JP3735904B2 - 自動変速機用油圧制御装置 - 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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両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円滑に伝達するため、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係合装置の係合および解除状態を決定する自動変速機とにより行われる。
【０００３】
このような自動変速機用油圧制御装置として特開平５−６５９５７号公報に開示されているものが知られている。特開平５−６５９５７号公報に開示されているものは、電磁弁で各摩擦係合装置に加わる油圧を制御する方式であり、変速応答性が高く構成が簡単になるという利点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特開平５−６５９５７号公報に開示されているものでは、乗員が走行レンジであるＤレンジまたはＲレンジから中立レンジであるＮレンジにセレクトレバーを切換えると、セレクトレバーと連動してマニュアル弁が切換わり各摩擦係合装置に加わっていた油圧はマニュアル弁を通じて急排出されるため走行レンジから中立レンジへのレンジ切換時にショックが生じるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、運転レンジから中立レンジへのレンジ切換時においてもショックを生じさせない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】
本発明の請求項１または２記載の自動変速機用油圧制御装置によると、複数の摩擦係合要素と手動切換弁とを接続する油路に、指令信号に応じて複数の摩擦係合要素に加わる油圧を制御する複数の油圧制御弁を配設し、運転位置から中立位置に手動切換弁を切換えた場合、正常時においては油圧制御弁に加わる油圧を継続的な高圧にし、フェイル時においては油圧制御弁に加わる油圧を低圧にしている。したがって正常時において、継続的な高圧の加わっている油圧制御弁を制御することにより各摩擦係合要素に加わる油圧を滑らかに昇降させ、中立状態を保持する任意の係合および解除状態に各摩擦係合要素を設定することができるので、運転位置から中立位置に手動切換弁を切換えても切換時に生じるショックを低減することができる。またフェイル時において、油圧制御弁に加わる油圧を低圧にすることにより各摩擦係合要素を解除させるので、手動切換弁の中立位置における各摩擦係合要素の係合を防止することができる。
【０００７】
本発明の請求項３記載の自動変速機用油圧制御装置によると、油圧制御弁をデューティ制御可能な三方向電磁弁とすることにより、摩擦係合要素に加わる油圧を低圧から高圧まで高精度に制御できるとともに、摩擦係合要素に接続する油路の構成を簡素化できる。
本発明の請求項４記載の自動変速機用油圧制御装置によると、油圧切換弁として二方向電磁弁を用いることにより油圧切換弁の小型化および低コスト化が可能である。
【０００８】
本発明の請求項５記載の自動変速機用油圧制御装置によると、油圧制御弁または油圧切換弁のフェイル時に第２通路の油圧を高圧または低圧のいずれか他方に設定して油圧制御弁に加わる油圧を低圧にすることにより、油圧制御弁または油圧切換弁のフェイル時、手動切換弁が中立位置に切換わっても各摩擦係合要素の係合を防止できる。
【０００９】
【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車両用の自動変速機（以下、「自動変速機」をＡＴという）に適用したシステム構成を図２に示す。図２においてＥＶは電磁弁を表す。
【００１０】
ＡＴは、トルクコンバータ２００の流体伝導装置を介してエンジンで発生したトルクを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トルクを変速して出力する。
