JP3806817B2

JP3806817B2 - 車両用自動変速機の油圧制御システム

Info

Publication number: JP3806817B2
Application number: JP2002359886A
Authority: JP
Inventors: 秉官申; 載信李
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2002-08-12
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: KR100460888B1; JP2004076926A; KR20040015399A; US6746355B2; US20040058771A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用自動変速機に適用される油圧制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両用自動変速機は、トルクコンバータと、このトルクコンバータに連結されている多段変速ギヤメカニズムであるパワートレインとを保有しており、車両の走行状態に応じて前記パワートレインの作動要素のうちのいずれか一つの作動要素を選択的に作動させるための油圧制御システムを保有する。
【０００３】
このような自動変速機の設計においては、まず設計目標に合う設計概念を探すために概念設計と設計方案が提示され、性能、耐久性、信頼性、量産性及び製造費用などの側面から最も優れた設計概念の一つを選択する。
【０００４】
そして前記のような設計概念が選択されれば、大抵はメカニカルセクション、油圧制御システム、電子制御システムの３部分に分けて開発が行われるようになるが、本発明が関係する油圧制御システムは、オイルポンプで発生した油圧を調節する圧力調節手段と、変速モードを形成させることができる手動及び自動変速コントロール手段と、変速時に円滑な変速モードの形成のために変速感及び応答性を調節する油圧制御手段と、前記油圧制御手段から供給される油圧を各摩擦要素に適切に分配する油圧分配手段と、トルクコンバータのダンパークラッチ作動のためのダンパークラッチコントロール手段とを含んで構成される。
【０００５】
したがって、トランスミッション制御ユニットによってオン／オフされるソレノイドバルブとデューティ制御されるソレノイドバルブとによって油圧分配手段の油圧分配が異なるように行われることにより、摩擦要素の作動が選択されて変速段制御が実現される。
【０００６】
このようなパワートレインと油圧制御システムは各自動車メーカーによって形式が異なるのが一般的であるが、中小型車両に適用される自動変速機の場合には、２個の遊星ギヤセットを組み合わせて前進４速及び後進１速の変速段を有する自動変速機を適用するのが通常的である。
【０００７】
前記のように２個の遊星ギヤセットを組み合わせて前進４速及び後進１速の変速段を有する自動変速機は、大抵４個のクラッチと２個のブレーキ、そして２個のワンウェイクラッチを適用して組み合わせた油圧制御システムを装備している。
【０００８】
しかし、前記のような従来の自動変速機は摩擦部材として４個のクラッチと２個のブレーキ、そして２個のワンウェイクラッチを適用しているため、構成を複雑にするだけでなく体積が大きくなり、軽量化と生産原価節減に悪影響を与えるという問題点を有する。
これらの問題を解決する手段として、特開平５−３１２２５２号公報（発明の名称「自動変速機の油圧制御システム」）において、可変容量ベーンポンプへのカムリング偏心圧の直接電子制御でライン圧を制御すると共に、変速指令を入力すると直ちにカムリング偏心量を増大させる変速時ライン圧制御手段と変速指令から所定の遅れ時間の経過を待って変速を実行する変速油圧制御手段を設けることにより、ライン圧制御での小型軽量化、高効率化及び制御応答性向上を図りながら、変速応答の向上及び変速ショックの防止を図るシステムが提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明は前記のような問題点を解決するために発明されたものであって、本発明の目的は、既存の摩擦要素の数を減らしながらも前進４速と後進１速の変速段を具現できるようにして、構成の単純化と軽量化、そして生産原価を節減することができる車両用自動変速機の油圧制御システムを提供することにある。
【００１０】
これを実現するために本発明は、エンジンの始動と共にオイルポンプで生成した油圧がレギュレータバルブによって一定の圧力に調節され、一部がダンパークラッチの作動圧として及びリデューシングバルブに供給され、他の一部が各変速段で作動する摩擦要素に選択的に作動圧を供給するために変速コントロール手段、油圧制御手段、スイッチング手段、フェイルセイフ手段、Ｎ−Ｒコントロール手段を含む油圧制御部に供給されるように構成される車両用自動変速機の油圧制御システムを提供する。
ここでは、前記変速コントロール手段が、運転者のセレクトレバー操作に連動すると共に各レンジに応じて流路を変更するマニュアルバルブからなり；
前記油圧制御手段が、Ｎ、Ｄレンジ圧を制御して前進３、４速で作動する摩擦要素に供給する第１圧力制御バルブ及び第１ソレノイドバルブと、Ｄレンジ圧を制御して前進２、４速で作動する摩擦要素に供給する第２圧力制御バルブ及び第２ソレノイドバルブと、Ｄレンジ圧を制御して前進１、２、３速で作動する摩擦要素に供給する第３圧力制御バルブ及び第３ソレノイドバルブとを含んでなり；
前記スイッチング手段が、両側端に供給されるライン圧と第４ソレノイドバルブから供給される油圧とによってポート変換が行われると共に、前記第１圧力制御バルブから供給される油圧を選択的にＮ、ＰレンジとＲレンジ時に固定要素として作動する摩擦要素と、前進３、４速で入力要素として作動する摩擦要素に供給するスイッチバルブとからなり；
