JP3703038B2

JP3703038B2 - 自動変速機用油圧制御装置

Info

Publication number: JP3703038B2
Application number: JP01758896A
Authority: JP
Inventors: 信也坂口; 章高木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2016-02-02
Also published as: JPH09210196A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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てスムーズに伝達するため、油圧弁により各摩擦係合装置に加わる油圧を切換制御して変速制御を行っている。変速制御は、乗員による前進、中立および後退のいずれか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などから自動変速機制御装置（以下、「自動変速機制御装置」をＡＴＥＣＵという）により適正なギア比になるように摩擦係合装置の係合および解除状態を決定する自動変速とにより行われる。
【０００３】
このような自動変速機用油圧制御装置として、特開昭６３−２１０４４３号公報および特開平３−１６３２６５号公報に開示されるように、フェイル時の二重係合防止手段として、二重係合する可能性のある各摩擦係合装置に加わる油圧が設定値を超えると摩擦係合装置に加える油圧を強制的に低下させるものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の油圧制御装置では、二重係合する可能性のある各摩擦係合装置に加わる油圧の値により二重係合を判断しており、摩擦係合装置の係合トルクの和を考慮していない。したがって、図１３に示すように摩擦係合装置の制御油圧が設定値を超えない範囲で少しだけ異常値になっても二重係合の発生を検出できない。したがって、二重係合の発生する可能性がある。
【０００５】
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、変速段の切換えに伴う摩擦係合装置の係合または解除を適正に制御するとともに、二重係合を防止す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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動変速機用油圧制御装置によると、二重係合する可能性のある少なくとも二つの摩擦係合装置において発生する係合トルクの和を所定の制限値以下に制限することにより、摩擦係合装置の二重係合を防止できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例による自動変速機用油圧制御装置を図１に示す。
三個の摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３はすべて係合したときに二重係合が発生する摩擦係合装置の組合せである。摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に加わる油圧は、各々制御手段としての三方向電磁弁１、２、３により制御されている。
【０００８】
二重係合防止手段としてのフェイルセーフ弁２０は、摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３と三方向電磁弁１、２、３との間に配設されている。フェイルセーフ弁２０は、それぞれ摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に接続している油圧供給通路４、５、６と、各三方向電磁弁の出力通路７、８、９あるいはドレン通路１１、１２、１３とを選択的に連通させる。フェイルセーフ弁２０には、スプリング２９の付勢力と、ライン圧Ｐ_Lがポート２４に加わることにより発生する力との和が図１の右方向に働く。また、摩擦係合装置ＣＬ１に加わる油圧Ｐ_L1がポート２１に加わることにより発生する力と、摩擦係合装置ＣＬ２に加わる油圧Ｐ_L2がポート２２に加わることにより発生する力と、摩擦係合装置ＣＬ３に加わる油圧Ｐ_L3がポート２３に加わることにより発生する力との和が図１の左方向に働く。
【０００９】
図２に示すように、ＡＴＥＣＵ７０は、エンジン運転状態を表す各種信号を入力し、エンジン制御装置（Ｅ／ＧＥＣＵ）７１に点火時期および噴射量等の制御信号を送出する。また、ＡＴＥＣＵ７０は、スロットル開度等のエンジン運転情報に基づきライン圧制御用電磁弁３０にライン圧制御信号を送出する。ライン圧制御用電磁弁３０はライン圧制御信号に基づきライン圧制御手段６０に油圧信号を送出する。制限圧力発生手段としてのライン圧制御手段６０は、この油圧信号に基づき所定のライン圧を発生する。
