JP3102137B2 - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両の自動変速機にお
いて変速を制御するための油圧制御装置に関し、特に一
つの摩擦係合装置に対して二つの油圧の給排部を切換え
て連通させるバルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように自動変速機における変速
は、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を係合もし
くは解放させることにより実行されるが、それらの摩擦
係合装置のうちには走行レンジの異なる二つの変速段で
係合させられものもあり、この種の摩擦係合装置におい
ては、変速時の過渡特性をそれぞれの変速段で異ならせ
る必要がある。

【０００３】例えば図３は前進４段・後進１段の変速段
を設定可能な自動変速機の歯車列を示しており、この歯
車列は前進３段の変速を行う３速変速部１とオーバード
ライブ部（Ｏ／Ｄ部）２とを備えている。すなわち３速
変速部１は、第１遊星歯車機構３と第２遊星歯車機構４
とを備え、それぞれのサンギヤ５，６がサンギヤ軸７に
よって連結されるとともに、そのサンギヤ軸７が第２ク
ラッチＣ2 を介して入力軸８に連結され、その第２クラ
ッチＣ2 のクラッチドラムの外周にバンドブレーキであ
る第１ブレーキＢ1 が設けられている。また第１遊星歯
車機構３のリングギヤ９と入力軸８との間には第１クラ
ッチＣ1 が配置されている。さらにサンギヤ軸７とケー
シング１０との間には、互いに直列に配列された第１一
方向クラッチＦ1 と第２ブレーキＢ2 とが配置されてい
る。第１遊星歯車機構３のキャリヤ１１と第２遊星歯車
機構４のリングキヤ１２とが一体となって回転するよう
連結され、その第２遊星歯車機構４のキャリヤ１３とケ
ーシング１０との間には、互いに並列の関係に配列され
た第２一方向クラッチＦ2 と第３ブレーキＢ3 とが設け
られている。

【０００４】Ｏ／Ｄ部２は一組の遊星歯車機構１４を備
え、そのキャリヤ１５が前記第１遊星歯車機構３のキャ
リヤ１１および第２遊星歯車機構４のリングギヤ１２に
連結され、またリングギヤ１６が出力部材であるカウン
タドライブギヤ１７に連結されている。そしてサンギヤ
１８とキャリヤ１５との間には、互いに並列の関係にあ
る一方向クラッチＦ0 とクラッチＣ0 とが配置され、さ
らにそのサンギヤ１８とケーシング１０との間にブレー
キＢ0 が設けられている。この自動変速機では各摩擦係
合装置が図４の作動表に示すように係合することにより
前進４段・後進１段の変速段を設定することができる。

【０００５】上述した自動変速機における第３ブレーキ
Ｂ3 は、後進段とＬレンジの第１速とで係合させる必要
があるが、後進段は３速変速部１にトルクが入力されて
いないニュートラルレンジから切換えて設定されるため
に、第３ブレーキＢ3 はその係合油圧を調圧することな
く係合させても変速ショックは生じない。一方、Ｌレン
ジの第１速では、第１クラッチＣ1 が係合していて３速
変速部１に既にトルクが入力されている状態で第３ブレ
ーキＢ3 を係合させる必要があるために、第３ブレーキ
Ｂ3 は油圧を調圧しつつ係合させる必要がある。そのた
めシフトバルブを使用している従来の油圧制御装置で
は、第３ブレーキＢ3 に油圧を供給する油路をシフトバ
ルブおよびマニュアルバルブによって切換えている。

【０００６】また最近では、摩擦係合装置に対する油圧
の給排とその過渡制御とを一つの電磁弁で行う所謂直接
制御式の自動変速機用油圧制御装置が開発されつつあ
り、例えばその一例が特開平３−１６３２６５号公報に
記載されている。この種の油圧制御装置では、各電磁弁
は摩擦係合装置の係合・解放の制御とその油圧の過渡制
御とを行うことができるが、油路の変更を行うことがで
きず、したがって上述した第３ブレーキＢ3 のように異
なるレンジで係合させられる摩擦係合装置については、
シャトル型のチェックボールバルブを使用して各レンジ
もしくは変速段での油圧の供給油路を切換えるのが一般
的である。これを模式的に示せば、図５のとおりであ
り、マニュアルバルブ２０のＲレンジポート２１をシャ
トル型チェックボールバルブ２２を介して第３ブレーキ
Ｂ3 に接続し、またマニュアルバルブ２０のＬレンジポ
ート２３は例えばデューティ制御される電磁弁２４に接
続するとともに、この電磁弁２４を前記シャトル型のチ
ェックボールバルブ２２を介して第３ブレーキＢ3 に接
続することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した所謂直接制御
式の油圧制御装置では、シフトバルブやアキュームレー
ータなどを廃止できるので、油圧制御装置の小型軽量化
をある程度図ることができるが、シャトル型のチェック
ボールバルブ２２を新たに追加する必要があり、これが
重量の増大要因もしくは小型化の阻害要因となってお
り、この点で更に改善する余地があった。

