JP4192607B2

JP4192607B2 - 自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP4192607B2
Application number: JP2003017157A
Authority: JP
Inventors: 貴士石山; 淳一土井; 典生岩下; 龍利溝部; 真也鎌田; 智宏久保
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2003-01-27
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-01-27
Also published as: JP2004225861A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に搭載される自動変速機の制御装置、特に主変速機構と副変速機構とを有する自動変速機の制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等に搭載される自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機構とを組み合わせ、この変速歯車機構の動力伝達経路をクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素の選択的作動により切り換えて、所定の変速段に自動的に変速するものであり、この自動変速機として、エンジンの出力が入力される主変速機構と、該主変速機構の出力が入力される副変速機構とを備えたものがある。
【０００３】
上記副変速機構として、切換用ソレノイドバルブのＯＮ，ＯＦＦによって作動する副変速シフトバルブからの作動圧により選択的に締結される高速用摩擦要素と低速用摩擦要素とを備え、後退速を除く所定の変速段で前者の高速用摩擦要素を締結させたときには主変速機構からの入力を減速することなく出力し、一方、後退速を含む所定の変速段で後者の低速用摩擦要素を締結させたときには主変速機構からの入力を減速して出力するように構成したものが知られている。このような自動変速機では、低速用摩擦要素と高速用摩擦要素との掛替えが行われる場合、その掛替えのタイミングがうまく合わないとインターロックやエンジンの吹き上がりの問題が生じて好ましくないので、低速用摩擦要素の開放が先行しても高速用摩擦要素の締結まではロック状態となり、高速用摩擦要素の締結後はフリー状態となるワンウェイクラッチを設けて上記問題を解決することが通例である。
【０００４】
ところが、例えば上記切換用ソレノイドバルブが故障して、副変速シフトバルブが作動しなくなり、その結果、低速用摩擦要素が開放され、高速用摩擦要素が締結される状態に固着すると、特に後退速を得ようとしてレンジをリバースレンジに切り換えたときに次のような不具合が起こる。すなわち、後退時には前進時とは逆方向の回転が副変速機構に入力されるから、高速用摩擦要素の締結時に上記ワンウェイクラッチがロック状態となる。したがって、これらのワンウェイクラッチと高速用摩擦要素とが同時に締結状態となってインターロック状態となり、ショックやエンジンストール発生等の問題が生じる。
【０００５】
この問題に対処する発明として特許文献１に記載の発明がある。すなわち、この発明では、運転者のシフト操作に伴い油圧制御装置に備えられたマニュアルバルブがリバース位置に操作されると、該マニュアルバルブから、主変速機構に設けられた後退速実現用の摩擦要素に作動圧が供給される。そこで、この作動圧（後退速用油圧）をフェールセーフ用の作動圧（フェールセーフ用油圧）として上記副変速機構側の副変速シフトバルブに導いて、レンジがリバースレンジに切り換えられたときには、たとえ切換用ソレノイドバルブが故障していても、上記副変速シフトバルブが作動して、低速用摩擦要素が確実に締結され、高速用摩擦要素が確実に開放されるようにしているのである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−３０４２５５号公報（第４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、主変速機構の後退速実現用摩擦要素に供給する後退速用油圧を借りて、副変速機構へのインターロック防止用のフェールセーフ用油圧としているから、次のような問題が生じる。