JP2860360B2 - 自動変速機の摩擦係合装置の油圧サーボ系の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、１つの摩擦係合装置の油圧サーボに対し
て、係合用及び解放用の調圧機構が付設されている油圧
サーボ系を、少なくとも１つ備えた自動変速機の摩擦係
合装置の油圧サーボ系の制御装置に関する。

【従来の技術】

一般に自動変速機は、歯車変速機構と複数個の摩擦係
合装置とを備え、油圧制御装置を作動させることによっ
てこの複数の摩擦係合装置の係合状態を選択的に組合
せ、複数の変速段が達成されるように構成してある。 この摩擦係合装置の係合及び解放は、油圧サーボへの
油圧の供給・ドレンによって行われる。一般に摩擦係合
装置を係合させようとする時は、大きな相対速度のある
２つの摩擦材を相対速度０の状態にするものであるた
め、これを円滑に行わせるためにアキュムレータと称さ
れる油溜りが設けられ、摩擦係合装置へのオイルがこの
アキュムレータが溜り続けている間は、油圧の上昇が抑
えられるような構成がとられている。 これに対し、摩擦係合装置を解放させるときには、相
対速度が０の２つの摩擦材を油圧サーボのオイルをドレ
ンさせることによって切離すものであるため、オイルの
ドレン速度はあまり問題とならず、従って特に調圧機構
は設けられていない。 しかしながら、近年５段或いは６段という多数の変速
段を達成するような自動変速機が開発されるのに伴い、
１つの摩擦係合装置に対して係合のみならずそのドレン
速度をも制御しなければならないように自動変速機が現
われてきた。 このような自動変速機においては、１つの摩擦係合装
置の油圧サーボに対して係合用及び解放用の調圧機構が
付設されることになる。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、このように１つの摩擦係合装置の油圧
サーボに対して係合用及び解放用の調圧機構が付設され
ているような油圧サーボにあっては、この２つの調圧機
構がただ単に油圧サーボに接続されていると、一方の調
圧機構が作動している時に他方の調圧機構との干渉が発
生してしまい、当該一方の調圧機構の作動を円滑に行う
ことが出来なくなることがあるという不具合が新たに生
じてきた。 本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
って、１つの摩擦係合装置の油圧サーボに係合用及び解
放用の調圧機構が付設されているような場合に、そのい
ずれが作動する時にも他方の調圧機構との干渉が防止さ
れ、各々の調圧機構本来の機能が十分に発輝されるよう
な自動変速機の摩擦係合装置の油圧サーボ系の制御装置
を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

本発明は、第１図にその要旨を示すように、１つの摩
擦係合装置の油圧サーボに対して、係合用及び解放用の
調圧機構が付設されている油圧サーボ系を、少なくとも
１つ備えた自動変速機の摩擦係合装置の油圧サーボ系の
制御装置において、前記係合用又は解放用のいずれか一
方の調圧機構が作動する時に、他方の調圧機構と前記油
圧サーボとの油路を切離すためのリレーバルブを少なく
とも１つ設けたことにより、上記目的を達成したもので
ある。

【作用】

本発明においては、このように１つの摩擦係合装置の
油圧サーボに係合用、解放用の調圧機構が付設されてい
る油圧サーボ系に対して、係合用又は解放用のいずれか
一方の調圧機構が作動するときに、他方の調圧機構と該
油圧サーボとの油路を切離すためのリレーバルブを設け
るようにしている。このリレーバルブは、一方の調圧機
構が作動するときに必ず発生する油圧によって切換えら
れるようにしておく。この結果、一方の調圧機構が作動
している時には、該油圧サーボと他方の調圧機構との関
係が完全に切離されるため、一方の調圧機構の調圧制御
のみによって該油圧サーボの調圧を行うことができるよ
うになる。 その結果、係合時及び解放時のいずれにおいても良好
な調圧特性を得ることができるようになるり、自動変速
機の変速ショックをそれだけ低減できるようになる。

【実施例】

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第２図にこの実施例が適用される車両用自動変速機の
全体概要を示す。 この自動変速機は、そのトランスミツシヨン部として
トルクコンバータ20と、第２変速機部40と、前進３段、
後進１段の第１変速機部60とを備える。 前記トルクコンバータ20は、ポンプ21、タービン22、
