JP3457397B2 - 自動変速機 - Google Patents

自動変速機

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【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は車両用の自動変速機に関
し、とくに変速ショックの低減を図った自動変速機に関
する。 【0002】 【従来の技術】自動変速機はその変速機構内部にクラッ
チ、ブレーキ、あるいはワンウエイクラッチなどの摩擦
要素を備え、その選択作動によって動力伝達経路を切り
替えることにより走行状態に応じた変速段を得るように
構成されている。その動力伝達列の例として、特開昭6
2−159389号公報には図6に示すようなものが開
示され、エンジン出力軸1からの回転を入力軸2に伝達
するトルクコンバータ3、第1遊星歯車組4、第2遊星
歯車組5、出力軸6その他の摩擦要素からなっている。
なお、トルクコンバータ3にはロックアップクラッチが
付加されている。 【0003】第1遊星歯車組4のキャリア4Cはハイク
ラッチH/Cを介して入力軸2に適宜結合可能とされ、
サンギア4SはバンドブレーキB/Bにより適宜固定可
能とされ、さらにリバースクラッチR/Cにより入力軸
2に適宜結合可能とされている。キャリア4Cはさらに
エンジンブレーキ用摩擦要素としてのローリバースブレ
ーキLR/Bにより固定可能とし、ローワンウエイクラ
ッチLO/Cを介してエンジンと逆方向の回転を阻止す
る。リングギア4Rは隣接する第2遊星歯車組5のキャ
リア5Cと一体結合されて出力軸6に結合されている。 【0004】第2遊星歯車組においては、サンギア5S
が入力軸2に結合され、またリングギア5Rがオーバー
ランクラッチOR/Cを介してキャリア4Cに結合可能
とされている。リングギア5Rはさらにフォワードワン
ウエイクラッチFO/CおよびフォワードクラッチF/
Cを介してもキャリア4Cに結合可能とされている。フ
ォワードワンウエイクラッチFO/Cは、フォワードク
ラッチF/Cの結合状態でエンジンと逆方向の回転にお
いてリングギア5Rをキャリア4Cに結合させる。 【0005】上記各ワンウエイクラッチは、回転要素の
反力要素として回転要素からの反力を受け止めて、所定
変速段における動力伝達を可能にする一方、惰性走行中
回転要素に逆駆動トルクがかかるとき空転して、その逆
駆動トルクをエンジン側に伝達しないようになってい
る。一方、オーバーランクラッチOR/Cあるいはロー
リバースブレーキLR/Bは、その締結により上記空転
機能を無効にすることにより、上述の逆駆動トルクがエ
ンジン側に伝達されるようにし、これによりいわゆるエ
ンジンブレーキ作用が得られるようにしている。 【0006】バンドブレーキB/B、ハイクラッチH/
C、リバースクラッチR/C、ローリバースブレーキL
R/B、オーバーランクラッチOR/C、およびフォワ
ードクラッチF/Cは、それぞれ油圧の供給を受けて作
動し、上述の結合や固定を行なう。バンドブレーキB/
Bは、図7の構造とされ、段付きピストン8およびピス
トン9がハウジング10内に摺動可能に設けられて、2
速サーボアプライ室21、3速サーボレリーズ室22、
および4速サーボアプライ室23が形成されている。 【0007】2速サーボアプライ室21に2速選択圧P
2が供給されると、段付きピストン8はピストン9を伴
なってばね12に抗して図中左方向へ移動して、ブレー
キバンド13が締め付けられ、バンドブレーキB/Bが
締結作動する。この状態で3速サーボレリーズ室22に
も3速選択圧P3が供給されると、受圧面積の大小関係
により段付きピストン8が図中右方向へ移動し、バンド
ブレーキB/Bが開放される。そしてさらに、4速サー
ボアプライ室23にも4速選択圧P4が供給されると、
ピストン9がばね11に抗して図中左方向へ移動して、
ブレーキバンド13が締め付けられ、バンドブレーキB
/Bが締結作動する。 【0008】そして、各要素を表1のような組み合わせ
