JP3111317B2 - 車両用油圧作動式変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低速段と高速段と
の少なくとも２段の変速段を有する車両用油圧作動式変
速機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の制御装置は、低速段を確立する
低速位置と高速段を確立する高速位置とに切換自在なシ
フト弁を備え、エンジン負荷と車速とをパラメータとし
て設定される所定の変速特性に従ってシフト弁を切換え
て、自動変速を行うように構成されている。

【０００３】制御装置の種類には大別して、エンジン負
荷センサと車速センサとからの信号を入力するコントロ
ーラにより制御される電磁弁を用いてシフト弁を切換制
御する電子制御式のものと、エンジン負荷に応じた第１
の油圧信号を出力する第１油圧信号出力手段と、車速に
応じた第２の油圧信号を出力する第２油圧信号出力手段
とを用い、シフト弁を第１の油圧信号と付勢手段とで低
速位置側、第２の油圧信号で高速位置側に押圧して、シ
フト弁の切換えを行う純油圧制御式とがある。最近は、
電子制御式の制御装置が多く用いられているが、コスト
上等の理由から純油圧制御式の制御装置も使用されてい
る。

【０００４】ところで、運転者によるダウンシフト操作
時、例えば、自動変速レンジから低速保持レンジへの切
換え操作時は、シフト弁を低速位置に切換えて、高速段
から低速段にダウンシフトさせることが必要になる。こ
こで、純油圧制御式の制御装置では、シフト弁への前記
第２の油圧信号の入力を断つとシフト弁が低速位置に切
換えられる。そこで、純油圧制御式の制御装置において
は、従来、特公平５−２７７８５号公報に見られるよう
に、第２の油圧信号をシフト弁に入力する油路に介入さ
れる弁部をマニュアル弁に形成し、自動変速レンジでは
前記油路を開通させるが、低速保持レンジでは該弁部に
より前記油路を遮断して、シフト弁への第２の油圧信号
の入力を断っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の純油圧式の
制御装置では、運転者によるダウンシフト操作が行われ
た時の車速がダウンシフトで確立される低速段のギア比
に対応した車速よりも高い場合、エンジンの過回転が起
こってしまい、これを防止するためには、別の油圧回路
を設けるか、或いは電子制御式の防止装置を備える必要
があった。

【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、車速が所定値
以下になるまではダウンシフトを禁止し、エンジンの過
回転を防止できるようにした純油圧制御式の簡単な制御
装置を提供することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明は、低速段と高速段との少なくとも２段の変速段
を有する車両用油圧作動式変速機の制御装置であって、
エンジン負荷に応じた第１の油圧信号を出力する第１油
圧信号出力手段と、車速に応じた第２の油圧信号を出力
する第２油圧信号出力手段と、低速段を確立する低速位
置と高速段を確立する高速位置とに切換自在であって、
前記第１の油圧信号と付勢手段とにより低速位置側に押
圧され、前記第２の油圧信号により高速位置側に押圧さ
れるシフト弁と、運転者によるダウンシフト操作時に、
前記シフト弁への前記第２の油圧信号の入力を断って、
前記シフト弁を低速位置に切換えるダウンシフト手段と
を備えるものにおいて、前記ダウンシフト手段を、前記
第２の油圧信号を前記シフト弁に入力する油路に介設し
た制御弁であって、該油路の上流部に連通する入力ポー
トと、該油路の下流部に連通する出力ポートと、ドレン
ポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとを接続す
る開位置とこの接続を断って前記出力ポートを前記ドレ
ンポートに接続する閉位置とに切換自在なスプールとを
有するものと、前記ダウンシフト操作時に第３の油圧信
号を出力する第３油圧信号出力手段とで構成し、前記制
御弁に、前記スプールを閉位置側に押圧する第１圧力室
と、前記スプールを開位置側に押圧する第２圧力室とを
設けて、前記第１圧力室に前記第３の油圧信号を入力す
ると共に、前記第２圧力室に前記第２の油圧信号を入力
し、前記ダウンシフト操作時は、車速の低下で前記第２
の油圧信号の油圧値が所定圧以下になったところで、前
記第３の油圧信号による押圧力で前記スプールが閉位置
に切換えられて、前記シフト弁の低速位置への切換えに
よる高速段から低速段へのダウンシフトが行われるよう
にしている。

