ち副変速ユニット16のシフト作動状態を検知す
る。また、フロントプラネタリギヤユニット19部分のケ
ース７にも回転センサA₂が設置されており、またサンギ
ヤ30から延びているクラッチ連結片30cにも等間隔に切
欠き又は孔が形成されている。従って、該回転センサA₂
はサンギヤ30の回転速度、即ち主変速ユニット21のシフ
ト作動状態を検知する。 一方、油圧変速制御機構５は、第３図に示すように、
多数のバルブ、アキュムレータ及びオリフィス36、スト
レーナ37等からなり、以下各バルブについて述べる。マ
ニュアルバルブ40はシフトレバーによりP,R,N,D,S,Lの
各レンジに切換えられ、それぞれ第１図に示すように各
油路a,b,c,eが切換えられる。なお、油路ｌにはライン
圧が供給されている。プライマリレギュレータバルブ45
はスロットル圧にて調圧され、負荷に対応するライン圧
を発生する。即ち、高負荷時にはライン圧を高めてクラ
ッチＣ…やブレーキＢ…の作用圧を確保し、また軽負荷
時にはライン圧を低めに調圧する。セカンダリレギュレ
ータバルブ46はプライマリレギュレータバルブ45からの
油圧で調圧され、コンバータ２及び各潤滑部47に供給す
るコンバータ油圧及び潤滑油圧を制御する。ロックアッ
プリレーバルブ49はソレノイドバルブS_Lにて制御され、
ロックアップクラッチ12及びオイルクーラ50へ通じる油
流を切換える。即ち、ソレノイドバルブS_Lのオンにより
上端油室ｅ′にライン圧を作用し、これによりセカンダ
リレギュレータバルブ46により調圧されるコンバータ油
圧油路ｆをロックアップクラッチオフ油路ｇからオン油
路ｈに切換えると共に、オフ油路ｇをドレーン回路に導
く。第１シフトバルブ51は主変速ユニット21の１速と２
速（変速機１全体として１速と３速）を切換えるもの
で、ソレノイドバルブS₁により作動される。即ち、ソレ
ノイドバルブS₁のオフで油室ｉにライン圧を作用し、マ
ニュアルバルブ40のＤレンジ、Ｓレンジ及びＬレンジに
おいてライン圧油路ａを塞閉し、かつソレノイドバルブ
S₁のオンで、該油路ａを油路ｊに連通してライン圧をブ
レーキB₂及びB₂アキュムレータB₂Aに供給する。第２シ
フトバルブ52は主変速ユニット21の２速と３速（変速機
全体として３速と５速）を切換えるものであり、ソレノ
イドバルブS₂により作動される。即ち、ソレノイドバル
ブS₂のオフで油室ｋにライン圧を作用し、ライン圧油路
ｌを油路ｍに連通してダイレクトクラッチC₂及びC₂アキ
ュムレータC₂Aにライン圧を供給し、かつソレノイドバ
ルブS₂のオンにより塞閉する。第３シフトバルブ53は副
変速ユニット16を切換えるものであり、ソレノイドバル
ブS₃により作動される。即ち、ソレノイドバルブS₃のオ
ンにより油室ｎにライン圧を作用し、ライン圧油路ｌを
油路ｏに連通して、ライン圧を後に説明するB₀レリーズ
コントロールバルブ66を介してO/DブレーキB₀及びB₀ア
キュムレータB₀Aに供給し、またソレノイドバルブS₃の
オフによりライン圧油路ｌを油路ｑに連通して、ライン
圧をO/DダイレクトクラッチC₀及びC₀アキュムレータC₀A
に連通する。第１コーストモジュレータバルブ55は、マ
ニュアルバルブ40のＬレンジにおいて、ポートｃから第
２シフトバルブ52を介して供給される油路ｌのライン圧
をコーストモジュレータ圧に調圧し、更に該コーストモ
ジュレータ圧を第１シフトバルブ51を介して1st＆Revブ
レーキB₃に供給する。第２コーストモジュレータバルブ
56は、マニュアルバルブ40のＳレンジにおいて、ポート
ｂから第２シフトバルブ52及び第１シフトバルブ51を介
して供給される油路ｌのライン圧をコーストモジュレー
タ圧に調圧し、更に該コーストモジュレータ圧を2ndコ
ーストブレーキB₁に供給する。第１アキュムレータコン
トロールバルブ57はスロットル圧を油室ｒに供給するこ
とにより、後述する第２アキュムレータコントロールバ
ルブ70を介して供給される油圧をアキュムレータコント
ロール圧に調圧し、該コントロール圧をB₀アキュムレー
タB₀A,C₂アキュムレータC₂A及びB₂アキュムレータB₂Aの