すなわち、マニュアルバルブがリバース位置に操作されたときに初めて上記後退速用油圧及び（兼）フェールセーフ用油圧が立ち上がるので、マニュアルバルブがリバース位置に操作されたときから、フェールセーフ油路への作動油の充填が開始され、後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧の供給が遅れることになる。この後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧の供給の遅れは、フェールセーフ用油圧の消費量や作動油の流動性等に応じて変化する。しかも、その変化は、ニュートラルレンジの経由時間や作動油の温度等、状況に応じてばらつき、その結果、後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧の供給のタイミングがばらつく。よって、後退速実現用摩擦要素の締結制御をしようにもそれが困難となり、後退速達成時の変速ショックの抑制性能が狙いのものにならない場合がある。
【０００８】
また、上記後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧のタイミングのばらつきは、特にマニュアルバルブから副変速シフトバルブに至るフェールセーフ用油路が長くなるとなおさら顕著になる。
【０００９】
そこで、本発明は、マニュアルバルブをリバース位置に操作した際のインターロックを確実に防止すると共に、ニュートラルレンジからリバースレンジへの操作時の後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧の供給タイミングのばらつきを防止した自動変速機の制御装置の提供を課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では次のように構成したことを特徴とする。
【００１１】
まず、請求項１に記載の発明は、エンジン出力が入力される主変速機構と、該主変速機構の出力が入力される副変速機構と、作動圧の油圧源としてエンジン駆動のポンプとを有し、上記主変速機構には、マニュアルバルブのリバースレンジへの操作によって供給される作動圧により締結されて後退速を実現する摩擦要素が備えられ、上記副変速機構には、ソレノイドバルブのＯＮ，ＯＦＦによって作動する副変速シフトバルブからの作動圧により後退速を除く所定の変速段で締結される高速用摩擦要素と、同じく副変速シフトバルブからの作動圧により後退速を含む所定の変速段で締結される低速用摩擦要素と、上記高速用摩擦要素の締結時に逆回転入力によってロックするワンウェイクラッチとが備えられている自動変速機の制御装置であって、上記マニュアルバルブから上記副変速シフトバルブに該副変速シフトバルブを上記低速用摩擦要素への作動圧供給状態に保持するシフトバルブ保持用作動圧を供給するシフトバルブ保持用油路が備えられ、該シフトバルブ保持用油路は、ニュートラルレンジからリバースレンジにいたる範囲で連続してマニュアルバルブから上記副変速シフトバルブに上記シフトバルブ保持用作動圧を供給することを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、マニュアルバルブをニュートラルレンジからリバースレンジに操作する場合に、ニュートラルレンジからリバースレンジの間連続的に途切れることなく、マニュアルバルブからフェールセーフ用油圧としてのシフトバルブ保持用作動圧を立ち上げておくことで、リバースレンジに操作したときに、シフトバルブ保持用油路、即ちフェールセーフ用油路に消費される油量が可及的にゼロになる。その結果、マニュアルバルブがリバースレンジに操作されたときに、後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧の供給の遅れが殆んどなくなり、よってその供給のタイミングのばらつきも殆んどなくなるので、後退速実現用摩擦要素への締結油圧の乱れがなくなり、変速ショックの抑制性能を改善することができる。
【００１３】
