JP3674931B2

JP3674931B2 - 自動変速機用油圧制御装置

Info

Publication number: JP3674931B2
Application number: JP19996394A
Authority: JP
Inventors: 勝鈴木; 章高木; 福郎北川
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: JPH0861496A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動変速機の変速機構を油圧で変速制御する自動変速機用油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用等に多く利用されている自動変速機は、回転駆動力を負荷に応じスムーズに伝達するため、油圧弁により油圧を調節し摩擦係合装置を制御して変速制御を行っている。変速制御は、乗員によりある程度任意のギア位置を選択するセレクトレバーによる手動操作と、エンジンのスロットル開度や車速などからエンジン制御コンピュータにより適正なギア比になるように摩擦締結部を決定する自動制御とにより行われる。ここで、摩擦締結部とは、摩擦締結要素のことである。回動駆動力を負荷に応じスムーズに伝達するため、複数の油圧弁、アキュムレータ、電磁弁等を用いた油圧回路で自動変速機の個々の摩擦締結部の油圧を制御することにより変速制御を実現している。このような構成では、自動変速機内の摩擦締結部の数だけ油圧弁が必要になるため、装置が大型化して多くの部品を必要とするとともに、装置が複雑で製造コストが高いという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するため、複数の油圧弁を一箇所にまとめた集積弁により、装置の小型、軽量、簡素化を図ることが考えられる。このものでは、エンジン制御コンピュータのフェイルシステム等により、電子制御の自動制御機能が故障しても乗員がセレクトレバーを操作することによって、前進や後退の選択や、ある程度、前進時の変速段の選択を行えるようになっている。
【０００４】
そして、この集積弁を構成する油圧弁にスプール弁を用いるものでは、各圧油が供給される複数の連通路のポート位置に合わせてスプール弁を移動させ、摩擦締結部に加えられる油圧を切換える構造になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成を有する集積弁によると、油圧切換時、スプール弁の移動制御に高精度が要求される。したがって、この移動制御の精度が低い場合、目的の圧油が供給される連通路のポートとスプール弁との位置にずれが生じ、スプール弁を介して摩擦締結部に加えられる油圧が十分に得られないという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、油圧弁の移動制御に高精度を要求することなく、油圧弁の位置決め精度を向上させる自動変速機用油圧制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置は、自動変速機に設けられる複数の摩擦締結要素に加わる油圧を切換え、前記複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことにより複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結要素に加わる油圧を切換える複数の油圧弁を有する集積弁と、
前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可能なカムと、
自動制御により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうちいずれか一方の方向に駆動制御する自動切換え手段と、
手動操作により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうち前記自動制御の駆動方向とは異なる方向に駆動制御する手動切換え手段とを備え、
前記カムに対して前記複数の油圧弁が前記カムの回転方向及び前記カムの軸方向のいずれの方向にも配列され、
自動制御または手動操作によって前記複数の油圧弁を選択的に切換えるためにカムがフルストロークする範囲において、前記カムに一個の油圧弁が接触可能なカム領域とこの油圧弁に隣接する油圧弁が接触可能なカム領域との間には、隣接する前記両方の油圧弁が接触しない領域を有することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明による請求項２記載の自動変速機用油圧制御装置は、自動変速機に設けられる複数の摩擦締結要素に加わる油圧を切換え、前記複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことにより複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結要素に加わる油圧を切換える複数の油圧弁を有する集積弁と、