ステータ23、及びロツクアツプクラツチ24を備える。ポ
ンプ21は、エンジン１のクランク軸10と連結され、ター
ビン22は第２変速機部40における遊星歯車装置のキヤリ
ア41に連結されている。 前記第２変速機部40においては、このキヤリア41によ
つて回転可能に支持されたプラネタリピニオン42がサン
ギヤ43及びリングギヤ44と歯合している。又、サンギヤ
43とキヤリア41との間には、クラツチC₀及び一方向クラ
ツチF₀が設けられており、サンギヤ43とハウジングHuと
の間には、ブレーキB₀が設けられている。 前記第１変速機部60には、遊星歯車装置としてフロン
ト側及びリヤ側の２列が備えられている。この遊星歯車
装置は、それぞれ共通のサンギヤ61、リングギヤ62、6
3、プラネタリピニオン64、65、及びキヤリア66、67か
らなる。 第２変速機部40のリングギヤ44は、クラツチC₁を介し
て前記リングギヤ62に連結されている。又、前記リング
ギヤ44とサンギヤ61との間にはクラツチC₂が設けられて
いる。更に、前記キヤリア66は、前記リングギヤ63と連
結されており、これらキヤリア66及びリングギヤ63は出
力軸70と連結されている。一方、前記キヤリア67とハウ
ジングHuとの間にはブレーキB₃及び一方向クラツチF₂が
設けられており、更に、サンギヤ61とハウジングHuとの
間には、一方向クラツチF₁を介してブレーキB₂が設けら
れ、又、サンギヤ61とハウジングHuとの間には、ブレー
キB₁が設けられている。 この自動変速機は、上述のごときトランスミツシヨン
部を備え、エンジン１の付加状態を反映しているスロツ
トル開度を検出するスロツトルセンサ100、及び車速を
検出する車速センサ102等の信号を入力された中央処理
装置（ECU）104によつて、予め設定された変速パターン
に従つて油圧制御回路106内の電磁ソレノイドバルブS₁
〜S₃、及びSslu、Sslnが駆動・制御され、第３図Ｂ部分
に示されるような、各クラツチ、ブレーキ等の継合の組
合せが行われて変速制御がなされる。 第３図において○印は係合状態を示し、又、×印はエ
ンジンブレーキ使用時にのみ係合状態となることを示し
ている。 なお、この実施例では、同時変速の制御の困難性と多
段変速の有益性とのバランスから、第４速段をカット
し、第１、２、３、５、６速の５速の自動変速機として
用いるようにしてある。 前記電磁ソレノイドバルブS₁、S₂は、第４図に示され
るように、第１変速機部60の第１、第２シフトバルブの
制御を行い、前記電磁ソレノイドバルブS₃は、第２変速
機部40の高速側及び低速側を切換える第３シフトバルブ
の制御を行い、又、前記電磁ソレノイドバルブSslnはブ
レーキB₀（の油圧サーボ）のアキュムレータを含む各ア
キュムレータの背圧を制御するようになっている。更
に、リニヤソレノイドバルブSsluは、ブレーキB₀の油圧
制御を行うようになっている。 第２図において符号110はシフトポジシヨンセンサ
で、運転者によつて操作されるＮ、Ｄ、Ｒ等の位置を検
出するもの、112はパターンセレクトスイツチで、Ｅ
（経済走行）、Ｐ（パワー走行）等を選択するものであ
り、又、114はエンジンの冷却水温度を検出する水温セ
ンサを示し、116はフツトブレーキ、118はサイドブレー
キの作動を検出するブレーキスイツチをそれぞれ示して
いる。 第３図から明らかなように、この自動変速機において
は例えば第２速段から第３速段への変速の時に、第１変
速機部のブレーキB₂を係合させると共に第２変速機部の
ブレーキB₀を解放するという制御が行われる。この場
合、ブレーキB₀を解放するにあたってもし従来通りに特
に何らの制御も行わなかった場合、第１変速機部60のブ
レーキB₂の係合に対してブレーキB₀の解放が速く開始さ
れてしまうため、第２速段から第３速段へのアップシフ
トであるにも拘らず、第２変速機部40のローギヤシフト
の方が先行してしまう。そのため自動変速機全体ではま
ず小さくダウンシフトした後で大きくアップシフトされ
るというような特性になってしまう。そこで、この自動
変速機では、ブレーキB₂の解放時の油圧を調圧制御し、
ブレーキB₂とのバランスを保ちながらブレーキB₀が解放
されるように構成してある。この制御は実際の変速状態
をモニタしながら（回転部材の回転状態をモニタしなが
ら）、コンピュータからの制御信号に基づいて油圧をフ
ィードバック制御するという方法がとられる。 この結果、ブレーキB₀の油圧サーボ系は、通常の係合
制御の際に機能する調圧手段であるアキュムレータ（第