で作動させることにより、フォワードワンウエイクラッ
チFO/C、ローワンウエイクラッチLO/Cの作用と
相俟って第1、第2遊星歯車組4、5の回転状態を変
え、前進4速後退1速の変速段を得ることができる。 【表1】 なお、表中△印はエンジンブレーキが必要なとき作動さ
れるものを示し、その作動の間並設されたフォワードワ
ンウエイクラッチFO/C、あるいはローワンウエイク
ラッチLO/Cは非作動(無効)となる。 【0009】 【発明が解決しようとする課題】ところで、バンドブレ
ーキB/Bが締結作動される2速と4速ではバンドブレ
ーキ部における回転方向が逆となり、ブレーキバンド1
3の締め付け方向が2速時にリーディング側とすると、
4速時にはトレーリング側となる。このため1速から2
速への変速時より3速から4速への変速の方が大きなト
ルク容量を必要とする。一般にブレーキバンドを駆動す
るピストンの受圧面積は小さいほうが、反応が速いこ
と、油圧変化による容量の変化が小さいことの理由でシ
ョックが小さい。したがって2速と4速とで受圧面積が
同じであると1速から2速への変速時のショック性能が
悪くなることから、2速選択圧を受ける受圧面積は一般
に小さい値とされている。 【0010】ところで交差点などでの車両の一時停止の
際、再発進時の操作簡略のため停止中も走行レンジを選
択した状態で待機することがよく行なわれている。この
ときブレーキ踏力を低減しあるいはクリープ力を弱くす
るため、またとくに雪路などではスリップを防止する目
的で発進トルクを低減するべく、例えばスノーモード選
択スイッチにより2速発進が選択される場合がある。
この2速発進においてはその発進に際してアクセルペダ
ルを踏み込むので、上述のようにスリップ防止のため低
い範囲ではあるものの、トルクコンバータで比較的大ト
ルクが発生するため通常の1速から2速への変速よりも
大きなトルク容量を必要とする。 【0011】しかしながら、上記従来の自動変速機にお
いては、上記変速時と発進時とに共通して対応するた
め、段付きピストン8の受圧面積が両方の要求に対して
それぞれ妥協した値に設定されることになる。そのた
め、実際には1速から2速への変速時のショックが依然
として改善されないという問題がある。したがって本発
明は、2速発進の性能を十分に発揮しながら、変速ショ
ックが有効に改善された自動変速機を提供することを目
的とする。 【0012】 【課題を解決するための手段】このため請求項1に記載
の本発明は、締結されることにより動力伝達経路を切り
替え第1の変速段または第2の変速段を得る摩擦要素を
備えた自動変速機において、上記摩擦要素は、第1のピ
ストンを備え第1の変速段の選択圧が導かれる第1のサ
ーボアプライ室と、第2のピストンを備え第2の変速段
の選択圧が導かれる第2のサーボアプライ室とを有し、
走行時における第1の変速段選択時には第1の変速段の
選択圧を上記第1のサーボアプライ室に供給して第1の
ピストンの作動により上記摩擦要素を締結させ、第2の
変速段選択時には第2の変速段の選択圧を第2のサーボ
アプライ室に供給して第2のピストンの作動により摩擦
要素を締結させ、第1の変速段での発進時にはさらに
2の変速段の選択圧の第2のサーボアプライ室への供給
経路に設けられたシャトル弁または切り替え弁を介して
第2のサーボアプライ室に所定圧力を供給する制御手段
を有して、第1の変速段では走行時に対して発進時に第
2のピストンの作用により摩擦要素の締結力を増大させ
るように構成されたものとした。 【0013】 【作用】摩擦要素の第1のサーボアプライ室に第1の変
速段の選択圧が供給されると第1のピストンの作動によ
り第1の変速段に必要な当該摩擦要素が締結される。
た、第2のサーボアプライ室に第2の変速段の選択圧を
供給することにより、第2のピストンが作動して摩擦要
素を締結させ、第2の変速段が得られる。 第1の変速段
発進するときは、第1のサーボアプライ室への第1の
変速段の選択圧供給に加えてさらに、所定圧力がシャト
