JP2907920B2 - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動変速機の油圧制御装置、特に前進３速以
上の変速段を有する自動変速機の油圧制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

前進３速以上の変速段を有する自動変速機の場合、第
１速においてはワンウエイクラッチを介して動力伝達
し、かつ低スロットル開度域における第３速からのダウ
ンシフトが第２速を経由をせずに第１速へ直接変速され
るように設定したものが一般的である。その理由は、第
１速状態ではワンウエイクラッチを介して動力伝達して
いるので、エンジンブレーキが効かず、第３速から第１
速へ直接ダウンシフトしてもエンブレショックを解消で
きるからである。

この種の自動変速機の場合、２−３速間の切換を行う
２−３シフトバルブに対してガバナ圧とスロットル圧と
が対向方向に作用しているに過ぎないため、低スロット
ル開度（低スロットル圧）時にはアップシフトに必要な
ガバナ圧（車速）も低くなり、３２変速時の変速点と
２３変速時の変速点との車速差、即ち２−３速間のヒ
ステリシスが大きく取れず、走行が不安定となるおそれ
があった。

このような問題点を解決するため、本出願人は第２速
時にはガバナ圧と対向する方向にスロットル圧とライン
圧とを作用させ、第３速時にはガバナ圧と対向する方向
にスロットル圧とキックダウン圧を作用させた２−３シ
フトバルブを提案した（特願平１−108240号）。ここ
で、キックダウン圧とはスロットル開度が一定開度以上
のときのみスロットルバルブから出力される油圧であ
り、この油圧の大きさはスロットル圧と同圧である。

この場合には、第２速時にスロットル圧のみをガバナ
圧と対向させたものと比べて低スロットル開度域におけ
るアップシフトの変速点を高車速側へ移行させることが
でき、２−３速間のヒステリシスが大きく取れ、走行安
定性が向上する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この場合には第３速から第２速へのダウン
シフト時のみキックダウン圧が作用するようになってい
るため、緩加速時において第２速から第３速へのアップ
シフトが遅くなり、運転者の意志にかなった応答性、つ
まりドライバビリティが得にくいという問題があった。

そこで、本発明の目的は、低スロットル開度域におけ
るヒステリシスを大きく取って走行安定性を向上させる
とともに、緩加速時におけるアップシフトを早くしてド
ライバビリティの向上を図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にある。

また、本発明の他の目的は、軸方向寸法が短いシフト
バルブを有する自動変速機の油圧制御装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
前進３速以上の変速段を有する自動変速機において、車
速に応じて上昇するガバナ圧P_Gを出力するガバナバルブ
と、スロットル開度に応じて上昇するスロットル圧P_Tと
スロットル開度が一定開度以上のときのみスロットル圧
P_Tと同圧のキックダウン圧P_Kとを出力するスロットルバ
ルブと、常に一定圧以上のライン圧P_Lを出力するレギュ
レータバルブと、摩擦要素に油圧を供給または排出し、
第ｎ速（ｎ≧２）と第ｎ＋１速とを切り換えるシフトバ
ルブとを備え、上記シフトバルブには、摩擦要素へのポ
ートを切り換えるスプールと、スプールを第ｎ速方向へ
付勢するスプリングと、ガバナ圧がスプリング荷重と対
向方向に入力されるポートと、スロットル圧がスプリン
グ荷重と同方向に入力されるポートと、ライン圧がスプ
リング荷重と同方向に入力されるポートと、キックダウ
ン圧がスプリング荷重と同方向に入力されるポートとが
設けられ、第ｎ速状態ではライン圧P_Lが入力されるポー
トとキックダウン圧P_Kが入力されるポートとが開かれ、
第ｎ＋１速状態ではライン圧P_Lが入力されるポートが閉
じられるとともに、キックダウン圧P_Kが入力されるポー
トが開かれ、第ｎ速状態でキックダウン圧P_Kが作用する
スプールの受圧面積は、第ｎ＋１速状態でキックダウン
圧P_Kが作用するスプールの受圧面積より小さいことを特
徴とするものである。