前記フェイルセイフ手段が、ライン圧と前進３、４速で入力要素として作動する摩擦要素の作動圧と前進２、４速で固定要素として作動する摩擦要素の作動圧とによって制御され、スイッチバルブに供給される油圧とマニュアルバルブから供給される後進圧とを選択的にＮ、Ｐ、Ｒレンジで固定要素として作動する摩擦要素に供給する第１フェイルセイフバルブと、Ｎ、Ｄレンジ圧とＲレンジ圧、そして前進１、２、３速で入力要素として作動する摩擦要素の作動圧と前進３、４速で入力要素として作動する摩擦要素の作動圧とによって制御され、選択的に前記第２圧力制御バルブの制御圧を前進２、４速で固定要素として作動する摩擦要素に供給する第２フェイルセイフバルブとを含んでなり；
また、前記Ｎ−Ｒコントロール手段が、Ｒレンジで第２ソレノイドバルブから供給される制御圧によって制御され、マニュアルバルブから供給される油圧を後進変速段で入力要素として作動する摩擦要素に供給するＮ−Ｒコントロールバルブからなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、前記の目的を具体的に実現することができる本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は本発明による油圧制御システムが適用できるパワートレインの一例を示したものであって、２個のシングルピニオン遊星ギヤセットの組み合わせによって構成される。
【００１３】
つまり、入力軸２はトルクコンバータ（ＴＣ）のタービンから動力の伝達を受けて第１、第２シングルピニオン遊星ギヤセット４、６にトルクを伝達し、これら第１、第２シングルピニオン遊星ギヤセット４、６の相互補完的作動によって変速が行われ、第１シングルピニオン遊星ギヤセット４の遊星キャリア８と連結されているトランスファドライブギヤ１０を通じて出力されることができるクラッチフックアップが行われる。
【００１４】
このようなクラッチフックアップを実施するにおいては、出力要素に作動する前記第１遊星キャリア８と第２環ギヤ１２とを固定的に連結し、第１環ギヤ１４と第２遊星キャリア１６とを固定的に連結する。
【００１５】
そして前記第１サンギヤ１８と第２遊星キャリア１６、そして第２サンギヤ２０が、クラッチからなる第１、第２、第３摩擦要素（Ｃ１）（Ｃ２）（Ｃ３）を介在して各々入力軸２と可変連結され、３個の入力要素を保有するようになる。
【００１６】
また、前記第１環ギヤ１４と第２遊星キャリア１６とを連結する連結部材２２が、ブレーキである第４摩擦要素（Ｂ１）と第１ワンウェイクラッチ（Ｆ１）によってハウジング２４に可変連結され、前記第２サンギヤ２０が、ブレーキである第５摩擦要素（Ｂ２）によってハウジング２４に可変固定され、２個の固定要素を保有するようになる。
【００１７】
前記での各クラッチ（Ｃ１）（Ｃ２）（Ｃ３）及びブレーキ（Ｂ１）（Ｂ２）は各々ピストンまたはサーボ装置を備えており、所要の油圧で油の供給と排出とを行って結合及び解除動作を実施し、これらの結合及び解除動作が下記表１の通りに行われて前進４速及び後進１速の変速が行われるようになる。
【００１８】
【表１】

【００１９】
前記のような前進４速後進１速のパワートレインを運用するための油圧制御システムは、図２のように構成される。
【００２０】
エンジンから動力の伝達を受けてトルク変換し、変速機側に伝達するトルクコンバータ（ＴＣ）が作動すれば、オイルポンプ１００が作動しながら前記トルクコンバータ及び変速段制御に必要な油圧及び潤滑に必要な油圧を生成する。
【００２１】
前記オイルポンプ１００で所要の油圧に生成した油は、圧力調節及びダンパークラッチ制御手段と減圧手段に供給されると同時に、変速モードを形成させる手動及び自動変速コントロール手段を通じて油圧制御手段に供給されて、変速に適当な油圧に制御され、所要の圧力に制御された油はスイッチング手段とフェイルセイフ手段を通じて各摩擦要素の作動圧として供給される。
【００２２】
後進レンジでは、油圧制御部が手動及び自動変速コントロール手段から直接Ｎ−Ｒコントロール手段を通じて摩擦要素に油を供給する。
【００２３】
前記圧力調節及びダンパークラッチ制御手段は、前記オイルポンプ１００から圧送される油を一定の圧力に調節するレギュレータバルブ１０２と、このレギュレータバルブ１０２からの油圧をトルクコンバータ及び潤滑用に一定に調節するトルクコンバータコントロールバルブ１０４と、トルクコンバータの動力伝達効率を高くするためにダンパークラッチを制御するダンパークラッチコントロールバルブ１０６とからなる。
【００２４】
前記減圧手段は、ライン圧より常に低い圧力を維持できるようにするリデューシングバルブ１０８からなり、このリデューシングバルブ１０８を通じて減圧された油の一部は前記ダンパークラッチコントロールバルブ１０６の制御圧で供給されると同時に、レギュレータバルブ１０２の制御圧で供給される。
【００２５】
そして前記の減圧された油の一部は、変速段制御圧として使用できる油圧を形成する第１、第２、第３圧力制御バルブ１１０、１１２、１１４と、これらを制御する第１、第２、第３ソレノイドバルブ（Ｓ１）（Ｓ２）（Ｓ３）からなる圧力制御手段とに供給される。
【００２６】
前記手動及び自動変速モードを形成する変速コントロール手段は、運転席にあるセレクターレバーの位置に応じて連動して作動しながら流路を切換えるマニュアルバルブ１１６からなり、このマニュアルバルブ１１６に供給される油は各レンジ選択に応じて前記圧力制御手段に供給されたり、直接下流側に配置されているスイッチング手段のスイッチバルブ１１８、フェイルセイフ手段の第１、第２フェイルセイフバルブ１２０、１２２、Ｎ−Ｒコントロール手段であるＮ−Ｒコントロールバルブ１２４に、所要の制御圧で供給されたり、又はこれを経由して該当摩擦要素に供給される。
【００２７】
前記第１、第２、第３ソレノイドバルブ（Ｓ１）（Ｓ２）（Ｓ３）は、トランスミッション制御ユニット（ＴＣＵ）の制御によって微細な油圧を制御するため、デューティ制御バルブまたはリニアソレノイドバルブからなり、前記スイッチバルブ１１８を制御する第４ソレノイドバルブ（Ｓ４）はオン／オフ切換えバルブからなる。