ル弁または切り替え弁を介して第2のサーボアプライ室
供給されて第2のピストンの押圧力が加わるので、締
結された摩擦要素のトルク容量が増大する。 【0014】 【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す。摩擦要
素としてのバンドブレーキB/Bは、図7に示したもの
と同じく、段付きピストン8およびピストン9がハウジ
ング10内に摺動可能に設けられて、2速サーボアプラ
イ室21、3速サーボレリーズ室22、および4速サー
ボアプライ室23が形成されている。段付きピストン8
を貫通してロッド25が延び、ロッド25の一端は大径
部26とされその先端にブレーキバンド13を押圧可能
のプッシュピン27が設けられている。大径部26はそ
の肩部26aで段付きピストン8に着座し、段付きピス
トンが図中左方向へ変位するとき、押されて一体に左方
向へ変位する。ロッド25の他端にはピストン9が固定
されている。 【0015】2速サーボアプライ室21および3速サー
ボレリーズ室22はそれぞれ2速および3速に対応する
シフト弁に接続され、4速サーボアプライ室23はシャ
トルボール弁30の出力ポート30cに接続されてい
る。シャトルボール弁30の第1入力ポート31aは4
速に対応するシフト弁に接続され、第2入力ポート30
bにはオリフィス32を介してパイロット圧PPが導か
れている。なお、上記各シフト弁は簡略のため図中一括
してシフト弁28として示されている。第2入力ポート
30bとオリフィス32の間には、変速制御装置35に
より制御されるソレノイド弁34が設けられている。ソ
レノイド弁34は通常変速時にはパイロット圧PPをド
レインしている。 【0016】シフト弁28が作動して2速サーボアプラ
イ室21に2速選択圧P2が供給されると、段付きピス
トン8はばね12に抗して図中左方向へ移動し、大径部
26が段付きピストン8に着座しているロッド25が押
されて一体に左方向へ変位してブレーキバンド13が締
め付けられ、バンドブレーキB/Bが締結作動する。こ
こで、段付きピストン8の2速サーボアプライ室21に
おける受圧面積は、1速から2速への変速時に締結ショ
ックが発生しないトルク容量となるように設定されてい
る。この状態で次に3速サーボレリーズ室22にもシフ
ト弁28から3速選択圧P3が供給されると、受圧面積
の大小関係により段付きピストン8が図中右方向へ移動
し、バンドブレーキB/Bが開放される。 【0017】また、シフト弁28からシャトルボール弁
30の第1入力ポート30aを経て4速サーボアプライ
室23に4速選択圧P4が供給されると、ピストン9が
ばね11に抗して図中左方向へ移動し、これによりロッ
ド25が段付きピストン8を貫通して左方向へ変位し、
バンドブレーキB/Bが締結作動する。そして、2速発
進時には、変速制御装置35からの制御指令によりソレ
ノイド弁34が作動し、これによりパイロット圧PPの
制御された圧力がシャトルボール弁の第2入力ポート3
0bを経て4速サーボアプライ室23に供給されるよう
になっている。この実施例では、段付きピストン8、ピ
ストン9がそれぞれ発明の第1、第2のピストンを構成
している。また、2速が第1の変速段に、4速が第2の
変速段に該当し、2速選択圧P2が第1の変速段の選択
圧、4速選択圧P4が第2の変速段の選択圧に該当す
る。2速サーボアプライ室21、4速サーボアプライ室
23がぞれぞれ第1、第2のサーボアプライ室を構成し
ており、シフト弁28、シャトルボール弁30、ソレノ
イド弁34および変速制御装置35により制御手段が構
成される。 【0018】実施例は以上のように構成されているか
ら、通常走行における1速から2速への変速に際して
は、段付きピストンが比較的小さい受圧面積を有する2
速サーボアプライ室21への2速選択圧P2の供給によ
り、締結ショックが発生せず滑らかに変速段の移行が行
なわれるとともに、2速発進の際には2速サーボアプラ
イ室21への2速選択圧P2の供給に加え、シャトルボ