〔作用〕

シフトバルブに対して、低速段においてガバナ圧と対
向する方向にスロットル圧とキックダウン圧とライン圧
とスプリング荷重とを作用させるようにし、このライン
圧はスロットル全閉時でも一定圧以上に保たれているの
で、低スロットル開度域におけるアップシフト時の変速
点を高車速側へ移行させることができる。つまり、低ス
ロットル開度時の第ｎ速と第ｎ＋１速間のアップシフト
とダウンシフトとのヒステリシスが大きく取れ、走行安
定性を向上させることができる。

また、キックダウン圧を高速段だけでなく低速段にお
いてもガバナ圧と対向方向に導くとともに、高速段での
キックダウン圧の受圧面積を低速段でのキックダウン圧
の受圧面積より大きくしたので、キックダウン領域以下
の緩和速域において、アップシフトが比較的低速で行わ
れ、換言すればアップシフトを早くすることができ、ド
ライバビリティを向上させることができる。

請求項２に記載のように、シフトバルブのスプールの
第ｎ速におけるライン圧P_Lの受圧部と、第ｎ＋１速にお
けるキックダウン圧P_Kの受圧部とが同一部分となるよう
に、ライン圧が入力されるポートとキックダウン圧が入
力されるポートとを隣接して設けた場合には、スプール
のランド幅を小さくでき、シフトバルブの軸方向寸法を
短縮できる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一例である前進３速・後退１速の変
速段を有する自動変速機の油圧回路を示す。

この自動変速機の動力伝達機構は、エンジンによりト
ルクコンバータ１を介して駆動される入力軸２と、２個
のクラッチC₁,C₂と、２個のブレーキb₁,B₂と、第１ブレ
ーキb₁を締結，解放するサーボピストン３と、ラビニヨ
ウ型遊星歯車機構４と、ワンウェイクラッチOWCと、出
力軸５とで構成されている。

遊星歯車機構４のリバースサンギヤ4aは第１クラッチ
C₁を介して入力軸２と連結されており、フォワードサン
ギヤ4bは中間軸６および第２クラッチC₂を介して入力軸
２と連結されている。キャリヤ4cは第２ブレーキB₂およ
びワンウェイクラッチOWCを介してケーシング等の固定
部材７に連結されている。なお、ワンウェイクラッチOW
Cはキャリヤ4cの正転（エンジン回転方向）のみを許容
している。上記キャリヤ4cは第１プラネタリギヤ4dと第
２プラネタリギヤ（図示せず）とを支持しており、リバ
ースサンギヤ4aは軸長の長い第１プラネタリギヤ4dと噛
み合い、フォワードサンギヤ4bは軸長の短い第２プラネ
タリギヤを介して第１プラネタリギヤ4dと噛み合ってい
る。第１プラネタリギヤ4dのみと噛み合うリングギヤ4f
は上記出力軸５に結合されている。

上記動力伝達機構は、クラッチC₁,C₂、ブレーキb₁,B₂
およびワンウェイクラッチOWCの作動によって、次表の
ような変速段を実現している。次表において、○は作動
状態を示す。

上表において、B₁はサーボピストン３の締結側油室、
B₁′はサーボピストン３の解放側油室を示しており、双
方の油室B₁,B₁′に油圧が導かれた場合（３速時）に
は、解放側油室B₁′の受圧面積が大きいので、第１ブレ
ーキb₁は必ず解放される。また、D,2レンジの第１速に
おいては、ワンウェイクラッチOWCのためにエンジンブ
レーキが作動せず、Ｌレンジの第１速のみ第２ブレーキ
B₂が締結されるので、エンジンブレーキを作動させるこ
とができる。

上記油圧回路は、大略オイルポンプ10、レギュレータ
バルブ11、マニュアルバルブ12、スロットルバルブ13、
ガバナバルブ14、１−２シフトバルブ15、２−３シフト
バルブ16、３−２タイミングバルブ17、リリーフバルブ
18、第１クラッチ用アキュムレータ19、第２クラッチ用
アキュムレータ20、第１ブレーキ用アキュムレータ21等
で構成されている。