【００２８】
そして前記ダンパークラッチコントロールバルブ１０６は、第５ソレノイドバルブ（Ｓ５）の制御によって流路を切換えてトルクコンバータ（ＴＣ）内のダンパークラッチを油圧制御する。
【００２９】
また、前記レギュレータバルブ１０２では、前進変速段において車両運行条件に応じた第６ソレノイドバルブ（Ｓ６）の制御圧によってライン圧制御が行われ、ライン圧過剰によるオイルポンプ１００の駆動損失を防止して燃費向上に寄与することができ、後進変速段において、マニュアルバルブ１１６から供給される後進圧によるライン圧制御が行われる。
【００３０】
そして、前記第３圧力制御バルブ１１４と第１クラッチ（Ｃ１）とを連結する管路１３４と、前記スイッチバルブ１１８と第２クラッチ（Ｃ２）とを連結する管路１３６は各々Ｄレンジ圧管路１３０と連結されるが、この場合には前記第１、第２クラッチ管路１３４、１３６の各々にチェックバルブ１３８、１４０が介在した状態で連結される。
【００３１】
前記チェックバルブ１３８、１４０は、Ｄレンジ圧で、油が前記管路１３４、１３６に流入しないように構成されている。これは変速過程で第１、第２クラッチ（Ｃ２）（Ｃ３）の作動圧を解除した場合、マニュアルバルブ１１６を通じて迅速に排出されるようにするためである。
【００３２】
このように油圧制御システムを構成することにおいて、前記のマニュアルバルブ１１６は図３のように構成されるが、そのマニュアルバルブ１１６はレギュレータバルブ１０２に連通するライン圧管路１２６を通じて油圧が供給されれば、各レンジ別にＮ、Ｄレンジ圧管路１２８、Ｄレンジ圧管路１３０、Ｒレンジ圧管路１３２を通じて油を供給してマニュアル変速を実施する。
【００３３】
前記Ｎ、Ｄレンジ圧管路１２８は、油を第１圧力制御バルブ１１０に供給してその圧力を制御させると同時に第２フェイルセイフバルブ１２２の制御圧として供給できるように連通しており、Ｄレンジ圧管路１３０は第２、第３圧力制御バルブ１１２、１１４に油を供給させるように連通しており、Ｒレンジ圧管路１３２は、第２フェイルセイフバルブ１２２及びＮ−Ｒコントロールバルブ１２４とレギュレータバルブ１０２に油を供給できるように連通している。
【００３４】
前記油圧制御手段を形成する第１圧力制御バルブ１１０と第１ソレノイドバルブ（Ｓ１）の制御による油圧は、スイッチバルブ１１８を通じて第２クラッチ（Ｃ２）に供給されたり、第１フェイルセイフバルブ１２０を通じて第１ブレーキ（Ｂ１）に供給される。
【００３５】
そのための第１圧力制御バルブ１１０の構成を見てみれば、バルブボディーは、リデューシングバルブ１０８から減圧された油圧の供給を受ける第１ポート１５０と；マニュアルバルブ１１６からＮ、Ｄ圧の供給を受ける第２ポート１５２と；前記第２ポート１５２に供給された油圧をスイッチバルブ１１８へ供給する第３ポート１５４と；第１ソレノイドバルブ（Ｓ１）から制御圧の供給を受ける第４ポート１５６とを含んで構成される。
【００３６】
そして前記バルブボディーに内蔵されるバルブスプールは、一側面が前記第１ポート１５０へ供給される油圧に作用する第１ランド１５８と；前記第１ランド１５８と共に前記第１ポート１５０に供給される油圧が作用し、選択的に前記第２ポート１５２を開閉する第２ランド１６０と；前記第２ランド１６０と共に選択的に前記第２ポート１５２と第３ポート１５４とを連通させる第３ランド１６２とを含んで構成され、前記第３ランド１６２とバルブボディーの間には弾発部材１６４が配置されて、常にバルブスプールを図面の左側に押す弾性力を発揮する。
【００３７】
前記の構成により第１ソレノイドバルブ（Ｓ１）がオフ制御されれば、第４ポート１５６に制御圧を供給させながらバルブスプールを図面の左側に移動させ、第２ポート１５２と第３ポート１５４とを連通させてスイッチバルブ１２０に油圧の供給し、反対にオン制御が行われれば、第４ポート１５６への制御圧を遮断させることにより、第１ポート１５０に供給されるリデューシング圧によって第１圧力制御バルブ１１０のバルブスプールを図面の右側に移動して第２ポート１５２を閉鎖する。
【００３８】
そして前記第２圧力制御バルブ１１２は、Ｄレンジ圧を制御して、第２フェイルセイフバルブ１２２を通じて第２ブレーキ（Ｂ２）に作動圧を供給することができるように構成されるが、その構成は前記第１圧力制御バルブ１１０と同一である。
【００３９】
つまり、第２圧力制御バルブ１１２のバルブボディーは、リデューシングバルブ１０８から減圧された油の供給を受ける第１ポート１７０と；マニュアルバルブ１１６からＤレンジ圧の供給を受ける第２ポート１７２と；前記第２ポート１７２に供給された油を第２フェイルセイフバルブ１２２へ供給する第３ポート１７４と；第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）から制御圧の供給を受ける第４ポート１７６とを含んで構成される。
【００４０】
そして前記バルブボディーに内蔵されるバルブスプールは、一側が前記第１ポート１７０に供給される油圧が作用し、小直径からなる第１ランド１７８と；前記第１ポート１７０に供給される油圧が作用すると同時に第２ポート１７２を選択的に開閉する第２ランド１８０と；前記第２ランド１８０と共に選択的に前記第２ポート１７２と第３ポート１７４とを連通させる第３ランド１８２とを含んで構成され、前記第３ランド１８２とバルブボディーの間には弾発部材１８４が配置されて、常にバルブスプールを図面の左側に押す弾性力を発揮する。
【００４１】
前記の構成によって第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）がオン作動すれば、第４ポート１７６への制御圧の供給が遮断され、第１ポート１７０に供給されるリデューシング圧によって第２圧力制御バルブ１１２のバルブスプールが図面の右側に移動して第２ポート１７２を閉鎖し、反対に、オフ制御が行われれば、第４ポート１７６に制御圧を供給させながらバルブスプールを図面の左側に移動して第２ポート１７２と第３ポート１７４とを連通させ、第２フェイルセイフバルブ１２２に油圧を供給するようになる。