ール弁30を介して4速サーボアプライ室23にも制御
されたパイロット圧供給がなされるので、発進に十分な
大きなトルク容量が得られるという効果を有する。しか
もバンドブレーキB/Bとしてはとくに新たなピストン
の追加もなく、従来のバンドブレーキのユニットがその
まま利用でき、コンパクトにかつ安価に構成されるとい
う効果がある。 【0019】図2はロックアップコントロール切り替え
弁を利用するようにした第2の実施例を示す。バンドブ
レーキB/Bの2速サーボアプライ室21、3速サーボ
レリーズ室22、および4速サーボアプライ室23とシ
フト弁28の接続関係は前実施例と同じである。そして
4速サーボアプライ室23との接続はシャトルボール弁
30を介し、シフト弁からの4速選択圧P4はシャトル
ボール弁の第1入力ポート30aを経て供給される。 【0020】ロックアップコントロール切り替え弁40
の第1入力ポート40aにはパイロット圧PPが直接導
かれ、第2入力ポート40bにはオリフィス32を介し
てパイロット圧が導かれており、オリフィス下流の油圧
は変速制御装置45からの制御指令によるロックアップ
デューティソレノイド弁44の作動で制御される。ロッ
クアップデューティソレノイド弁44は、例えばデュー
ティ0%で油圧をドレーン状態とし、5〜100%で適
宜の圧力を出力させる。 【0021】ロックアップコントロール切り替え弁40
は3速選択圧P3の有無に応じて作動するようになって
おり、1速および2速時には第1出力ポート40cが第
1入力ポート40aに接続され、第2出力ポート40d
が第2入力ポート40bに接続される。そして3速およ
び4速時には第1出力ポート40cが第2入力ポート4
0bに接続され、第2出力ポート40dはドレーンされ
る。上記第1出力ポート40cはロックアップコントロ
ール弁46に接続されており、第2出力ポート40dが
シャトルボール弁30の第2入力ポート30bに接続さ
れている。 【0022】これにより、3速選択圧P3を受けている
ときはロックアップデューティソレノイド弁44で制御
された油圧がロックアップコントロール弁46に供給さ
れてロックアップの締結速度などが制御される。この
間、ロックアップコントロール切り替え弁40の第2出
力ポート40dはドレーンされているから、シャトルボ
ール弁30の第2入力ポート30bにはなんら圧力は供
給されない。一方、3速選択圧P3のない1速および2
速では第2出力ポート40dが第2入力ポート40bに
接続されているので、2速発進時には、変速制御装置4
5からの制御指令によりロックアップデューティソレノ
イド弁44が作動し、これにより制御された圧力がシャ
トルボール弁30の第2入力ポートを経て4速サーボア
プライ室23に供給されるようになっている。 【0023】したがって、この実施例によっても、2速
発進の際には2速サーボアプライ室21への2速選択圧
P2の供給に加え、シャトルボール弁30を介して4速
サーボアプライ室23にも圧力供給がなされるから、発
進に十分な大きなトルク容量が得られる。本実施例で
は、シフト弁28、シャトルボール弁30、ロックアッ
プコントロール切り替え弁40および変速制御装置45
により発明の制御手段が構成されている。 【0024】図3はさらに第3の実施例を示す。これは
前実施例におけるロックアップコントロール切り替え弁
とシャトルボール弁の間にライン圧切り替え弁を設けた
ものである。すなわち、ライン圧切り替え弁50はその
出力ポート50cがシャトルボール弁30の第2入力ポ
ート30bに接続され、ロックアップコントロール切り
替え弁40の第2出力ポート40dの出力を駆動圧とし
て、第2出力ポートからの油圧の有無によって出力ポー
ト50cが第1入力ポート50aのドレーンか第2入力
ポート50bのライン圧PLかに切り替えられる。その
他の構成は第2の実施例と同じである。本実施例では、
シフト弁28、シャトルボール弁30、ロックアップコ
ントロール切り替え弁40、ライン圧切り替え弁50お
よび変速制御装置45により発明の制御手段が構成され