前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可能なカムと、
自動制御により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうちいずれか一方の方向に駆動制御する自動切換え手段と、
手動操作により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうち前記自動制御の駆動方向とは異なる方向に駆動制御する手動切換え手段とを備え、
前記カムに対して前記複数の油圧弁が前記カムの回転方向及び前記カムの軸方向のいずれの方向にも配列され、
自動制御または手動操作によって前記カムがストロークする範囲よりも大きいピッチで隣接する前記油圧弁を配置することを特徴とする。
【００１１】
【作用および発明の効果】
本発明の請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置によると、カムがフルストロークする範囲において、カムに一個の油圧弁が接触可能なカム領域とこの油圧弁に隣接する油圧弁が接触可能なカム領域との間には、隣接する前記両方の油圧弁が接触しない領域を有することから、自動切換え手段または手動切換え手段によりカムが駆動される場合、一個の油圧弁が接触可能なカム領域を超えたカム面にこの一個の油圧弁が接触しても、隣接する油圧弁が接触可能なカム領域によってこの一個の油圧弁に大きな力が加わることを防止している。これにより、自動切換え手段または手動切換え手段によって、カムの過剰な駆動による油圧弁の破損を防止する効果がある。
【００１２】
本発明の請求項２記載の自動変速機用油圧制御装置によると、カムがストロークする範囲よりも大きいピッチで隣接する油圧弁を配置することから、自動切換え手段または手動切換え手段によりカムが駆動される場合、隣接する油圧弁同士は、互いに隣接する相手側の油圧弁が接触可能なカム領域に接触することがない。これにより、自動切換え手段または手動切換え手段によって、カムの過剰な駆動による油圧弁の破損を防止する効果がある。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の自動変速機用油圧制御装置を車両用の自動変速機（以下「ＡＴ」という）に適用したシステム構成を図３に示す。図３において、ＥＶは電磁弁を表し、ＭＶは集積弁を表す。
【００１４】
車両用ＡＴの動作は、周知のように自動または手動でトランスミッション３００内のギヤ接続が切り換えられ、トルクコンバータ２００に接続された図示しないエンジンからの回転力が車両の後輪または前輪に伝達される。集積弁６０とその周辺装置全体は、トランスミッション３００下部のＡＴ内部の図示しないオイルパン内部にあり、オイルパン内部の油圧制御装置４００の周囲は油圧回路のドレンになっている。
【００１５】
トランスミッション３００内には、エンジンの回転軸に直結して回転駆動される公知の油圧ポンプ５６が設けられており、各油圧装置からオイルパン等に排出された駆動油を吸入ポート５７より吸入し、ライン圧制御弁６４を介し各装置へ圧油を供給している。この油圧ポンプ５６からの圧油は、変動のある高ポンプ油圧であり、電磁制御式圧力制御弁であるライン圧制御弁６４により一定の高圧なライン圧に制御し各油圧機器へ供給される。油圧制御装置４００には２つの係合油圧制御弁６１、６２が設けられており、トランスミッション３００内にある後述する各摩擦締結部の係合時に必要な所定の制御圧にライン圧制御弁６４から供給される圧油のライン圧を任意に制御して集積弁６０に圧油を供給している。
【００１６】
集積弁６０に供給されたライン圧または制御圧の圧油は、図１に示す各スプール弁２、３、４、５、６、７、８を介し、連通ポート３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５よりトランスミッション３００内の摩擦締結部である多板クラッチ類Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２や多板ブレーキ類Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３に供給されている。各摩擦締結部は、トランスミッション３００内にある図示しないプラネタリギア等の各変速比を構成するギアに連結されており、これら摩擦締結部を係合または解除することにより、変速比を切り換えて車両の変速制御を行っている。
【００１７】
連結部１１は、操作者が手動で前進、後退、ニュートラル、パーキング等、車両の駆動状態を操作するセレクトレバー５００と機械的に接続されている。ライン圧制御弁６４から供給された圧油は、さらにトルクコンバータ２００のロックアップ（Ｌ／Ｕ）スリップ制御を行うため、ロックアップ油圧制御弁６５を介しトルクコンバータ２００に供給される。
【００１８】