１調圧機構）と解放時に機能する調圧手段であるコント
ロールバルブ（第２調圧機構）との２つの調圧機構が付
設されることになり、相互の干渉が問題となるため、次
のような油路構成を取ることによってこの問題を解消し
ている。 第４図に上記油圧制御装置の要部を示す。 図において符号210がブレーキB₀への油圧の給排を切
換るためのシフトバルブ、220がブレーキB₀の解放時の
油圧を調圧するためのB₀コントロールバルブ、230が第
１リレーバルブ、240が各摩擦係合装置に付設されたア
キュムレータの背圧を制御するためのアキュムレータコ
ントロールバルブ、250がブレーキB₀の係合時の油圧を
制御するためのB₀アキュムレータ、260がブレーキB₂の
係合時の油圧を制御するためのB₂アキュムレータ、270
が運転席の横に設けられたシフトレバーに連動して操作
されるマニュアルバルブ、280がソレノイドリレーバル
ブ、290が第２リレーバルブ、300がチェックバルブであ
る。 ブレーキB₀への係合及び解放は次のようにして行われ
る。 まずブレーキB₀の係合について説明する。 ブレーキB₀が係合する変速には、第１変速機部はその
ままで、第２変速機部のみが単独で変速する場合（例え
ば第１速段から第２速段への変速、及び第５速段から第
６速段への変速）と、第１変速機部がローギアシフトす
ると共に、第２変速機がハイギアシフトするような変速
（例えば第３速段から第２速段へのダウンシフト）とが
ある。この場合、第１変速機部と同時に変速することに
よって変速を達成するような後者の場合は、変速のシー
クエンス制御上ブレーキB₀の係合までのタイムラグはで
きるだけ小さく抑えられることが望まれる。一方、第２
変速機部のみが単独で変速するような前者の場合は、特
にそのような要請はない。むしろ比較的ゆっくりと係合
した方が変速特性上好ましい。 そのため、この実施例では、ブレーキB₀が係合する場
合に、第２変速機部のみが単独で変速する場合と第１変
速機部と共に第２変速機部が変速される場合とで油路を
切換えるようにしている。 以下具体的に説明する。ブレーキB₀を係合させようと
する時には、電磁弁S₃がオフとされ、シフトバルブ210
が図中左側の状態とされてポート211に係るライン圧P_L
がポート212から出力される。 一方、前記B₀コントロールバルブ220は、これが図の
左側の状態（第１リレーバルブ230のポート231と232と
が接続され、B₀コントロールバルブ220のポート222に、
シフトレバーがドライブレンジにある時に発生されるＤ
レンジ圧を入力した状態）では、ポート221に係るライ
ン圧P_Lがそのまま223に供給される（非調圧）。 又、B₀コントロールバルブ220がその右側の状態（前
記ポート220のＤレンジ圧がドレンされた状態）では、
ポート224に係る制御圧PsluとスプリングF_S2によってラ
イン圧P_Lが調圧され、この調圧された油圧がポート223
から出力される。なお、ポート224に係る制御圧Pslu
は、電磁弁Ssluによって発生され、これがソレノイドリ
レーバルブ280を介してポート224に係るようになってい
る。 前記第１リレーバルブ230は、自動変速機が第３速段
から第２速段へのダウンシフトを行う時にブレーキB₀へ
の供給油路を増大するために設けられており、ポート23
3のブレーキB₂の油圧、ポート234をクラッチC₀の油圧、
ポート235のクラッチC₂の油圧、及びスプリングFs₃との
釣合によりポート236−237、ポート231−232の接続・遮
断を行う。 具体的に説明すると、第３速段から第２速段への変速
判断が発生すると、まず第２変速機部40のハイギアシフ
ト指令（ソレノイドS₁、S₃オフ、S₂オン）が出力され、
これと同時にリニアソレノイドSsluの出力圧Psluが最少
とされる。 この状態では、クラツチC₂（ポート235）、クラッチC
₀（ポート234）の油圧は発生せず、ブレーキB₂（ポート
233）の油圧のみが第１リレーバルブ230に係っているた
め該第１リレーバルブ230は図の右側に位置し、ポート2
36−237が接続される。そのため、ブレーキB₀油路は、
小オリフィス250の油路及び大オリフィス260の油路の２
系統となり油路抵抗が小さくなるため、それだけ速やか
な係合が行われる。又、リニアソレノイドSsluの出力圧
Psluを最少とすることにより、B₀コントロールブルブ22
0の出力圧Psluを最大にでき、ブレーキB₀へのオイルの
供給は、単に油路抵抗が小さくなるだけでなく、供給油
圧自体が高くできるのでブレーキB₀の係合までのタイム