次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記主変速機構の摩擦要素の作動を制御する主油圧制御装置と、上記副変速機構の摩擦要素の作動を制御する副油圧制御装置とが備えられ、上記主油圧制御装置は上記主変速機構の近傍に、上記副油圧制御装置は上記副変速機構の近傍に、それぞれ配置されていると共に、上記マニュアルバルブは上記主油圧制御装置に、上記副変速シフトバルブは上記副油圧制御装置に、それぞれ設置されていることを特徴とする。
【００１４】
この発明によると、既存の変速機（主変速機）に副変速機構を追加することによって容易に多段化派生（例えば４ＡＴから５ＡＴ）することができる。すなわち、マニュアルバルブを含む油圧制御装置に副変速シフトバルブを含む副油圧制御装置を追加するだけで、多段化派生が可能となる。
【００１６】
また、この発明によると、主変速制御装置に設けられたマニュアルバルブは主変速機構の近傍に配置され、副変速制御装置に設けられた副変速シフトバルブは副変速機構の近傍に配置されるので、上記マニュアルバルブと副変速シフトバルブとを連結するフェールセーフ用のシフトバルブ保持用油路が長くなり、後退速用作動油がシフトバルブ保持用に消費される油量が増える傾向となる。それゆえ、後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧の供給の遅れがさらに大きくなるばかりでなく、その供給のタイミングのばらつき度合いもまた大きくなる。ゆえに、ニュートラルレンジからリバースレンジに亘って途切れることなく連続してシフトバルブ保持用作動圧を立てておいてリバースレンジになってからの上記消費油量を可及的にゼロにする、という請求項１に記載の発明の効果がより一層発揮されることとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本実施の形態に係る車両のパワートレイン１は、エンジン２、トルクコンバータ３、２つの遊星歯車機構４，５を有する主変速機構６及びこれらの軸線と平行な軸線上に配置されて遊星歯車機構７を有する副変速機構８を備える。トルクコンバータ３はエンジン２の出力をエンジン出力軸（トルクコンバータ３の入力軸）９を介して入力し、タービン軸（トルクコンバータ３の出力軸）１０を介して主変速機構６に出力する。トルクコンバータ３の反エンジン側に配置されたオイルポンプ１１はコンバータケース１２及びポンプ１３を介してエンジン出力軸９により駆動される。
【００１８】
主変速機構６について説明すると、タービン軸１０と第１遊星歯車機構４のサンギヤ２０との間にフォワードクラッチ２１が、タービン軸１０と第２遊星歯車機構５のサンギヤ２２との間にリバースクラッチ２３が、タービン軸１０と第２遊星歯車機構５のピニオンキャリヤ２４との間に３−４クラッチ２５がそれぞれ備えられている。２−４ブレーキ２６は第２遊星歯車機構５のサンギヤ２２を固定する。第１遊星歯車機構４のリングギヤ２７と第２遊星歯車機構５のピニオンキャリヤ２４とが連結され、これらと変速機ケース２８との間にローリバースブレーキ２９と主変速ワンウェイクラッチ３０とが並列に配置されている。第１遊星歯車機構４のピニオンキャリヤ３１と第２遊星歯車機構５のリングギヤ３２とが連結され、これらに出力ギヤ３３が接続されている。
【００１９】
次に副変速機構８について説明すると、該機構８は単一の第３遊星歯車機構７を有し、上記主変速機構６の出力ギヤ３３に常時噛み合った入力ギヤ４０が該第３遊星歯車機構７のリングギヤ４１に連結されていると共に、サンギヤ４２とピニオンキャリア４３の間に直結クラッチ４４が備えられている。また、サンギヤ４２と変速機ケース２８との間には、副変速ワンウェイクラッチ４５と減速ブレーキ４６とが並列に配置されている。そして、第３遊星歯車機構７のピニオンキャリヤ４３が軸４７に連結され、該軸４７に備えられた出力ギヤ４８により、副変速機構８の出力回転数が該ギヤ４８からデファレンシャル装置４９の入力ギヤ５０を介して左右の駆動軸５１，５２に伝達される。
【００２０】
表１に示すように、上記主変速機構６及び副変速機構８の各摩擦要素２１，２３，２５，２６，２９，３０，４４，４６，４５を選択的に作動させることにより前進５速、後退１速が得られる。
【００２１】
【表１】

【００２２】
ここで、副変速ワンウェイクラッチ４５は主に４速から５速への変速を円滑に行うために設けられている。すなわち、４−５シフトアップ変速においては、副変速機構８の減速ブレーキ４６が開放されて直結クラッチ４４が締結される。そのときに、減速ブレーキ４６が先に開放されても直結クラッチ４４が締結されるまでは、ワンウェイクラッチ４５がロック状態となってエンジン２の吹き上がりが防止される。