【００１０】
図３に示すように、ライン圧制御手段６０は、ライン圧を生成する調圧弁としてのプライマリ調圧弁３１と、プライマリ調圧弁３１に指令圧を加える電磁弁３５と、出力通路４４の油圧を所定圧以下に設定する減圧弁３３と、プライマリ調圧弁３１に加える指令圧を切換える第１切換弁３７と、第１切換弁３７を切換える作動油圧を高圧または低圧に設定する第２切換弁としての電磁弁３６とから構成されている。
【００１１】
プライマリ調圧弁３１は、制御通路４２の油圧から受ける力とスプリング３２の付勢力の合計と、ライン圧通路４３の油圧から受ける力とのつり合いによって位置が決められ、プライマリ調圧弁３１の力のつり合いによりライン圧通路４３のライン圧が決定する。図４に示すように、ライン圧通路４３の油圧（ライン圧）はプライマリ調圧弁３１への指令圧である制御通路４２の油圧が高くなると上昇する。プライマリ調圧弁３１と図示しないセカンダリ調圧弁とは油路で接続されており、セカンダリ調圧弁においてロックアップ装置に加える作動油圧の元圧を生成する。
【００１２】
減圧弁３３は出力通路４４の油圧から受ける力とスプリング３４の付勢力とのつり合いにより位置が決定し、出力通路４４の圧力を所定圧以下にしている。
電磁弁３５はデューティ制御可能な三方向電磁弁であり、スロットル開度およびシフトレンジに応じてデューティ制御することにより、通常指令圧である指令圧通路４５の油圧を低圧から最大で最大指令圧である出力通路４４の油圧まで高精度に制御する。ライン圧通路４３の油圧（ライン圧）は、図５に示すようにスロットル開度が大きくなるにしたがい上昇する。スロットル開度はエンジントルク、すなわち自動変速機への入力トルクに比例するため、ライン圧は入力トルクに比例するといえる。またライン圧通路４３の油圧は、図４に示すように前進レンジ（Ｄ、３、２、１レンジ）よりも後進レンジ（Ｒレンジ）の方が最大値が高くなるように制御される。
【００１３】
次に、図１に示す油圧制御回路の作動について説明する。
摩擦係合装置の係合トルクＴは、一般に次式(1) で表される。
Ｔ＝μＰＡＺ（Ｄ₂ ³−Ｄ₁ ³）／３（Ｄ₂ ²−Ｄ₁ ²）・・・(1)
μ：摩擦係数、Ｐ：ピストン受圧力、Ａ：ピストン受圧面積、
Ｄ₁：クラッチディスクの内径、Ｄ₂ ：クラッチディスクの外径、
Ｚ：摩擦面の数
式(1) において、ピストン受圧力Ｐ以外はすべて摩擦係合装置の諸元により決定する項であるため、式(1) は次式(2) のように置き換えられる。
【００１４】
Ｔ＝ＫＰ・・・(2)
Ｋ：摩擦係合装置により決定する係数
したがって、例えば三つの摩擦係合装置の総合係合トルクＴ_totalは次式(3) で表される。

図１のフェイルセーフ弁２０において、摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に加わる油圧が入力されるポート２１、２２、２３の受圧面積比Ａ₂₁：Ａ₂₂：Ａ₂₃を式(3) における係数比Ｋ_CL1：Ｋ_CL2：Ｋ_CL3、つまり各摩擦係合装置に加わる単位制御圧力当たりに発生するトルクの値の比と等しくなるように設定すれば、総合係合トルクＴ_totalを機械的に算出可能である。この算出した総合係合トルクＴ_totalに基づき、次式(4) を満たすようにポート２４の受圧面積を設定する。各摩擦係合装置に働く制御油圧Ｐ_CL1、Ｐ_CL2、Ｐ_CL3は摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３が二重係合しないように設定された適正な油圧値である。
【００１５】
Ｋ_PLＰ_L＝Ｋ_CL1Ｐ_CL1＋Ｋ_CL2Ｐ_CL2＋Ｋ_CL3Ｐ_CL3 ・・・(4)
前述したようにライン圧Ｐ_Lは入力トルクに比例するため、式(4) の右辺で表される各摩擦係合装置の係合トルクの和は、式(4) を満たしながらライン圧Ｐ_L、つまり入力トルクに応じて変化し、図６に示すように一定値に制限される。ここで、例えば変速段の切換え中（以下、「変速段の切換え中」を変速中という）において、三方向電磁弁１、２、３の出力油圧がすべて係合油圧以上になると式(4) の右辺の値が左辺よりも大きくなる。すると、フェイルセーフ弁２０の弁体は図１に示す状態から図１の左方向に移動するので、油圧供給通路４、５、６に係合油圧が加わることを回避でき、摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の二重係合を防止できる。
【００１６】
図１に示すフェイルセーフ弁２０の具体的構成例を図７に示す。図７において、油圧供給通路４、５、６はドレン通路１１、１２、１３に連通しており、各摩擦係合装置は解除状態にある。