【０００８】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、摩擦係合装置の係合圧の直接制御が可能であ
り、かつより小型軽量化を図ることのできる油圧制御装
置を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、走行レンジの異なる二つの変速段で
油圧が供給されて係合する摩擦係合装置を備えた自動変
速機の油圧制御装置において、前記摩擦係合装置への油
圧の給排を制御するバルブが、互いに対向させて形成さ
れた二つの弁座と、これらの弁座の間に移動自在に収容
されてそれぞれの弁座を選択的に閉じる弁体と、前記摩
擦係合装置が接続されかつ前記弁座の間に開口するよう
形成された出力ポートと、前記一方の弁座側から他方の
弁座に向けて前進して前記弁体を他方の弁座に押し付け
るよう磁気力によって軸線方向に前後動させられるプラ
ンジャとを有し、前記一方の弁座を開口端とした一方の
ポートに前記二つの変速段のうちの一方の変速段で油圧
が供給される油路が接続され、かつ他方の弁座を開口端
とする他方のポートに前記二つの変速段のうちの他方の
変速段で油圧が供給される他の油路が接続されているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】またこの発明では、所定の低速段でエンジ
ンブレーキ効かせるための油圧と後進段を設定するため
の油圧とを選択的に出力する切換弁を設け、前記一方の
ポートには前記油路を介して後進段を設定するための油
圧を供給し、かつ他方のポートには前記他の油路を介し
て前記所定の低速段でエンジンブレーキを効かせるため
の油圧を供給するよう構成し、さらに前記摩擦係合装置
は、前記所定の低速段でエンジンブレーキを効かせる場
合と後進段を設定する場合とで係合させられる摩擦係合
装置とすることができる。

【００１１】

【作用】この発明の油圧制御装置で使用されるバルブ
は、プランジャが前進して弁体を前記他方の弁座に押付
けて前記他方のポートを閉じる構成であるから、このプ
ランジャと同方向に油圧を加える前記一方のポートから
油圧を供給した場合には、弁体はその油圧によって前記
他方の弁座に押付けられて、ここを閉じる。すなわち前
記他方のポートから供給される油圧については、プラン
ジャによって供給および停止を制御でき、プランジャに
よる開閉を高速で行うとともに単位時間あたりの開閉割
合を制御すれば、供給油圧を制御することができる。ま
た前記一方のポートから油圧を供給した場合には、弁体
が他方の弁座に押付けられたままとなって、この一方の
ポートが出力ポートに連通するので、その一方のポート
から供給された油圧をそのまま摩擦係合装置に供給する
ことができる。すなわちこれらのポートを介して供給さ
れる油圧がレンジの異なる変速段で供給される油圧とす
ることにより、それらの油圧の供給速度、すなわちそれ
らの変速段での摩擦係合装置の係合過渡特性を異ならせ
て制御することができる。

【００１２】特に後進段とエンジンブレーキの効く低速
段とでは、前記摩擦係合装置の係合過渡特性が大きく異
なるが、この発明の油圧制御装置では、前記一つのバル
ブによって後進段と前記低速段とに適した油圧の供給制
御を行うことができる。

【００１３】

【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明すると、図１はこの発明の一実施例を示す部分的な油
圧回路図であって、ここに示すバルブ３０は図３に示す
自動変速機における第３ブレーキＢ3 を制御するための
ものである。すなわちこのバルブ３０は電子制御装置３
１によってオン・オフ制御されるソレノイド３２によっ
てプランジャ３３を図１の下方に前進させる電磁弁であ
って、非通電時にはプランジャ３３が後退して第３ブレ
ーキＢ3 への油圧を供給できる状態とするノーマルオー
プン型として構成されている。ソレノイド３２およびプ
ランジャ３３の後端部を収容しているコイル室３４の開
口部には、円筒状の突出部３５を一体に形成したケーシ
ング３６が取り付けられており、プランジャ３３の先端
部分はその円筒状突出部３５に挿入されている。

【００１４】また円筒状突出部３５の内部の中間部には
リング状の排出側弁座３７が設けられており、これに対
して突出部３５の先端部には、開口端を供給ポート３８
とした供給側弁座３９が、排出側弁座３７と同一軸線上
で対向して設けられている。そしてこれらの弁座３７，
３９の間に弁体である鋼球などのボール４０が移動自在
に収容されている。さらに前記突出部３５には、排出側
弁座３７と供給側弁座３９との間に開口するよう半径方
向に貫通させて形成した出力ポート４１が形成され、前
記排出側弁座３７を挟んで出力ポート４１とは反対側に
ドレンポート４２が半径方向に貫通して形成されてい
る。