上記油圧回路において、各油路の油圧は次のとおりで
ある。即ち、P_Lはライン圧、P_Rは後退時のライン圧、P_T
はスロットル圧、P_Kはキックダウン圧、P_Gはガバナ圧、
P_C1は第１クラッチ圧、P_C2は第２クラッチ圧、P_B1は第
１ブレーキ締結圧、Ｐ_B1′は第１ブレーキ解放圧、P_B2
は第２ブレーキ圧である。

レギュレータバルブ11はオイルポンプ10の吐出圧を所
望のライン圧P_Lに調圧するためのバルブであり、オイル
ポンプ10の吐出圧は中央のポート11aに入力され、スプ
ール11bの内部に形成した連通孔を介してフィードバッ
クされた右端室11cの油圧により、スプール11bはスプリ
ング11dに抗して左方へ移動し、図に示す位置に到達す
ると、ドレンポート11eが開いて圧油はオイルポンプ10
の吸い込み側へ戻される。したがって、スプール11bは
この位置で釣り合い、所望のライン圧P_Lを出力ポート11
fから出力している。スプール11bの左側にはプランジャ
11gが設けられ、背圧室11hに導かれるスロットル圧P
_T（Ｄレンジ時）と背圧室11iに導かれる後退油圧P_Rによ
ってプランジャ11gがスプール11bを右方へ押している。
したがって、前進時におけるライン圧P_Lは第２図のよう
に、スロットル全閉時でもスプリング11dのばね荷重と
釣り合った一定油圧を保持し、中間スロットル開度まで
はスロットル開度に応じて上昇し、中間スロットル開度
を越えるとほぼ一定の油圧となる。このように、ライン
圧P_Lは各摩擦要素に適正な油圧を供給するため、各スロ
ットル開度における最大エンジントルクとほぼ近似する
ように設定してある。

マニュアルバルブ12は、シフトレバーと連動してP,R,
N,D,2,Lの各位置に作動されるスプール12aを有してお
り、このスプール12aによって油路が切り換えられる合
計12個のポート12b〜12mを有している。この内、右側の
３個のポート12b〜12dは全周に設けられ、他のポート12
e〜12mは図中上下に独立した別個のポートを構成してい
る。そして、ポート12eと12g、ポート12fと12i、ポート
12jと12mとはそれぞれ外部油路で連通している。ポート
12dにはレギュレータバルブ11からライン圧P_Lが入力さ
れ、ポート12lには後述するスロットルバルブ13からス
ロットル圧P_Tが入力されている。そして、スプール12a
をP,R,N,D,2,Lの各位置へシフトすることにより、次表
のように各ポートから油圧が出力される。なお、表中、
×印はドレーンを示す。

スロットルバルブ13は、アクセルペダルと連動して左
方へ押されるプランジャ13aと、プランジャ13aによりス
プリング13bを介して左方へ押されるスプール13cと、ス
プール13cを右方へ付勢するスプリング13dとを具備して
いる。ポート13eにはライン圧P_Lが入力されており、ポ
ート13fからスロットル圧P_Tを出力している。そして、
スロットル圧P_Tはスプール13cの連通孔を介してポート1
3gにフィードバックされているので、スロットル圧P_Tは
第３図に示すように、スロットル開度の増大につれてほ
ぼ直線的に上昇する油圧となる。なお、スロットル圧P_T
はポート13hからポート13iへも導かれており、キックダ
ウン時のようにスロットル開度を一定開度以上に開いた
場合のみ、ポート13iからポート13jを経由してスロット
ル圧P_T（これをキックダウン圧P_Kと呼ぶ）を出力してい
る。つまり、キックダウン圧P_Kは第４図のように一定開
度（例えば85％）未満は０であり、一定開度以上となる
とスロットル圧P_Tと同圧となる。なお、ポート13iとポ
ート13jとの間にはオリフィス13kが設けられ、低スロッ
トル開度ではスロットル圧P_Tがこのオリフィス13kから
ポート13j,ドレンポート13lを通ってドレンされ、スロ
ットル圧P_Tの脈動や振動を防止している。

