JP4039544B2 - 自動変速機の液圧制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の液圧式摩擦係合要素の締結・解放切換により変速を行う車両用の自動変速機において、摩擦係合要素の係合圧を電磁弁と調圧弁により独立に調整する、いわゆる直接電制方式の液圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用の自動変速機としては、エンジンの回転をトルクコンバータを介して入力し、複数組のプラネタリギアを有する変速機構により変速してプロペラシャフト（車軸側）に出力するものが普及している。
この種の自動変速機における変速機構は、トルクコンバータからのインプットシャフトの回転を、シフト位置に応じて、プラネタリギアを構成する特定のギア又はキャリアに伝動したり、特定のギア又はキャリアの回転を適宜アウトプットシャフトに伝動したり、或いは適宜特定のギア又はキャリアの回転を拘束するために、通常複数のクラッチやブレーキ等の油圧式摩擦係合要素を備えている。
【０００３】
ところで、上記自動変速機の摩擦係合要素の係合圧の制御装置としては、各摩擦係合要素に対してそれぞれ個別に設けたデューティサイクル型の電磁弁により、各摩擦係合要素の係合圧（各摩擦係合要素を駆動するピストンに印加される供給圧）をそれぞれ独立に電子制御する方式（いわゆる直接電制方式）がある。
そして、この直接電制方式の液圧制御装置の基本形としては、例えば特開平７−２６９６８５号公報に示されるように、各摩擦係合要素への係合圧供給回路の途中にそれぞれ電磁弁を配置し、基本的に電磁弁の出力圧をそのまま係合圧として各摩擦係合要素に印加する構成のものがある。
【０００４】
しかし、このように係合圧供給回路の途中に電磁弁を配置する構成であると、大流量の油を流せる大容量の電磁弁が必要となる。
このため、例えば特開平７−７７２７４号公報に示されるように、各摩擦係合要素毎に係合圧供給回路の途中にアンプ弁と呼ばれる調圧弁（上記公報中では、スプールバルブに相当）を配置し、この調圧弁を電磁弁の出力圧で制御することにより、調圧弁を介して各摩擦係合要素の係合圧を独立制御するタイプのものが提案され、直接電制方式としては、このようなタイプが一般的となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の液圧制御装置では、特開平７−７７２７４号公報にも記載されているように、前記調圧弁においてスプールを押圧付勢するリターンスプリング（上記公報中では、バルブスプリングに相当）が、摩擦係合要素の係合圧のフィードバック圧と同一方向に付勢する位置、即ちクラッチなどの摩擦係合要素を解放させる反係合方向（係合を解除する方向）にスプールを押圧するように配置されていた。
このため、長期間の駐停車等により万が一バルブスティックが生じて調圧弁のスプールが動かなくなった場合、スプリング力によって調圧弁のドレンポートと出口ポート（摩擦係合要素の係合圧を出力するポート）が連通した状態に保持されてしまうので、始動時に締結すべきクラッチ等に油が供給されず、車両が全く走行できないという事態が発生する恐れがあった。
【０００６】
なお、上述したような調圧弁は、摺動部材に同じ材質のものを使うと、バルブスティックを生じ易いとの理由から、一般的にボディがアルミ、スプールが鉄で作られている。そして車両駆動時には、油温が約８０〜１２０℃に上がるが、ボディとスプールの熱膨張係数が異なるため（ボディの方が熱膨張係数が大）、ボディとスプールのクリアランスが大きくなっており、切り粉，鉄粉等が摺動面に挟まっていてもスプールは電磁弁からの信号圧によって作動する。
しかし、長時間の駐停車等により油温が低下すると、切り粉，鉄粉等が挟まったまま上記クリアランスが狭くなり、バルブスティックを生じる恐れがある。
従って、前記リターンスプリングの付勢力により装置の停止時に係合圧回路を閉じておく従来の構成では、このようなバルブスティックが生じることにより、始動時に締結すべきクラッチ等に油が供給されず、車両が全く走行できないという事態が発生する恐れがあったのである。
【０００７】
また、従来の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁の出力圧）がゼロの状態（摩擦係合要素の係合が解除されている状態）では、リターンスプリングの押圧力によって、調圧弁のスプールが反係合方向にフルストローク移動した状態になる（特開平７−７７２７４号公報の図３参照）。ところが、実際に摩擦係合要素の係合動作が可能となるスプールの位置は、基圧であるライン圧が供給される入口ポートと、係合圧を出力するための出口ポートとが僅かでも連通する調圧位置であり、この調圧位置はスプールが反係合方向にフルストローク移動した位置からは相当量離れている。このため、摩擦係合要素の係合が解除されている状態から摩擦係合要素を係合させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、まず調圧弁のスプールが上記調圧位置まで相当量移動する必要があり、図４（ａ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立上がるまでにタイムロスＴ１が発生する。そして、このタイムロスＴ１が摩擦係合要素を作動させる方向の制御の応答性を低下させるため、良好な変速制御を行うことに限界があるという問題もあった。
【０００８】
また、従来の液圧制御装置では、信号圧が１００％の状態（摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態）では、調圧弁のスプールが係合方向（摩擦係合要素を係合させる方向）にフルストローク移動した状態になり（特開平７−７７２７４号公報の図２参照）、係合圧は基圧であるライン圧とほぼ等しくなる。ところが、実際に摩擦係合要素の係合解除動作が可能となるスプールの位置は、ドレインポートと出口ポートとが僅かでも連通する調圧位置であり、この調圧位置はスプールが係合方向にフルストローク移動した位置からは相当量離れている。このため、摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、まず調圧弁のスプールが上記調圧位置まで相当量移動する必要があり、図５（ａ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立下がるまでにタイムロスＴ２が発生する。そして、このタイムロスＴ２が摩擦係合要素の作動を解除する方向の制御の応答性を低下させるため、この点でも良好な変速制御を行うことに限界があるという問題もあった。
【０００９】
そこで本発明は、摩擦係合要素の係合圧を電磁弁と調圧弁により独立に調整する直接電制方式の液圧制御装置であって、調圧弁がバルブスティックを起こしたとしても車両の走行が可能となる自動変速機の液圧制御装置を提供することを第１の目的とし、また、摩擦係合要素の係合動作又は係合解除動作における応答性が向上し、より良好な変速制御の実現に貢献できる自動変速機の液圧制御装置を提供することを第２の目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の自動変速機の液圧制御装置は、複数の液圧式摩擦係合要素の係合・解放切換により変速を行う自動変速機において、制御処理手段の出力する電気信号に応じて出力圧が変化する電磁弁と、この電磁弁の出力圧を信号圧として前記摩擦係合要素の係合圧を調整する調圧弁とを、前記複数の摩擦係合要素のうちの少なくとも一つの摩擦係合要素に対して備え、前記電気信号に従って前記少なくとも一つの摩擦係合要素の係合圧を独立して調整する液圧制御装置であって、
前記調圧弁は、弁体であるスプールと、このスプールを押圧するリターンスプリングとを有し、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、車両が始動する際に締結される始動用摩擦係合要素であり、
前記調圧弁のリターンスプリングは、前記始動用摩擦係合要素を係合させる係合方向に前記スプールを押圧するように配置され、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記係合圧が供給される供給路を介して出入りする液の流入又は排出に伴ってストロークし、当該摩擦係合要素の係合・解放切換を実現するピストンを有し、
前記調圧弁の前記スプールには、前記リターンスプリングの押圧力と前記電磁弁の出力圧とが前記係合方向に印加されているとともに、前記供給路からのフィードバック圧が前記係合方向に対向する方向に印加されており、
前記リターンスプリングの設定荷重は、前記リターンスプリングによる前記調圧弁の調圧値が前記ピストンがストロークするストローク圧値よりも低くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の自動変速機の液圧制御装置は、請求項１記載の装置において、前記調圧弁が、基圧を調圧することによって前記少なくとも一つの摩擦係合要素への係合圧を出力しており、該基圧は前記調圧弁の出力圧である前記係合圧の最大値よりも大きな値に設定されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３記載の自動変速機の液圧制御装置は、複数の液圧式摩擦係合要素の係合・解放切換により変速を行う自動変速機において、制御処理手段の出力する電気信号に応じて出力圧が変化する電磁弁と、この電磁弁の出力圧を信号圧として前記摩擦係合要素の係合圧を調整する調圧弁とを、前記複数の摩擦係合要素のうちの少なくとも一つの摩擦係合要素に対して備え、前記電気信号に従って前記少なくとも一つの摩擦係合要素の係合圧を独立して調整する液圧制御装置であって、