次に集積弁６０の構成について説明する。図１および図２に示すように、ハウジング２８のほぼ中央に設けられた窪み５８内に円柱状の例えばアルミニウムを材料とするカムシャフト１が設けられており、このカムシャフト１は軸受９、２９に対し回転可能かつ軸方向に往復動可能に支持されている。軸受９、２９は、例えば滑り軸受、玉軸受、コロ軸受や転がり軸受等を用いるのが良好である。軸受９はハウジング２８の一端に圧入固定され、また軸受２９はハウジング２８の他端に取付けられたサイドハジング３０に圧入固定されている。円柱状のカムシャフト１の主要部分の外周面には各スプール弁２、３、４、５、６、７、８を駆動するカムとして凹凸が形成されている。このカムシャフト１の凹凸は、後述するように、例えばスプール弁２とカムシャフト１との間に位置しスプール弁２を押上げるピン１４がカムシャフト１の外周面と当接する位置において多少の位置ずれを許容する形状に形成されている。
【００１９】
カムシャフト１の軸受９近傍の円周面にカム面の反対側のスプール弁６、７、８側に、所定の円弧幅で所定の軸方向長さのギア歯５３が形成されている。ギア歯５３に対抗する位置にカムシャフト１の軸方向と平行な回転軸を有するステップモータ１２が固定されている。ステップモータ１２のシャフトには図示しない渦巻き状のリターンスプリングの一端が固定され、他端はステップモータ１２のハウジングに固定されている。このリターンスプリングは、ステップモータ１２の駆動制御に異常が発生した場合、図３に示すＡＴ用ＥＣＵ７０がステップモータ１２をフリーの状態にするため、リターンスプリングの復元力によりカムシャフト１をフェイルセーフ位置、例えば４速モード位置にシフトする役割を果たしている。
【００２０】
軸受９、２９はカムシャフト１を回転自在かつ軸方向に平行移動自在に支持する。カムシャフト１の軸受９側の端部には、外部に設けられた図３に示すセレクトレバー５００と図示しないリンクを介し機械的に連結されている連結部１１が設けられており、操作者がセレクトレバー５００を操作することにより、連結部１１はセレクトレバー５００に連動しカムシャフト１を軸方向に駆動する。
【００２１】
カムシャフト１の円周面の一部には、モータのギア１３中間のギア５２を介してかみ合うギア５３を有し、ステップモータ１２の回転駆動により、カム１が回転する。この時にステップモータ１２の回転を減速するようなギア比で設定し、トルク増幅する減速機構を設けることで、ステップモータ１２の負荷を軽減し、ステップモータ１２を小型化することが可能である。
【００２２】
図１および図２に示すように、油路を切り換えるスプール弁２、３、４、５、６、７、８（以下「スプール弁ＳＰ」と総称する）は、カムシャフト１の軸に垂直な方向でカムシャフト１の両側に並んで配置されている。スプール弁ＳＰは、それぞれハウジング２８に設けられた円筒孔２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇを軸方向に摺動可能に挿入されている。
【００２３】
図４および図５に示すように、円柱状のカムシャフト１の外周面には、カムシャフト１を挟んで対向する２つのスプール弁に対応可能なカム凹凸がカムシャフト１の円周を２分割するように形成されている。例えばカムシャフト１を挟んで対向するスプール弁５、８の場合、図５に示す範囲Ｄのカム凹凸がスプール弁５に対応し、範囲Ｅのカム凹凸がスプール弁８に対応している。
【００２４】
カムシャフト１の外周面に形成されるカム凹凸には、各作動モードにおいてピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０が当接する部分にフラット部１ａ、ｂが設けられている。ここで、フラット部とは、カムシャフト１の径方向または軸方向において、カムシャフト１の同一の半径で形成される一部分をいう。図４に示すように、カムシャフト１のフラット部１ａに対応する一部分は同一半径に形成され、カムシャフト１が軸方向に移動する場合、スライド位置の僅かなずれによって当接するピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０が上下移動することを防止している。
【００２５】
図５に示すように、カムシャフト１のフラット部１ｂに対応する一部分は同一半径に形成され、カムシャフト１が回転方向に回転する場合、回転位置の僅かなずれによって当接するピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０が上下移動することを防止している。このフラット部１ａ、ｂがカムシャフト１に設けられていることにより、カムシャフト１が回転方向または軸方向に駆動され小さな範囲で移動しても、スプール弁ＳＰの位置が変化せず、カムシャフト１の位置決めに若干のずれを許容している。したがって、カムシャフト１の回転方向または軸方向の駆動停止位置を高精度に制御する必要がない。
【００２６】