フェイルセーフ弁２０はスプール弁であり、スプール弁体を構成する摺動部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅの受圧面積は、式(4) を満たすように設定されており、摺動部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅが油圧から受ける力とスプリング２９の付勢力とのつり合いによりスプール弁体の位置が決定され、油圧供給通路４、５、６は、ドレン通路１１、１２、１３あるいは出力通路７、８、９と連通する。図７に示すスプリング２９の付勢方向は図１と逆方向に構成してある。
【００１７】
第１実施例では、変速中における二重係合を防止する例について説明したが、一定の変速段で走行中、三方向電磁弁１、２、３の故障により式(4) の右辺が左辺よりも大きくなるような油圧が摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に加わる場合にも、フェイルセーフ弁２０の働きにより二重係合を防止することができる。
【００１８】
また、フェイルセーフ弁２０をスプール弁として構成することにより、二重係合防止手段を少ない部品点数で容易に実現できる。
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図８に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
【００１９】
第２実施例では、第１実施例のポート２４をポート２５、２６に二分割している。そして変速中において、オンオフ弁５１によりポート２６に加わる圧力を低圧に切換えることにより、図９の二点鎖線に示すように、変速中における総合係合トルクの制限値が低下するので、変速中における二重係合をより確実に防止できる。
【００２０】
（第３実施例）
本発明の第３実施例を図１０に示す。第２実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第３実施例では、第２実施例のオンオフ弁５１に代えて、切換弁５２、５４、５６ならびにシャトルボール５８、５９を用いている。切換弁５２、５４、５６は、油圧供給通路４、５、６の油圧から一方向に力を受け、スプリング５３、５５、５７により油圧供給通路４、５、６の油圧から受ける力と反対方向に付勢されている。図１０に示す状態では、摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に加わる油圧は低圧であり、切換弁５２、５４、５６は各スプリング５３、５５、５７の付勢力により図１０の左方向に押し付けられている。したがって、切換弁５２、５４、５６の出力油圧はすべてライン圧である。摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の少なくとも一つに加わる油圧が低圧であれば、ポート２６に加わる油圧はライン圧になる。
【００２１】
各摩擦係合装置ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３に加わる油圧がすべて所定圧以上のとき、すなわち変速中においては、切換弁５２、５４、５６は図１０に示す右方向に移動するので、切換弁５２、５４、５６の出力油圧はすべて低圧のドレン圧になる。すると、ポート２６に加わる油圧が機械的に低圧になることにより、第２実施例と同様に、変速中における総合係合トルクの制限値が低下するので、変速中における二重係合をより確実に防止できる。
【００２２】
（第４実施例）
本発明の第４実施例を図１１に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
電磁弁８１はリニア制御またはデューティ制御可能な電磁弁であり、低圧から高圧のライン圧の間で出力油圧を任意の値に設定できる。したがって、変速中において電磁弁８１の出力油圧を運転状態に応じて適正に設定することにより、変速中における総合係合トルクの制限値を低下させ、変速中における二重係合を防止できる。さらに、異なるエンジンに第４実施例の油圧制御装置を搭載しても、電磁弁８１の出力油圧をエンジン特性に応じて制御することにより、エンジンの種類に関係なく同一の油圧制御装置を搭載し、二重係合を防止できる。
【００２３】
（第５実施例）
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（ＡＴ）に適用したシステム構成を図１２に示す。図１２において、自動変速手段９０内に図１に示す油圧回路を含んでいる。
ＡＴはエンジンで生成したトルクをトルクコンバータなどの流体伝動装置を介して変速駆動装置に伝達し、この変速駆動装置内の複数の遊星歯車装置によって変速して出力する。
【００２４】