前記調圧弁に基圧を供給する第１路と、前記少なくとも一つの摩擦係合要素に前記調圧弁の出力圧である前記係合圧を供給する第２路とを備え、
前記調圧弁は、弁体であるスプールと、該スプールに作用するリターンスプリングと、前記第１路に連通する入口ポートと、前記第２路に連通する出口ポートとを有し、
前記調圧弁の前記スプールには、前記リターンスプリングの押圧力と前記電磁弁の出力圧とが前記入口ポートと前記出口ポートを連通させる方向に印加される第１受圧面と、前記第２路からのフィードバック圧が前記第１受圧面に対向する方向に印加される第２受圧面とが形成され、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記第２路を介して出入りする液の流入又は排出に伴ってストロークし、当該摩擦係合要素の係合・解放切換を実現するピストンを有し、
前記リターンスプリングの設定荷重は、前記リターンスプリングによる前記調圧弁の調圧値が前記ピストンがストロークするストローク圧値よりも低くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４記載の自動変速機の液圧制御装置は、請求項３記載の装置において、前記第１路に供給される基圧が、前記調圧弁の出力圧である前記係合圧の最大値よりも大きな値に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照して説明する。
なお、図１は本例の液圧制御装置の油圧回路の要部構成を示す図であり、図２は同装置の油圧回路の全体構成の概略を示す図であり、図３は本例の変速機構の構成（スケルトン）及び摩擦係合要素の締結状態を示す図である。
【００１７】
まず、本例の変速機構について、図３により説明する。この場合の変速機構は、図３（ａ）に示すように二つのプラネタリギア１１，１２や、複数の油圧式摩擦係合要素及びワンウエイクラッチを有する構成となっており、図３（ｂ）に示すようにシフト位置に応じて特定の摩擦係合要素が締結されることで、トルクコンバータ（図示略）からのインプットシャフト１３の回転を選択されたシフト位置に応じた所定の変速比で変速してアウトプットシャフト１４に伝動する。
【００１８】
この場合油圧式摩擦係合要素としては、リバースレンジでの車両後退時に締結されるリバースクラッチＲ／Ｃと、ドライブレンジでの３速又は４速前進時に締結されるハイクラッチＨ／Ｃと、ドライブレンジ等での２速又は４速前進時に締結される２−４ブレーキ２−４／Ｂと、ドライブレンジ等での１速〜３速前進時に締結されるロークラッチＬ／Ｃと、１速前進時にエンジンブレーキを効かせる場合、及び車両後退時に締結されるローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂとが設けられている。
またワンウエイクラッチとしては、１速前進時に逆駆動力を伝達しないようにするためのローワンウエイクラッチＬ／ＯＷＣを有する。なお、このローワンウエイクラッチＬ／ＯＷＣは、ドライブレンジ等での１速前進時において、加速状態で締結する。
【００１９】
次に、本装置の油圧回路の全体概略について、図２により説明する。
この場合の油圧回路は、オイルポンプ２１の出力圧がレギュレータバルブ２２により調圧され、このレギュレータバルブ２２の出力圧が基圧であるライン圧として使用される。すなわち、レギュレータバルブ２２の出力圧（以下、ライン圧という。）は、各摩擦係合要素の供給圧となっており、この場合ローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂを除いて、マニュアルバルブ２３を介して各摩擦係合要素に供給されている。またこのライン圧は、パイロットバルブ２４の入力圧としても供給されており、このパイロットバルブ２４では、ライン圧を基にして制御用の一定圧（以下、パイロット圧という。）が作られる。
【００２０】
なおマニュアルバルブ２３は、運転者の操作するセレクトレバー（図示略）に連動して作動する流路切替えバルブであり、この場合リバースレンジ（Ｒレンジ）が選択されると、リバースクラッチＲ／Ｃにのみこのマニュアルバルブ２３を介してライン圧が供給されるようになり、またドライブレンジ（Ｄレンジ）等が選択されると、リバースクラッチＲ／Ｃを除く摩擦係合要素にこのマニュアルバルブ２３を介してライン圧が供給されるようになる。但し、ローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂには、このマニュアルバルブ２３を経由せずに、選択されている走行レンジにかかわらずライン圧が供給される。
【００２１】
そしてこの場合には、リバースクラッチＲ／Ｃを除く全ての油圧式摩擦係合要素それぞれに対して、直接電制のための電磁弁と調圧弁、及びアキュームレータよりなる係合圧調整手段が設けられている。
すなわち、ハイクラッチＨ／Ｃに対しては、電磁弁３１ａ，調圧弁３２ａ，アキュームレータ３３ａが、２−４ブレーキ２−４／Ｂに対しては、電磁弁３１ｂ，調圧弁３２ｂ，アキュームレータ３３ｂが、ロークラッチＬ／Ｃに対しては、電磁弁３１ｃ，調圧弁３２ｃ，アキュームレータ３３ｃが、ローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂに対しては、電磁弁３１ｄ，調圧弁３２ｄ，アキュームレータ３３ｄが設けられている。
【００２２】
また、各調圧弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄからこれに対応する摩擦係合要素に油を供給する供給圧油路には、チェックボールを備えたバイパス回路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが並列に設けられている。
ここで、電磁弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、図示省略したコントロールユニット（制御処理手段）の制御により所定のデューティ比で作動して、前述のパイロット圧を調圧して所定の信号圧を出力するものである。
また、調圧弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、対応する上記電磁弁から出力される信号圧に応じて供給されたライン圧を調圧し、対応する各摩擦係合要素の係合圧を出力するものである。
【００２３】
なお上記コントロールユニットは、車速やスロットル開度などの走行状態や、選択されている走行レンジや走行モードなどの情報に基づいて、最適な変速状態（シフト位置等）を判定し、図３（ｂ）に示すような関係からその変速状態を実現する特定の摩擦係合要素を最適な係合力でかつ最適なタイミングで締結させるべく、各電磁弁を制御するものであるが、その制御処理内容については、本発明は特に限定されないので、ここでは詳細な説明を省略する。
また、電磁弁の内部構成についても、本発明は特に限定されないので、ここでは説明を省略する。
また、アキュームレータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、各摩擦係合要素の油圧脈動を低減するものである。
さらに、バイパス回路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、各摩擦係合要素を解放すべくその加圧室から排油する際に流路が開くもので、油の排出抵抗を低減して各摩擦係合要素の解放を迅速に行うためのものである。
【００２４】
次に、本装置の油圧回路の要部（ロークラッチＬ／Ｃ用の調圧弁）の詳細について、図１により説明する。
本例におけるロークラッチＬ／Ｃは、本発明の始動用摩擦係合要素に相当し、このロークラッチＬ／Ｃの調圧弁３２ｄは、例えば図１に示すような構造となっている。
調圧弁３２ｄは、弁体であるスプール４１を有しており、このスプール４１が段付きのシリンダ孔４２内に配置されている。このスプール４１には、図中上端側から第１ランド部４３、第２ランド部４４、第３ランド部４５が形成されており、これらランド部がシンリンダ孔４２内に摺動自在に嵌合している。ここで、第３ランド部４５の外径、及びこの第３ランド部４５が嵌合するシンリンダ孔４２の下端側内径は、他のランド部４３，４４の外径及びこれらランド部４３，４４が嵌合するシンリンダ孔４２の上端側内径に比較して小径とされている。
【００２５】
なお、便宜上図１では、スプール４１が最下方に移動した状態を、左側半分の部分に図示し、スプール４１が調圧位置に移動した状態を、右側半分の部分に図示している。
ここで調圧位置とは、スプール４１が最下方又は最上方の位置（フルストロークの位置）になく、後述する出口ポート５４が、後述する入口ポート５２及び排出ポート５５のうちのいずれか一方又はその両方に全開より少ない開度で連通している位置範囲をいう。