また、図４および図５に示すように、隣接または対向するスプール弁のピンが当接する隣合うカム凹凸の境界部分にはマージン部１ｃ、ｄが設けられている。図４に示すマージン部１ｃは、例えばスプール弁４のピン１６が当接するカム凹凸範囲Ａとスプール弁４の両側に位置するスプール弁３、５のそれぞれのピン１５、１７が当接するカム凹凸範囲Ｂ、Ｃとの境界部分に設けられている。このマージン部１ｃに対応するカムシャフト１の一部分は同一径に形成され、カムシャフト１が軸方向に全ストロークしカム凹凸範囲Ａとカム凹凸範囲Ｂの境界部分、またはカム凹凸範囲Ａとカム凹凸範囲Ｃの境界部分にピン１６が位置する場合、カム凹凸範囲Ｂまたはカム凹凸範囲Ｃのカム凹凸によってピン１４の先端部に大きな力が加わることを防止している。
【００２７】
図５に示すマージン部１ｄは、例えばスプール弁５のピン１７が当接するカム凹凸範囲Ｄとカムシャフト１を挟んでスプール弁５に対向するスプール弁８のピン１８が当接するカム凹凸範囲Ｅとの境界部分に設けられている。マージン部１ｄに対応するカムシャフト１の一部分は同一半径に形成され、カムシャフト１が回転方向に全ストロークしカム凹凸範囲Ｄとカム凹凸範囲Ｅの境界部分にピン１７が位置する場合、カム凹凸範囲Ｅのカム凹凸によってピン１７の先端部に大きな力が加わることを防止している。
【００２８】
さらに、カム凹凸の隅部は、ピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０の先端部の曲率半径より大きな曲率半径に加工が施されていることから、カム凹凸の隅部とピンの先端部とが１点で当接し、カム凹凸に対するピンの追従がスムーズに行えるように考慮してある。
図１に示すように、ハウジング２８に設けられたライン圧ポート３５、３７には、それぞれライン圧連通路４６、５１が接続されることから、ライン圧制御弁６４を介してライン圧ポート３５、３７に高圧油であるライン圧が供給される。ライン圧連通路４６はスプール弁２、３、４、５が挿入されるハウジング２８の円筒孔２８ｄ、２８ｃ、２８ｂ、２８ａにそれぞれライン圧を供給するように設けられており、ライン圧連通路５１はスプール弁６、７、８が挿入されるハウジング２８の円筒孔２８ｇ、２８ｆ、２８ｅにそれぞれライン圧を供給するように設けられている。
【００２９】
また、ハウジング２８内には、圧力調整された係合油圧（または制御圧）が供給される圧力制御ポート３６、３８が設けられ、この圧力制御ポート３６、３８には、ライン圧連通路４６、５１と平行に設けられた制御圧連通路４７、５０が接続されている。制御圧連通路４７、５０は、ライン圧連通路４６、５１と同様、各スプール弁ＳＰに連通可能である。圧力制御ポート３６、３８はサイドハウジング３０内で互いに連通していないため、係合油圧制御弁６１を介して圧力制御ポート３６に供給される係合油圧は、制御圧連通路４７に連通可能なスプール弁２、３、４、５に供給され、係合油圧制御弁６２を介して圧力制御ポート３８に供給される係合油圧は、制御圧連通路５０に連通可能なスプール弁６、７、８に供給される。
【００３０】
さらに、ハウジング２８内には、ハウジング２８の外部に設けられた図示しないドレンに連通するドレンポート５４、５５と接続されたドレン圧連通路４８、４９が制御圧連通路４７、５０と平行に設けられている。
次に、スプール弁５を例にしスプール弁ＳＰの構造を説明する。他のスプール弁はスプール弁５と同一の構成である。
【００３１】
図６に示すように、スプール弁５は有底の円筒形からなり、スプール弁５の外側面の周囲中央部付近に形成される環状の溝５ａと、スプール弁５の内部に形成される円柱形状の内円筒部５ｃと、この内円筒部５ｃと溝５ａとを連通するように形成される穴部５ｂとを有している。そして、スプール弁５が円筒孔２８ａ内をスライドしたとき、スライド位置によってこの穴部５ｂが円筒孔２８ａに連通するそれぞれのライン圧連通路４６、制御圧連通路４７、ドレン圧連通路４８と連通するようなっている。同様に、他のスプール弁２、３、４、６、７、８に形成される図示しない穴部は各円筒孔２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇに連通するライン圧連通路４６および５１、制御圧連通路４７および５０、ドレン圧連通路４８および４９と連通している。スプール弁５内に形成された内円筒部５ｃはその一端が開口しており、ポートケース３２に設けられた連通ポート４２に連通している。同様に、他のスプール弁２、３、４、６、７、８内に形成された内円筒部２ｃ、３ｃ、４ｃ、６ｃ、７ｃ、８ｃはポートケース３１、３２に設けられた連通ポート３９、４０、４１、４３、４４、４５にそれぞれ連通している。
【００３２】
そしてカムシャフト１と各スプール弁ＳＰの未開口側底部の端面（図６に示すスプール弁５では５ｄで表されている）との間に、カムシャフト１の軸の垂直方向に摺動可能にピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０がハウジング２８に嵌挿され、カムシャフト１のカムの動きを各スプール弁ＳＰに伝えている。カムシャフト１の動きに従って、スプール弁ＳＰが各円筒孔２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２９ｅ、２８ｆ、２８ｇ内をスムーズにスライドするように、ピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０が当たるスプール弁ＳＰの各未開口側に圧力抜きの小穴２ｅ、３ｅ、４ｅ、５ｅ、６ｅ、７ｅ、８ｅが設けられている。これはスプール弁ＳＰの内部の油をスプール弁未開口側底部の下方に逃がすことにより、スプール弁ＳＰの内部の油圧による圧力と、スプール弁未開口側底部の面に働く油圧をバランスさせ、スプール弁ＳＰを駆動するための力が低減されるように作用させるためのものである。