ている。 【0025】この実施例は以上のように構成され、2速
発進の際には2速サーボアプライ室21への2速選択圧
P2の供給に加え、シャトルボール弁30を介して4速
サーボアプライ室23にライン圧PLが供給されるか
ら、とくに大きなトルク容量が得られる利点がある。 【0026】図4は発明の第4の実施例を示す。ここで
は、前実施例におけるシャトルボール弁30のかわり
に、4速選択圧P4が導かれる第1入力ポート52aと
ライン圧PLが入力される第2入力ポート52bを備え
る切り替え弁52が設けられ、その出力ポート52cが
バンドブレーキB/Bの4速サーボアプライ室23に接
続されている。この切り替え弁52の駆動圧としてロッ
クアップコントロール切り替え弁40の第2出力ポート
40dの出力が導かれている。その他の構成は第3の実
施例と同じである。本実施例では、シフト弁28、ロッ
クアップコントロール切り替え弁40、変速制御装置4
5および切り替え弁52により発明の制御手段が構成さ
れている。 【0027】この実施例によっても、3速選択圧P3の
ない1速および2速ではロックアップコントロール切り
替え弁40の第2出力ポート40dが第2入力ポート4
0bに接続されているので、2速発進時には、変速制御
装置45からの制御指令によりロックアップデューティ
ソレノイド弁44が作動し、これにより制御された圧力
が切り替え弁52を作動させ、バンドブレーキB/Bの
4速サーボアプライ室23にライン圧PLが供給され
て、第3の実施例と同じ効果が得られる。そして第3の
実施例に比較してシャトルボール弁30が省略されて構
成が簡素化されるという利点を有している。 【0028】上記各実施例では例えばスノーモード選択
スイッチにより2速発進が選択される場合を前提にし
て、そのような2速発進時に変速制御装置からの制御指
令によりロックアップデューティソレノイド弁を作動さ
せて4速サーボアプライ室への供給圧力を発生するよう
にしている。しかし、車両によっては走行段を2レンジ
にしたときは常に2速発進するように設定されているも
のもある。図5はこのような場合に適用される第5の実
施例を示す。 【0029】すなわち、第1の実施例と同じく、バンド
ブレーキB/Bにはその2速サーボアプライ室21、3
速サーボレリーズ室22、および4速サーボアプライ室
23にそれぞれシフト弁28から2速選択圧P2、3速
選択圧P3、および4速選択圧P4が導かれるようにな
っており、とくに4速選択圧P4はシャトルボール弁3
0の第1入力ポート30aを経て供給される。そしてこ
の実施例では、シャトルボール弁の第2入力ポート30
bが2レンジ圧系統に接続されている。 【0030】この実施例は以上の構成であるから、セレ
クトレバーが2レンジにあって2速発進する際は、常に
2レンジ圧がシャトルボール弁30の第2入力ポート3
0bからその出力ポート30cを経て4速サーボアプラ
イ室23に供給されているので、発進に十分な大きなト
ルク容量が得られる。そして4速サーボアプライ室23
をシャトルボール弁30を介して2レンジ圧系統に接続
するだけであるから極めて簡単に構成される。 【0031】 【発明の効果】以上のとおり、本発明は、摩擦要素が第
1のピストンを備える第1のサーボアプライ室と、第2
のピストンを備える第2のサーボアプライ室とを有する
ものとし、走行時には第1の変速段の選択圧を第1のサ
ーボアプライ室に供給して第1のピストンの作動により
摩擦要素を締結させ第1の変速段を得る一方、第2のサ
ーボアプライ室に第2の変速段の選択圧を供給して第2
のピストンの作動により前記摩擦要素を締結させ第2の
変速段を得るとともに、第1の変速段での発進時にはさ
らに第2のサーボアプライ室に所定圧力を供給して第2
のピストンの作用により摩擦要素の締結力を増大させる
ようにしたので、第1のピストンの受圧面積を小さくし
て通常は締結ショックのない変速を得るとともに、発進
時には十分なトルク容量が確保されるという効果を有す
る。そしてとくに、摩擦要素の締結力を増大させるため