【００２６】
シンリンダ孔４２の上端側開口内には、閉塞プラグ４６がはめ込まれており、この閉塞プラグ４６とスプール４１の第１ランド部４３の間の領域が、制御用加圧室４７として区画されている。
すなわち、電磁弁３１ｄの信号圧が供給される信号圧供給油路４８が、制御ポート４９を介してこの制御用加圧室４７に接続され、前記信号圧がこの制御用加圧室４７に印加される構成となっている。
また、この制御用加圧室４７には、この場合スプール４１を図中下方に押圧付勢するリターンスプリング５０が配置され、この場合この制御用加圧室４７がスプリング室としても機能しており、スプール４１の図中上端面が第１受圧面４３ａを構成している。
【００２７】
なお、リターンスプリング５０の付勢力は、運転中（ライン圧供給時）において、信号圧がゼロのときの調圧弁３２ｄの出力値（即ち、リターンスプリング５０による調圧値）がロークラッチＬ／Ｃを締結させないように、小さな付勢力に設定されている。即ち図６に示すように、リターンスプリング５０による調圧値が、ロークラッチＬ／Ｃのピストンがストロークを開始して作動する圧力（即ち、ストローク圧値）よりも低くなるように、リターンスプリング５０の荷重が設定されている。
そして、前述のマニュアルバルブ２３からライン圧が供給されるライン圧油路５１（第１路）は、入口ポート５２を介してシリンダ孔４２内に接続され、また、調圧弁３２ｄからロークラッチＬ／Ｃに油を供給する供給圧油路５３（供給路、第２路）は、出口ポート５４を介してシリンダ孔４２内に接続されている。
ここで、入口ポート５２と出口ポート５４は、スプール４１が図中下方に移動することにより、第１ランド部４３と第２ランド部４４の間の空間により連通する位置に設けられている。
【００２８】
またシリンダ孔４２は、出口ポート５４の上側に設けられた排出ポート５５によりドレイン油路５６に接続されており、また、シリンダ孔４２の最下端に設けられた排出ポート５７によりドレイン油路５８に接続されている。なお、ドレイン油路５６，５８は、油の戻りラインであり、その圧力は常時最低圧（通常は、大気圧）となっている。
そして、排出ポート５５と出口ポート５４は、スプール４１が図中上方に移動することにより、第１ランド部４３と第２ランド部４４の間の空間により連通する位置に設けられている。
また、シリンダ孔４２の段部（第２ランド部４４と第３ランド部４５の間に位置する部分）には、フィードバックポート５９が設けられ、このフィードバックポート５９は、供給圧油路５３から分岐するフィードバック油路６０に接続されており、スプール４１の第２ランド部４４の図中下端面が第２受圧面４４ａを構成している。
また、本例の液圧制御装置では、例えば電磁弁３１ｄの出力圧である信号圧が１００％の状態でも、係合圧（例えばロークラッチＬ／Ｃへの供給圧）は基圧であるライン圧よりも低くなるように、信号圧の最大値が設定されている。
【００２９】
次に、以上のように構成された調圧弁３２ｄを含む油圧制御装置の動作について説明する。
車両のエンジン起動に伴ってオイルポンプ２１が始動すると、前述のレギュレータバルブ２２及びパイロットバルブ２４の機能により所定のライン圧及びパイロット圧が発生し、これらが各調圧弁及び電時弁に供給される。そして、セレクトレバーの操作に伴うマニュアルバルブ２３の動作と、コントローラの制御による各電時弁の動作により、図３（ｂ）の設定に従っていずれか特定の摩擦係合要素に所定の係合圧が所定のタイミングで加えられて、この特定の摩擦係合要素が所定の締結力かつタイミングで締結することにより、変速機は適宜最適な変速比で滑らかに動力を伝達し、車両が円滑に前進又は後退する。
【００３０】
この際、この場合１速〜３速前進時には、ロークラッチＬ／Ｃが締結する必要があり、このロークラッチＬ／Ｃの係合圧の調節は、電時弁３１ｄの信号圧に基づく以下のような調圧弁３２ｄの動作により行われる。
すなわち図１において、調圧弁３２ｄにライン圧が供給されている状態では、フィードバックポート５９にフィードバック圧が生じており、第２ランド部４４と第３ランド部４５の外径の違い（受圧面積の違い）のために、このフィードバック圧によりスプール４１を上方へ押上げる力が発生する。このためスプール４１は、このフィードバック圧による上方への力と、これに対抗するリターンスプリング５０の押圧力及び制御用加圧室４７に加えられる信号圧の力とが、釣り合う位置に移動する。
【００３１】
つまり、制御用加圧室４７に加えられる信号圧が増加すると、スプール４１はより下方に移動することになり、入口ポート５２と出口ポート５４とがより大きな開度で連通して、出口ポート５４の圧力（即ち、ロークラッチＬ／Ｃの係合圧）がより高まる。
また逆に、制御用加圧室４７に加えられる信号圧が低下すると、スプール４１はより上方に移動することになり、排出ポート５５と出口ポート５４とがより大きな開度で連通して、出口ポート５４の圧力がより低下する。
【００３２】
このため、コントローラによる電時弁３１ｄの制御で電時弁３１ｄの出力圧である信号圧が変化すれば、それに応じてロークラッチＬ／Ｃの係合圧が変化し、ロークラッチＬ／Ｃの係合又は解放状態が制御されることになる。
なお、他の摩擦係合要素（この場合、リバースクラッチＲ／Ｃを除く）の係合圧の調節も、各調圧弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃの同様の動作で実現されるが、このロークラッチＬ／Ｃ用の調圧弁３２ｄにおいて特徴的なのは、リターンスプリング５０の押圧力の作用方向である。
すなわち、従来このような調圧弁においては、いずれの摩擦係合要素についても、スプールを押圧するスプリングの押圧力は摩擦係合要素を係合しない方向（即ち、反係合方向）に設定されていた。ところが、本例の調圧弁３２ｄにおけるリターンスプリング５０は、上述の動作説明で分るようにロークラッチＬ／Ｃの係合圧を高めてこれを係合させる係合方向（図１における下方）にスプール４１を付勢している。
【００３３】
このため、駐停車等のためにエンジンが停止され、オイルポンプ２１が停止してライン圧が供給されず、前述のフィードバック圧もなくなった状態（油圧オフ状態）では、スプール４１は、リターンスプリング５０の押圧力により、入口ポート５２と出口ポート５４とが全開で連通する位置（即ち、この場合最下方位置）に移動して停止する。
これにより、長期間の駐停車等により万が一バルブスティックが生じて調圧弁３２ｄ（或いは、この調圧弁３２ｄを含む複数の調圧弁）のスプールが動かなくなった場合でも、このロークラッチＬ／Ｃ（始動時に締結すべき摩擦係合要素）にライン圧を供給してこれを締結させることができるため、少なくとも車両をこの場合１速で始動させ走行させることができる。
したがって、万が一バルブスティックが生じた場合でも、車両が全く走行できないという事態を確実に回避することができる。
【００３４】
また、本例の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁３１ｄの出力圧）がゼロの状態（ロークラッチＬ／Ｃの係合が解除されている状態）でも、リターンスプリング５０の押圧力によって、調圧弁３２ｄのスプール４４が係合方向に移動した状態（調圧位置にある状態）になる。このため、ロークラッチＬ／Ｃの係合が解除されている状態からこれを係合させるべく電磁弁３１ｄにステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要はなく、図４（ｂ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立上がるまでのタイムロスがなくなる。したがって、微小な信号圧で瞬時にロークラッチＬ／Ｃの係合動作を開始させることができ、より良好な変速制御が容易に実現できるようになる。
なお、信号圧がゼロなのにスプール４４が調圧位置にある（即ち、入口ポート５２と出口ポート５４とが連通している）と、ロークラッチＬ／Ｃの係合を解除したいときでも係合圧が発生していることになり、解除動作の制御性が懸念される。しかし前述したように、信号圧ゼロのときの調圧値が図６の如くストローク圧値よりも小さくなるように、リターンスプリング５０の仕様が設定されているので、信号圧ゼロでロークラッチＬ／Ｃが係合することはなく、インターロックの心配もない。
【００３５】
また、本例の液圧制御装置では、信号圧が１００％の状態でも、係合圧（例えばロークラッチＬ／Ｃへの供給圧）は基圧であるライン圧よりも低くなるように、信号圧の最大値が設定されている。これにより、信号圧が１００％の状態でも、例えば調圧弁３２ｄのスプール４４が調圧位置にあるようになり、係合方向にフルストローク移動した状態ではなくなる。このため、例えばロークラッチＬ／Ｃが最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁３１ｄにステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁３２ｄのスプール４４が調圧位置まで相当量移動する必要がなくなり、図５（ｂ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立下がるまでのタイムロスがほとんどなくなる。したがって、例えばロークラッチＬ／Ｃの作動を解除する方向の制御の応答性も向上し、この点においてもより良好な変速制御が可能となる。
