JP3675093B2 - 自動変速機のクラッチのドレーン制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機のクラッチのドレーン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の自動変速機の中に、動力伝達経路を断接するクラッチの油圧を、直接ソレノイドバルブによって制御する形式のものがある。
【０００３】
この形式のものでは、クラッチのオイルを、ソレノイドバルブを通して供給・排出している。その場合、オイルの供給については問題はないが、オイルをドレーンする際に問題が生じることがある。即ち、自動変速機のオイルは、低温のときには粘性が高いため、ドレーンされにくい。このため、例えば走行レンジからニュートラルレンジへの切換えに際してクラッチを切り離すときにドレーンに時間がかかり、クラッチの引き摺りが発生するという問題が発生することがある。
【０００４】
これに対処するため、ソレノイドバルブをバイパスするドレーン油路と、該ドレーン油路を開閉するサーモバルブを新たに設け、高油温時にはサーモバルブが閉じることにより、ソレノイドバルブを介してドレーンし、低油温時にはサーモバルブが開くことにより、該サーモバルブを介してドレーンするようにしたものが、既に提供されている（クライスラー、Ａ−６０４、AUTOMATIC TRANSAXLE ）。これによれば、高油温時と低油温時とで完全にドレーンルートが分かれるので、低油温時のクラッチの引き摺り現象を防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この構成の場合、油温に応じて開閉する機能を有したサーモバルブを付加しなくてはならないので、バルブボディが大型化すると共に、コストアップを招くといった問題がある。
【０００６】
また、ドレーンを単にソレノイドバルブを介さずに（バイパスして）行うようにした場合には、常温時においてドレーン流量が大きくなりすぎてクラッチが瞬時に離されてしまい、ショックが大きくなるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであって、サーモバルブを付加するよりも簡易な構成で、バルブボディの大型化とコストアップを抑制しながら、油温の高低に適正に対応し、ショックの小さな状態切換えができるようにした自動変速機のクラッチのドレーン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】
請求項１の発明は、第１状態において所定のクラッチに導入されるオイルの油圧を制御可能で、第２状態においてこのクラッチよりオイルをドレーンすることが可能なソレノイドバルブを有する自動変速機のクラッチのドレーン制御装置において、前記ソレノイドバルブをバイパスしてクラッチのオイルをドレーン可能なドレーン油路と、前記第１状態と第２状態との状態切換えに応じて位置が切換わり、第１状態の位置にて前記ドレーン油路を閉鎖し、第２状態の位置で前記ドレーン油路を開放する切換バルブと、前記オイルの温度を検出する油温検出手段と、第２状態において、前記油温検出手段の検出値に応じて前記ソレノイドバルブを制御し、油温が高いときソレノイドバルブを通してのクラッチオイルのドレーンの開度を閉側に制御し、油温が低いときソレノイドバルブを通してのクラッチオイルのドレーンを開度を開側に制御する制御手段と、前記第１状態及び第２状態を含む複数の状態を切換えるシフトレバーとを備え、前記第１状態がドライブレンジ、第２状態がニュートラルレンジであり、前記切換バルブが前記シフトレバーに連結されたマニュアルバルブであることにより、上記課題を解決したものである。
【０００９】
この装置では、自動変速機が第１状態とされるときは、ソレノイドバルブを通して直接クラッチにオイルが供給され、且つ、ソレノイドバルブによってクラッチ油圧が制御される。このとき、ソレノイドバルブをバイパスするドレーン油路は、切換バルブによって閉鎖されるので、クラッチオイルはドレーン油路からドレーンされない。
【００１０】
また、自動変速機が第２状態とされたときは、切換バルブの位置が動くことによって、ドレーン油路が開放される。従って、クラッチオイルはこのドレーン油路を通して一部がドレーンされる。また、残りは、ソレノイドバルブを制御することで、ソレノイドバルブを通してドレーンされる。
【００１１】
より具体的には、油温が高いときは、オイルの粘度が低く、オイルが流れやすい状態にあるので、ドレーン油路を通して十分なドレーンがなされる。従って、ソレノイドバルブを通して大量にドレーンすると、クラッチが一気に切断されてそのショックが問題になるおそれがあるので、ソレノイドバルブのドレーンの開度を小さい側に制御する。一方、油温が低いときは、オイルの粘度が高く、オイルが流れにくい状態にあるので、ドレーン油路を通してだけでは十分なドレーン量を確保することができない。従って、残りのドレーンを、ソレノイドバルブを通して素早く行うべく、ソレノイドバルブのドレーンの開度を大きくする。