ラグを低減できる。 その後、第３速段から第２速段への変速判断から所定
のタイマが経過した後に第１変速機部60のローギアシフ
ト指令（ソレノイドS₁、S₂オン、S₃オフ）を出力するこ
とにより、第１リレーバルブ230のオート233のB₂油圧が
ドレンされ、第１リレーバルブ230は図の左側の状態と
なりポート236−237の油路が遮断されると共にポート23
1−232の油路が接続される。そのため、ブレーキB₀への
供給油路のうち大オリフィス260側の油路が閉じられ、
小オリフィス250側の油路のみによってオイルが供給さ
れる。その結果、変速ショックの小さな係合が達成され
る。 即ち、第３速段から第２速段への変速の場合は、変速
判断から所定のタイマ期間（第１変速機部60の変速指令
が出されるまでの期間）は小オリフィス250の油路の他
に大オリフィス260の油路からもオイルが供給されるた
め油路抵抗が小となり、このタイマ期間以降は小オリフ
ィス250の油路のみからブレーキB₀へのオイル供給が成
されるため、油路抵抗が大となって第２変速機部のハイ
ギアシフトのショック低減が図られるようになってい
る。 なお、第３速段から第２速段への変速以外でブレーキ
B₀を解放から係合状態とする第１速段→第２速段変速、
及び第５速段→第６速段変速では、第１リレーバルブ23
0の各ポートの状態がいずれも左側の状態となり、ブレ
ーキB₀の供給油路は小オリフィス250側のみとされるよ
うになっている。 ここで、ブレーキB₀にオイルが供給される場合は、小
オリフィス250側のみから供給される場合であっても、
これに加えて大オリフィス260側からもオイルが供給さ
れる場合であっても、いずれもB₀アキュムレータ250が
機能するようになっている。 即ち、第２リレーバルブ230は、そのポート231にチェ
ックバルブ300からの出力圧が入力されており、第２速
段から第３速段への変速以外の時はすべて右側の状態と
なるように構成されている。チェックバルブ300へは、
クラッチC₀の油圧及びＬレンジ、２レンジ油圧が発生し
たときに出力が得られるようになっている。 この自動変速機では、第４速段をカットして用いるよ
うにしているため、結局第２速段から第３速段のとき以
外は、第２リレーバルブ230は右側の状態となる。従っ
て、第２速段から第３速段への変速の時以外はブレーキ
B₀へオイルが供給される時は、そのオイルはポート232
及び233を介してB₀アキュムレータへも供給され、その
結果アキュムレータの機能が果されるようになっている
ものである。 このように、この実施例では、ブレーキB₀にオイルが
供給される時（ブレーキB₀が係合される時）は、基本的
にB₀アキュムレータ240によってその過渡特性が制御さ
れるようになっている。B₀アキュムレータ240の調圧
は、電磁弁Ssln及びアキュムレータコントロールバルブ
240によって周知の方法で制御される。 しかしながら、前述したように、B₀コントロールバル
ブ220は、（前記同時変速時のタイムラグ時を除いて）
ブレーキB₀が係合される時に第１リレーバルブ230によ
って必ず図の左側の状態に固定され、調圧機能は有して
いない（前記タイムラグ時も高圧固定で調圧はしていな
い）。従ってブレーキB₀の係合時は専らB₀アキュムレー
タ250の調圧機能によって制御される。 次に、ブレーキB₀のオイルがドレンさせる時（ブレー
キB₀が解放される時）の制御について説明する。 この自動変速機では、第３図の第４速段に相当する変
速段がカットされているため、ブレーキB₀を解放させる
変速は、第２速段から第１速段への変速、第６速段から
第５速段への変速及び第２速段から第３速段への変速の
みということになる。この内、第２速段から第１速段へ
の変速、及び第６速段から第５速段への変速は、いずれ
も第１速段機部が変化しない変速であるため、ブレーキ
B₀の解放は特に配慮しなくても全く問題はない。これに
対し、第２速段から第３速段への変速は、同時に第１変
速機部が第１速状態から第２速状態にハイギアシフトさ
れるため、極めて精密な調圧制御が要求される。そこ
で、この第２速段から第３速段への変速の時に第２リレ
ーバルブ290の状態を図の左側の状態（ポート231にチェ
ックバルブ300からの出力油圧が係らない状態）とし、
第２リレーバルブ230のポート232と233とを遮断するよ
うにしている。 その結果、B₀アキュムレータ250とブレーキB₀との油
路が遮断されるため、結果としてB₂アキュムレータとブ
レーキB₀の油路も遮断され、第１変速機部60の変速を達
成するためのブレーキB₂に付設されているB₂アキュムレ