【００３６】
なお、本発明は上記形態例に限られず、各種の態様があり得る。
例えば、本発明の始動用摩擦係合要素は、必ずしも１速前進時に締結される摩擦係合要素に限られない。例えば、２速前進時に締結される摩擦係合要素（上記形態例においては、ロークラッチＬ／Ｃと２−４ブレーキ２−４／Ｂ）であってもよい。すなわち、２速前進時に締結される摩擦係合要素の調圧弁（上記形態例においては、調圧弁３２ｂ，３２ｄ）について、上述の如くリターンスプリングの付勢力方向を設定しておけば、調圧弁のいずれかがバルブスティックを起こした場合でも、少なくとも２速による発進及び走行が可能となる。
【００３７】
また、本発明の始動用摩擦係合要素は、後退時に締結される摩擦係合要素（上記形態例においては、リバースクラッチＲ／ＣとローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂ）であってもよい。すなわち、後退時に締結される摩擦係合要素の調圧弁（上記形態例においては、調圧弁３２ｃのみ）について、上述の如くリターンスプリングの付勢力方向を設定しておけば、調圧弁のいずれかがバルブスティックを起こした場合でも、少なくとも後退による発進及び走行が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載の液圧制御装置では、駐停車等のためにエンジンが停止され、オイルポンプが停止して油圧オフ状態になると、始動用摩擦係合要素の調圧弁のスプールは、リターンスプリングの押圧力により始動用摩擦係合要素を係合させる位置に移動して停止する。
このため、長期間の駐停車等により万が一バルブスティックが生じていずれかの調圧弁のスプールが動かなくなった場合でも、始動用摩擦係合要素に調圧弁を介して油圧を供給してこの始動用摩擦係合要素を締結させることができるため、少なくとも車両を始動させ走行させることができる。
したがって、万が一バルブスティックが生じた場合でも、車両が全く走行できないという事態を確実に回避することができる。
【００３９】
また、請求項１記載の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁の出力圧）がゼロの状態（摩擦係合要素の係合が解除されている状態）でも、リターンスプリングの押圧力によって、調圧弁のスプールが係合方向に移動した状態（調圧位置にある状態）になる。このため、摩擦係合要素の係合が解除されている状態からこれを係合させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要はなく、図４（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立上がるまでのタイムロスがなくなる。したがって、微小な信号圧で瞬時に係合動作を開始させることができ、より良好な変速制御が容易に実現できるようになる。
なお、信号圧がゼロなのにスプールが調圧位置にあると、摩擦係合要素の係合を解除したいときでも係合圧が発生していることになり、解除動作の制御性が懸念される。しかし請求項１記載の装置では、信号圧ゼロのときの調圧値がピストンのストローク圧値よりも小さくなるように、リターンスプリングの荷重が設定されているので、信号圧ゼロで摩擦係合要素が係合することはなく、インターロックの心配もない。
【００４０】
また、請求項２記載の液圧制御装置では、係合圧（即ち、調圧弁の出力圧）が最大でも、係合圧は基圧よりも低くなるように設定されている。これにより、係合圧が最大でも、調圧弁のスプールが調圧位置にあるようになり、係合方向にフルストローク移動した状態ではなくなる。このため、摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要がなくなり、図５（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立下がるまでのタイムロスがほとんどなくなる。したがって、摩擦係合要素の作動を解除する方向の制御の応答性も向上し、この点においてもより良好な変速制御が可能となる。
【００４１】
また、請求項３記載の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁の出力圧）がゼロの状態（摩擦係合要素の係合が解除されている状態）でも、リターンスプリングの押圧力が第１受圧面に作用することによって、調圧弁のスプールが係合方向（入口ポートと出口ポートを連通させる方向）に移動した状態（調圧位置にある状態）になる。このため、摩擦係合要素の係合が解除されている状態からこれを係合させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要はなく、図４（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立上がるまでのタイムロスがなくなる。したがって、微小な信号圧で瞬時に係合動作を開始させることができ、より良好な変速制御が容易に実現できるようになる。
【００４２】
そして、請求項３記載の液圧制御装置では、信号圧ゼロで摩擦係合要素が係合することはなく、インターロックの心配がない。即ち、信号圧がゼロなのにスプールが調圧位置にあると、摩擦係合要素の係合を解除したいときでも係合圧が発生していることになり、解除動作の制御性が懸念される。しかし本装置では、信号圧ゼロのときの調圧値がピストンのストローク圧値よりも小さくなるように、リターンスプリングの荷重が設定されているので、信号圧ゼロで摩擦係合要素が係合することはなく、インターロックの心配もない。
【００４３】
また、請求項４記載の液圧制御装置では、係合圧（即ち、調圧弁の出力圧）が最大でも、係合圧は基圧よりも低くなるように設定されている。これにより、係合圧が最大でも、調圧弁のスプールが調圧位置にあるようになり、係合方向にフルストローク移動した状態ではなくなる。このため、摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要がなくなり、図５（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立下がるまでのタイムロスがほとんどなくなる。したがって、摩擦係合要素の作動を解除する方向の制御の応答性も向上し、この点においてもより良好な変速制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液圧制御装置の要部構成を示す図である。
【図２】液圧制御装置の全体構成の概略を示す図である。
【図３】変速機構の構成及び摩擦係合要素の締結状態を示す図である。
【図４】液圧制御装置の作用を説明する図である。
【図５】液圧制御装置の作用を説明する図である。
【図６】調圧値とストローク圧値との関係を示す図である。
【符号の説明】
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 電磁弁
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 調圧弁
４１ スプール
４３ａ 第１受圧面
４４ａ 第２受圧面
５０ リターンスプリング
５１ ライン圧油路（第１路）
５２ 入口ポート
５３ 供給圧油路（供給路、第２路）
５４ 出口ポート
５５ 排出ポート
Ｌ／Ｃ ロークラッチ（始動用摩擦係合要素）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の液圧式摩擦係合要素の締結・解放切換により変速を行う車両用の自動変速機において、摩擦係合要素の係合圧を電磁弁と調圧弁により独立に調整する、いわゆる直接電制方式の液圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用の自動変速機としては、エンジンの回転をトルクコンバータを介して入力し、複数組のプラネタリギアを有する変速機構により変速してプロペラシャフト（車軸側）に出力するものが普及している。
この種の自動変速機における変速機構は、トルクコンバータからのインプットシャフトの回転を、シフト位置に応じて、プラネタリギアを構成する特定のギア又はキャリアに伝動したり、特定のギア又はキャリアの回転を適宜アウトプットシャフトに伝動したり、或いは適宜特定のギア又はキャリアの回転を拘束するために、通常複数のクラッチやブレーキ等の油圧式摩擦係合要素を備えている。
【０００３】
ところで、上記自動変速機の摩擦係合要素の係合圧の制御装置としては、各摩擦係合要素に対してそれぞれ個別に設けたデューティサイクル型の電磁弁により、各摩擦係合要素の係合圧（各摩擦係合要素を駆動するピストンに印加される供給圧）をそれぞれ独立に電子制御する方式（いわゆる直接電制方式）がある。
そして、この直接電制方式の液圧制御装置の基本形としては、例えば特開平７−２６９６８５号公報に示されるように、各摩擦係合要素への係合圧供給回路の途中にそれぞれ電磁弁を配置し、基本的に電磁弁の出力圧をそのまま係合圧として各摩擦係合要素に印加する構成のものがある。
【０００４】