【００１５】さらにドレンポート４２を挟んで排出側弁
座３７とは反対側、すなわち円筒状突出部３５の内奥部
にはシール用弁座４３が形成されており、プランジャ３
３が後退している状態で、このシール用弁座４３に密着
してコイル室３４をドレンポート４２に対して閉じるフ
ランジ状のシール部材４４がプランジャ３３に取り付け
られている。このシール部材４４のドレンポート４２か
らの油圧が作用する受圧面の直径Ｄ1 は以下のように設
定されている。すなわち図２において、ライン圧ＰL が
ボール４０を介してプランジャ３３を図１の上方に押す
力は、供給側弁座３９に密着しているボール４０の受圧
面の直径をＤ0 とすれば、（π・Ｄ0 ²・ＰL ／４）で
表される大きさであり、したがってプランジャ３３の図
１における下向きの力は、この供給ポート３８からのラ
イン圧ＰL による押上げ力より大きく設定されている。
電気的なフェイル時には、ドレンポート４２から供給し
た油圧が、このプランジャ３３の下向きの力に抗してプ
ランジャ３３を押し上げる必要があるので、結局、シー
ル部材４４の受圧面の直径Ｄ1 は、供給ポート３８側で
のボール４０の受圧面の直径Ｄ0 より大きく設定されて
いる。

【００１６】なお円筒状突出部３５のうちプランジャ３
３を単に貫通させている部分の内径Ｄ2 は、プランジャ
３３がスティックした場合などのオイルの漏洩を可及的
に少なくするために、可能な範囲で小さい値に設定され
ている。

【００１７】そして前記出力ポート４１には図３に示す
第３ブレーキＢ3 が接続されており、また供給ポート３
８にはマニュアルバルブ４５のＬレンジポート４６が接
続され、かつドレンポート４２にはマニュアルバルブ４
５のリバース（Ｒ）レンジポート４７が接続されてい
る。なおこのマニュアルバルブ４５が従来一般の自動変
速機用油圧制御装置で使用されているものと同様のバル
ブであって、ドライブ（Ｄ）レンジを選択した場合には
ライン圧ＰL の供給されている入力ポート４８をＤレン
ジポート４９に連通させ、第２速でエンジンブレーキを
効かせるＳレンジを選択した場合にはＤレンジポート４
９とＳレンジポート５０とを入力ポート４８に連通さ
せ、第１速でエンジンブレーキを効かせるＬレンジを選
択した場合には、Ｄレンジポート４９とＳレンジポート
５０とＬレンジポート４６とを入力ポート４８に連通さ
せ、そしてＲレンジを選択した場合にはＲレンジポート
４７を入力ポート４８に連通させるようになっている。
さらにこれらの連通関係以外では、各レンジポート４
６，４７，４８，４９．５０はドレンポート５１，５２
に連通する。

【００１８】前述したように第３ブレーキＢ3 はＬレン
ジの第１速とＲレンジとで係合させられるので、これら
の変速段を設定する場合の作用について説明すると、先
ずＬレンジを選択した場合には、マニュアルバルブ４５
のＬレンジポート４６からライン圧ＰL が出力されて電
磁弁３０の供給ポート３８に送られ、またＲレンジポー
ト４７はドレンポート５１に連通するので、電磁弁３０
のドレンポート４２からは排圧される。一方、ソレノイ
ド３２は電子制御装置３１によって制御され、通電状態
すなわちオン状態であれば、プランジャ３３が磁気力に
よって図１の下側に吸引されてボール４０を供給側弁座
３９に押し付け、供給ポート３８を閉じる。また非通電
状態すなわちオフ状態であれば、供給ポート３８に供給
したライン圧ＰL がボール４０を介してプランジャ３３
を図１の上方に押し上げるから、ボール４０が供給側弁
座３９から離隔して供給ポート３８を開く。したがって
ソレノイド３２の単位時間あたりのオン・オフの割合を
制御すれば、すなわち電磁弁３０をデューティ制御すれ
ば、出力ポート４１から第３ブレーキＢ3 に供給される
油圧を制御でき、Ｌレンジの第１速を設定する際の過渡
制御を行って変速ショックを良好にすることができる。

【００１９】これに対してＲレンジを選択した場合に
は、マニュアルバルブ４５のＲレンジポート４７から電
磁弁３０のドレンポート４２にライン圧ＰL が供給さ
れ、またＬレンジポート４６はドレンポート５２に連通
されてここから排圧される。したがって電磁弁３０にお
けるボール４０を挟んで図１の上側の圧力が高く、下側
の圧力が低くなるから、ボール４０はドレンポート４２
から供給されるライン圧ＰL すなわちＲレンジ圧によっ
て供給側弁座３９に押し付けられて供給ポート３８を閉
じ、ドレンポート４２が出力ポート４１に連通する。こ
の状態はソレノイド３２の通電・非通電の状態に拘らず
生じ、したがってマニュアルバルブ４５によってＲレン
ジを選択すれば、第３ブレーキＢ3 に直ちに油圧が供給
されてこれが係合する。