各背圧室59,60,61に供給する。 更に、以上各油圧機器に加えて、本油圧変速制御機構
５には、スロットルバルブ41、カットバックバルブ43、
S_Dモジュレータバルブ65,B₀レリーズコントロールバル
ブ66,B₀シーケンスバルブ67,ロックアップコントロール
バルブ69及び第２アキュムレータコントロールバルブ7
0、そして本発明に係る切換えバルブ90が付設されてい
る。 S_Dモジュレータバルブ65は、第１図に詳示するよう
に、ライン圧がオイルストレーナ37を介してライン圧ポ
ートｌから供給されており、更に油路ｓを介して上端油
室s₁に連通され、該油室s₁に作用するフィードバック圧
とスプリング71とがバランスして所定圧力（例えば4kg/
cm²）に調圧され、更に該調圧されたソレノイドモジュ
レータ圧が油路ｔに供給される。更に、油路ｔはプラグ
72及び油路t₁を介してソレノイドバルブS_Dに連通してい
ると共に、B₀レリーズコントロールバルブ66に連通して
おり、ソレノイドバルブS_Dのオン・オフ制御又はデュー
ティ制御による制御圧が油室t₂に供給され、該コントロ
ールバルブ66が制御される。なお、ソレノイドバルブS_D
は回転センサA₁,A₂に基づく制御部Ｅからの信号により
制御されるが、該バルブS_Dがオン・オフ制御の場合、ポ
ートｘにスロットル圧を供給して、スロットル開度に応
じたブレーキレリーズ圧を設定する。更に、該B₀レリー
ズコントロールバルブ66のポートｙは油路y₁を介してO/
DブレーキB₀及びB₀アキュムレータB₀Aに連通していると
共に、オリフィス36を介して下端油室y₂にフィードバッ
ク圧として連通している。また、上記ブレーキB₀及びア
キュムレータB₀Aはバイパス路y₅にも連通しており、該
バイパス路y₅はシーケンスバルブ67のポートy₃に連通し
ており、更に該バルブ67の下端油室y₄にフィードバック
圧として連通している。なお、該油室y₄のフィードバッ
ク圧は上端のスプリング80とバランスしているが、該ス
プリング80はO/DブレーキB₀のブレーキ板同士が接触開
始するピストン初期作動圧に設定されており、従って該
シーケンスバルブ67は、該初期作動圧までは左半位置に
あってポートz₂及びy₃を通ってO/DブレーキB₀に油圧が
供給され、該初期作動圧を越えると、右半位置に切換え
られてポートz₂及びy₃は閉塞される。また、コントロー
ルバルブ66のポートｚは油路z₁及びオリフィス36を介し
て第３シフトバルブ53のポートｏに連通し、また該ポー
トｏはバイパス路z₅を介してB₀シーケンスバルブ67のポ
ートz₂に連通しており、また油路y₁から分岐した油路y₆
がチェックバルブ72を介して油路z₅に連通している。一
方、第３シフトバルブ53はその上室ｎがソレノイドバル
ブS₃に連通しており、またポートｌがライン圧に連通し
ており、更にポートｑが油路q₁及びオリフィス36を介し
てO/DダイレクトクラッチC₀及びC₀アキュムレータC₀Aに
連通している。なお、該油路q₁のオリフィス36にはクラ
ッチC₀からの排出を許すチェックバルブ75が並列に介在
している。また、図中ｄはドレーンポートである。 そして、切換えバルブ90は、スプリング91により付勢
されているスプール92を有しており、かつ該スプリング
91に対抗してスプール92に作用する下油室α_１及び中油
室β_１を有しており、更にこれら油室に連通するポート
α，β、その他ポートδ，ε,a₁及びドレーンポートｄ
を有している。そして、ポートαは油路t₃を介してB₀コ
ントロールバルブ66用ソレノイドバルブS_Dに連通してお
り、またポートβは油路n₂を介して第３シフトバルブ53
用ソレノイドバルブS₃に連通している。また、ポートa₁
は油路a₃を介してマニュアルバルブ40のポートａに連通
し、またポートδは電子式スロットルバルブ41のスロッ
トル圧ポートx₁に連通しており、更に、ポートεは油路
ε_１を介してフォワードクラッチC₁に連通している。 また、スロットルバルブ41は、リニアソレノイド42に
て制御される電子式スロットルバルブからなり、スロッ