ガバナバルブ14は出力軸５に取り付けられており、マ
ニュアルバルブ12のポート12eから出力されるライン圧P
_Lを調圧して出力軸５の回転速度、即ち車速にほぼ比例
したガバナ圧P_G（第５図参照）を発生している。なお、
ガルナバルブ14の構成は公知の通りであり、その詳細な
説明は省略する。

１−２シフトバルブ15は１−２速を切り換えるための
バルブであり、図中上半分が第１速，下半分が第２速を
示している。このバルブ15は、スプリング15aにて右方
（第１速側）へ付勢された第１スプール15bと、第１ス
プール15bの右端面に接触する第２スプール15cとを備え
ており、ポート15dより出力される第１ブレーキ締結圧P
_B1と、ポート15eより出力される第２ブレーキ圧P_B2とを
切換制御している。右端ポート15fにはガバナ圧P_Gが入
力され、ポート15gには常時スロットル圧P_Tが入力さ
れ、ポート15hはマニュアルバルブ12のポート12mと接続
され、ポート15iには三方弁30を介してキックダウン圧P
_K（L,Rレンジを除く）が入力されている。また、ポート
15j,15kはマニュアルバルブ12のポート12fと接続され、
ポート15l,15mはマニュアルバルブ12のポート12kと接続
され、15nはマニュアルバルブ12のポート12bと接続さ
れ、15oはマニュアルバルブ12のポート12eとオリフィス
31を介して接続されている。ポート15pはオリフィス32,
33を介して後述するリリーフバルブ18とレギュレータバ
ルブ11の背圧室11hとに接続されている。このように、
第１スプール15bと第２スプール15cとに対して、右方か
らガバナ圧P_Gを作用させ、左方からスプリング15aのば
ね荷重とスロットル圧P_T（第１速時）とキックダウン圧
P_K（第２速時）とを作用させることにより、これら荷重
の大小関係により１−２速を切り換えるようになってい
る。

２−３シフトバルブ16は２−３速を切り換えるための
バルブであり、第６図にその詳細な構造を示す。即ち、
スプール16bはスプリング16aによって右方（第２速側）
へ付勢されており、ポート16cより出力される第１クラ
ッチ圧P_C1（第１ブレーキ解放圧Ｐ_B1′）を切換制御し
ている。右端ポート16dにはガバナ圧P_Gが入力され、ポ
ート16eにはライン圧P_Lが入力され、ポート16fには１−
２シフトバルブ15のポート15iを介してキックダウン圧P
_K（L,Rレンジを除く）が入力される。また、ポート16g
はマニュアルバルブ12のポート12bと接続され、Ｒレン
ジのみライン圧P_Lが入力される。ポート16hはマニュア
ルバルブ12のポート12cと接続され、R,N,Dレンジ時にラ
イン圧P_Lが入力される。さらに左端ポート16iにはスロ
ットル圧P_Tが入力されている。第２速時にはポート16c
がドレーンされるため、第１クラッチC₁が解放され、第
３速時にはポート16cより油圧P_C1（Ｐ_B1′と同じ）が出
力されるため、第１クラッチC₁が締結され、第１ブレー
キb₁が解放される。

３−２タイミングバルブ17は３２変速時における第
１ブレーキ解放圧Ｐ_B1′の排油特性、換言すれば第１ブ
レーキb₁の締結特性を車速に応じて制御している。この
バルブはスプリング17aにより左方へ付勢されたスプー
ル17bを備え、左端ポート17cにはスプリング17aと対向
する方向にガバナ圧P_Gが入力されている。また、ポート
17dはオリフィス34を介してサーボピストン３の解放側
油室B₁′と接続され、ポート17eはオリフィスを介さず
に２−３シフトバルブ16のポート16cと接続されてい
る。低車速での３２変速時には、スプール17bが上半
分に示す位置にあるので、解放側油室B₁′の圧油は並列
なオリフィス34と35とを介してドレーンされ、締結側油
室B₁の油圧上昇に伴って第１ブレーキb₁が速やかに締結
される。一方、高車速での３２変速時には、スプール
17bが下半分に示す位置にあるので、解放側油室B₁′の
圧油はオリフィス35のみを介してドレーンされ、第１ブ
レーキb₁が緩やかに締結される。このように高車速時に
第１ブレーキb₁の締結を遅らせ、エンジン回転を上昇さ
せることにより、３２変速時の変速ショックを緩和し
ている。