しかし、このように係合圧供給回路の途中に電磁弁を配置する構成であると、大流量の油を流せる大容量の電磁弁が必要となる。
このため、例えば特開平７−７７２７４号公報に示されるように、各摩擦係合要素毎に係合圧供給回路の途中にアンプ弁と呼ばれる調圧弁（上記公報中では、スプールバルブに相当）を配置し、この調圧弁を電磁弁の出力圧で制御することにより、調圧弁を介して各摩擦係合要素の係合圧を独立制御するタイプのものが提案され、直接電制方式としては、このようなタイプが一般的となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の液圧制御装置では、特開平７−７７２７４号公報にも記載されているように、前記調圧弁においてスプールを押圧付勢するリターンスプリング（上記公報中では、バルブスプリングに相当）が、摩擦係合要素の係合圧のフィードバック圧と同一方向に付勢する位置、即ちクラッチなどの摩擦係合要素を解放させる反係合方向（係合を解除する方向）にスプールを押圧するように配置されていた。
このため、長期間の駐停車等により万が一バルブスティックが生じて調圧弁のスプールが動かなくなった場合、スプリング力によって調圧弁のドレンポートと出口ポート（摩擦係合要素の係合圧を出力するポート）が連通した状態に保持されてしまうので、始動時に締結すべきクラッチ等に油が供給されず、車両が全く走行できないという事態が発生する恐れがあった。
【０００６】
なお、上述したような調圧弁は、摺動部材に同じ材質のものを使うと、バルブスティックを生じ易いとの理由から、一般的にボディがアルミ、スプールが鉄で作られている。そして車両駆動時には、油温が約８０〜１２０℃に上がるが、ボディとスプールの熱膨張係数が異なるため（ボディの方が熱膨張係数が大）、ボディとスプールのクリアランスが大きくなっており、切り粉，鉄粉等が摺動面に挟まっていてもスプールは電磁弁からの信号圧によって作動する。
しかし、長時間の駐停車等により油温が低下すると、切り粉，鉄粉等が挟まったまま上記クリアランスが狭くなり、バルブスティックを生じる恐れがある。
従って、前記リターンスプリングの付勢力により装置の停止時に係合圧回路を閉じておく従来の構成では、このようなバルブスティックが生じることにより、始動時に締結すべきクラッチ等に油が供給されず、車両が全く走行できないという事態が発生する恐れがあったのである。
【０００７】
また、従来の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁の出力圧）がゼロの状態（摩擦係合要素の係合が解除されている状態）では、リターンスプリングの押圧力によって、調圧弁のスプールが反係合方向にフルストローク移動した状態になる（特開平７−７７２７４号公報の図３参照）。ところが、実際に摩擦係合要素の係合動作が可能となるスプールの位置は、基圧であるライン圧が供給される入口ポートと、係合圧を出力するための出口ポートとが僅かでも連通する調圧位置であり、この調圧位置はスプールが反係合方向にフルストローク移動した位置からは相当量離れている。このため、摩擦係合要素の係合が解除されている状態から摩擦係合要素を係合させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、まず調圧弁のスプールが上記調圧位置まで相当量移動する必要があり、図４（ａ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立上がるまでにタイムロスＴ１が発生する。そして、このタイムロスＴ１が摩擦係合要素を作動させる方向の制御の応答性を低下させるため、良好な変速制御を行うことに限界があるという問題もあった。
【０００８】
また、従来の液圧制御装置では、信号圧が１００％の状態（摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態）では、調圧弁のスプールが係合方向（摩擦係合要素を係合させる方向）にフルストローク移動した状態になり（特開平７−７７２７４号公報の図２参照）、係合圧は基圧であるライン圧とほぼ等しくなる。ところが、実際に摩擦係合要素の係合解除動作が可能となるスプールの位置は、ドレインポートと出口ポートとが僅かでも連通する調圧位置であり、この調圧位置はスプールが係合方向にフルストローク移動した位置からは相当量離れている。このため、摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、まず調圧弁のスプールが上記調圧位置まで相当量移動する必要があり、図５（ａ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立下がるまでにタイムロスＴ２が発生する。そして、このタイムロスＴ２が摩擦係合要素の作動を解除する方向の制御の応答性を低下させるため、この点でも良好な変速制御を行うことに限界があるという問題もあった。
【０００９】
そこで本発明は、摩擦係合要素の係合圧を電磁弁と調圧弁により独立に調整する直接電制方式の液圧制御装置であって、調圧弁がバルブスティックを起こしたとしても車両の走行が可能となる自動変速機の液圧制御装置を提供することを第１の目的とし、また、摩擦係合要素の係合動作又は係合解除動作における応答性が向上し、より良好な変速制御の実現に貢献できる自動変速機の液圧制御装置を提供することを第２の目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の自動変速機の液圧制御装置は、複数の液圧式摩擦係合要素の係合・解放切換により変速を行う自動変速機において、制御処理手段の出力する電気信号に応じて出力圧が変化する電磁弁と、この電磁弁の出力圧を信号圧として前記摩擦係合要素の係合圧を調整する調圧弁とを、前記複数の摩擦係合要素のうちの少なくとも一つの摩擦係合要素に対して備え、前記電気信号に従って前記少なくとも一つの摩擦係合要素の係合圧を独立して調整する液圧制御装置であって、
前記調圧弁は、弁体であるスプールと、このスプールを押圧するリターンスプリングとを有し、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、車両が始動する際に締結される始動用摩擦係合要素であり、
前記調圧弁のリターンスプリングは、前記始動用摩擦係合要素を係合させる係合方向に前記スプールを押圧するように配置され、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記係合圧が供給される供給路を介して出入りする液の流入又は排出に伴ってストロークし、当該摩擦係合要素の係合・解放切換を実現するピストンを有し、
前記調圧弁の前記スプールには、前記リターンスプリングの押圧力と前記電磁弁の出力圧とが前記係合方向に印加されているとともに、前記供給路からのフィードバック圧が前記係合方向に対向する方向に印加されており、
前記リターンスプリングの設定荷重は、前記リターンスプリングによる前記調圧弁の調圧値が前記ピストンがストロークするストローク圧値よりも低くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載の自動変速機の液圧制御装置は、請求項１記載の装置において、前記調圧弁が、基圧を調圧することによって前記少なくとも一つの摩擦係合要素への係合圧を出力しており、該基圧は前記調圧弁の出力圧である前記係合圧の最大値よりも大きな値に設定されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３記載の自動変速機の液圧制御装置は、複数の液圧式摩擦係合要素の係合・解放切換により変速を行う自動変速機において、制御処理手段の出力する電気信号に応じて出力圧が変化する電磁弁と、この電磁弁の出力圧を信号圧として前記摩擦係合要素の係合圧を調整する調圧弁とを、前記複数の摩擦係合要素のうちの少なくとも一つの摩擦係合要素に対して備え、前記電気信号に従って前記少なくとも一つの摩擦係合要素の係合圧を独立して調整する液圧制御装置であって、
前記調圧弁に基圧を供給する第１路と、前記少なくとも一つの摩擦係合要素に前記調圧弁の出力圧である前記係合圧を供給する第２路とを備え、
前記調圧弁は、弁体であるスプールと、該スプールに作用するリターンスプリングと、前記第１路に連通する入口ポートと、前記第２路に連通する出口ポートとを有し、
前記調圧弁の前記スプールには、前記リターンスプリングの押圧力と前記電磁弁の出力圧とが前記入口ポートと前記出口ポートを連通させる方向に印加される第１受圧面と、前記第２路からのフィードバック圧が前記第１受圧面に対向する方向に印加される第２受圧面とが形成され、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記第２路を介して出入りする液の流入又は排出に伴ってストロークし、当該摩擦係合要素の係合・解放切換を実現するピストンを有し、
前記リターンスプリングの設定荷重は、前記リターンスプリングによる前記調圧弁の調圧値が前記ピストンがストロークするストローク圧値よりも低くなるように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４記載の自動変速機の液圧制御装置は、請求項３記載の装置において、前記第１路に供給される基圧が、前記調圧弁の出力圧である前記係合圧の最大値よりも大きな値に設定されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照して説明する。