トル開度、車速等の走行状態に基づく制御部Ｅからの信
号により所定範囲内にて制御され、適宜スロットル圧を
得る。 更に、第３図に示すように、カットバックバルブ43
は、スプリングにて上方に付勢されているスプールの上
油室にO/DダイレクトクラッチC₀を連通すると共に、下
油室に2ndブレーキB₂を連通する。これにより、ブレー
キB₂に油圧が供給される主変速ユニット21が２速以上
（全体で３速以上）の場合は、副変速ユニット16がO/D
又は直結にかかわりなく左半位置にあるが、主変速ユニ
ット21が１速の場合でも、副変速ユニット16がO/D状態
（全体で２速）、即ちO/DダイレクトクラッチC₀が解放
すると、上油室の油圧がドレーンされて左半位置にな
る。従って、該カットバックバルブ43は全体で２速以上
の場合、マニュアルバルブ40のポートａからのライン圧
をロックアップコントロールバルブ69に送る。これによ
り、ロックアップコントロールバルブ69は従来の主変速
ユニット21が２速以上にてロックアップを可能にする制
御に加えて、該主変速ユニット21が１速でも副変速ユニ
ット16がO/D状態にある場合、即ち変速機全体として２
速以上の場合、ロックアップが可能となるように制御す
る。また、第２アキュムレータコントロールバルブ70
は、副変速ユニット16がO/D状態にあって、主変速ユニ
ット21がアップシフトする場合、副変速ユニット16が直
結状態である場合に比し、主変速ブレーキ容量が過多と
なる関係上、アキュムレータB₀A,C₂A,B₂Aの背圧室59,6
0,61に供給する圧力を下げてブレーキ容量を適正化す
る。 ついで、本実施例の作用について説明する。 本多段自動変速機１の各ソレノイドバルブS₁,S₂,S₃,S
_L,S_D、各クラッチC₀,C₁,C₂、ブレーキB₀,B₁,B₃、及び各
ワンウェイクラッチF₀,F₁,F₂は、各ポジションP,R,N,D,
S,Lにおける変速段にてそれぞれ第４図に示す作動表の
ように制御される。 即ち、Ｄレンジ又はＳレンジにおける１速時は、第５
図に示すように、O/DダイレクトクラッチC₀、ワンウェ
イクラッチF₀,F₂及びフォワードクラッチC₁が係合し、
他は解放状態になっている。従って、副変速ユニット16
は、クラッチC₀及びワンウェイクラッチF₀を介してプラ
ネタリギヤユニット17が一体となって直結状態となって
おり、入力軸15の回転はそのまま主変速ユニット21の入
力軸26に伝達される。また、主変速ユニット21では、入
力軸26の回転がクラッチC₁を介してフロントプラネタリ
ギヤユニット19のリングギヤ33に伝達され、更にキャリ
ヤ28及び該キャリヤ28と一体の出力軸27に伝達されると
共に、サンギヤ30を介してリヤプラネタリギヤユニット
20のキャリヤ34に左方向の回転を付与するが、ワンウェ
イクラッチF₂にて該回転が阻止され、プラネタリギヤ31
は自転して出力軸27と一体のリングギヤ32に動力伝達す
る。即ち、主変速ユニット21は、１速状態であって、副
変速ユニット16の直結状態と相俟って、変速機全体とし
て１速状態になる。なおこの際、主変速ユニット21は、
フロントプラネタリギヤユニット19から出力軸27、また
リヤプラネタリギヤユニット20を介して出力軸27への２
系統に分岐されて、その分ギヤの受ける荷重を分散して
いる。 そして、該１速状態では、ソレノイドS₃及びS_Dは共に
オフ状態にあって、油路n₂はドレーン状態にあるが油路
t₃はアプライ状態にある。この状態では、切換えバルブ
90は、油路t₃及びポートαを介して下油室α_１に圧油が
供給され、スプール92がスプリング91に抗して上昇して
いる左半位置にあってポートa₁とポートεが連通してい
る。従って、マニュアルバルブ40のポートａからのライ
ン圧はポートa₁,ε及び油路ε_１を介してフォワードク
ラッチC₁に供給されている。 また、Ｄレンジ又はＳレンジにおける２速時は、第６
図に示すように、O/DブレーキB₀、ワンウェイクラッチF
₂及びフォワードクラッチC₁が係合し、他は解放状態に
なっている。従って、副変速ユニット16は、サンギヤ23