【００３３】
スプール弁ＳＰは全て、スプリング２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７によってピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０とともにカムシャフト１側に押付けられ、ポートケース３１、３２によって外部に飛出さないように円筒孔２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇに封止されている。
【００３４】
次に各スプール弁ＳＰの移動位置に対する各圧油の流れについて説明する。各スプール弁ＳＰがカムシャフト１の駆動により円筒孔２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇを移動する際、各円筒孔２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２９ｅ、２８ｆ、２８ｇに開口するライン圧連通路４６またはライン圧連通路５１の位置と対向する位置に各スプール弁ＳＰの溝および穴が位置決めされると、ライン圧連通路４６またはライン圧連通路５１に供給されるライン圧の圧油が各スプール弁ＳＰの溝および穴を経由してスプール弁ＳＰの内円筒部に供給され、さらに連通ポート３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５を経由して各摩擦締結部にライン圧の圧油が供給される。
【００３５】
また、ライン圧の圧油と同様に、圧力制御ポート３６、３８から圧力調整された係合油圧（または制御圧）の圧油が各スプール弁ＳＰに供給され、さらにスプール弁ＳＰを介し各摩擦締結部へこの圧油が供給される構成になっている。係合油圧制御弁６１から圧力制御ポート３６に供給された係合油圧は、前述のようにスプール弁２、３、４、５に供給される。同様に、係合油圧制御弁６２から圧力制御ポート３８に供給された係合油圧は、スプール弁６、７、８に供給される。その結果、係合油圧制御弁６２から供給された係合油圧は多板ブレーキＢ１、Ｂ０、Ｂ２に供給され、係合油圧制御弁６１から供給された係合油圧は多板ブレーキＢ３および多板クラッチＣ０、Ｃ２、Ｃ１に供給されることになる。
【００３６】
スプール弁ＳＰの溝がドレン圧連通路４８、４９と連通する位置に位置決めされると、このスプール弁ＳＰに連通する摩擦締結部内の圧油がドレンポート５４、５５よりハウジング２８の外部に排出される。
図３に示すように、トランスミッション３００に連結している連通ポート３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５の内、トランスミッション３００に設置されている多板クラッチＣ０、多板ブレーキＢ０にそれぞれ連通するポート４０、４４は、これらポートが同時に作動操作されると内部的な構造からトランスミッション３００が駆動不能となり、損傷を与えてしまう恐れがあるので、同時に結合されるのを防ぐため二重結合防止弁６３が介在している。その他の連通ポートは周知のトランスミッションに見られるような、他の多板クラッチ、ブレーキ類は連通ポートからの油圧で係合または解除されトランスミッション３００内の変速のために複数のギアの連結状態を切り換え、ＡＴとしての変速制御がなされる。なおブレーキ類は実質的にクラッチと同類の摩擦要素であり、クラッチの片側をトランスミッションのボディに固定した構造となっているものがブレーキである。
【００３７】
図１に示すカムシャフト１の周方向の位置は、図７に示すＡＴ用ＥＣＵ７０からの指示によって制御され、ステップモータ１２がカムシャフト１を回転させて、カムシャフト１の円周面に設けられたカムによりピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０を介してスプール弁ＳＰの位置を制御し、それによりスプール弁ＳＰに設けられた溝がライン圧連通路４６、５１、制御圧連通路４７、５０、ドレン圧連通路４８、４９と通じ所定の油圧が各連通ポート３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５に伝えられる。
【００３８】