の所定圧力を、シャトル弁または切り替え弁を介して第
2の変速段用の第2のサーボアプライ室に供給するの
で、摩擦要素に関して新たなピストンなどの追加の必要
なく、コンパクトにかつ安価に構成されるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施例を示す図である。 【図2】第2の実施例を示す図である。 【図3】第3の実施例を示す図である。 【図4】第4の実施例を示す図である。 【図5】第5の実施例を示す図である。 【図6】従来の自動変速機における動力伝達列を示す図
である。 【図7】バンドブレーキの構成を示す図である。 【符号の説明】 1 エンジン出力軸 2 入力軸 3 トルクコンバータ 4 第1遊星歯車組 4C キャリア 4R リングギア 4S サンギア 5 第2遊星歯車組 5R リングギア 5S サンギア 6 出力軸 8 段付きピストン(第1のピストン) 9 ピストン(第2のピストン) 10 ハウジング 12 ばね 13 ブレーキバンド 21 2速サーボアプライ室(第1のサーボアプラ
イ室) 22 3速サーボレリーズ室 23 4速サーボアプライ室(第2のサーボアプラ
イ室) 25 ロッド 26 大径部 27 プッシュピン 28 シフト弁 30 シャトルボール弁 32 オリフィス 34 ソレノイド弁 35、45 変速制御装置 40 ロックアップコントロール切り替え弁 44 ロックアップデューティソレノイド弁 46 ロックアップコントロール弁 23 4速サーボアプライ室(第2のサーボアプラ
イ室) 25 ロッド 26 大径部 27 プッシュピン 28 シフト弁 30 シャトルボール弁 32 オリフィス 34 ソレノイド弁 35、45 変速制御装置 40 ロックアップコントロール切り替え弁 44 ロックアップデューティソレノイド弁 46 ロックアップコントロール弁 50 ライン圧切り替え弁 52 切り替え弁 B/B バンドブレーキ(摩擦要素) F/C フォワードクラッチ FO/C フォワードワンウエイクラッチ H/C ハイクラッチ LO/C ローワンウエイクラッチ LR/B ローリバースブレーキ OR/C オーバーランクラッチ R/C リバースクラッチ P2 2速選択圧(第1の変速段の選択圧) P3 3速選択圧 P4 4速選択圧(第2の変速段の選択圧) PL ライン圧 PP パイロット圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/36 F16H 63/00 - 63/48

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 締結されることにより動力伝達経路を切
    り替え第1の変速段または第2の変速段を得る摩擦要素
    を備えた自動変速機において、 前記摩擦要素は、第1のピストンを備え第1の変速段の
    選択圧が導かれる第1のサーボアプライ室と、第2のピ
    ストンを備え第2の変速段の選択圧が導かれる第2のサ
    ーボアプライ室とを有し、 走行時における第1の変速段選択時には前記第1の変速
    段の選択圧を前記第1のサーボアプライ室に供給して第
    1のピストンの作動により前記摩擦要素を締結させ、
    2の変速段選択時には前記第2の変速段の選択圧を前記
    第2のサーボアプライ室に供給して第2のピストンの作
    動により前記摩擦要素を締結させ、前記第1の変速段で
    の発進時にはさらに第2の変速段の選択圧の第2のサー
    ボアプライ室への供給経路に設けられたシャトル弁また
    は切り替え弁を介して前記第2のサーボアプライ室に所
    定圧力を供給する制御手段を有して、第1の変速段では 走行時に対して発進時に第2のピスト
    ンの作用により前記摩擦要素の締結力を増大させるよう
    に構成されたことを特徴とする自動変速機。
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