【００１２】
それにより、オイルの温度によらず、所定の速度でクラッチのオイルをドレーンすることができ、低油温状態でのクラッチ切断時の引き摺り現象を防止することができると共に、高油温状態でのクラッチの急激な切断によるショックの発生を防止することができる。
【００１３】
さらに、シフトレバーによるドライブレンジ（第１状態）とニュートラルレンジ（第２状態）との切換えにおいて、そのシフトレバーに連結されることによりスプール弁子の位置が切換わる（既存の）マニュアルバルブを前記切換バルブとして用いられるので、更に低コスト化を実現できる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１において、前記制御手段が、油温が高いときソレノイドバルブのドレーンの開度を全閉とし、油温が低いときソレノイドバルブのドレーンの開度を全開とすることにより、上記課題を解決したものである。
【００１５】
この装置では、油温が高いときは、全面的にドレーン油路を通してクラッチオイルがドレーンされ、ソレノイドバルブを通しては全くドレーンされない。また、油温が低いときは、ドレーン油路に加えて、全開にされたソレノイドバルブを通して、クラッチオイルがドレーンされる。従って、油温の高低に応じてソレノイドバルブをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、クラッチオイルを適正に逃がし得るドレーンルートを簡単に確保することができる。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１において、前記制御手段が、油温に応じてソレノイドバルブのドレーンの開度を、３段階以上に制御することにより、上記課題を解決したものである。
【００１７】
この装置では、ソレノイドバルブを通してのドレーン量を油温に応じて細かく制御することができ、それにより、クラッチオイルのドレーンの一層の適正化を図り得る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は自動変速機のクラッチのドレーン制御装置の構成を示す系統図である。図において、１はクラッチ、２はソレノイドバルブ、３はマニュアルバルブ（切換バルブ）である。
【００２０】
クラッチ１は、Ｄレンジ（ドライブレンジ：第１状態）のとき（より具体的にはその第１変速段のとき）接続され、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ：第２状態）のとき切断されるものであり、接続時は、ソレノイドバルブ２を通して、直接オイルが図示略の油圧室に導入され、クラッチ油圧がソレノイドバルブ２によって制御される。なお、ここでは説明の便宜上、第１状態としてＤレンジ（の第１速段）、第２状態としてＮレンジを例示するが、クラッチ１が断接される異なる状態同士の組合せであれば、それに限定されない。例えばＤレンジにおいて異なる変速段同士の組合せにも適用できる。
【００２１】
ソレノイドバルブ２は、圧油の入力ポート２Ａと、クラッチ１に接続された出力ポート２Ｂと、図示略のリザーバにつながるドレーンポート２Ｃとを有するものであり、制御手段２５によってコイル６に対する通電制御を行うことにより、弁体７が動いて、ドレーンポート２Ｃへの逃し量が調節され、それにより、入力ポート２Ａから入って出力ポート２Ｂから出ていくオイルの圧力が制御される。また、圧油が供給されないときは、コイル６の通電制御により、出力ポート２Ｂとドレーンポート２Ｃの実質的な連通開度（ドレーン開度）が調節される。
【００２２】
マニュアルバルブ３は、シフトレバー４によるレンジの切換え動作に応じて位置が切換わるスプール弁子１１を有すると共に、ソレノイドバルブ２への圧油供給に関係する入力ポート３Ａ、出力ポート３Ｂの他に、新たに設けた開閉ポート３Ｃを有する。入力ポート３Ａにはライン圧が供給され、出力ポート３Ｂにはソレノイドバルブ２の入力ポート２Ａが接続されている。また、開閉ポート３Ｃには、ソレノイドバルブ２をバイパスしてクラッチオイルをドレーンするために設けたドレーン油路２０が、オリフィス２１を介して接続されている。
【００２３】
このマニュアルバルブは、Ｄレンジのときに、（シフトレバー４の動きと連動して）図示の位置にスプール弁子１１が移動することで、入力ポート３Ａを出力ポート３Ｂに連通させ、開閉ポート３Ｃを閉鎖する。また、Ｎレンジのときに、（シフトレバー４の動きと連動して）図示の位置から左側にスプール弁子１１が移動することで、入力ポート３Ａと出力ポート３Ｂの連通を遮断し、開閉ポート３Ｃをドレーン側１２に連通させる。従って、Ｄレンジのときはドレーン油路２０が閉鎖されるが、Ｎレンジのときはドレーン油路２０が開放され、このドレーン油路２０のオリフィス２１を通して、クラッチ１のオイルがリザーバへドレーンされる。