図７に示すように、ＡＴ用ＥＣＵ７０は、加速に際し変速段を下段にシフトするためのキックダウン信号やセレクトレバー５００がどのポジションにあるのかを示すセレクトレバー信号等と、エンジンの駆動を制御するエンジン（Ｅ／Ｇ）用ＥＣＵ７２からの信号によって、Ｅ／Ｇ用ＥＣＵ７２とデータを交換しながらステップモータ１２を駆動するモータ位置信号を出力し、同時に各油圧制御信号を前述の係合油圧制御弁６１、６２、ライン圧制御弁６４、ロックアップ油圧制御弁６５に出力する。この時Ｅ／Ｇ用ＥＣＵ７２とＡＴ用ＥＣＵ７０とが交換するデータは、ラジエータの水温、スロットル開度、クランクシャフトのクランク角、車速、タービン回転数等である。この他、カムシャフト１が連結部１１を介しセレクトトレバー５００に連結しているので、セレクトレバー信号もＡＴ用ＥＣＵ７０に入力されている。
【００３９】
図８は、セレクトレバー５００の各レンジおよび各変速レンジにおいて各スプール弁ＳＰが、ライン圧制御弁に連通するライン圧ポートＰ_S、ドレンポートＤ_r、係合油圧制御弁６１に連通する制御圧ポートＰ_C1、係合油圧制御弁６２に連通する制御圧ポートＰ_C2のいずれのポートに接続されるかを示した図である。
カムシャフト１は連結部１１によってセレクトレバー５００と連結しているので、運転者による手動操作でセレクトレバー５００の位置選択が行われると、カムシャフト１はシャフト軸方向に移動し、カムシャフト１の軸方向の凹凸でカムシャフト１に接するピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０を動かし各スプール弁ＳＰを制御する。また、ＡＴ用ＥＣＵ７０の指令によりステップモータ１２を回転させ、カムシャフト１の円周方向のカム凹凸で各スプール弁ＳＰの周方向位置を制御する。
【００４０】
図１０はスプール弁５および８についてＤレンジ位置にあるカムシャフト１の軸方向断面図を示しており、変速段が第４速の位置にある状態である。スプール弁５および８にそれぞれ接しているピン１７および１８は、他端がいずれもカムシャフト１の最大径の位置に接しているのでスプール弁５および８を最大に押し上げている。従って、スプール弁５および８はライン圧ポート３５、３７（Ｐ_S）と連通する位置に位置決めされ、スプール弁５および８に連通する多板クラッチＣ１および多板ブレーキＢ２にライン圧の圧油が供給される。
【００４１】
この状態から、ＡＴ用ＥＣＵ７０の指令によるステップモータ１２の回転に応じ、３速（３_rd）、２速（２_nd）、１速（１_st）と、カムシャフト１は４５°間隔で回転し、その回転に応じピン１７および１８はカムシャフト１の外周面に沿って移動する。図１０に示した図の場合には、スプール弁５および８は３_rdと４_thにおいて同一の位置であるが、２_ndの変速段ではピン１８がカムシャフト１の中間径位置に移動し、スプール弁８は制御圧ポート３８ｆに連通する位置に移動され、連通ポート４４を介し多板ブレーキＢ２へ制御圧の圧油が供給される。１_stの変速段においても同様に、図９に示すポート状態になる。
【００４２】
カムシャフト１は、連結部１１を通じてセレクトレバー５００と連結しているので、運転者による手動操作でセレクトレバー５００の位置選択が行われると、カムシャフト１はシャフト軸方向に移動し、カムシャフト１の軸方向のカム凹凸でカムシャフト１に接するピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０を動かし各スプール弁を制御する。またセレクトレバー５００の選択位置に応じたセレクトレバー信号がＡＴ用ＥＣＵ７０に入力される。したがって、カムシャフト１のカム面には、軸方向と円周方向の両方向にカム凹凸が形成され、このカム凹凸の形状は図８に示される油圧連通モードで決まるスプール弁位置となるよう設計されている。なおこのようにして制御されるＡＴの各クラッチ類、ブレーキ類の動作状態は図９に示すような構成となる。
【００４３】
セレクトレバー５００を順に、２（前進第２速）、Ｄ（前進自動変速段）、Ｎ（ニュートラル）、Ｒ（バック）、Ｐ（パーキング）にシフトした場合、カムシャフト１は予め定められた距離だけ軸方向に移動する。すると、回転移動の場合と同様にしてスプール弁５および８は、図８に示す圧力分配が行われる。他の変速段および他のレンジおよび他のスプール弁においても同様の作動を示す。
【００４４】
次にＤレンジ位置における変速動作について説明する。他のレンジにおいても基本的な作動は同様である。
カムシャフト１は手動のＤレンジの位置において、カム面のカム凹凸によりピンを介しスプール弁ＳＰを図８のＤレンジの欄で示す連通ポートで決まる連通モードにする。そしてカムシャフト１に対するＡＴ用ＥＣＵ７０の指示が、車速の４段階の内の１速モード（図８の１_st）であると、図８、図９に示すように、多板クラッチＣ０は、図１のライン圧ポート（図８のＰ_S）３５からライン圧連通路４６、スプール弁３の溝、連通ポート４０を介してライン圧を受けて作動状態となる。多板クラッチＣ１は同様に、圧力制御ポート（図８のＰ_C1）３６から制御圧連通路４７、スプール弁５の溝、連通ポート４２を介し制御圧を受け、車速等の状態によって制御圧が係合油圧制御弁６１、６２で調節され係合状態が制御される。また、多板クラッチＣ２および多板ブレーキＢ０はドレンポート５４、５５を通じてドレンポート４８（図８のＤ_r）に接続され、多板ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３もすべてドレンポート４８に接続される。