なお、図１は本例の液圧制御装置の油圧回路の要部構成を示す図であり、図２は同装置の油圧回路の全体構成の概略を示す図であり、図３は本例の変速機構の構成（スケルトン）及び摩擦係合要素の締結状態を示す図である。
【００１７】
まず、本例の変速機構について、図３により説明する。この場合の変速機構は、図３（ａ）に示すように二つのプラネタリギア１１，１２や、複数の油圧式摩擦係合要素及びワンウエイクラッチを有する構成となっており、図３（ｂ）に示すようにシフト位置に応じて特定の摩擦係合要素が締結されることで、トルクコンバータ（図示略）からのインプットシャフト１３の回転を選択されたシフト位置に応じた所定の変速比で変速してアウトプットシャフト１４に伝動する。
【００１８】
この場合油圧式摩擦係合要素としては、リバースレンジでの車両後退時に締結されるリバースクラッチＲ／Ｃと、ドライブレンジでの３速又は４速前進時に締結されるハイクラッチＨ／Ｃと、ドライブレンジ等での２速又は４速前進時に締結される２−４ブレーキ２−４／Ｂと、ドライブレンジ等での１速〜３速前進時に締結されるロークラッチＬ／Ｃと、１速前進時にエンジンブレーキを効かせる場合、及び車両後退時に締結されるローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂとが設けられている。
またワンウエイクラッチとしては、１速前進時に逆駆動力を伝達しないようにするためのローワンウエイクラッチＬ／ＯＷＣを有する。なお、このローワンウエイクラッチＬ／ＯＷＣは、ドライブレンジ等での１速前進時において、加速状態で締結する。
【００１９】
次に、本装置の油圧回路の全体概略について、図２により説明する。
この場合の油圧回路は、オイルポンプ２１の出力圧がレギュレータバルブ２２により調圧され、このレギュレータバルブ２２の出力圧が基圧であるライン圧として使用される。すなわち、レギュレータバルブ２２の出力圧（以下、ライン圧という。）は、各摩擦係合要素の供給圧となっており、この場合ローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂを除いて、マニュアルバルブ２３を介して各摩擦係合要素に供給されている。またこのライン圧は、パイロットバルブ２４の入力圧としても供給されており、このパイロットバルブ２４では、ライン圧を基にして制御用の一定圧（以下、パイロット圧という。）が作られる。
【００２０】
なおマニュアルバルブ２３は、運転者の操作するセレクトレバー（図示略）に連動して作動する流路切替えバルブであり、この場合リバースレンジ（Ｒレンジ）が選択されると、リバースクラッチＲ／Ｃにのみこのマニュアルバルブ２３を介してライン圧が供給されるようになり、またドライブレンジ（Ｄレンジ）等が選択されると、リバースクラッチＲ／Ｃを除く摩擦係合要素にこのマニュアルバルブ２３を介してライン圧が供給されるようになる。但し、ローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂには、このマニュアルバルブ２３を経由せずに、選択されている走行レンジにかかわらずライン圧が供給される。
【００２１】
そしてこの場合には、リバースクラッチＲ／Ｃを除く全ての油圧式摩擦係合要素それぞれに対して、直接電制のための電磁弁と調圧弁、及びアキュームレータよりなる係合圧調整手段が設けられている。
すなわち、ハイクラッチＨ／Ｃに対しては、電磁弁３１ａ，調圧弁３２ａ，アキュームレータ３３ａが、２−４ブレーキ２−４／Ｂに対しては、電磁弁３１ｂ，調圧弁３２ｂ，アキュームレータ３３ｂが、ロークラッチＬ／Ｃに対しては、電磁弁３１ｃ，調圧弁３２ｃ，アキュームレータ３３ｃが、ローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂに対しては、電磁弁３１ｄ，調圧弁３２ｄ，アキュームレータ３３ｄが設けられている。
【００２２】
また、各調圧弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄからこれに対応する摩擦係合要素に油を供給する供給圧油路には、チェックボールを備えたバイパス回路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが並列に設けられている。
ここで、電磁弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは、図示省略したコントロールユニット（制御処理手段）の制御により所定のデューティ比で作動して、前述のパイロット圧を調圧して所定の信号圧を出力するものである。
また、調圧弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄは、対応する上記電磁弁から出力される信号圧に応じて供給されたライン圧を調圧し、対応する各摩擦係合要素の係合圧を出力するものである。
【００２３】
なお上記コントロールユニットは、車速やスロットル開度などの走行状態や、選択されている走行レンジや走行モードなどの情報に基づいて、最適な変速状態（シフト位置等）を判定し、図３（ｂ）に示すような関係からその変速状態を実現する特定の摩擦係合要素を最適な係合力でかつ最適なタイミングで締結させるべく、各電磁弁を制御するものであるが、その制御処理内容については、本発明は特に限定されないので、ここでは詳細な説明を省略する。
また、電磁弁の内部構成についても、本発明は特に限定されないので、ここでは説明を省略する。
また、アキュームレータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、各摩擦係合要素の油圧脈動を低減するものである。
さらに、バイパス回路３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、各摩擦係合要素を解放すべくその加圧室から排油する際に流路が開くもので、油の排出抵抗を低減して各摩擦係合要素の解放を迅速に行うためのものである。
【００２４】
次に、本装置の油圧回路の要部（ロークラッチＬ／Ｃ用の調圧弁）の詳細について、図１により説明する。
本例におけるロークラッチＬ／Ｃは、本発明の始動用摩擦係合要素に相当し、このロークラッチＬ／Ｃの調圧弁３２ｄは、例えば図１に示すような構造となっている。
調圧弁３２ｄは、弁体であるスプール４１を有しており、このスプール４１が段付きのシリンダ孔４２内に配置されている。このスプール４１には、図中上端側から第１ランド部４３、第２ランド部４４、第３ランド部４５が形成されており、これらランド部がシンリンダ孔４２内に摺動自在に嵌合している。ここで、第３ランド部４５の外径、及びこの第３ランド部４５が嵌合するシンリンダ孔４２の下端側内径は、他のランド部４３，４４の外径及びこれらランド部４３，４４が嵌合するシンリンダ孔４２の上端側内径に比較して小径とされている。
【００２５】
なお、便宜上図１では、スプール４１が最下方に移動した状態を、左側半分の部分に図示し、スプール４１が調圧位置に移動した状態を、右側半分の部分に図示している。
ここで調圧位置とは、スプール４１が最下方又は最上方の位置（フルストロークの位置）になく、後述する出口ポート５４が、後述する入口ポート５２及び排出ポート５５のうちのいずれか一方又はその両方に全開より少ない開度で連通している位置範囲をいう。
【００２６】
シンリンダ孔４２の上端側開口内には、閉塞プラグ４６がはめ込まれており、この閉塞プラグ４６とスプール４１の第１ランド部４３の間の領域が、制御用加圧室４７として区画されている。
すなわち、電磁弁３１ｄの信号圧が供給される信号圧供給油路４８が、制御ポート４９を介してこの制御用加圧室４７に接続され、前記信号圧がこの制御用加圧室４７に印加される構成となっている。
また、この制御用加圧室４７には、この場合スプール４１を図中下方に押圧付勢するリターンスプリング５０が配置され、この場合この制御用加圧室４７がスプリング室としても機能しており、スプール４１の図中上端面が第１受圧面４３ａを構成している。
【００２７】
なお、リターンスプリング５０の付勢力は、運転中（ライン圧供給時）において、信号圧がゼロのときの調圧弁３２ｄの出力値（即ち、リターンスプリング５０による調圧値）がロークラッチＬ／Ｃを締結させないように、小さな付勢力に設定されている。即ち図６に示すように、リターンスプリング５０による調圧値が、ロークラッチＬ／Ｃのピストンがストロークを開始して作動する圧力（即ち、ストローク圧値）よりも低くなるように、リターンスプリング５０の荷重が設定されている。
そして、前述のマニュアルバルブ２３からライン圧が供給されるライン圧油路５１（第１路）は、入口ポート５２を介してシリンダ孔４２内に接続され、また、調圧弁３２ｄからロークラッチＬ／Ｃに油を供給する供給圧油路５３（供給路、第２路）は、出口ポート５４を介してシリンダ孔４２内に接続されている。