【００４２】
前記第３圧力制御バルブ１１４は、第１クラッチ（Ｃ１）に供給される油圧を制御すると同時に、第２フェイルセイフバルブ１２２の制御圧の供給することができるように構成される。
【００４３】
このために第３圧力制御バルブ１１４のバルブボディーは、リデューシングバルブ１０８から減圧された油の供給を受ける第１ポート１９０と；マニュアルバルブ１１６からＤレンジ圧の供給を受ける第２ポート１９２と；前記第２ポート１９２に供給された油圧を第１クラッチ（Ｃ１）及び第２フェイルセーフバルブ１２２に供給する第３ポート１９４と；第３ソレノイドバルブ（Ｓ３）から制御圧の供給を受ける第４ポート１９６とを含んで構成される。
【００４４】
そして、前記バルブボディーに内蔵されるバルブスプールは前記第１ポート１９０に供給される油圧が作用し、小直径からなる第１ランド１９８と；前記第１ポート１９０に供給される油圧が作用すると同時に、選択的に第２ポート１９２を開閉する第２ランド２００と；前記第２ランド２００と共に選択的に前記第２ポート１９２と第３ポート１９４とを連通させる第３ランド２０２とを含んで構成され、前記第３ランド２０２とバルブボディーの間には弾発部材２０４が配置されて、常にバルブスプールを図面の左側に押す弾性力を発揮する。
【００４５】
前記の構成によって第３ソレノイドバルブ（Ｓ３）がオン作動すれば、第３圧力制御バルブ１１４のバルブスプールが図面の右側に移動して第２ポート１９２を閉鎖し、反対にオフ制御が行われれば、制御圧の供給をうけながらバルブスプールが図面の左側に移動して第２ポート１９２と第３ポート１９４とを連通させ、マニュアルバルブ１１４から供給される油圧を第１クラッチ（Ｃ１）及び第２フェイルセイフバルブ１２２に供給する。
【００４６】
そして、スイッチバルブ１１８は、図４のように、両側端に供給されるライン圧と第４ソレノイドバルブ（Ｓ４）から供給される油圧とによってポート変換を行いながら、前記第１圧力制御バルブ１１０から供給される油圧を選択的に第１フェイルセイフバルブ１２０を通じて第１ブレーキ（Ｂ１）に供給したり、第２クラッチ（Ｃ２）に直接供給できるように構成される。
【００４７】
このためにスイッチバルブ１１８を形成するバルブボディーは、バルブの両側端に形成されてライン圧の供給を受ける第１、第２ポート２１０、２１２と、前記第１ポート２１０に隣接して第４ソレノイドバルブ（Ｓ４）の制御圧の供給を受ける第３ポート２１４と、前記第１圧力制御バルブ１１０から油圧の供給を受ける第４ポート２１６と、前記第４ポート２１６に供給される油圧を第１フェイルセイフバルブ１２０を通じて第１ブレーキ（Ｂ１）に供給するようにする第５ポート２１８と、前記第４ポート２１６に供給される油圧を選択的に第２クラッチ（Ｃ２）に供給する第６ポート２２０とを含んで構成される。
【００４８】
また、前記第１、第２、第３ポート２１０、２１２、２１４に供給される油圧によって制御されながらポート変換を行うバルブスプールは、前記第１ポート２１０で供給される制御圧に作用する第１ランド２２２と、前記第１ランド２２２と共に第２ポート２１４に供給される制御圧に作用する第２ランド２２４と、選択的に前記第４ポート２１６を第５ポート２１８と連結する第３ランド２２６と、前記第３ランド２２６と共に選択的に前記第４ポート２１６を第６ポート２２０と連結する第４ランド２２８と、前記第２ポート２１２に供給される油圧に作用する第５ランド２３０とを含んで構成される。
【００４９】
これにより、バルブスプールが図面の左側に移動すれば第４ポート２１６を第５ポート２１８と連結し、右側に移動すれば第４ポート２１６を第６ポート２２８と連結する。
【００５０】
そして、フェイルセイフ手段を形成する第１、第２フェイルセイフバルブ１２０、１２２は反力要素として作用する第１、第２ブレーキ（Ｂ１）（Ｂ２）が同時に作動するのを防止し、走行中に自動変速機が故障した場合３速でホールドできるようにするためのものである。
【００５１】
このために第１フェイルセイフバルブ１２０の構成を見てみると、バルブボディーは、第２クラッチ（Ｃ２）に供給される油圧を制御圧として供給を受ける第１ポート２４０と、第２ブレーキ（Ｂ２）に供給される油圧を制御圧として供給を受ける第２ポート２４２と、ライン圧を制御圧として供給を受ける第３ポート２４４と、シャトルバルブ２４６を通じてＲレンジ圧がまたはスイッチバルブ１１８から油圧が供給される第４ポート２４８と、前記第４ポート２４８に供給される油圧を第１ブレーキ（Ｂ１）に供給する第５ポート２５０とを含んで構成される。
【００５２】
そしてバルブスプールは、前記第１ポート２４０に供給される制御圧に作用する第１ランド２５２と、前記第２ポート２４２に供給される制御圧に作用する第２ランド２５４と、前記第４ポート２４８と第５ポート２５０とを選択的に連通させる第３ランド２５６と、前記第３ランド２５６と共に第４ポート２４８を第５ポート２５０と選択的に連通させる第４ランド２５８と、前記第３ポート２４４に供給される制御圧によって作用する第５ランド２６０とを含んで構成される。
【００５３】
これによりＮ、Ｐ、Ｌレンジではライン圧によって制御されながら、スイッチバルブ１１８に供給される油圧を第１ブレーキ（Ｂ１）に供給し、Ｒレンジではマニュアルバルブ１１６から供給されるＲレンジ圧を第１ブレーキ（Ｂ１）に供給する。
【００５４】
そして第２フェイルセイフバルブ１２２は、Ｎ、Ｄレンジ圧とＲレンジ圧、そして第１、第２クラッチ（Ｃ１）（Ｃ２）によって制御されながら、選択的に第２圧力制御バルブ１１２の制御圧を第２ブレーキ（Ｂ２）に供給する。
【００５５】