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インになっている。
【００１１】
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から供給される圧油は、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。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。
【００１２】
手動切換弁８０は操作者が手動で前進、後進、中立（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。遊星歯車装置の各要素は、各種クラッチＲ／Ｃ、Ｆ／Ｃ、Ｈ／Ｃ、Ｏ／Ｃ、ブレーキＬＲ／Ｂ、Ｂ／Ｂによって選択的に係合または解除され、所定の変速比を得るようになっている。電磁弁７〜１２は、クラッチＲ／Ｃ、Ｆ／Ｃ、Ｈ／Ｃ、Ｏ／Ｃ、ブレーキＬＲ／Ｂ、Ｂ／Ｂの油圧室の油圧を制御している。
【００１３】
第１実施例の油圧制御装置の回路構成を図１に示す。第１実施例では、摩擦係合要素であるクラッチ１、３、４、６、ブレーキ２、５の油圧室を油圧制御弁としての電磁弁７〜１２で個別に制御しており、電磁弁７〜１２は図示しない自動変速機制御コンピュータからの制御信号によりデューティ制御可能な三方向電磁弁である。電磁弁７〜１２の圧力供給側に手動切換弁８０を配置し、電磁弁７〜１２と手動切換弁８０との間に第１切換弁２０および第２切換弁２８を設けている。
【００１４】
第１切換弁２０は切換位置に応じて圧力供給通路１３〜１８をドレイン通路２４、圧力供給通路２２または圧力供給通路２３に選択的に連通させる。第１切換弁２０は付勢手段であるスプリング２１により圧力供給通路２２、２３と連通する図１の左方向に付勢されている。スプリング２１の付勢方向と同方向に切換作動油圧が働く第２通路としての圧力供給通路２５が第１切換弁２０に接続しており、この圧力供給通路２５に油圧切換弁としての電磁弁２６が配設されている。電磁弁２６の反圧力供給通路２５側にライン圧通路３５が接続している。
【００１５】
電磁弁２６は二方向電磁弁であり、通電オン時に開弁して圧力供給通路２５とライン圧通路３５とを連通し、通電オフ時または電磁力を発生するコイルが断線した場合、圧縮コイルスプリングの付勢力により閉弁して圧力供給通路２５とライン圧通路３５との連通を遮断する構成である。電磁弁２６が開弁するとライン圧通路３５から圧力供給通路２５に高圧であるライン圧の圧油が供給されるのでスプリング２１と同方向に大きな力で第１切換弁２０が押し付けられる。また、スプリング２１の付勢方向とは逆方向に切換作動油圧が働く第１通路としての圧力供給通路２７が第１切換弁２０に接続している。電磁弁２６が開弁し圧力供給通路２５が高圧であれば、圧力供給通路２７の圧力に関係なく第１切換弁２０は圧力供給通路１３〜１８が圧力供給通路２２、２３と連通する図１に示す位置に保持される。電磁弁２６が閉弁して圧力供給通路２５が低圧になり、このとき圧力供給通路２７が低圧であっても、第１切換弁２０はスプリング２１の付勢力により圧力供給通路１３〜１８が圧力供給通路２２、２３と連通する図１に示す位置に保持される。圧力供給通路２５が低圧になり、このとき圧力供給通路２７が高圧であれば、第１切換弁２０はスプリング２１の付勢力に抗して図１に示す位置から右方向に移動する。したがって、圧力供給通路１３〜１８は圧力供給通路２２、２３と遮断されドレイン通路２４と連通するので圧力供給通路１３〜１８の油圧は低圧になる。第１切換弁の構成を代えることにより、第２通路２５が低圧のときに圧力供給通路１３〜１８の油圧を高圧にし、第２通路２５が高圧のときに圧力供給通路１３〜１８の油圧を低圧にすることも可能である。
【００１６】