【００４５】
そして１速モード状態からＡＴ用ＥＣＵ７０が２速モード（図８の２_nd）の指示状態になったとすると、ＡＴ用ＥＣＵ７０からの指示によってステップモータ１２がカムシャフト１を２速モード位置に回転させ、各スプール弁ＳＰの位置を変化させる。その結果、図８のＤレンジの２_ndの欄に示すように、多板クラッチＣ１はライン圧ポート３５（図８のＰ_S）に接続され、多板ブレーキＢ２は制御圧ポート３８（図８のＰ_c2）に接続され、他のクラッチ、ブレーキは１速モードと同じ状態が保持される。これらのモードによって決まる油圧でトランスミッション３００内のクラッチ類、ブレーキ類が作動し１速モードと異なる変速比である２速モードのトルク状態となる。このように制御状態が決められてＡＴとしての機能を果たす。他のレンジ位置でも、またシフトダウン操作でも同様な動作で制御される。
【００４６】
手動でセレクトレバー５００を切り換えると、セレクトレバー５００に連動した連結部１１によってカムシャフト１がスライドさせられて各スプール弁ＳＰの位置を切り換え、図８の各レンジで指定するような油圧連通モードにする。その状態で同時にＡＴ用ＥＣＵ７０による制御でステップモータ１２によりカムシャフト１が回転駆動されて車速に対応した油圧連通モードになり、自動制御が続行される。
【００４７】
本実施例によると、各作動モードにおいてピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０が当接するカムシャフト１のカム面にフラット部１ａ、ｂが設けられていることから、カムシャフト１が軸方向または回転方向に移動する場合、移動位置の僅かなずれによって当接するピン１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０が上下移動することを防止している。これにより、カムシャフト１の軸方向および回転方向の駆動制御において、駆動停止位置の精度を低くできる効果があり、カムシャフト１の組付位置調整等の組立て工数を削減する効果がある。
【００４８】
また、本実施例によると、隣接または対向するスプール弁のピンが当接するカムシャフト１の隣合うそれぞれのカム凹凸範囲の境界部分にはマージン部１ｃ、ｄが設けられていることから、カムシャフト１が軸方向または回転方向に全ストロークしカム凹凸範囲を超えたカム面にピンが位置しても隣接するスプール弁に対応するカム凹凸によってピンの先端部に大きな力が加わることを防止している。これにより、カムシャフト１の軸方向および回転方向の駆動制御において、カムシャフト１の過剰な移動によるピンの破損を防止する効果がある。
【００４９】
以上説明した本発明の実施例では、図１に示すように、カムシャフト１の両側にスプール弁ＳＰを配置したので、集積弁６０はコンパクトな略平板状に構成されている。配置に上下の制約はないのでオイルパン内での配置も容易となる。本発明では、平板状に限らず、例えば、カムシャフト軸を中心として屈曲させるようにしてもよい。また本発明では、スプール弁列をカムシャフトの片側に一列に配置させ細長くした棒形状でももちろん構わない。これらの場合では、他の装置、特にＡＴ本体のトランスミッションの形状に合わせて設置余裕の少ないオイルパン内部などの周辺にコンパクトに搭載することができる。
【００５０】
また本発明の実施例では、カムシャフト１に対するＥＣＵ変速とマニュアル変速の割当は回転方向にＥＣＵ変速、軸方向にマニュアル変速を割り当てている。これは、回転方向にカム面のカム凹凸変化の頻度が少なくなるためカムシャフト１を鋳造、成形等の加工が容易になり製作上極めて有利になるからである。本発明では、被駆動体であるカムシャフトの軸方向の直線運動によって自動制御を行い、回転運動によって手動制御を行なうことは可能である。この場合、駆動手段であるステップモータはカムシャフトに連動する配置となり、ステップモータの位置には歯車でセレクトレバーに機械的に接続されることになる。また本発明では、カムシャフトは図示した寸法に限らず、径を大きくして略円筒ドラムカムシャフトとしても構わない。またスプール弁の形状も、上述の機能を持つ油圧弁であれば円柱に限らず、どのような形状の弁であってもよい。なお一般的にスプール弁の個数や油圧連通モードは、トランスミッションの構造に依存して変わり、また多板ブレーキや多板クラッチの数や質によって設定条件も変化する。
【００５１】
また本発明の実施例では、カムシャフト１により各スプール弁ＳＰを駆動したが、本発明では、自動、手動の機構を備えた油圧制御方式ならばどのように制御弁であるスプール弁を駆動してもよく、同様な効果を得ることができる。
また本発明の実施例では軸方向の駆動はセレクトレバー５００による手動操作によってなされているが、もちろん自動側即ちステップモータ１２によって駆動される回転方向への駆動に適用する構成でも効果が同じである。