このために第２フェイルセイフバルブ１２２のバルブボディーは、Ｒレンジ圧が制御圧として供給される第１ポート２８０と、第１クラッチ（Ｃ１）に供給される油圧の一部が制御圧として供給される第２ポート２８２と、第２クラッチ（Ｃ２）に供給される油圧の一部が制御圧として供給される第３ポート２８４と、Ｎ、Ｄレンジ圧を制御圧として供給を受ける第４ポート２８６と、第２圧力制御バルブ１１２から油圧の供給を受ける第５ポート２８８と、前記第５ポート２８８に供給された油圧を第２ブレーキ（Ｂ２）に供給する第６ポート２９０とを含んで構成される。
【００５６】
またバルブスプールは、前記第１ポート２８０に供給される制御圧が作用する第１ランド２９２と、前記第２ポート２８２に供給される制御圧が作用する第２ランド２９４と、前記第３ポート２８４に供給される制御圧が作用する第３ランド２９６と、前記第５ポート２８８と第６ポート２９０とを選択的に連通させる第４ランド２９８と、前記第４ランド２９８と共に第５ポート２８８と第６ポート２９０を連通させる第５ランド３００と、前記第４ポート２８６に供給される制御圧が作用する第６ランド３０２とを含んで構成される。
【００５７】
これにより、前進２速と４速で第２圧力制御バルブ１１２から供給される油圧を第２ブレーキ（Ｂ２）に供給するようになる。
【００５８】
そして、Ｎ−Ｒマニュアル変速時に衝撃を低減させるＮ−Ｒコントロールバルブ１２４は、図４のように、第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）からの制御圧の供給を受ける第１ポート３１０と、Ｒレンジ圧管路と連結される第２ポート３１２と、前記第２ポート３１２に供給された油圧を第３クラッチ（Ｃ３）に供給する第３ポート３１４とを含んで、バルブボディーを構成し、前記第３ポート３１４の下流側を分岐して第１チェックバルブ３１６を通じて第２ポート３１２の上流側と連結している。
【００５９】
前記第３チェックバルブ３１６は、上流側から下流側に油が流れないように配置され、第３クラッチ（Ｃ３）に供給された油の排出時にだけ作動する。
【００６０】
また、前記バルブボディーに内蔵されるバルブスプールは、前記第１ポート３１０に流入する油が圧力を作用する第１ランド３１８と、前記第２ポート３１２と第３ポート３１４とを選択的に開閉する第２ランド３２０とを含んで構成され、前記第２ランド３２０は、バルブボディーの間に介在して前記バルブスプールを図面の右側に押すように弾性力を発揮する弾発部材３２２を弾支している。
【００６１】
これによりＮ−Ｒコントロールバルブ１２４は、Ｒレンジで第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）から供給される制御圧によって制御されながらマニュアルバルブ１１６から供給される油圧を第３クラッチ（Ｃ３）に徐々に供給して変速衝撃を緩和させることができる。
【００６２】
このように構成される本発明の油圧制御システムは、図２及び図３に示したように、中立（Ｎ）レンジではオイルポンプ１００から吐出される油がレギュレータ１０２によって一定の油圧に調節されながらリデューシングバルブ１０８を通じて減圧した後、各々ダンパークラッチコントロールバルブ１０６と第１、第２、第３圧力制御バルブ１１０、１１２、１１４に供給される。
【００６３】
そしてＤレンジでライン圧は、マニュアルバルブ１１６のＮ、Ｄレンジ圧管路１２８及びＤレンジ圧管路１３０を通じて第１、第２、第３圧力制御バルブ１１０、１１２、１１４に供給され、したがってスイッチバルブ１１８、第１、第２フェイルセイフバルブ１２０、１２２に供給される。
【００６４】
このように油圧が供給される状態で、前記ソレノイドバルブの制御によって流路が変換させながら変速が行われるが、これらソレノイドバルブは各変速段で下記の表２の通りに作動制御される。
【００６５】
【表２】

【００６６】
これをより具体的に見てみると、中立レンジ（Ｎ）では、トランスミッション制御ユニットによって制御される第１ソレノイドバルブ（Ｓ１）がオフ制御され、第２、第３、第４ソレノイドバルブ（Ｓ２）（Ｓ３）（Ｓ４）をオン状態に制御させながら第１ブレーキ（Ｂ１）に作動圧を供給して、中立状態を維持する。
【００６７】
そしてパーキング（Ｐ）レンジでは、前記中立レンジと比較してマニュアルバルブ１１６のバルブスプールの位置変化に応じて後進レンジ圧を第１ブレーキ（Ｂ１）に供給させて、パーキング状態を維持する。
【００６８】
前記中立またはパーキングレンジで走行しようとしてセレクトレバーをＤレンジに変換すれば、第１、第２、第４ソレノイドバルブ（Ｓ１）（Ｓ２）（Ｓ４）がオン状態に制御され、第３ソレノイドバルブ（Ｓ３）がオフ制御される。
【００６９】
そうなると第１、第２圧力制御バルブ１１０、１１２のバルブスプールが図面の右側に移動して第２ポート１５２、１７２を遮断し、第３圧力制御バルブ１１４のバルブスプールが図面の左側に移動して第２ポート１９２と第３ポート１９４とを連通させることになり、第１クラッチ（Ｃ１）に油圧を供給させながら第１速の変速を行う。
【００７０】
そして前記のような停止状態では、中立コントロールを実施するが、この時に車速＝０、フットブレーキ＝オン、スロットル＝オフ状態を検出すれば、トランスミッション制御ユニットでは、第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）をオフ制御し、第３ソレノイドバルブ（Ｓ３）をデューティ制御する。
【００７１】
この時第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）をオフ制御して第１ブレーキ（Ｂ１）が作動するようにし、第１クラッチ（Ｃ２）の油圧をデューティ制御するが、これは、上り坂道で入力クラッチの第１クラッチ（Ｃ１）の作動を完全解除すると再出発のためにフットブレーキの作動を解除した時に車両が自重によって後に押される虞があるためである。そして、第１ブレーキ（Ｂ１）を作動制御しながらも第１クラッチ（Ｃ１）は、エンジンがほとんど無負荷状態を維持できるようにして燃費向上に寄与できるようにする。