ータ260を電磁弁Ssln及びアキュムレータコントロール
ブルブ240で自由に制御することが出来るようになり、
しかもその影響がブレーキB₀に全く及ばないようにする
ことができるようになる。 一方、第１リレーバルブ230の図の右側とされること
から、B₀コントロールバルブ220のポート222のＤレンジ
圧がドレンされ、B₀コントロールバルブが調圧可能な状
態とされるため、ブレーキB₀は、電磁弁Ssluによって発
生される制御圧Pslnにより、B₀コントロールバルブ220
を介してその解放時の油圧がきめ細く制御されるように
なる。 第５図及び第６図にブレーキB₀をB₀アキュムレータ25
0の回路と接続したままの場合（第５図）と切離した場
合（第６図）の変速特性をそれぞれ示す。 アキュムレータ回路を接続したままの場合（第５
図）、B₀コントロールバルブの出力圧と実際のブレーキ
B₀の油圧の間にはかなりの差が生じている（斜線部分参
照）。この差はブレーキB₀の油圧が完全に狙い通りに動
いていないことを示しており、それだけ変速制御精度が
悪化することを意味している。 これに対し、ブレーキB₀とB₀アキュムレータ250の回
路を切離した場合（第６図）には、B₀コントロールバル
ブ220の出力圧の実際のブレーキB₀の油圧の差がほとん
どない。これは、ブレーキB₀の油圧を意図した通りに制
御できることを意味しており、電磁弁Ssluによって発生
する油圧Psluを適当に制御しさえすれば任意の調圧状態
を精度良く実現することができることを裏付けるもので
ある。 この実施例によれば、ブレーキB₀とB₀アキュムレータ
250とを第２リレーバルブ290で油路遮断可能にすると共
に、第１リレーバルブ230によってB₀コントロールバル
ブ220の非調圧状態を形成可能にし、係合用と解放用の
調圧機構を有するブレーキB₀に対し、その干渉が問題と
なるような時に該２つの調圧機構の接続を断つようにと
したため、相互の干渉が防止され、該ブレーキB₀が係合
する変速、解放する変速のいずれの場合も良好な変速特
性を得ることができるようになっている。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、１つの摩擦係合
装置の油圧サーボに対して係合用及び解放用の調圧機構
が備えられている場合、係合用又は解放用のいずれか一
方の調圧機構が作動する時にもう一方の調圧機構と油圧
サーボとの油路を切離すようにしたため、各調圧機構の
干渉が防止され、極めて精度の高い変速制御を行うこと
ができるようになるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、 第２図は、本発明の実施例が適用された車両用自動変速
機の全体スケルトン図、 第３図は、上記自動変速機の各摩擦係合装置の作用状態
を示す線図、 第４図は、上記自動変速機の油圧制御装置の要部を示す
油圧回路図、 第５図及び第６図は、２つの調圧機構の間の油路が接続
されたままの状態と切断された状態における変速過渡特
性を示す線図である。 210……シフトバルブ、 220……B₀コントロールバルブ、 230……第１リレーバルブ、 240……アキュムレータコントロールバルブ、 250……B₀アキュムレータ、 260……B₂アキュムレータ、 270……マニュアルバルブ、 290……第２リレーバルブ。

フロントページの続き (72)発明者 木村 弘道 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小林 幸博 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 石川 和典 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−58843（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−291751（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの摩擦係合装置の油圧サーボに対し
   て、係合用及び解放用の調圧機構が付設されている油圧
   サーボ系を、少なくとも１つ備えた自動変速機の摩擦係
   合装置の油圧サーボ系の制御装置において、 前記係合用又は解放用のいずれか一方の調圧機構が作動
   する時に、他方の調圧機構と前記油圧サーボとの油路を
   切離すためのリレーバルブを少なくとも１つ設けたこと
   を特徴とする自動変速機の摩擦係合装置の油圧サーボ系
   の制御装置。