【０００８】第１圧力室にダウンシフト操作で第３の油
圧信号が入力されても、高速走行中は第２圧力室に入力
される車速に応じた第２の油圧信号により制御弁のスプ
ールは開位置に保持され、シフト弁に第２の油圧信号が
入力されて、シフト弁は高速位置に保持される。かく
て、高速走行中のダウンシフト操作によるダウンシフト
が禁止され、エンジンの過回転が防止される。

【０００９】ところで、制御弁のスプールが閉位置に切
換えられてダウンシフトが実行された後は、ダウンシフ
ト操作による運転者の意図に応えるために、車速が上昇
しても制御弁のスプールを閉位置に保持し、アップシフ
トを阻止することが望まれる。この場合、前記第２圧力
室を、前記油路の下流部に連通させれば、制御弁のスプ
ールの閉位置への切換えで第２圧力室がドレンポートに
接続されることになり、その後車速が上昇しても制御弁
のスプールは第１圧力室に入力される第３の油圧信号に
より閉位置に保持され、アップシフトが阻止される。

【００１０】また、前記制御弁のスプールに、開位置で
前記入力ポートと前記出力ポートとを接続し、閉位置で
前記出力ポートと前記ドレンポートとを接続する該スプ
ールのランド溝を前記第２圧力室に連通する連通路を形
成した場合も、スプールの閉位置への切換え後は車速が
上昇してもスプールは閉位置に保持され、アップシフト
が阻止される。そして、このものでは、第２圧力室に第
２の油圧信号を入力する外部油路を設ける必要がなく、
油路構成が簡素化される利点がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１を参照して、１は前進４段後
進１段の変速を行う変速機を示し、該変速機１は、エン
ジン２にトルクコンバータ３を介して連結される入力軸
１ａと、車両の駆動輪４にデフギア５を介して連結され
る出力軸１ｂとの間に、前進用の１速乃至４速の変速段
Ｇ１,Ｇ２,Ｇ３,Ｇ４と後進段ＧＲとを備え、前進用の
各変速段Ｇ１,Ｇ２,Ｇ３,Ｇ４に油圧連結要素たる１速
乃至４速の各油圧クラッチＣ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４を介設
している。

【００１２】尚、後進段ＧＲは、４速段Ｇ４と４速油圧
クラッチＣ４を共用しており、４速段Ｇ４と後進段ＧＲ
とを出力軸１ｂ上のセレクタ６を介して選択的に確立さ
せるようにしている。また、１速段Ｇ１には、出力軸１
ｂ側のオーバー回転を許容するワンウェイクラッチ７が
介設されている。

【００１３】前記各油圧クラッチＣ１,Ｃ２,Ｃ３,Ｃ４
は図２に示す油圧回路によりその給排油を制御される。
この油圧回路には、油圧源８と、レギュレータ９と、マ
ニュアル弁１０と、シフト弁ユニット１１と、前記セレ
クタ６を連結する前後進切換用のサーボ弁１２とが設け
られている。

【００１４】マニュアル弁１０は、パーキング用の
「Ｐ」と、後進用の「Ｒ」と、ニュートラル用の「Ｎ」
と、１速乃至４速間の自動変速用の「Ｄ₄」と、１速乃
至３速間の自動変速用の「Ｄ₃」と、２速保持用の
「２」との計６位置に切換自在であり、「Ｄ₄」位置で
は、油圧源８からの圧油をレギュレータ９で一定のライ
ン圧ＰＬに調圧して供給する第１油路Ｌ１がシフト弁ユ
ニット１１に連なる第２油路Ｌ２に接続され、シフト弁
ユニット１１を介して２速乃至４速の油圧クラッチＣ
２,Ｃ３,Ｃ４に選択的に給油され、また、第２油路Ｌ２
から分岐した第３油路Ｌ３を介して１速油圧クラッチＣ
１に常時給油される。