【００７２】
前記のような１速制御状態で車速が増加してスロットルバルブの開度率が増加すれば２速に変速を行うが、この時には前記の前進１速状態でトランスミッション制御ユニットがオン状態に制御されていた第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）をオフ制御し、第４ソレノイドバルブ（Ｓ４）をオフ制御する。
【００７３】
そうすると第４ソレノイドバルブ（Ｓ４）のオフ制御によってスイッチバルブ１１８に供給されていた制御圧が遮断されることになり、スイッチバルブ１１８の第２ポート２１２に供給されるライン圧によってバルブスプールが図面の左側に移動した状態を維持する。
【００７４】
そして第２ソレノイドバルブ（Ｓ４）のオフ制御によってバルブスプールが図面の左側に移動しながら第２、第３ポート１７２、１７４を連通させて、第２ポート１７２で待機していた油が第３ポート１７４を通じて第２フェイルセイフバルブ１２２の第５ポート２８８に供給されるが、この時第２フェイルセイフバルブ１２２には第１クラッチ圧とＮ、Ｄレンジ圧が制御圧として供給されているので、第６ランド３００の油圧作用面積が第２ランド２９４より大きいため、バルブスプールが図面の左側に移動して、第５ポート２８８と第６ポート２９０とが連通し、第２ブレーキ（Ｂ２）に油圧供給されて第２速への変速が行われる。
【００７５】
前記のような２速制御状態で車速がさらに増加してスロットルバルブの開度が増加すれば、前記第２速でオン状態に制御されていた第１ソレノイドバルブ（Ｓ１）をオフ制御し、オフ状態に制御されていた第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）をオン状態に制御する。
【００７６】
そうすると第２圧力制御バルブ１１２で油が遮断されることによって、第２ブレーキ（Ｂ２）の作動は解除され、第１圧力制御バルブ１１０による油圧がスイッチバルブ１１８の第４ポート２１６に供給されるが、この時には第４ソレノイドバルブ（Ｓ４）のオン制御によって制御圧が供給されてバルブスプールが図面の右側に移動した状態であるから、油を第３ポート２１４と第６ポート２２０を通じて第２クラッチ（Ｃ２）に供給させながら３速変速が行われる。
【００７７】
前記のような３速制御状態で車速がさらに増加してスロットルバルブの開度が増加すれば、前記の第３速でオン制御されていた第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）をオフ制御し、オフ制御されていた第３ソレノイドバルブ（Ｓ３）をオン制御する。
【００７８】
そうすると第３圧力制御バルブ１１４のオン制御によってバルブスプールが図面の右側に移動し、第２ポート１９２を遮断することによって第１クラッチ（Ｃ１）の作動が解除され、第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）のオフ制御によって、油圧が第２フェイルセイフバルブ１２２の第５ポート２８８に供給される。
【００７９】
この時、第２フェイルセイフバルブ１２２には第１クラッチ圧とＮ、Ｄレンジ圧が制御圧として供給されるが、第６ランド３０２の油圧作用面積が第２ランド２９４より大きいため、バルブスプールが図面の左側に移動して第５ポート２８８と第６ポート２９０とを連通しながら第２ブレーキ（Ｂ２）に油を供給し、第２クラッチ（Ｃ２）と第２ブレーキ（Ｂ２）を作動しながら４速変速が行われる。
【００８０】
そして、Ｌレンジ１速では前記前進１速とは異なって第１ソレノイドバルブ（Ｓ１）がオフ制御され、第１圧力制御バルブ１１０からの油圧がスイッチバルブ１１８と第１フェイルセイフバルブ１２０を通じて第１ブレーキ（Ｂ１）に供給されることにより、第１クラッチ（Ｃ１）と第１ブレーキ（Ｂ１）が作動して変速が行われるようになる。
【００８１】
また、後進レンジでは第３、第４ソレノイドバルブ（Ｓ３）（Ｓ４）を除いた第１、第２、第５ソレノイドバルブ（Ｓ１）（Ｓ２）（Ｓ５）がオフ制御される。
【００８２】
そうすると後進圧管路１３２に供給される油圧が第１フェイルセイフバルブ１２０とＮ−Ｒコントロールバルブ１２４を通じて第１ブレーキ（Ｂ１）と第３クラッチ（Ｃ３）に供給されるが、この時第１フェイルセイフバルブ１２０は、ライン圧によってバルブスプールを図面の左側に移動して第５ポート２４８と第６ポート２５０とを連通しながら第１ブレーキ（Ｂ１）に油圧を供給する。
【００８３】
そしてＮ−Ｒコントロールバルブ１２４では、第２ソレノイドバルブ（Ｓ２）のオフ制御による制御圧が供給されることにより、バルブスプールが図面の左側に移動して第３クラッチ（Ｃ３）に油圧の供給することができるようになる。
【００８４】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明は２個の単純遊星ギヤセットを３個のクラッチと２個のブレーキに組み合わせて前進４速と後進１速を具現することができる自動変速機の油圧制御システムを提供することによって、従来に比べて油圧制御システムの構成を単純化して軽量化することができ、生産原価の節減も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧制御システムを適用させることのできる自動変速機パワートレインの一例図である。
【図２】本発明による油圧制御システムの油圧回路図である。
【図３】本発明に適用される油圧制御手段の構成図である。
【図４】本発明に適用されるスイッチング手段、フェイルセイフ手段、Ｎ−Ｒコントロール手段の分配手段の構成図である。
【符号の説明】
２入力軸
４第１シングルピニオン遊星ギヤセット
６第２シングルピニオン遊星ギヤセット
８第１遊星キャリア
１０トランスファドライブギヤ
１２第２リングギヤ
１４第１リングギヤ
１６第２遊星キャリア
１８第１サンギヤ