第２切換弁２８は、位置に応じて圧力供給通路２７を圧力供給通路２２またはドレイン通路３０に選択的に連通させる。圧力供給通路２２は手動切換弁８０と第１切換弁２０とを接続する油路であるとともに、第２切換弁２８を介して第１通路２７と連通可能な連通路である。第２切換弁２８は付勢手段であるスプリング２９により圧力供給通路２７がドレイン通路３０と連通する図１の右方向に付勢されている。スプリング２９の付勢方向と逆方向に切換作動油圧が働く圧力供給通路２３が第２切換弁２８に接続されており、この圧力供給通路２３は第１切換弁２０にも接続している。圧力供給通路２３が高圧であれば第２切換弁２８は図１に示す位置にあり、圧力供給通路２２と圧力供給通路２７とが連通する。
【００１７】
手動切換弁８０は、運転位置としての前進位置および後進位置と非運転位置としての中立位置の三つの切換え位置を有しており、前進位置がセレクトレバー５００のＤ、３、２、１レンジに対応し、後進位置がセレクトレバー５００のＲレンジに対応し、中立位置がセレクトレバー５００のＮ、Ｐレンジに対応している。セレクトレバー５００が前進レンジ（Ｄレンジ、３レンジ、２レンジ、１レンジ）であれば圧力供給通路２３は高圧のライン圧通路３４に連通し、圧力供給通路２２は低圧のドレイン通路３３に連通する。またセレクトレバー５００が中立レンジ（Ｎレンジ、Ｐレンジ）であれば手動切換弁８０は図１に示す位置より一段右に移動し、圧力供給通路２２、２３はともにライン圧通路３４に連通する。セレクトレバー５００が後進レンジ（Ｒレンジ）であれば手動切換弁８０は図１に示す位置より二段右に移動し、圧力供給通路２２はライン圧通路３４に連通し、圧力供給通路２３はドレイン通路３３に連通する。
【００１８】
次に、油圧制御装置の作動について説明する。
前進、中立、後進各レンジにおけるクラッチＲ／Ｃ、Ｆ／Ｃ、Ｈ／Ｃ、Ｏ／Ｃ、ブレーキＬＲ／Ｂ、Ｂ／Ｂ、の係合または解除状態を図３に示す。図３から判るように、前進レンジではＬＲ／Ｂ、Ｆ／Ｃ、Ｈ／Ｃ、Ｂ／Ｂ、Ｏ／Ｃのいずれかが係合状態であり、後進レンジではＲ／ＣおよびＬＲ／Ｂが係合状態であり、中立レンジではすべてのクラッチおよびブレーキが解除状態である。
【００１９】
セレクトレバー５００の前進レンジを選択しているとき手動切換弁８０は図１に示す位置であり、ライン圧通路３４は手動切換弁８０を介して圧力供給通路２３に連通し、ドレイン通路３３は手動切換弁８０を介して圧力供給通路２２に連通する。このとき電磁弁２６は開弁しているため第１切換弁２０は図１に示す位置となり、圧力供給通路１４〜１８と圧力供給通路２３とが連通する。したがって、クラッチ３、４、６、ブレーキ２、５の電磁弁９、１０、１２、８、１１に高圧のライン圧が加わり、クラッチ１の電磁弁７に低圧が加わるので、電磁弁８〜１２をデューティ制御することにより、図３に示す前進レンジの各変速段を設定できる。さらに、変速段切換え時の油圧変化が滑らかになるので乗員に与える切換えショックを低減できる。
【００２０】
セレクトレバー５００の後進レンジを選択すると、手動切換弁８０は図１に示す位置より二段右に移動するため、ライン圧通路３４は手動切換弁８０を介して圧力供給通路２２と連通し、ドレイン通路３３は圧力供給通路２３と連通する。このとき電磁弁２６は開弁しており圧力供給通路２５の油圧は高圧であるため第１切換弁２０は図１に示す位置に保持される。したがって、圧力供給通路１３、１４は圧力供給通路２２と連通して電磁弁７、８に高圧が加わり、圧力供給通路１５〜１８は圧力供給通路２３と連通して電磁弁９〜１２に加わる油圧が低圧になる。そして電磁弁７、８をデューティ制御することにより油圧が滑らかに切換えられるので、レンジ切換えが乗員に与えるショックを低減しつつ後進の係合および解除状態に移行する。
【００２１】