リリーフバルブ18はレギュレータバルブ11の背圧室11
hの油圧を調整するバルブであり、スプリング18aにより
左方へ付勢されたスプール18bを有しており、左端ポー
ト18cにはスプリング18aと対向する方向に１−２シフト
バルブ15のポート15pからスロットル圧P_Tが導かれてい
る。左端ポート18cに入力されるスロットル圧P_Tがスプ
リング18aのばね荷重以下の場合には、背圧室11hの油圧
はスロットル圧P_Tと等しく、スロットル圧P_Tがスプリン
グ18aのばね荷重を越えると、リリーフバルブ18がドレ
ーンするので、背圧室11hの油圧はスプリング18aのばね
荷重に対応した一定油圧に制限される。そのため、ライ
ン圧P_Lは第２図のような特性となる。

ここで、本発明の主要部である２−３シフトバルブ16
の作動について説明する。

第２速時にはスプリング16aのばね荷重Spとポート16i
に入力されるスロットル圧P_Tとポート16eに入力される
ライン圧P_Lとポート16fに入力されるキックダウン圧P_K
とがスプール16bを右方へ押し、ガバナ圧P_Gがこれと対
向するようにスプール16bを左方へ押している。つま
り、Sp＋P_T・Ａ＋P_L・Ｂ＋P_K・Ｃの力とP_G・Ｄの力とが
対向する。なお、Ａはスプール16bのランド16₁の受圧面
積、Ｂはランド16₂とランド16₃の受圧面積差、Ｃはラン
ド16₃とランド16₄の受圧面積差、Ｄはランド16₂の受圧
面積であり、ランド16₅の径はランド16₄と等しい。そし
て、各受圧面積の大小関係は次の通りである。

Ｄ＞Ａ＞Ｂ＞Ｃ 一方、第３速時にはポート16eが閉じられるので、ス
プリング荷重Spとポート16iに入力されるスロットル圧P
_Tとポート16fに入力されるキックダウン圧P_Kとでスプー
ル16bを右方へ押し、ガバナ圧P_Gがこれと対向するよう
に作用している。つまり、Sp＋P_T・Ａ＋P_K・Ｂの力とP_G
・Ｄの力とが対向する。

このようにライン圧P_Lが第２速時のみスロットル圧P_T
と同方向に作用し、しかもライン圧P_Lが第２図のように
スロットル全閉でも一定油圧を保持しているので、スロ
ットル全閉時におけるダウンシフト（３２速）とアッ
プシフト（２３速）との間で第７図のように大きなヒ
ステリシスH_ISを与えることができる。したがって、３
１速へ直接ダウンシフトさせるために（Ｄレンジの第
１速ではエンジンブレーキが効かない）、第７図のよう
にスロットル全閉時における３２速の変速点を２１
速の変速点とほぼ同一車速に設定した場合でも、スロッ
トル全閉時における３２速と２３速との間に大きな
ヒステリシスH_ISを設けることができるため、走行安定
性が向上する。

また、第２速状態でキックダウン圧P_Kをガバナ圧P_Gと
対向方向に導かなければ、第７図二点鎖線で示すように
緩加速域における２３速へのアップシフトが遅れぎみ
になりやすいのに対し、本発明ではキックダウン圧P_Kを
第３速だけでなく第２速においてもガバナ圧P_Gと対向方
向に導いたので、第７図に示すようにキックダウン領域
以下の緩加速域において、２３速へのアップシフトを
低速度で行うことができドライバビリティを向上させる
ことができる。