２０第２サンギヤ
２２連結部材
２４ハウジング
１００オイルポンプ
１０２レギュレータバルブ
１０４トルクコンバータコントロールバルブ
１０６ダンパークラッチコントロールバルブ
１０８リデューシングバルブ
１１０第１圧力制御バルブ
１１２第２圧力制御バルブ
１１４第３圧力制御バルブ
１１６マニュアルバルブ
１１８スイッチバルブ
１２０第１フェイルセイフバルブ
１２２第２フェイルセイフバルブ
１２４Ｎ−Ｒコントロールバルブ
１２６ライン圧管路
１２８Ｎ、Ｄレンジ圧管路
１３０Ｄレンジ圧管路
１３２Ｒレンジ圧管路
１３４第１クラッチ管路
１３６第２クラッチ管路
１３８、１４０チェックバルブ
１５０、１７０、１９０、２１０、２４０、２８０、３１０第１ポート
１５２、１７２、１９２、２１２、２４２、２８２、３１２第２ポート
１５４、１７４、１９４、２１４、２４４、２８４、３１４第３ポート
１５６、１７６、１９６、２１６、２４８、２８６第４ポート
１５８、１７８、１９８、２２２、２５２、２９２、３１８第１ランド
１６０、１８０、２００、２２４、２５４、２９４、３２０第２ランド
１６２、１８２、２０２、２２６、２５６、２９６第３ランド
１６４、１８４、２０４、３２２弾発部材
２１８、２５０、２８８第５ポート
２２０、２９０第６ポート
２２８、２５８、２９８第４ランド
２３０、２６０、３００第５ランド
２４６シャットルバルブ
３０２第６ランド
３１６第１チェックバルブ
Ｂブレーキ
Ｃクラッチ
Ｆワンウェイクラッチ
Ｓソレノイドバルブ
ＴＣトルクコンバータ

Claims

エンジンの始動と共にオイルポンプで生成した油圧がレギュレータバルブによって一定の圧力に調節され、一部はダンパークラッチの作動圧として及びリデューシングバルブに供給され、他の一部は各変速段で作動する摩擦要素に選択的に作動圧を供給するために変速コントロール手段、油圧制御手段、スイッチング手段、フェイルセイフ手段、Ｎ−Ｒコントロール手段を含む油圧制御部に供給されるように構成され、
前記変速コントロール手段は、運転者のセレクトレバー操作に連動すると共に各レンジに応じて流路を変更するマニュアルバルブからなり；
前記油圧制御手段は、Ｎ、Ｄレンジ圧を制御して前進３、４速で作動する摩擦要素に供給する第１圧力制御バルブ及び第１ソレノイドバルブと、Ｄレンジ圧を制御して前進２、４速で作動する摩擦要素に供給する第２圧力制御バルブ及び第２ソレノイドバルブと、Ｄレンジ圧を制御して前進１、２、３速で作動する摩擦要素に供給する第３圧力制御バルブ及び第３ソレノイドバルブとを含んでなり；
前記スイッチング手段は、両側端に供給されるライン圧と第４ソレノイドバルブから供給される油圧とによってポート変換が行われると共に、前記第１圧力制御バルブから供給される油圧を選択的にＮ、ＰレンジとＲレンジ時に固定要素として作動する摩擦要素と、前進３、４速で入力要素として作動する摩擦要素に供給するスイッチバルブとからなり；
前記フェイルセイフ手段は、ライン圧と前進３、４速で入力要素として作動する摩擦要素の作動圧と前進２、４速で固定要素として作動する摩擦要素の作動圧とによって制御され、スイッチバルブに供給される油圧とマニュアルバルブから供給される後進圧とを選択的にＮ、Ｐ、Ｒレンジで固定要素として作動する摩擦要素に供給する第１フェイルセイフバルブと、Ｎ、Ｄレンジ圧とＲレンジ圧、そして前進１、２、３速で入力要素として作動する摩擦要素の作動圧と前進３、４速で入力要素として作動する摩擦要素の作動圧とによって制御され、選択的に前記第２圧力制御バルブの制御圧を前進２、４速で固定要素として作動する摩擦要素に供給する第２フェイルセイフバルブとを含んでなり；
前記Ｎ−Ｒコントロール手段は、Ｒレンジで第２ソレノイドバルブから供給される制御圧によって制御され、マニュアルバルブから供給される油圧を後進変速段で入力要素として作動する摩擦要素に供給するＮ−Ｒコントロールバルブからなることを特徴とする、車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記マニュアルバルブは、第１圧力制御バルブに供給されて制御されると同時に第２フェイルセイフバルブの制御圧として供給するＮ、Ｄレンジ圧管路と；第２、第３圧力制御バルブに供給されるように連通するＤレンジ圧管路と；第２フェイルセイフバルブ及びＮ−Ｒコントロールバルブとレギュレータバルブに供給されるＲレンジ圧管路と；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記第１、第２、第３ソレノイドバルブは、オフ状態で流路を開放するスリーウェイバルブを有するデューティ制御バルブからなることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記第３圧力制御バルブと前進１、２、３速で入力要素として作動する摩擦要素とを連結する管路と、前記スイッチバルブと前進３、４速で入力要素として作動する摩擦要素とを連結する管路と各々Ｄレンジ圧管路と連結され、前記管路には下流から上流側に逆流するのを許容するチェックバルブが配置されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記第１圧力制御バルブは、リデューシングバルブから減圧された油圧の供給を受ける第１ポートと；マニュアルバルブからＮ、Ｄ圧の供給を受ける第２ポートと；前記第２ポートに供給された油圧をスイッチバルブに供給する第３ポートと；第１ソレノイドバルブから制御圧の供給を受ける第４ポートを含むバルブボディーと；