【００１５】シフト弁ユニット１１は、上流側の１−２
シフト弁１１₁と、これに第４油路Ｌ４を介して接続さ
れる中間の２−３シフト弁１１₂と、これに第５油路Ｌ
５を介して接続される下流側の３−４シフト弁１１₃と
で構成されている。そして、これらシフト弁１１₁,１１
₂,１１₃をエンジン負荷と車速とに応じて切換制御すべ
く、エンジン負荷たるスロットル開度に応じた第１の油
圧信号（以下、スロットル圧Ｐθと記す）を出力する第
１油圧信号出力手段としてのスロットル弁１３と、車速
に応じた第２の油圧信号（以下、ガバナ圧ＰＶと記す）
を出力する第２油圧信号出力手段としてのガバナ弁１４
とを設け、各シフト弁１１₁,１１₂,１１ ₃を、スロット
ル圧Ｐθと付勢手段１１ａとにより低速位置側と、ガバ
ナ圧ＰＶにより高速位置側とに押圧している。

【００１６】「Ｄ₄」位置にしての発進時は、先ず、１
速油圧クラッチＣ１に給油されて１速段Ｇ１が確立さ
れ、その後車速が増加すると、ガバナ圧ＰＶにより先ず
１−２シフト弁１１₁が低速位置たる１速位置から高速
位置たる２速位置に切換えられて、第２油路Ｌ２が第４
油路Ｌ４に接続され、２−３シフト弁１１₂の流出側の
第６油路Ｌ６を介して２速油圧クラッチＣ２に給油され
て１速から２速にアップシフトされる。更に車速が増加
すると、２−３シフト弁１１₂が低速位置たる２速位置
から高速位置たる３速位置に切換えられて、第４油路Ｌ
４が第５油路Ｌ５に接続され、第３シフト弁１１₃の流
出側の第７油路Ｌ７を介して３速油圧クラッチＣ３に給
油されると共に、第６油路Ｌ６が２−３シフト弁１１₂
を介して第１排油路ＬＤ１に接続されて２速油圧クラッ
チＣ２から排油され、２速から３速にアップシフトされ
る。更に車速が増加すると、３−４シフト弁１１₃が低
速位置たる３速位置から高速位置たる４速位置に切換え
られて、第５油路Ｌ５が第８油路Ｌ８に接続され、第８
油路Ｌ８に「Ｄ₄」位置で接続される第９油路Ｌ９を介
して４速油圧クラッチＣ４に給油されると共に、第７油
路Ｌ７が３−４シフト弁１１₃を介して第２排油路ＬＤ
２に接続されて３速油圧クラッチＣ４から排油され、３
速から４速にアップシフトされる。

【００１７】また、減速によれば、３−４シフト弁１１
₃が３速位置に復帰して、上記と同様の経路で３速油圧
クラッチＣ３に給油されると共に、第８油路Ｌ８が３−
４シフト弁１１₃を介して第３排油路ＬＤ３に接続され
て４速油圧クラッチＣ４から排油され、４速から３速に
ダウンシフトされる。更に車速が減少すると、２−３シ
フト弁１１₂が２速位置に復帰して、上記と同様の経路
で２速油圧クラッチＣ２に給油されると共に、第５油路
Ｌ５が２−３シフト弁１１₂を介して第４排油路ＬＤ４
に接続されて３速油圧クラッチＣ３から排油され、３速
から２速にダウンシフトされる。更に車速が減少する
と、１−２シフト弁１１₁が１速位置に復帰し、「Ｄ₄」
位置で大気開放される第１０油路Ｌ１０に１−２シフト
弁１１₁を介して第４油路Ｌ４が接続されて２速油圧ク
ラッチＣ２から排油され、２速から１速にダウンシフト
される。かくて、図３に示す如き変速特性で１速乃至４
速の自動変速が行われる。図中Ｘ₁,Ｘ₂,Ｘ₃は夫々１速
−２速、２速−３速、３速−４速の変速特性線を示す。