【００２４】
また、制御手段２５は、Ｄレンジのときに、ソレノイドバルブ２を通電制御することで、ソレノイドバルブ２の入力ポート２Ａと出力ポート２Ｂを連通させ、圧油をクラッチ１に導入して、クラッチ１を接続する。また、ドレーンポート２Ｃへの逃がし量を調節することで、クラッチ１の油圧を制御する。
【００２５】
一方、Ｎレンジのときに、自動変速機のオイルの温度を検出する油温センサ（油温検出手段）２６の検出値を読み取り、読み取った油温に応じてソレノイドバルブ２のドレーンポート２Ｃの開度を制御する。Ｎレンジのときには、マニュアルバルブ３の出力ポート３Ｂが閉じられるので、ライン圧はソレノイドバルブ２には供給されない。
【００２６】
なお、油温センサ２６は、専用の油温センサが既に（他の目的で）備えられている場合はそれを用いるが、そうでないときは、本発明の実施のためにのみ備える必要は必ずしもなく、例えばエンジンの油温センサやエンジンの冷却水温センサ等の他の既存のセンサに代用し、その情報を利用するようにしてもよい。
【００２７】
次に、制御手段２５による処理内容を説明する。
【００２８】
図２は第１の制御処理例を示すフローチャートである。
【００２９】
この制御処理例では、ステップＳ１０１でＤレンジかＮレンジかを判断し、Ｄレンジであれば、ステップＳ１０２にて通常のクラッチ油圧制御を行う。即ち、Ｄレンジのときには、図１のマニュアルバルブ３の出力ポート３Ｂからソレノイドバルブ２に圧油が供給されており、ソレノイドバルブ２をデューティ制御することにより、クラッチ１へ圧油を供給すると共にそのクラッチ油圧を制御する。
【００３０】
一方、Ｎレンジのときは、ステップＳ１０３にて油温センサ２６の検出値を読み取り、油温が設定値α℃以下の低温であれば、ステップＳ１０４にてソレノイドバルブ２のドレーン開度（ドレーンポート２Ｃと出力ポート２Ｂの連通開度）を全開にする。つまり、デューティ値を１００％とする。また、油温が設定値α℃を超える高温（常温）であれば、ステップＳ１０５にてソレノイドバルブ２のドレーン開度を全閉にする。つまり、デューティ値を０％とする。
【００３１】
このように制御することにより、ＤレンジからＮレンジに切換えた際に、油温が低い場合は、ドレーン油路２０を通してドレーンする以外に、ソレノイドバルブ２を通してもドレーンするので、粘性の高い状態のオイルも、円滑にドレーンすることができる。従って、クラッチ１の引き摺り現象の発生を防止することができる。また、油温が高い場合は、ソレノイドバルブ２が閉鎖されることにより、ドレーン油路２０を通してのみドレーンされることになるので、クラッチ１からの急速なドレーンによるショックを和らげることができる。その結果、クラッチ１のドレーン流量の管理の適正化が図れる。
【００３２】
また、図１に示すごとく、それを実現するための構成としては、マニュアルバルブ３に開閉ポート３Ｃを新設して、その開閉ポート３Ｃにドレーン油路２０を接続し、制御手段２５の動作プログラムに若干の変更を加えるだけであるから、従来の油温に応じて作動するサーモバルブのような新規な（メカニカルな）付加機構を自動変速機用のバルブボディに組み込まなくてよくなり、バルブボディの大型化とコストアップを抑制することが可能となる。
【００３３】
なお、図２の制御処理例の場合は、Ｎレンジのときのソレノイドバルブ２の制御を、ＯＮ／ＯＦＦ制御としているので、プログラムの追加も極めて容易にできる。
【００３４】
また、前述したように油温センサ２６として既存のセンサを代用した場合には、油温センサに関するコスト上昇を抑えることもできる。
【００３５】
図３は制御手段２５による他の処理例を示すフローチャートである。
【００３６】
この制御処理例では、図２の例と同様に、ステップＳ２０１でＤレンジかＮレンジかを判断し、Ｄレンジであれば、ステップＳ２０２にて通常のクラッチ油圧制御を行う。
【００３７】
一方、Ｎレンジのときは、ステップＳ２０３にて油温センサ２６の検出値を読み取り、ステップＳ２０４で、油温に応じて図４のマップからソレノイドバルブ２のデューティ値を求め、ステップＳ２０５でそのデューティ値を出力してソレノイドバルブ２を制御する。
【００３８】
図４のマップは、油温とデューティ値の関係を定めたもので、油温が低温の所定値β１以下のときデューティ値を１００％とし、油温が高温の所定値β２以上のときデューティ値を０％とし、油温がβ１〜β２の間にあるとき、１００％から０％にリニアに変化するように定めている。つまり、中間油温に応じて中間のドレン開度を定めている。
【００３９】
このように、中間油温に応じて連続的にソレノイドバルブ２を通してのドレン量を調節することにより、細かなドレーン管理が可能となる。