【００２０】このようにＬレンジを設定する場合とＲレ
ンジを設定する場合とでは、第３ブレーキＢ3 へ供給す
る油圧の過渡状態を異ならせることができ、これは図５
に示す従来のシャトル型チェックボールバルブを用いて
得られる作用と同じであり、したがって図１に示す構成
では、従来のシャトル型チェックボールバルブを廃止す
ることができる。

【００２１】なお、電気的なフェイルによってソレノイ
ドに通電したままとなった場合、プランジャ３３は図１
の右半分に示すように下がった状態となるが、この状態
でドレンポート４２からライン圧ＰL が供給されると、
プランジャ３３に取り付けたシール部材４４には、プラ
ンジャ３３に作用する磁気的な吸引力より大きい押上げ
力が作用するので、プランジャ３３が図１の左半分に示
すように上側に移動してシール部材４４がシール用弁座
４３に密着し、ここを閉じるので、コイル室３４やここ
から外部に油圧が漏れることが防止される。

【００２２】なお、上記の実施例では図３に示す歯車列
における第３ブレーキを制御する電磁弁を例に採って説
明したが、この発明は上記の実施例に限定されるもので
はなく、他の歯車列を有する自動変速機を対象とした油
圧制御装置に適用することができる。

【００２３】また上記の実施例では、ノーマルオープン
型の電磁弁を例に採って説明したが、この発明では、プ
ランジャをスプリングで前進方向に押圧しておき、これ
を磁気力で後退させ、非通電時には出力ポートをドレン
ポートに連通させるノーマルクローズ型として構成して
もよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明しようにこの発明の油圧制御装
置によれば、走行レンジの異なる二つの変速段で係合さ
れる摩擦係合装置に対して油圧を給排するバルブが、油
路を切換えるチェックボールバルブと同様の機能を果た
すので、従来、油圧制御弁とは別に設けていたチェック
ボールバルブを廃止することができ、したがってこの発
明によれば、油圧制御装置を更に小型軽量化することが
できる。特にこの発明では、油圧の単なる給排の制御と
油圧の過渡制御とを行うことができるので、迅速の油圧
の供給が要求される後進段とエンジンブレーキを効かせ
る低速段とで係合させる摩擦係合装置の油圧の制御を行
う場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を説明するための部分油圧
回路図である。

【図２】その部分拡大図である。

【図３】実施例で対象とする自動変速機の歯車列を示す
スケルトン図である。

【図４】その摩擦係合装置の係合作動表である。

【図５】従来の所謂直接制御式の油圧制御装置の一例の
模式的な部分油圧回路図である。

【符号の説明】 ３０ 電磁弁 ３３ プランジャ ３７ 排出側弁座 ３８ 供給ポート ３９ 供給側弁座 ４０ ボール ４１ 出力ポート ４２ ドレンポート ４５ マニュアルバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−79454（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−60271（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−296345（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−106946（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 63/00 - 63/38 F16H 61/00 - 61/36

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行レンジの異なる二つの変速段で油圧
   が供給されて係合する摩擦係合装置を備えた自動変速機
   の油圧制御装置において、 前記摩擦係合装置への油圧の給排を制御するバルブが、
   互いに対向させて形成された二つの弁座と、これらの弁
   座の間に移動自在に収容されてそれぞれの弁座を選択的
   に閉じる弁体と、前記摩擦係合装置が接続されかつ前記
   弁座の間に開口するよう形成された出力ポートと、前記
   一方の弁座側から他方の弁座に向けて前進して前記弁体
   を他方の弁座に押し付けるよう磁気力によって軸線方向
   に前後動させられるプランジャとを有し、前記一方の弁
   座を開口端とした一方のポートに前記二つの変速段のう
   ちの一方の変速段で油圧が供給される油路が接続され、
   かつ他方の弁座を開口端とする他方のポートに前記二つ
   の変速段のうちの他方の変速段で油圧が供給される他の
   油路が接続されている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】 所定の低速段でエンジンブレーキ効かせ
   るための油圧と後進段を設定するための油圧とを選択的
   に出力する切換弁を備え、前記一方のポートには前記油
   路を介して後進段を設定するための油圧が供給され、か
   つ他方のポートには前記他の油路を介して前記所定の低
   速段でエンジンブレーキを効かせるための油圧が供給さ
   れるよう構成され、さらに前記摩擦係合装置が前記所定
   の低速段でエンジンブレーキを効かせる場合と後進段を
   設定する場合とで係合させられる摩擦係合装置であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の油圧制御
   装置。