ここで、入口ポート５２と出口ポート５４は、スプール４１が図中下方に移動することにより、第１ランド部４３と第２ランド部４４の間の空間により連通する位置に設けられている。
【００２８】
またシリンダ孔４２は、出口ポート５４の上側に設けられた排出ポート５５によりドレイン油路５６に接続されており、また、シリンダ孔４２の最下端に設けられた排出ポート５７によりドレイン油路５８に接続されている。なお、ドレイン油路５６，５８は、油の戻りラインであり、その圧力は常時最低圧（通常は、大気圧）となっている。
そして、排出ポート５５と出口ポート５４は、スプール４１が図中上方に移動することにより、第１ランド部４３と第２ランド部４４の間の空間により連通する位置に設けられている。
また、シリンダ孔４２の段部（第２ランド部４４と第３ランド部４５の間に位置する部分）には、フィードバックポート５９が設けられ、このフィードバックポート５９は、供給圧油路５３から分岐するフィードバック油路６０に接続されており、スプール４１の第２ランド部４４の図中下端面が第２受圧面４４ａを構成している。
また、本例の液圧制御装置では、例えば電磁弁３１ｄの出力圧である信号圧が１００％の状態でも、係合圧（例えばロークラッチＬ／Ｃへの供給圧）は基圧であるライン圧よりも低くなるように、信号圧の最大値が設定されている。
【００２９】
次に、以上のように構成された調圧弁３２ｄを含む油圧制御装置の動作について説明する。
車両のエンジン起動に伴ってオイルポンプ２１が始動すると、前述のレギュレータバルブ２２及びパイロットバルブ２４の機能により所定のライン圧及びパイロット圧が発生し、これらが各調圧弁及び電時弁に供給される。そして、セレクトレバーの操作に伴うマニュアルバルブ２３の動作と、コントローラの制御による各電時弁の動作により、図３（ｂ）の設定に従っていずれか特定の摩擦係合要素に所定の係合圧が所定のタイミングで加えられて、この特定の摩擦係合要素が所定の締結力かつタイミングで締結することにより、変速機は適宜最適な変速比で滑らかに動力を伝達し、車両が円滑に前進又は後退する。
【００３０】
この際、この場合１速〜３速前進時には、ロークラッチＬ／Ｃが締結する必要があり、このロークラッチＬ／Ｃの係合圧の調節は、電時弁３１ｄの信号圧に基づく以下のような調圧弁３２ｄの動作により行われる。
すなわち図１において、調圧弁３２ｄにライン圧が供給されている状態では、フィードバックポート５９にフィードバック圧が生じており、第２ランド部４４と第３ランド部４５の外径の違い（受圧面積の違い）のために、このフィードバック圧によりスプール４１を上方へ押上げる力が発生する。このためスプール４１は、このフィードバック圧による上方への力と、これに対抗するリターンスプリング５０の押圧力及び制御用加圧室４７に加えられる信号圧の力とが、釣り合う位置に移動する。
【００３１】
つまり、制御用加圧室４７に加えられる信号圧が増加すると、スプール４１はより下方に移動することになり、入口ポート５２と出口ポート５４とがより大きな開度で連通して、出口ポート５４の圧力（即ち、ロークラッチＬ／Ｃの係合圧）がより高まる。
また逆に、制御用加圧室４７に加えられる信号圧が低下すると、スプール４１はより上方に移動することになり、排出ポート５５と出口ポート５４とがより大きな開度で連通して、出口ポート５４の圧力がより低下する。
【００３２】
このため、コントローラによる電時弁３１ｄの制御で電時弁３１ｄの出力圧である信号圧が変化すれば、それに応じてロークラッチＬ／Ｃの係合圧が変化し、ロークラッチＬ／Ｃの係合又は解放状態が制御されることになる。
なお、他の摩擦係合要素（この場合、リバースクラッチＲ／Ｃを除く）の係合圧の調節も、各調圧弁３２ａ，３２ｂ，３２ｃの同様の動作で実現されるが、このロークラッチＬ／Ｃ用の調圧弁３２ｄにおいて特徴的なのは、リターンスプリング５０の押圧力の作用方向である。
すなわち、従来このような調圧弁においては、いずれの摩擦係合要素についても、スプールを押圧するスプリングの押圧力は摩擦係合要素を係合しない方向（即ち、反係合方向）に設定されていた。ところが、本例の調圧弁３２ｄにおけるリターンスプリング５０は、上述の動作説明で分るようにロークラッチＬ／Ｃの係合圧を高めてこれを係合させる係合方向（図１における下方）にスプール４１を付勢している。
【００３３】
このため、駐停車等のためにエンジンが停止され、オイルポンプ２１が停止してライン圧が供給されず、前述のフィードバック圧もなくなった状態（油圧オフ状態）では、スプール４１は、リターンスプリング５０の押圧力により、入口ポート５２と出口ポート５４とが全開で連通する位置（即ち、この場合最下方位置）に移動して停止する。
これにより、長期間の駐停車等により万が一バルブスティックが生じて調圧弁３２ｄ（或いは、この調圧弁３２ｄを含む複数の調圧弁）のスプールが動かなくなった場合でも、このロークラッチＬ／Ｃ（始動時に締結すべき摩擦係合要素）にライン圧を供給してこれを締結させることができるため、少なくとも車両をこの場合１速で始動させ走行させることができる。
したがって、万が一バルブスティックが生じた場合でも、車両が全く走行できないという事態を確実に回避することができる。
【００３４】
また、本例の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁３１ｄの出力圧）がゼロの状態（ロークラッチＬ／Ｃの係合が解除されている状態）でも、リターンスプリング５０の押圧力によって、調圧弁３２ｄのスプール４４が係合方向に移動した状態（調圧位置にある状態）になる。このため、ロークラッチＬ／Ｃの係合が解除されている状態からこれを係合させるべく電磁弁３１ｄにステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要はなく、図４（ｂ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立上がるまでのタイムロスがなくなる。したがって、微小な信号圧で瞬時にロークラッチＬ／Ｃの係合動作を開始させることができ、より良好な変速制御が容易に実現できるようになる。
なお、信号圧がゼロなのにスプール４４が調圧位置にある（即ち、入口ポート５２と出口ポート５４とが連通している）と、ロークラッチＬ／Ｃの係合を解除したいときでも係合圧が発生していることになり、解除動作の制御性が懸念される。しかし前述したように、信号圧ゼロのときの調圧値が図６の如くストローク圧値よりも小さくなるように、リターンスプリング５０の仕様が設定されているので、信号圧ゼロでロークラッチＬ／Ｃが係合することはなく、インターロックの心配もない。
【００３５】
また、本例の液圧制御装置では、信号圧が１００％の状態でも、係合圧（例えばロークラッチＬ／Ｃへの供給圧）は基圧であるライン圧よりも低くなるように、信号圧の最大値が設定されている。これにより、信号圧が１００％の状態でも、例えば調圧弁３２ｄのスプール４４が調圧位置にあるようになり、係合方向にフルストローク移動した状態ではなくなる。このため、例えばロークラッチＬ／Ｃが最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁３１ｄにステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁３２ｄのスプール４４が調圧位置まで相当量移動する必要がなくなり、図５（ｂ）に示すように、信号圧や係合圧が実際に立下がるまでのタイムロスがほとんどなくなる。したがって、例えばロークラッチＬ／Ｃの作動を解除する方向の制御の応答性も向上し、この点においてもより良好な変速制御が可能となる。
【００３６】
なお、本発明は上記形態例に限られず、各種の態様があり得る。
例えば、本発明の始動用摩擦係合要素は、必ずしも１速前進時に締結される摩擦係合要素に限られない。例えば、２速前進時に締結される摩擦係合要素（上記形態例においては、ロークラッチＬ／Ｃと２−４ブレーキ２−４／Ｂ）であってもよい。すなわち、２速前進時に締結される摩擦係合要素の調圧弁（上記形態例においては、調圧弁３２ｂ，３２ｄ）について、上述の如くリターンスプリングの付勢力方向を設定しておけば、調圧弁のいずれかがバルブスティックを起こした場合でも、少なくとも２速による発進及び走行が可能となる。
【００３７】
また、本発明の始動用摩擦係合要素は、後退時に締結される摩擦係合要素（上記形態例においては、リバースクラッチＲ／ＣとローアンドリバースブレーキＬＲ／Ｂ）であってもよい。すなわち、後退時に締結される摩擦係合要素の調圧弁（上記形態例においては、調圧弁３２ｃのみ）について、上述の如くリターンスプリングの付勢力方向を設定しておけば、調圧弁のいずれかがバルブスティックを起こした場合でも、少なくとも後退による発進及び走行が可能となる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１記載の液圧制御装置では、駐停車等のためにエンジンが停止され、オイルポンプが停止して油圧オフ状態になると、始動用摩擦係合要素の調圧弁のスプールは、リターンスプリングの押圧力により始動用摩擦係合要素を係合させる位置に移動して停止する。
このため、長期間の駐停車等により万が一バルブスティックが生じていずれかの調圧弁のスプールが動かなくなった場合でも、始動用摩擦係合要素に調圧弁を介して油圧を供給してこの始動用摩擦係合要素を締結させることができるため、少なくとも車両を始動させ走行させることができる。