一側面が前記第１ポートに供給される油圧が作用する第１ランドと；前記第１ランドと共に前記第１ポートに供給される油圧が作用し、選択的に前記第２ポートを開閉する第２ランドと；前記第２ランドと共に選択的に前記第２ポートと第３ポートとを連通させる第３ランドと；を含んで構成され、前記第３ランドとバルブボディーの間には弾発部材が配置されるバルブスプールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記第２圧力制御バルブは、リデューシングバルブから減圧された油圧の供給を受ける第１ポートと；マニュアルバルブからＤレンジ圧の供給を受ける第２ポートと；前記第２ポートに供給された油圧を第２フェイルセイフバルブに供給する第３ポートと；第２ソレノイドバルブから制御圧の供給を受ける第４ポートを含むバルブボディーと；
一側が前記第１ポートに供給される油圧が作用し、小直径からなる第１ランドと；前記第１ポートに供給される油圧が作用すると同時に第２ポートを選択的に開閉する第２ランドと；前記第２ランドと共に選択的に前記第２ポートと第３ポートとを連通させる第３ランドと；を含んで構成され、前記第３ランドとバルブボディーの間には弾発部材が配置されるバルブスプールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記第３圧力制御バルブは、リデューシングバルブから減圧された油圧の供給を受ける第１ポートと；マニュアルバルブからＤレンジ圧の供給を受ける第２ポートと；前記第２ポートに供給された油圧を第１クラッチと同時に第２フェイルセイフバルブに供給する第３ポートと；第３ソレノイドバルブから制御圧の供給を受ける第４ポートを含むバルブボディーと；
前記第１ポートに供給される油圧が作用し、小直径からなる第１ランドと；前記第１ポートに供給される油圧が作用すると同時に選択的に第２ポートを開閉する第２ランドと；前記第２ランドと共に選択的に前記第２ポートと第３ポートとを連通する第３ランドと；を含んで構成され、前記第３ランドとバルブボディーの間には弾発部材が配置されるバルブスプールを含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記スイッチバルブは、バルブの両側端に形成されてライン圧の供給を受ける第１、第２ポートと、前記第１ポートに隣接して第４ソレノイドバルブの制御圧の供給を受ける第３ポートと、前記第１圧力制御バルブから油圧の供給を受ける第４ポートと、前記第４ポートに供給される油圧を第１フェイルセイフバルブに供給する第５ポートと、前記第４ポートに供給される油圧を選択的に前進３、４速で作動する摩擦要素に供給する第６ポートとを含んで構成されるバルブボディーと；
前記第１ポートに供給される制御圧に作用する第１ランドと、前記第１ランドと共に第２ポートに供給される制御圧に作用する第２ランドと、選択的に前記第４ポートを第５ポートと連結する第３ランドと、前記第３ランドと共に選択的に前記第４ポートを第６ポートと連結する第４ランドと、前記第２ポートに供給される油圧に作用する第５ランドとを含むバルブスプールとからなることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記第１フェイルセイフバルブは、第２クラッチに供給される油圧を制御圧として供給を受ける第１ポートと、第２ブレーキに供給される油圧を制御圧として供給を受ける第２ポートと、ライン圧を制御圧として供給を受ける第３ポートと、シャトルバルブを通じてＲレンジ圧またはスイッチバルブから油圧が供給される第４ポートと、前記第４ポートに供給される油圧を、Ｎ、Ｐ、Ｒレンジで固定要素として作動する摩擦要素に供給する第５ポートとを含むバルブボディーと；
前記第１ポートに供給される制御圧に作用する第１ランドと、前記第２ポートに供給される制御圧に作用する第２ランドと、前記第４ポートと第５ポートとを選択的に連通させる第３ランドと、前記第３ランドと共に第４ポートを第５ポートと選択的に連通させる第４ランドと、前記第３ポートに供給される制御圧によって作用する第５ランドとを含むバルブスプールとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記第２フェイルセイフバルブは、Ｒレンジ圧が制御圧として供給される第１ポートと、第１クラッチに供給される油圧の一部が制御圧として供給される第２ポートと、第２クラッチに供給される油圧の一部が制御圧として供給された第３ポートと、Ｎ、Ｄレンジ圧を制御圧として供給を受ける第４ポートと、第２圧力制御バルブから油圧の供給を受ける第５ポートと、前記第５ポートに供給された油圧を、前進２、４速で固定要素として作動する摩擦要素に供給する第６ポートとを含むバルブボディーと；
前記第１ポートに供給される制御圧が作用する第１ランドと、前記第２ポートに供給される制御圧が作用する第２ランドと、前記第３ポートに供給される制御圧が作用する第３ランドと、前記第５ポートと第６ポートとを選択的に連通させる第４ランドと、前記第４ランドと共に第５ポートと第６ポートを連通させる第５ランドと、前記第４ポートに供給される制御圧が作用する第６ランドとを含むバルブスプールと；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記Ｎ−Ｒコントロールバルブは、第２ソレノイドバルブの制御圧の供給を受ける第１ポートと、Ｒレンジ圧管路と連結される第２ポートと、前記第２ポートに供給された油圧を後進変速段で作動する摩擦要素に供給する第３ポートとを含んで構成されるバルブボディーと；
前記第１ポートに流入する油圧が作用する第１ランドと、前記第２、第３ポートを選択的に開閉する第２ランドとを含んで構成され、前記第２ランドは、バルブボディーの間に介在して前記バルブスプールを図面の右側に押すように弾性力を発揮する弾発部材が弾支されるバルブスプール；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。
前記Ｎ−Ｒコントロールバルブの第３ポートの下流側は分岐してチェックバルブを通じて第２ポートの上流側と連結され、チェックバルブは上流側から下流側に油圧が流れないように形成されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動変速機の油圧制御システム。