セレクトレバー５００の中立レンジを選択すると、手動切換弁８０は図１に示す位置より一段右に移動するため、ライン圧通路３４は手動切換弁８０を介して圧力供給通路２２、２３と連通する。第２切換弁２８は図２に示す位置に保持されており圧力供給通路２７の圧力は高圧となるが、電磁弁２６が開弁しており圧力供給通路２５の圧力が高圧であるため、第１切換弁２０は図１に示す位置に保持される。したがって、すべてのクラッチ、ブレーキの電磁弁７〜１２に高圧のライン圧が加わる。中立レンジに切換わる前に高圧が加わっていたクラッチ、ブレーキには同じ高圧のライン圧が加わるので切換えショックは生じない。また、中立レンジに切換わる前に低圧が加わっていたクラッチ、ブレーキは、クラッチ、ブレーキ側とドレイン側とが電磁弁により連通しているため高圧のライン圧が加わらないので切換えショックは生じない。そして電磁弁７〜１２をデューティ比制御することにより油圧が滑らかに切換えられ、レンジ切換えが乗員に与えるショックを低減しつつすべてのクラッチ、ブレーキを解除して中立状態に移行する。
【００２２】
電磁弁７〜１２のいずれかが断線等により故障したときには電磁弁２６を閉弁して圧力供給通路２５の圧力を低圧にする。中立レンジでは圧力供給通路２２、２３がともに高圧であるため、第２切換弁２８を介して圧力供給通路２７の油圧が高圧になり、第１切換弁２０が図１に示す位置から右に移動する。すると圧力供給通路１３〜１８は第１切換弁２０を介してドレイン通路２４と連通し、すベてのクラッチ、ブレーキが係合することなく解除される。また、電磁弁２６が断線等により故障したときには、電磁弁２６内の圧縮コイルスプリングの付勢力により電磁弁２６が閉弁するので、同様に中立レンジにおいてすベてのクラッチ、ブレーキが係合することなく解除される。
【００２３】
本実施例によると、中立レンジへの切換え時、電磁弁７〜１２をデューティ比制御することによりクラッチ１、３、４、６、ブレーキ２、５に加わっていた油圧を滑らかに減圧してすべてのクラッチ、ブレーキを解除するので、中立レンジへの切換え時に生じるショックを低減できる。また、電磁弁７〜１２、２６の故障時に中立レンジを選択すると、クラッチ、１、３、４、６、ブレーキ２、５に加わる油圧を低圧にできるので、中立レンジで車両が走行することなく安全である。
【００２４】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図４に示す。
図４に示す第２実施例は６個のクラッチ１、３、４、６、ブレーキ２、５に加わる圧力を４個の電磁弁４１〜４４と、前後進切換弁４５と、４速判定弁４６と、１レンジ切換弁４７と、１レンジ１速切換弁４８と、４速切換弁４９と、第１切換弁２０と、第２切換弁２８と手動切換弁８０と電磁弁２６で制御する例である。各変速段における各クラッチ、ブレーキの係合および解除状態は図３に示す状態と同様であり、この状態を実現するために各弁が作動する。
【００２５】
前後進切換弁４５はセレクトレバー５００の後進レンジを選択したときに切換えられる。電磁弁４１および４２から加わる油圧を前後進切換弁４５が前進用クラッチ４、前進用ブレーキ５、後進用クラッチ１、後進用ブレーキ２に分配しているので、電磁弁４１および４２を共有化し、前進用クラッチ４および前進用ブレーキ５と後進用クラッチ１および後進用ブレーキ２とが同時に係合することを防いでいる。
【００２６】
４速切換弁４９は４速時、４速判定弁４６からの油圧信号により切換えられ、ブレーキ５およびクラッチ４とクラッチ６とが同時に係合することを防いでいる。
１レンジ切換弁４７はセレクトレバー５００の１レンジを選択したときに切換えられ、１レンジ１速切換弁４８はセレクトレバー５００の１レンジを選択し、さらに油圧信号により１速を判定したときに切換えられる。１レンジ切換弁４７と１レンジ１速切換弁４８により、ブレーキ２およびクラッチ６が電磁弁４３を共有化している。
【００２７】
第２実施例では、電磁弁４１〜４４をデューティ制御することにより、中立レンジでクラッチ１、３、４、６、ブレーキ２、５に加わる油圧を滑らかに低圧化できるので、中立レンジ選択時のショックを低減するとともに、電磁弁数を低減できる。さらに電磁弁の故障時でも背反するクラッチ、ブレーキが係合することなくインターロックを防ぐことができ安全である。
【００２８】