がブレーキB₀にてロックされて、キャリヤ24が回転しな
がらプラネタリギヤ22が自転してリングギヤ25に動力伝
達し、主変速ユニット21の入力軸26に増速回転（O/D）
を伝達する。また、主変速ユニット21では先の１速状態
と同じであり、従って主変速ユニット21の１速と副変速
ユニット16の増速が相俟って変速機全体として２速状態
になる。 この際、第１図に示すように、ソレノイドバルブS₃が
オンされて、第３シフトバルブ53はその上油室ｎにライ
ン圧が供給されて左半図に示す状態に切換わる。する
と、クラッチC₀及びC₀アキュムレータC₀A内の圧油はポ
ートｑからドレーンポートｄに排出されて、クラッチC₀
が解放されると共に、ライン圧ポートｌがポートｏに連
通する。そして、ポートｏからのライン圧は、B₀ピスト
ン初期作動圧まではバイパス路z₅、シーケンスバルブ67
のポートz₂,y₃及びバイパス路y₅を介して直接O/Dブレー
キB₀に供給され、B₀ピストン初期作動圧を越えると、油
室y₄のフィードバック圧に基づき該バルブ67が右半位置
に切換えられ、その後ポートｏからのライン圧はオリフ
ィス36及び油路z₁を介してB₀レリーズコントロールバル
ブ66のポートｚに供給される。更に、この状態ではコン
トロールバルブ66は左半位置にあって、ポートｚとｙと
が連通し、ライン圧は油路y₁を介してブレーキB₀及びB₀
アキュムレータB₀Aに供給されて、ブレーキB₀を係合す
る。 そして、該２速状態では、ソレノイドバルブS₃はオン
状態にかつソレノイドS_Dはオフ状態にあり、油路n₂及び
t₃は共にアプライ状態にあって切換えバルブ90の下油室
α_１及び中油室β_１に油圧が供給される。従って、切換
えバルブ90はスプール92が上位置にある左半位置にあっ
て、油路a₃のライン圧がフォワードクラッチC₁に供給さ
れている。 また、Ｄレンジにおける３速時は、第７図に示すよう
に、O/DクラッチC₀、ワンウェイクラッチF₀、フォワー
ドクラッチC₁、ワンウェイクラッチF₁及びブレーキB₂が
係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット
16は先に述べた直結状態にあり、入力軸15の回転がその
まま主変速ユニット21の入力軸26に伝達される。また、
主変速ユニット21は、入力軸26の回転がクラッチC₁を介
してフロントギヤユニット19のリングギヤ33に伝わり、
プラネタリギヤ29を介してサンギヤ30に左方向の回転力
を付与するが、該サンギヤ30はブレーキB₂の係合に伴う
ワンウェイクラッチF₁にて該方向の回転が阻止され、従
って該ギヤ29は自転しながらキャリヤ28が回転し、フロ
ントギヤユニット19のみを経由して２速回転が出力軸27
に転達される。これにより、副変速ユニット16の直結状
態と主変速ユニット21の２速状態とが相俟って、変速機
１全体として３速が得られる。 この際、ソレノイドバルブS₁がオンして第１シフトバ
ルブ51を第３図左半位置に切換えて、ライン圧油路ｌを
ポートｊに連通し、ライン圧をブレーキB₂及びアキュム
レータB₂Aに供給する。これによる主変速ユニット21の
変速状態即ちサンギヤ30の回転変化を回転センサA₂によ
り監視し、回転変化開始に伴う制御部Ｅからの電気信号
を受けて、B₀レリーズコントロール用ソレノイドバルブ
S_Dをデューティ制御又はオン制御して、油路ｔのモジュ
レータ圧を減圧する。即ち、S_Dモジュレータバルブ65は
ラインポートｌのライン圧をスプリング71及び上油室s₁
のフィードバック圧とにより調圧して油路ｔに供給して
いるが、該モジュレータ圧がソレノイドバルブS_Dのデュ
ーティ制御又はオン制御により減圧され、該油路ｔに連
通しているB₀レリーズコントロールバルブ66の上油室t₂
の圧力も減圧される。従って、該コントロールバルブ66
は、その下油室y₂にブレーキB₀からのフィードバック圧
を受けながら第３図右半位置になり、ブレーキB₀及びア
キュムレータB₀Aからの油圧が油路y₁及びポートｙを介
してドレーンポートｄに排出される。これにより主変速