【００５２】
また本発明の実施例では、カムとカムシャフト１とを一体に形成したが、本発明では、外周面をカム形状としたカムリングをシャフトに嵌め込んで図１に示すカムシャフト構造としてもよく、その場合、ポート数変更やポート組み合わせ変更などに対応しやすくなる。例えば図示はしないが、各スプール弁のあるハウジングの円筒孔の周囲を１ブロックとして、カムシャフト軸方向に積み重ねるような構成にすることで変更は容易となる。従って、そのような構成は、集積弁が、油圧弁とそのハウジングを１ブロック単位として、該１ブロック単位を必要ポート数だけ積層したことを特徴とすることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による自動変速機用油圧制御装置の集積弁を示す断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】自動変速機装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図４】カムシャフトの一部分を示す平面図である。
【図５】図１０の断面位置におけるカムシャフトの断面形状を示す断面図である。
【図６】スプール弁とその周囲の構成を示す断面図である。
【図７】信号線の入出力状態を示すブロック図である。
【図８】集積弁の油圧連通モードを示す説明図である。
【図９】トランスミッションの多板クラッチ、多板ブレーキの動作状態図である。
【図１０】図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【符号の説明】
１カムシャフト（カム）
１ａ、ｂフラット部（油圧弁の切換えが変化しないカム面）
１ｃ、ｄマージン部（油圧弁が接触しない領域）
２、３、４、５、６、７、８
スプール弁（油圧弁）
１２ステップモ−タ（自動切換え手段）
１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０
ピン
２８ハウジング
３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５
連通ポート
４６、５１ライン圧連通路
４７、５０制御圧連通路
４８、４９ドレン圧連通路
６１、６２係合油圧制御弁
６４ライン圧制御弁
５００セレクトレバー（手動切換え手段）

Claims

自動変速機に設けられる複数の摩擦締結要素に加わる油圧を切換え、前記複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことにより複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結要素に加わる油圧を切換える複数の油圧弁を有する集積弁と、
前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可能なカムと、
自動制御により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうちいずれか一方の方向に駆動制御する自動切換え手段と、
手動操作により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうち前記自動制御の駆動方向とは異なる方向に駆動制御する手動切換え手段とを備え、
前記カムに対して前記複数の油圧弁が前記カムの回転方向及び前記カムの軸方向のいずれの方向にも配列され、
自動制御または手動操作によって前記複数の油圧弁を選択的に切換えるためにカムがフルストロークする範囲において、前記カムに一個の油圧弁が接触可能なカム領域とこの油圧弁に隣接する油圧弁が接触可能なカム領域との間には、隣接する前記両方の油圧弁が接触しない領域を有することを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
自動変速機に設けられる複数の摩擦締結要素に加わる油圧を切換え、前記複数の摩擦締結要素の係合または解除を行うことにより複数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
前記複数の摩擦締結要素の各摩擦締結要素に加わる油圧を切換える複数の油圧弁を有する集積弁と、
前記複数の油圧弁を直接的、かつ同時に切換え可能なカムと、
自動制御により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうちいずれか一方の方向に駆動制御する自動切換え手段と、
手動操作により前記カムを前記カムの回転方向または軸方向のうち前記自動制御の駆動方向とは異なる方向に駆動制御する手動切換え手段とを備え、
前記カムに対して前記複数の油圧弁が前記カムの回転方向及び前記カムの軸方向のいずれの方向にも配列され、
自動制御または手動操作によって前記カムがストロークする範囲よりも大きいピッチで隣接する前記油圧弁を配置することを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。