【００１８】３−４シフト弁１１₃にガバナ弁１３から
のガバナ圧ＰＶを入力する第１１油路Ｌ１１には、「Ｄ
₃」位置で３−４シフト弁１１₃へのガバナ圧ＰＶの入力
を断って、３−４シフト弁１１₃を３速位置に保持する
ダウンシフト手段としての第１制御弁１５が介設されて
おり、また、１−２シフト弁１１₁及び２−３シフト弁
１１₂にガバナ圧ＰＶを入力する第１２油路Ｌ１２に
は、「２」位置で１−２シフト弁１１₁及び２−３シフ
ト弁１１₂へのガバナ圧ＰＶの入力を断って、１−２シ
フト弁１１₁を１速位置、２−３シフト弁１１₂を２速位
置に保持するダウンシフト手段としての第２制御弁１６
が介設されている。

【００１９】第１と第２の各制御弁１５,１６は、図面
で右方の開位置と左方の閉位置とに切換自在なスプール
１５ａ,１６ａを備えており、スプール１５ａ,１６ａに
形成したランド溝１５ｂ,１６ｂにより、開位置では、
第１１と第１２の各油路Ｌ１１,Ｌ１２の上流部Ｌ１１
ａ,Ｌ１２ａに連通する入力ポート１５ｃ,１６ｃと該各
油路Ｌ１１,Ｌ１２の下流部Ｌ１１ｂ,Ｌ１２ｂに連通す
る出力ポート１５ｄ,１６ｄとを接続し、閉位置では、
入力ポート１５ｃ,１６ｃと出力ポート１５ｄ,１６ｄと
の接続を断って出力ポート１５ｄ,１６ｄをドレンポー
ト１５ｅ,１６ｅに接続するように構成されている。各
スプール１５ａ,１６ａは、ばね１５ｆ,１６ｆで開位置
側に押圧されており、「Ｄ₄」位置では、各スプール１
５ａ,１６ａが開位置に保持されて、各シフト弁１１₁,
１１₂,１１₃にガバナ圧ＰＶが入力され、図３の変速特
性線Ｘ₁,Ｘ₂,Ｘ₃に従って各シフト弁１１₁,１１₂,１１₃
が切換えられ、１速乃至４速の自動変速が行われる。

【００２０】各制御弁１５,１６には、スプール１５ａ,
１６ａを閉位置側に押圧する右端の第１圧力室１５ｇ,
１６ｇが設けられており、第１制御弁１５の第１圧力室
１５ｇに連なる第１３油路Ｌ１３を「Ｄ₃」位置で第２
油路Ｌ２と共に第１油路Ｌ１に接続し、また、第２制御
弁１６の第１圧力室１６ｇを前記第１０油路Ｌ１０に連
通させて、第１０油路Ｌ１０を「２」位置で第２油路Ｌ
２及び第１３油路Ｌ１３と共に第１油路Ｌ１に接続して
いる。かくて、マニュアル弁１０が第３油圧信号出力手
段として機能し、「Ｄ₃」位置において第３の油圧信号
たるライン圧ＰＬが第１制御弁１５の第１圧力室１５ｇ
に入力され、スプール１５ａが閉位置に切換えられて、
３−４シフト弁１１₃へのガバナ圧ＰＶの入力が断た
れ、また、「２」位置において第３の油圧信号たるライ
ン圧ＰＬが第２制御弁１６の第１圧力室１６ｇに入力さ
れ、スプール１６ａが閉位置に切換えられて、１−２シ
フト弁１１₁及び２−３シフト弁１１₂へのガバナ圧ＰＶ
の入力が断たれる。尚、「２」位置では、１−２シフト
弁１１₁が１速位置であっても第１０油路Ｌ１０から２
速油圧クラッチＣ２に給油され、２速段Ｇ２が確立され
る。