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内のギア接続が切換えられ、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。自動変速手段９０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。
【００２５】
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３０１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３０２より吸入し、ライン圧制御手段６０を介し各装置へ圧油を供給している。この油圧ポンプ３０１からの圧油は、変動のある高ポンプ油圧であり、ライン圧制御手段６０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。各摩擦係合装置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、これら摩擦係合装置を係合または解除することにより、変速比を切換えて車両の変速制御を行っている。ロックアップ制御手段２０１はＬ／Ｕ（ロッックアップ装置）に加える油圧を調整するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による油圧制御装置の油圧回路を示す模式的構成図である。
【図２】第１実施例によるＡＴＥＣＵの入出力信号を示すブロック図である。
【図３】第１実施例のライン圧制御手段の油圧回路を示す模式的構成図である。
【図４】第１実施例の指令圧とライン圧との関係を示す特性図である。
【図５】第１実施例のスロットル開度とライン圧との関係を示す特性図である。
【図６】第１実施例の入力トルクと総合係合トルクとの関係を示す特性図である。
【図７】第１実施例のフェイルセーフ弁の具体的構成を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例による油圧制御装置の油圧回路を示す模式的構成図である。
【図９】第２実施例における変速中のトルク制限値の変化を示す特性図である。
【図１０】本発明の第３実施例による油圧制御装置の油圧回路を示す模式的構成図である。
【図１１】本発明の第４実施例による油圧制御装置の油圧回路を示す模式的構成図である。
【図１２】第５実施例による自動変速機のシステム構成を示すブロック図である。
【図１３】従来の総合係合トルクの変化を示す特性図である。
【符号の説明】
１、２、３三方向電磁弁（制御手段）
２０フェイルセーフ弁（二重係合防止手段、スプール弁）
６０ライン圧制御手段（制限圧力発生手段）
４００油圧制御装置
ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３摩擦係合装置

Claims

自動変速機に設けられる複数の摩擦係合装置をそれぞれ係合または解除させることにより複数の変速段を切換制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
同時に係合すると二重係合が発生する少なくとも二つの摩擦係合装置と、
前記少なくとも二つの摩擦係合装置の係合または解除を制御する少なくとも二つの制御圧力を制御する制御手段と、
前記制御手段と前記摩擦係合装置との間に設けられ、二重係合を防止する二重係合防止手段とを備え、
前記二重係合防止手段は、前記少なくとも二つの摩擦係合装置において発生する係合トルクの和を所定の制限値以下に制限し、
前記自動変速機への入力トルクに応じて前記制限値は変更されることを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
スロットル開度に応じて前記制限値は変更されることを特徴とする請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置。
前記制限値に応じた制限圧力を発生する制限圧力発生手段を備え、
前記二重係合防止手段は、前記少なくとも二つの制御圧力と前記制限圧力とに応じて前記少なくとも二つの制御圧力の少なくとも一つの制御圧力を変更することを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機用油圧制御装置。
前記制限圧力はライン圧であることを特徴とする請求項３記載の自動変速機用油圧制御装置。
前記二重係合防止手段はスプール弁であり、前記少なくとも二つの制御圧力と前記制限圧力とが対向して作用することを特徴とする請求項３または４記載の自動変速機用油圧制御装置。
前記少なくとも二つの摩擦係合装置に加える単位制御圧力当たりに発生する各トルクの値の比とほぼ等しくなるように、前記スプール弁に加わる前記二つの制御圧力の連通室の面積比を設定することを特徴とする請求項５記載の自動変速機用油圧制御装置。