ユニット21は、ブレーキB₂の係合に伴うサンギヤ30の減
速状態を回転センサA₂により検知され、同時に副変速ユ
ニット16は、ブレーキB₀の開放に伴う増速状態を回転セ
ンサA₁により検知され、これら両回転センサA₁,A₂に基
づく制御部Ｅからの信号によりソレノイドバルブS_Dを制
御してO/DブレーキB₀のリレーズ圧を制御し、O/Dブレー
キB₀の解放作動がブレーキB₂の係合作動に一致する。な
お、ソレノイドバルブS_Dがオン制御される場合、コント
ロールバルブ66のポートｘに電子式スロットルバルブ41
からの適宜スロットル圧が供給され、コントロールバル
ブ66はデューティ制御される場合と同様にきめ細かく減
圧制御される。そして、ブレーキB₀の解放作動とブレー
キB₂の係合作動が一致した時、回転センサA₂により主変
速ユニット21の変速完了、即ちサンギヤ30の回転停止を
検知し、制御部Ｅからの電気信号によりソレノイドバル
ブS₃をオフして、第３シフトバルブ53を第１図右半位置
に切換える。すると、ライン圧ポートｌがポートｑに連
通し、油路q₁を介してクラッチC₀及びC₀アキュムレータ
むC₀Aにライン圧が送られ、該クラッチC₀が係合すると
共に、ポートｏがドレーンポートｄに連通して、O/Dブ
レーキB₀の油圧を油路y₆,チェックバルブ72及び油路z₅
そしてポートｏを介してドレーンポートｄからすみやか
に完全にドレーンし、副変速ユニット16の変速を完了さ
せる。このようにして、主変速ユニット21及び副変速ユ
ニット16を同期してスムーズにシフトする。 更にこの際、ソレノイドバルブS_Dが作動不良を生じ、
またB₀レリーズコントロールバルブ66がスティックを生
じて第３図左半図に示す位置に固定され、ポートｙがド
レーンポートｄに連通しない場合、ブレーキB₀内の圧油
はポートｙ及びｚを介して油路z₅に及びドレーン時に開
放されるチェックバルブ72から油路z₁に送られ、更にソ
レノイドバルブS₃のオフにて第３右半位置にある第３シ
フトバルブ53において、ポートｏからドレーンポートｄ
に排出される。従って、バルブの作動不良が生じても、
O/DブレーキB₀及びクラッチC₀の両方にライン圧が供給
されて、O/Dプラネタリギヤユニット17をロックしてし
まうことはなく、安全である。 そして、該２速から３速への変速過程にあっては、ソ
レノイドバルブS₃及びS_Dが共にオン状態となり、油路n₂
がアプライ状態かつ油路t₃がドレーン状態になる。この
状態では、切換えバルブ90は、下油室α_１がドレーンさ
れるが中油室β_１には圧油が供給されており、スプール
92をスプリング91に抗して持上げた左半位置にある。従
って、フォワードクラッチC₁にはポートa₁,εを介して
ライン圧が供給されている。 また、３速状態になると、ソレノイドバルブS₃は共に
オフ状態になり、１速時と同様に、下油室α_１に圧油が
供給されかつ中油室βがドレーンされ、従って切換えバ
ルブ90は、同様に左半位置にある。 また、Ｄレンジにおける４速時は、第８図に示すよう
に、O/DブレーキB₀、フォワードクラッチC₁、ブレーキB
₂及びワンウェイクラッチF₁が係合し、他は解放状態に
ある。従って、副変速ユニット16は先に述べた増速（O/
D）状態にあり、また主変速ユニット21は２速状態にあ
り、これにより変速機１全体として４速が得られる。 そして、該４速状態では、ソレノイドバルブS₃がオ
ン、ソレノイドバルブS_Dがオフで、２速と同様であり、
切換えバルブ90は左半位置にある。 また、Ｄレンジにおける５速時は、第９図に示すよう
に、O/DクラッチC₀、ワンウェイクラッチF₀、フォワー
ドクラッチC₁,ダイレクトクラッチC₂及びブレーキB₂が
係合し、他は解放状態にある。従って、副変速ユニット
16は先に述べた直結状態にあり、また主変速ユニット21
は、クラッチC₁,C₂の係合によりフロントプラネタリギ
ヤユニット19が一体になって、入力軸26の回転はそのま
ま出力軸27に伝達される。これにより、副変速ユニット
16の直結及び主変速ユニット21の３速が相俟って、変速