さらに、第３速におけるキックダウン圧P_Kの受圧面積
と第２速におけるライン圧P_Lの受圧面積とが等しくなる
ようにスプール16bを構成したので、スプール16bの軸方
向寸法を短縮でき、シフトバルブ16自体を小型化でき
る。

なお、本発明は上記実施例のように前進３速の変速段
を有する自動変速機の２−３シフトバルブ16に適用した
もののほか、前進４速以上の変速段を有する自動変速機
の２−３シフトバルブあるいはそれより高速段を切り換
えるシフトバルブにも同様に適用できる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば第ｎ速
（ｎ≧２）と第ｎ＋１速とを切り換えるシフトバルブに
対し、低速段においてのみスロットル圧と同方向にライ
ン圧を導いたので、低スロットル開度域におけるアップ
シフトとダウンシフトとのヒステリシスが大きく取れ、
走行安定性が向上する。特に、スロットル全閉時に一定
油圧を発生する専用のバルブを設ける必要がなく、レギ
ュレータバルブで共用できるので、油圧回路を簡素化で
きる。

また、キックダウン圧を高速段だけでなく低速段にお
いてもガバナ圧と対向方向に導くとともに、高速段での
キックダウン圧の受圧面積を低速段でのキックダウン圧
の受圧面積より大きくしたので、緩加速時にアップシフ
トを比較的低速で行うことができ、ドライバビリティを
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる自動変速機の油圧回路図、第２
図はライン圧の特性図、第３図はスロットル圧の特性
図、第４図はキックダウン圧の特性図、第５図はガバナ
圧の特性図、第６図は２−３シフトバルブの詳細図、第
７図は変速線図である。 11……レギュレータバルブ、13……スロットルバルブ、
14……ガバナバルブ、16……２−３シフトバルブ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前進３速以上の変速段を有する自動変速機
   において、 車速に応じて上昇するガバナ圧P_Gを出力するガバナバル
   ブと、スロットル開度に応じて上昇するスロットル圧P_T
   とスロットル開度が一定開度以上のときのみスロットル
   圧P_Tと同圧のキックダウン圧P_Kとを出力するスロットル
   バルブと、常に一定圧以上のライン圧P_Lを出力するレギ
   ュレータバルブと、摩擦要素に油圧を供給または排出
   し、第ｎ速（ｎ≧２）と第ｎ＋１速とを切り換えるシフ
   トバルブとを備え、 上記シフトバルブには、摩擦要素へのポートを切り換え
   るスプールと、スプールを第ｎ速方向へ付勢するスプリ
   ングと、ガバナ圧がスプリング荷重と対向方向に入力さ
   れるポートと、スロットル圧がスプリング荷重と同方向
   に入力されるポートと、ライン圧がスプリング荷重と同
   方向に入力されるポートと、キックダウン圧がスプリン
   グ荷重と同方向に入力されるポートとが設けられ、 第ｎ速状態ではライン圧P_Lが入力されるポートとキック
   ダウン圧P_Kが入力されるポートとが開かれ、第ｎ＋１速
   状態ではライン圧P_Lが入力されるポートが閉じられると
   ともに、キックダウン圧P_Kが入力されるポートが開か
   れ、 第ｎ速状態でキックダウン圧P_Kが作用するスプールの受
   圧面積は、第ｎ＋１速状態でキックダウン圧P_Kが作用す
   るスプールの受圧面積より小さいことを特徴とする自動
   変速機の油圧制御装置。
2. 【請求項２】請求項（１）に記載の自動変速機の油圧制
   御装置において、 上記シフトバルブのスプールの第ｎ速におけるライン圧
   P_Lの受圧部と、第ｎ＋１速におけるキックダウン圧P_Kの
   受圧部とが同一部分となるように、ライン圧が入力され
   るポートとキックダウン圧が入力されるポートとが隣接
   して設けられていることを特徴とする自動変速機の油圧
   制御装置。