【００４０】
なお、ソレノイドバルブ２のドレーンの開度の設定は、最大（１００％）と最小（０％）を含む少なくとも３段階以上にすれば、ある程度の細かな制御は期待できる。
【００４１】
最後に上記のクラッチ１の適用対象例について簡単に説明する。
【００４２】
図５は、自動変速機の動力伝達系を示すスケルトン図である。この複合クラッチ式自動変速機は、変速機入力軸Ｊｉ、変速機出力軸Ｊｏ、中間軸Ｊｍ、動力伝達軸Ｊ１、Ｊ２を有する。エンジンの駆動力は変速機入力軸Ｊｉに入力され、クラッチＣ１またはクラッチＣ２を接続することで、動力伝達軸Ｊ１、Ｊ２に伝達され、ギヤ群Ｇの噛み合わせを適当に切り換えることにより、所定の前進段、後進段を形成する。
【００４３】
クラッチＣ１、クラッチＣ２はＮレンジでは切り離され、走行レンジ（Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｌレンジ、２レンジ等）のときに適宜に接続されるものであり、これらのクラッチＣ１、Ｃ２の油圧制御装置として本発明を適用することができる。又、Ｄレンジの各変速段においてもクラッチＣ１、Ｃ２は適宜に選択的に接続されるため、ここでの切換えにおけるドレーン制御にも本発明を適用できる。この場合、切換バルブとしては、変速段を切換えるための既存のシフトバルブを利用すればよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のクラッチのドレーン制御装置によれば、主としてドレーン油路を介してクラッチオイルをドレーンし、残りをソレノイドバルブを介してドレーンするようにしたので、ソレノイドバルブのドレーン開度を油温に応じて調節することにより、クラッチオイルのドレーン量を管理することができる。
【００４５】
なお、ドレーン油路の開閉を行うバルブとしては、レンジ切換えによって位置の変わる既存の、例えばマニュアルバルブを用いことができる。
【００４６】
従って、ソレノイドバルブの制御内容に、第２状態での動作プログラムを加えること、及び、例えばマニュアルバルブに第２状態でリザーバに連通する開閉ポートを付加するだけで、サーモバルブのような新規な付加機構をバルブボディに組み込まなくても、一定のドレーン性能を確保することができる。その結果、バルブボディの大型化とコストアップを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す系統図
【図２】本発明の実施形態における第１の制御の例を示すフローチャート
【図３】本発明の実施形態における第２の制御の例を示すフローチャート
【図４】同第２の制御において用いるマップの内容を示す線図
【図５】本発明の適用対象例として示す自動変速機のスケルトン図
【符号の説明】
１…クラッチ
２…ソレノイドバルブ
３…マニュアルバルブ（切換バルブ）
２０…ドレーン油路
２５…制御手段
２６…油温センサ（油圧検出手段）

Claims (3)

1. 第１状態において所定のクラッチに導入されるオイルの油圧を制御可能で、第２状態においてこのクラッチよりオイルをドレーンすることが可能なソレノイドバルブを有する自動変速機のクラッチのドレーン制御装置において、
   前記ソレノイドバルブをバイパスしてクラッチのオイルをドレーン可能なドレーン油路と、
   前記第１状態と第２状態との状態切換えに応じて位置が切換わり、第１状態の位置にて前記ドレーン油路を閉鎖し、第２状態の位置で前記ドレーン油路を開放する切換バルブと、
   前記オイルの温度を検出する油温検出手段と、
   第２状態において、前記油温検出手段の検出値に応じて前記ソレノイドバルブを制御し、油温が高いときソレノイドバルブを通してのクラッチオイルのドレーンの開度を閉側に制御し、油温が低いときソレノイドバルブを通してのクラッチオイルのドレーンを開度を開側に制御する制御手段と、
   前記第１状態及び第２状態を含む複数の状態を切換えるシフトレバーと
   を備え、
   前記第１状態がドライブレンジ、第２状態がニュートラルレンジで、前記切換バルブが前記シフトレバーに連結されたマニュアルバルブに相当している
   ことを特徴とする自動変速機のクラッチのドレーン制御装置。
2. 請求項１において、
   前記制御手段が、油温が高いとき前記ソレノイドバルブのドレーンの開度を全閉とし、油温が低いとき前記ソレノイドバルブのドレーンの開度を全開とすることを特徴とする自動変速機のクラッチのドレーン制御装置。
3. 請求項１において、
   前記制御手段が、油温に応じて前記ソレノイドバルブのドレーンの開度を、３段階以上に制御することを特徴とする自動変速機のクラッチのドレーン制御装置。

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