機１全体として入力軸15と出力軸27が一体に回転する５
速が得られる。 この際、先に説明した２速から３速への変速時と同様
に、主変速ユニット21の変速状態、即ちサンギヤ30の回
転速度を回転センサA₂にて監視し、該センサA₂に基づく
制御部Ｅからの信号により、ソレノイドバルブS_DにてB₀
レリーズコントロールバルブ66を制御して、O/Dブレー
キB₀の解放状態を制御し、そして両回転センサA₁,A₂か
らの信号に基づき、副変速ユニット16の変速を主変速ユ
ニット21の変速に同期するようにソレノイドバルブS_Dを
制御してブレーキB₀の油圧を制御し、更にソレノイドバ
ルブS_Dをオフして変速を完了してスムーズにシフトして
もよい。 そして、該５速状態では、ソレノイドバルブS₃,S_Dが
共にオフ状態であって、前述１速及び３速と同様に、切
換えバルブ90は左半位置にある。 また、Ｄレンジにおける６速時は、第10図に示すよう
に、O/DブレーキB₀、フォワードクラッチC₁、ダイレク
トクラッチC₂及びブレーキB₂が係合し、他は解放状態に
ある。従って、副変速ユニット16は先に述べた増速（O/
D）状態にあり、また主変速ユニット21も先に述べた３
速状態にあり、これら両変速ユニット16,21が相俟って
変速機１全体として６速が得られる。 そして、該６速状態では、ソレノイドバルブS₃がオ
ン、ソレノイドバルブS_Dがオフ状態で、前述２速及び４
速と同様に、切換えバルブ90は左半位置にある。 また、Ｒレンジ時は、第11図に示すように、O/Dクラ
ッチC₀、ワンウェイクラッチF₀、ダイレクトクラッチC₂
及びブレーキB₃を係合し、他は解放状態にある。従っ
て、副変速ユニット16は直結状態にあり、また主変速ユ
ニット21は、入力軸26の回転がクラッチC₂により直接サ
ンギヤ30に伝達され、かつブレーキB₃によりリアプラネ
タリギヤユニットのキャリヤ34の回転がロックされてい
るので、サンギヤ30の回転はプラネタリギヤ31の自転を
介してリンクギヤ32に逆回転として伝達され、出力軸27
を逆転する。 この際、ソレノイドバルブS₃及びS_Dは共にオフ状態に
あって、前述１速、３速、５速と同様に、切換えバルブ
90は左半位置にあってポートa₁とεとを連通している
が、マニュアルバルブ40がＲ位置にあってポートａはド
レーンされ、従ってフォワードクラッチC₁に圧油は供給
されない。 また、Ｓレンジ又はＬレンジにおける３速及び４速時
は、先に述べたＤレンジの３速及び４速において（第７
図及び第８図参照）、2ndコーストブレーキB₁が係合し
ており、従ってサンギヤ30の回転が両方向とも阻止さ
れ、エンジンブレーキが可能となる。なおこの際、２速
から３速の変速に際し、Ｄレンジと同様に、ソレノイド
バルブS_Dが制御されて副変速ユニット16と主変速ユニッ
ト21が同時変速される。 また、Ｌレンジにおける１速及び２速時は、Ｄレンジ
における１速及び２速において（第５図及び第６図参
照）、1st＆RevブレーキB₃が係合しており、従ってリヤ
プラネタリギヤ31ユニットのキャリヤ34の回転が両方向
とも阻止され、エンジンブレーキが可能となる。 そして、上述Ｄレンジ、Ｓレンジ及びＬレンジにおい
て、赤信号等により車輌を停止すると、車速センサから
の０信号等の停止信号に基づき制御部ＥがソレノイドS_D
にオン信号を発信する。すると、油路t₁,t₃がドレーン
状態となってポートαを介して下油室α_１がドレーンさ
れ、かつこの状態では、第３シフトバルブ53制御用のソ
レノイドバルブS₃はオフ状態にあって、油路n₂、ポート
βを介して中油室β_１はドレーン状態にあるため、切換
えバルブ90は、スプリング91によりスプール92が下位置
になる右半位置に切換えられ、ポートεがポートa₁から
δに連通するように切換えられる。すると、油路a₃のラ
イン圧が閉塞され、かつ電子式スロットルバルブ41から
のスロットル圧が油路δ_１、ポートδ，ε及び油路ε_１
を介してフォワードクラッチC₁に供給され、該クラッチ
C₁は切断される。これにより、トルクコンバータ２の引
きずりトルクに基づく入力軸26の回転が遮断されて出力