以上説明した本発明の実施例では、中立レンジにおいてクラッチ、ブレーキが一つも係合しない自動変速機について説明したが、本発明は、中立レンジにおいてクラッチ、ブレーキが少なくとも一つ以上係合する自動変速機にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による自動変速機用油圧制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】第１実施例の油圧制御装置を車両用ＡＴに適用したシステム構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施例の各変速段におけるクラッチおよびブレーキの係合および解除状態を示す特性図である。
【図４】本発明の第２実施例による油圧制御装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
７、８、９、１０、１１、１２ 電磁弁（油圧制御弁）
２０ 第１切換弁
２８ 第２切換弁
２６ 電磁弁（油圧切換弁）
４１、４２、４３、４４ 電磁弁（油圧制御弁）
８０、８１ 手動切換弁
２００ トルクコンバータ
３００ トランスミッション
４００ 油圧制御装置
５００ セレクトレバー

Claims (5)

1. 自動変速機に設けられる複数の摩擦係合要素に加わる油圧をそれぞれ切換制御し、前記複数の摩擦係合要素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、
   手動操作により前記複数の摩擦係合要素に加わる油圧を切換える手動切換弁と、
   前記手動切換弁と前記複数の摩擦係合要素とを接続する油路に配設され、指令信号に応じて前記複数の摩擦係合要素に加わる油圧をそれぞれ制御する複数の油圧制御弁とを備え、
   運転位置から中立位置に前記手動切換弁を切換えた場合、正常時、前記手動切換弁側から前記複数の油圧制御弁に加わる油圧を継続的な高圧にし、フェイル時、前記手動切換弁側から前記複数の油圧制御弁に加わる油圧を低圧にすることを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
2. 前記手動切換弁と前記複数の油圧制御弁とを接続する油路に配設され、前記複数の油圧制御弁に加わる油圧を高圧または低圧に切換える第１切換弁と、
   前記第１切換弁を切換作動させる第１通路を高圧または低圧に切換える第２切換弁と、
   前記第１通路の油圧と反対方向に前記第１切換弁を切換作動させる第２通路の油圧を高圧または低圧に切換える油圧切換弁とを備え、
   前記手動切換弁は、前記第２切換弁を切換作動させる第３通路、および前記第２切換弁に接続し前記第１通路と連通可能な連通路の油圧を高圧または低圧に切換え、
   運転位置から前記手動切換弁の中立位置に切換えた場合、正常時、前記油圧切換弁により前記第２通路の油圧を高圧または低圧のいずれか一方に設定して前記第１切換弁の切換位置を規定し、前記第１切換弁を介して前記油圧制御弁に加わる油圧を高圧にして前記油圧制御弁により前記複数の摩擦係合要素に加わる油圧を制御し、フェイル時、前記油圧切換弁により前記第２通路の油圧を高圧または低圧の他方に設定して前記第１切換弁を切換え、前記油圧制御弁に加わる油圧を低圧にす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。
3. 前記油圧制御弁はデューティ制御可能な三方向電磁弁であ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。
4. 前記油圧切換弁は二方向電磁弁であることを特徴とする請求項２または３記載の自動変速機用油圧制御装置。
5. 前記油圧切換弁は、前記油圧制御弁または前記油圧切換弁のフェイル時、前記第２通路の油圧を高圧または低圧のいずれか他方に設定して前記第１切換弁の切換位置を規定し、前記油圧制御弁に加わる油圧を低圧にすることを特徴とする請求項２、３または４記載の自動変速機用油圧制御装置。

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