【００２１】各制御弁１５,１６には、更に、スプール
１５ａ,１６ａを開位置側に押圧する左端の第２圧力室
１５ｈ,１６ｈが設けられており、第２圧力室１５ｈ,１
６ｈにガバナ圧ＰＶを入力している。かくて、第１圧力
室１５ｇ,１６ｇにライン圧ＰＬが入力されても、高車
速ではガバナ圧ＰＶが高いため、ガバナ圧ＰＶとばね１
５ｆ,１６ｆとによる開位置側への押圧力がライン圧Ｐ
Ｌによる閉位置側への押圧力を上回り、車速が所定値以
下になるまではスプール１５ａ,１６ａが閉位置に切換
わらない。この所定値は、第１制御弁１５では、図３の
３速−４速変速特性線より若干高速側のＶＳ１、第２制
御弁１６では２速−３速の変速特性線より若干高速側の
ＶＳ２に設定されており、ＶＳ１より高車速での走行中
に「Ｄ₃」位置に切換操作したときは、車速がＶＳ１に
減少したところで４速から３速にダウンシフトされ、ま
た、ＶＳ２より高車速での走行中に「２」位置に切換操
作したときは、車速がＶＳ２に減少したところで３速か
ら２速にダウンシフトされ、エンジン２の過回転が防止
される。

【００２２】尚、各制御弁１５,１６のスプール１５ａ,
１６ａが一旦閉位置に切換わった後は、「Ｄ₃」位置や
「２」位置への切換操作による運転者の意図に応えるた
め、車速が所定値ＶＳ１,ＶＳ２以上になってもスプー
ル１５ａ,１６ａを閉位置に保持しておくことが望まし
い。そこで、本実施形態では、第２制御弁１６の第２圧
力室１６ｈを第１２油路Ｌ１２の下流部Ｌ１２ａに連通
させ、スプール１６ａが開位置に存するときにのみ第２
圧力室１６ｈにガバナ圧ＰＶが入力されるようにしてい
る。また、第１制御弁１５では、第２圧力室１５ｈをス
プール１５ａに形成した油孔から成る連通路１５ｉを介
してランド溝１５ｂに連通させている。この場合も、ス
プール１５ａが開位置に存するときにのみ第２圧力室１
５ｈにガバナ圧ＰＶが入力され、スプール１５ａが一旦
閉位置に切替わると、第１圧力室１５ｇにライン圧ＰＬ
が入力されている限り車速が上昇してもスプール１５ａ
は閉位置に保持される。ここで、第２制御弁１６では、
第２圧力室１６ｈを第１２油路Ｌ１２の下流部に連通す
る外部油路が必要になるが、第１制御弁１５ではかかる
外部油路が不要となり、油路構成が簡素化される利点が
ある。

【００２３】また、本実施形態では、第１制御弁１５に
スプール１５ａを閉位置側に押圧する第３圧力室１５ｊ
を設けて、第３圧力室１５ｊに２速油圧クラッチＣ２の
油圧を入力し、２速走行時はスプール１５ａが閉位置に
切換えられるようにしている。そのため、「Ｄ₄」位置
での走行中にアクセル戻しにより２速から４速への飛び
越しアップシフトを生ずる状態になっても、２速油圧ク
ラッチＣ２からの排油でその油圧が所定圧に低下してス
プール１５ａが開位置に切換わるまでは、３−４シフト
弁１１₃がガバナ圧ＰＶの入力停止で３速位置に保持さ
れ、３速を経由して４速にスムーズにアップシフトされ
る。

【００２４】「Ｒ」位置では、サーボ弁１２の入力側の
第１４油路Ｌ１４が第１油路Ｌ１に接続されると共に、
サーボ弁１２の出力側の第１５油路Ｌ１５に４速油圧ク
ラッチＣ４に連なる第９油路Ｌ９が接続される。そし
て、第１４油路Ｌ１４からの油圧によりサーボ弁１２が
図面で右方の後進位置に切換わって、後進段ＧＲがセレ
クタ６を介して出力軸１ｂに連結されると共に、後進位
置において第１４油路Ｌ１４がサーボ弁１２内の油孔１
２ａを介して第１５油路Ｌ１５に接続され、４速油圧ク
ラッチＣ４に給油されて後進段ＧＲが確立される。

【００２５】また、「Ｄ₄」「Ｄ₃」「２」の各位置で
は、サーボ弁１２の背圧室１２ｂに第２油路Ｌ２からの
油圧が入力され、サーボ弁１２が左方の前進位置（図示
の位置）に切換わり、４速段Ｇ４がセレクタ６を介して
出力軸１ｂに連結される。