軸27に伝達されなくなり、車輌のクリープ現象が防止さ
れる。 なおこの際、スロットルバルブ41を制御するリニアソ
レノイド42は制御部Ｅからの信号に基づき、フォワード
クラッチC₁が係合してトルクを伝達する直前の圧力にな
るようにスロットル圧を制御する。具体的には、O/Dプ
ラネタリギヤユニット17のサンギヤ23の回転を検知する
回転センサA₁からの信号に基づき、該サンギヤ23が０回
転にならないようにリニアソレノイド42を制御して、適
正なスロットル圧を設定する。 そして、該車輌の停止状態から、スロットル開度等の
発進信号が発信されると、制御部ＥはソレノイドS_Dにオ
フ信号を発信する。すると、油路t₃がアプライ状態とな
って切換えバルブ90の下油室α_１に圧油が供給され、該
バルブ90は左半位置に切換えられる。この状態は、先に
述べた１速〜６速の走行状態であり、ポートa₁がポート
εに連通して、油路a₃のライン圧がフォワードクラッチ
C₁に供給され、かつスロットル圧ポートδは閉塞され
る。 なお、上述発進に際して、制御部Ｅからの信号に基づ
き、まずリニアソレノイド42によりスロットルバルブ41
のスロットル圧を滑らか上昇してフォワードクラッチC₁
をシフトショックが生じないように係合し、その後ソレ
ノイドバルブS_Dをオフして切換えバルブ90を切換える。
従って、スロットル圧のクラッチ係合直前からの油圧上
昇に基づき、応答性のよい発進が行なえると共に、シフ
トショックのない滑らかな発進が可能となる。 なお、上述実施例は、Ｄレンジにおける車輌停止時か
らの発進に際して述べているが、ＮレンジからＤレンジ
（又はＬレンジ、Ｓレンジ）にシフトレバーを手動切換
えする際も、電子式スロットルバルブ41によるスロット
ル圧制御に基づき、同様に発進の際のシフトショックを
防止できる。 （ト） 発明の効果 以上説明したように、本発明によると、フォワードク
ラッチC₁を切断してクリープ現象を防止するので、車輌
停止中にエンジンに負荷が作用せず、燃費を向上し得る
と共に確実にクリープ現象を阻止できる。 また、電子式スロットルバルブ41を利用するので、特
別なバルブを必要とせず、装置が大型で複雑化すること
を防止できると共に信頼性を向上でき、かつ電子式スロ
ットルバルブによって、その時のエンジンの出力トルク
が車輪に伝達される直前の圧力になるように、随時調圧
されたスロットル圧がフォワードクラッチC₁に供給され
るので、エンジンの出力トルクの変動や、変速機の油温
の変化に対しても、精度よくフォワードクラッチC₁の係
合圧を制御でき、フォワードクラッチの過大な発熱を防
止しつつ、発進時のシフトショック及び応答遅れをなく
すことができる。 更に、車輌発進時の制御に際して、まず電子式スロッ
トルバルブ41を制御してスロットル圧を滑らかに上昇
し、フォワードクラッチC₁係合後に切換えバルブ90を切
換えてライン圧を供給するように制御すると、Ｄレンジ
（又はＳレンジ及びＬレンジ）における発進時のシフト
ショックを防止して滑らかな発進が可能となる。 また、切換えバルブ90へのライン圧を、マニュアルバ
ルブ40のD,（S,L）レンジにてライン圧と連通するポー
トａから供給すると、電子式スロットルバルブ41を上述
同様にスロットル圧制御することに基づき、Ｎレンジか
らＤ（又はS,Lレンジ）へのシフト操作時にも、応答遅
れをなくすことができ、かつシフトショックを防止して
滑らかな発進が可能となる。 また変速ギヤ機構３が、副変速ユニット16と主変速ユ
ニット21との組合せからなる多段変速を得るものであ
り、かつ両ユニットの変速時を同期するために回転セン
サA₁（及び／又はA₂）を備えたものであると、該回転セ
ンサから信号により電気式スロットルバルブ41を、クラ
ッチが係合する直前のスロットル圧に容易・確実に調圧
することができる。 更に、レリーズコントロールバルブ66を制御するソレ
ノイドバルブS_D及び第３シフトバルブ53を制御するソレ
ノイドバルブS₃等の、低速時に不使用となるソレノイド
バルブの組合せにて切換えバルブ90を制御すると、該切