したがって、万が一バルブスティックが生じた場合でも、車両が全く走行できないという事態を確実に回避することができる。
【００３９】
また、請求項１記載の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁の出力圧）がゼロの状態（摩擦係合要素の係合が解除されている状態）でも、リターンスプリングの押圧力によって、調圧弁のスプールが係合方向に移動した状態（調圧位置にある状態）になる。このため、摩擦係合要素の係合が解除されている状態からこれを係合させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要はなく、図４（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立上がるまでのタイムロスがなくなる。したがって、微小な信号圧で瞬時に係合動作を開始させることができ、より良好な変速制御が容易に実現できるようになる。
なお、信号圧がゼロなのにスプールが調圧位置にあると、摩擦係合要素の係合を解除したいときでも係合圧が発生していることになり、解除動作の制御性が懸念される。しかし請求項１記載の装置では、信号圧ゼロのときの調圧値がピストンのストローク圧値よりも小さくなるように、リターンスプリングの荷重が設定されているので、信号圧ゼロで摩擦係合要素が係合することはなく、インターロックの心配もない。
【００４０】
また、請求項２記載の液圧制御装置では、係合圧（即ち、調圧弁の出力圧）が最大でも、係合圧は基圧よりも低くなるように設定されている。これにより、係合圧が最大でも、調圧弁のスプールが調圧位置にあるようになり、係合方向にフルストローク移動した状態ではなくなる。このため、摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要がなくなり、図５（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立下がるまでのタイムロスがほとんどなくなる。したがって、摩擦係合要素の作動を解除する方向の制御の応答性も向上し、この点においてもより良好な変速制御が可能となる。
【００４１】
また、請求項３記載の液圧制御装置では、信号圧（即ち、電磁弁の出力圧）がゼロの状態（摩擦係合要素の係合が解除されている状態）でも、リターンスプリングの押圧力が第１受圧面に作用することによって、調圧弁のスプールが係合方向（入口ポートと出口ポートを連通させる方向）に移動した状態（調圧位置にある状態）になる。このため、摩擦係合要素の係合が解除されている状態からこれを係合させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要はなく、図４（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立上がるまでのタイムロスがなくなる。したがって、微小な信号圧で瞬時に係合動作を開始させることができ、より良好な変速制御が容易に実現できるようになる。
【００４２】
そして、請求項３記載の液圧制御装置では、信号圧ゼロで摩擦係合要素が係合することはなく、インターロックの心配がない。即ち、信号圧がゼロなのにスプールが調圧位置にあると、摩擦係合要素の係合を解除したいときでも係合圧が発生していることになり、解除動作の制御性が懸念される。しかし本装置では、信号圧ゼロのときの調圧値がピストンのストローク圧値よりも小さくなるように、リターンスプリングの荷重が設定されているので、信号圧ゼロで摩擦係合要素が係合することはなく、インターロックの心配もない。
【００４３】
また、請求項４記載の液圧制御装置では、係合圧（即ち、調圧弁の出力圧）が最大でも、係合圧は基圧よりも低くなるように設定されている。これにより、係合圧が最大でも、調圧弁のスプールが調圧位置にあるようになり、係合方向にフルストローク移動した状態ではなくなる。このため、摩擦係合要素が最大の係合力で係合している状態からその係合を解除させるべく電磁弁にステップ信号が入力された場合、従来のように調圧弁のスプールが調圧位置まで相当量移動する必要がなくなり、図５（ｂ）に示すように、係合圧が実際に立下がるまでのタイムロスがほとんどなくなる。したがって、摩擦係合要素の作動を解除する方向の制御の応答性も向上し、この点においてもより良好な変速制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液圧制御装置の要部構成を示す図である。
【図２】液圧制御装置の全体構成の概略を示す図である。
【図３】変速機構の構成及び摩擦係合要素の締結状態を示す図である。
【図４】液圧制御装置の作用を説明する図である。
【図５】液圧制御装置の作用を説明する図である。
【図６】調圧値とストローク圧値との関係を示す図である。
【符号の説明】
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ 電磁弁
３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ 調圧弁
４１ スプール
４３ａ 第１受圧面
４４ａ 第２受圧面
５０ リターンスプリング
５１ ライン圧油路（第１路）
５２ 入口ポート
５３ 供給圧油路（供給路、第２路）
５４ 出口ポート
５５ 排出ポート
Ｌ／Ｃ ロークラッチ（始動用摩擦係合要素）
Claims (4)
- 複数の液圧式摩擦係合要素の係合・解放切換により変速を行う自動変速機において、制御処理手段の出力する電気信号に応じて出力圧が変化する電磁弁と、この電磁弁の出力圧を信号圧として前記摩擦係合要素の係合圧を調整する調圧弁とを、前記複数の摩擦係合要素のうちの少なくとも一つの摩擦係合要素に対して備え、前記電気信号に従って前記少なくとも一つの摩擦係合要素の係合圧を独立して調整する液圧制御装置であって、
前記調圧弁は、弁体であるスプールと、このスプールを押圧するリターンスプリングとを有し、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、車両が始動する際に締結される始動用摩擦係合要素であり、
前記調圧弁のリターンスプリングは、前記始動用摩擦係合要素を係合させる係合方向に前記スプールを押圧するように配置され、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記係合圧が供給される供給路を介して出入りする液の流入又は排出に伴ってストロークし、当該摩擦係合要素の係合・解放切換を実現するピストンを有し、
前記調圧弁の前記スプールには、前記リターンスプリングの押圧力と前記電磁弁の出力圧とが前記係合方向に印加されているとともに、前記供給路からのフィードバック圧が前記係合方向に対向する方向に印加されており、
前記リターンスプリングの設定荷重は、前記リターンスプリングによる前記調圧弁の調圧値が前記ピストンがストロークするストローク圧値よりも低くなるように設定されていることを特徴とする自動変速機の液圧制御装置。 - 前記調圧弁は、基圧を調圧することによって前記少なくとも一つの摩擦係合要素への係合圧を出力しており、該基圧は前記調圧弁の出力圧である前記係合圧の最大値よりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の液圧制御装置。
- 複数の液圧式摩擦係合要素の係合・解放切換により変速を行う自動変速機において、制御処理手段の出力する電気信号に応じて出力圧が変化する電磁弁と、この電磁弁の出力圧を信号圧として前記摩擦係合要素の係合圧を調整する調圧弁とを、前記複数の摩擦係合要素のうちの少なくとも一つの摩擦係合要素に対して備え、前記電気信号に従って前記少なくとも一つの摩擦係合要素の係合圧を独立して調整する液圧制御装置であって、
前記調圧弁に基圧を供給する第１路と、前記少なくとも一つの摩擦係合要素に前記調圧弁の出力圧である前記係合圧を供給する第２路とを備え、
前記調圧弁は、弁体であるスプールと、該スプールに作用するリターンスプリングと、前記第１路に連通する入口ポートと、前記第２路に連通する出口ポートとを有し、
前記調圧弁の前記スプールには、前記リターンスプリングの押圧力と前記電磁弁の出力圧とが前記入口ポートと前記出口ポートを連通させる方向に印加される第１受圧面と、前記第２路からのフィードバック圧が前記第１受圧面に対向する方向に印加される第２受圧面とが形成され、
前記少なくとも一つの摩擦係合要素は、前記第２路を介して出入りする液の流入又は排出に伴ってストロークし、当該摩擦係合要素の係合・解放切換を実現するピストンを有し、
前記リターンスプリングの設定荷重は、前記リターンスプリングによる前記調圧弁の調圧値が前記ピストンがストロークするストローク圧値よりも低くなるように設定されていることを特徴とする自動変速機の液圧制御装置。 - 前記第１路に供給される基圧は、前記調圧弁の出力圧である前記係合圧の最大値よりも大きな値に設定されていることを特徴とする請求項３記載の自動変速機の液圧制御装置。
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