【００２６】以上、２軸平行式の変速機の制御装置に本
願発明を適用した実施形態について説明したが、遊星歯
車式の変速機の制御装置にも同様に本発明を適用でき
る。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、エンジン負荷に応じた油圧信号と車速に応じ
た油圧信号とによって切換制御されるシフト弁を用いる
純油圧制御式の制御装置においても、ダウンシフト操作
時、車速が所定値以下になるまではダウンシフトを禁止
することができ、高速走行中のダウンシフトによるエン
ジンの過回転を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明装置を適用する変速機の一例のスケル
トン図

【図２】 その油圧回路図

【図３】 変速特性を示す線図

【符号の説明】

１ 変速機 Ｇ１〜Ｇ４ 変速段 １０ マニュアル弁（第３油圧信号出力手段） １１₁,１１₂,１１₃ シフト弁 １３ スロットル弁（第１油圧信号出力手段） １４ ガバナ弁（第２油圧信号出力手段） １５,１６ 制御弁 １５ａ,１６ａ スプー
ル １５ｂ,１６ｂ ランド溝 １５ｃ,１６ｃ 入力ポ
ート １５ｄ,１６ｄ 出力ポート １５ｅ,１６ｅ ドレン
ポート １５ｇ,１６ｇ 第１圧力室 １５ｈ,１６ｈ 第２圧
力室 １５ｉ 連通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特表 平４−504459（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/00 - 61/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低速段と高速段との少なくとも２段の変
   速段を有する車両用油圧作動式変速機の制御装置であっ
   て、 エンジン負荷に応じた第１の油圧信号を出力する第１油
   圧信号出力手段と、 車速に応じた第２の油圧信号を出力する第２油圧信号出
   力手段と、 低速段を確立する低速位置と高速段を確立する高速位置
   とに切換自在であって、前記第１の油圧信号と付勢手段
   とにより低速位置側に押圧され、前記第２の油圧信号に
   より高速位置側に押圧されるシフト弁と、 運転者によるダウンシフト操作時に、前記シフト弁への
   前記第２の油圧信号の入力を断って、前記シフト弁を低
   速位置に切換えるダウンシフト手段とを備えるものにお
   いて、 前記ダウンシフト手段を、 前記第２の油圧信号を前記シフト弁に入力する油路に介
   設した制御弁であって、該油路の上流部に連通する入力
   ポートと、該油路の下流部に連通する出力ポートと、ド
   レンポートと、前記入力ポートと前記出力ポートとを接
   続する開位置とこの接続を断って前記出力ポートを前記
   ドレンポートに接続する閉位置とに切換自在なスプール
   とを有するものと、 前記ダウンシフト操作時に第３の油圧信号を出力する第
   ３油圧信号出力手段とで構成し、 前記制御弁に、前記スプールを閉位置側に押圧する第１
   圧力室と、前記スプールを開位置側に押圧する第２圧力
   室とを設けて、前記第１圧力室に前記第３の油圧信号を
   入力すると共に、前記第２圧力室に前記第２の油圧信号
   を入力し、前記ダウンシフト操作時は、車速の低下で前
   記第２の油圧信号の油圧値が所定圧以下になったところ
   で、前記第３の油圧信号による押圧力で前記スプールが
   閉位置に切換えられて、前記シフト弁の低速位置への切
   換えによる高速段から低速段へのダウンシフトが行われ
   るようにした、 ことを特徴とする車両用油圧作動式変速機の制御装置。
2. 【請求項２】 前記第２圧力室を、前記油路の下流部に
   連通させることを特徴とする請求項１に記載の車両用油
   圧作動式変速機の制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御弁のスプールに、開位置で前記
   入力ポートと前記出力ポートとを接続し、閉位置で前記
   出力ポートと前記ドレンポートとを接続する該スプール
   のランド溝を前記第２圧力室に連通する連通路を形成す
   ることを特徴とする請求項１に記載の車両用油圧作動式
   変速機の制御装置。