換えバルブ90制御用の特別なバルブを設置する必要がな
く、構成を一層簡単化することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を主変速ユニット及び副変速ユニットか
らなる多段変速機に適用した具体例を示す図である。そ
して、第２図は本発明を適用した自動変速機を示す全体
断面図、第３図はその油圧制御機構を示す全体図、第４
図各ポジションにおける各機器の作動状態を示す図であ
る。また、第５図ないし第11図はそれぞれ異なる状態に
おける自動変速機の作動を示す図である。 １……（多段）自動変速機、、２……トルクコンバー
タ、３……（プラネタリ）変速ギヤ機構、５……油圧制
御機構、16……副変速ユニット、17……オーバドライブ
プラネタリギヤユニット、19……フロントプラネタリギ
ヤユニット、20……リヤプラネタリギヤユニット、21…
…主変速ユニット、26……入力軸、27……出力軸、28…
…キャリヤ、29……プラネタリギヤ、30……サンギヤ、
31……プラネタリギヤ、32……リングギヤ、33……リン
グギヤ、34……キャリヤ、40……マニュアルバルブ、41
……電子式スロットルバルブ、42……リニヤソレノイ
ド、51,52,53……シフトバルブ、53……（第３）シフト
バルブ、64……S_Dモジュレータバルブ、66……B₀レリー
ズコントロールバルブ、66a……スプール、90……切換
えバルブ、A₁,A₂……回転センサ、B₀,B₁,B₂,B₃……ブレ
ーキ（の油圧サーボ）、C₀,C₁,C₂……クラッチ（の油圧
サーボ）、C₁……フォワードクラッチ、Ｅ……制御部、
S₁,S₂,S₃,S_L,S_D……ソレノイドバルブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏原 裕司 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭55−149453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−121072（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．変速ギヤ機構の所定要素を係合又は係止するクラッ
   チ及びブレーキ用の各油圧サーボ、及びリニアソレノイ
   ドにて制御される電子式スロットルバルブを備えてなる
   自動変速機における油圧制御装置において、 車輌の停止及び走行に際して発信される信号により電通
   ・非電通されるソレノイドバルブと、 一方にスプリングを背設したスプールと、該スプリング
   の付勢力に対抗し、前記ソレノイドバルブと連通する油
   室を有してなる切換えバルブと、を備え、 かつ該切換えバルブを、前進時に係合してトルクを伝達
   するフォワードクラッチの油圧サーボに連通すると共
   に、該切換えバルブにライン圧及び前記電子式スロット
   ルバルブからのスロットル圧を供給して、 車輌停止時に、前記電子式スロットルバルブにてその時
   のエンジンの出力トルクが車輪に伝達される直前の圧力
   になるように、随時調圧されたスロットル圧を前記フォ
   ワードクラッチの油圧サーボに供給し、 かつ走行時に、前記フォワードクラッチの油圧サーボに
   ライン圧を供給すること、 を特徴とする自動変速機における油圧制御装置。 ２．前記フォワードクラッチ油圧サーボへのスロットル
   圧からライン圧への前記切換えバルブの切換えに際し
   て、まず前記電子式スロットルバルブを適宜制御して、
   スロットル圧を滑らかに上昇して前記フォワードクラッ
   チを係合し、そして前記切換えバルブを切換えて該フォ
   ワードクラッチ油圧サーボにライン圧を供給してなる特
   許請求の範囲第１項記載の自動変速機における油圧制御
   装置。 ３．前記切換えバルブに供給するライン圧が、マニュア
   ルバルブの前進操作位置にてライン圧ポートと連通する
   ポートからのライン圧である特許請求の範囲第１項記載
   の自動変速機における油圧制御装置。