【００２３】
図２は本実施の形態に係る自動変速機ＡＴの側面図である。主変速機構６の油圧制御回路を構成する主油圧制御装置（主変速バルブボディ）６０は、当該自動変速機ＡＴにおける主変速機構６の下方に配置されたオイルパン６１内に配置されており、また、副変速機構８の油圧制御回路を構成する副油圧制御装置（副変速バルブボディ）６２は、副変速機構８の主変速機構６から遠いほうの背面側に配置されている。また、主油圧制御装置６０と副油圧制御装置６２の間には、メインライン６３及びフェールセーフライン６４が配設されている。メインライン６３は、副油圧制御装置６２に備えられた、後述する調圧用デューティソレノイドバルブ１０２及び切換用オンオフソレノイドバルブ１０３にライン圧を供給する。フェールセーフライン６４は、同じく副油圧制御装置６２に備えられた、後述する副変速シフトバルブ１２０にフェールセーフ用油圧を供給する。これらの油路６３，６４は変速機ケース２８の内部を通過している。
【００２４】
次に、上記油圧制御回路について説明する。図３に示すように、主油圧制御装置６０には、まず、オイルポンプ１１から吐出される作動圧の圧力を所定のライン圧に調整するレギュレータバルブ１０１が備えられ、該バルブ１０１によって調整されたライン圧が、メインライン６３を介して、運転者によって操作されるマニュアルバルブ６５に供給される。マニュアルバルブ６５がリバースレンジに操作された後退速においては、該マニュアルバルブ６５の出力ポート６６からライン圧がリバースクラッチライン１０５を介してリバースクラッチ２３に供給されて、該リバースクラッチ２３が締結される（表１参照）。なお、このリバースレンジでは、上記リバースクラッチライン１０５上に設けられたローリバースシフトバルブ１０６のスプール１０６ａが図面上左に移動して、上記リバースクラッチライン１０５を開通している。
【００２５】
一方、副油圧制御装置６２には、切換用オンオフソレノイドバルブ１０３、調圧用デューティソレノイドバルブ１０２及び副変速シフトバルブ１２０が設けられている。オンオフソレノイドバルブ１０３及びデューティソレノイドバルブ１０２には、２つに分岐したメインライン６３から、それぞれライン圧が作動圧供給源として供給される。オンオフソレノイドバルブ１０３は、ＯＮで切換圧ライン１０４に作動圧を供給せず、ＯＦＦで切換圧ライン１０４に作動圧をライン圧のままを供給して、副変速シフトバルブ１２０のスプール１２０ａを図３における左側に移動させる。また、デューティソレノイドバルブ１０２はライン圧を調圧して、該調圧されたライン圧を調圧ライン１０７に供給する。調圧された作動圧は副変速シフトバルブ１２０に至り、ここで上記オンオフソレノイドバルブ１０３がＯＮで副変速シフトバルブ１２０のスプール１２０ａが右側に位置する場合は調圧ライン１０７と直結クラッチライン１０８とが連通して、直結クラッチ４４が締結される。一方、オンオフソレノイドバルブ１０３がＯＦＦで副変速シフトバルブ１２０のスプール１２０ａが左側に位置する場合は調圧ライン１０７と減速ブレーキライン１０９とが連通し、減速ブレーキ４６が締結される。ここで、リバースレンジでは、オンオフソレノイドバルブ１０３がＯＦＦとされて、減速ブレーキ４６が締結される（表１参照）。
【００２６】
なお、調圧ライン１０７にはアキュムレータ１１１が設けられており、該アキュムレータ１１１はデューティソレノイドバルブ１０２の周期的ＯＮ，ＯＦＦ動作に起因する油振を吸収するために設置されている。
【００２７】
図４は、オンオフソレノイドバルブ１０３が故障（特にＯＮに固定する故障）した場合で、マニュアルバルブ６５がリバースレンジに位置するときの油圧回路を示す。オンオフソレノイドバルブ１０３がＯＮに固定する故障をすると、切換ライン１０４に作動圧が供給されないので、リバースレンジにおいても、調圧ライン１０７と直結クラッチライン１０８とが連通したままになり、その結果、直結クラッチ４４が締結したままリバースブレーキ２３が締結すると、副変速ワンウェイクラッチ４５との間でインターロックが起きる。そこで、この実施形態では、リバースクラッチライン１０５からフェールセーフライン６４を分岐して設け、該フェールセーフライン６４を副変速シフトバルブ１２０まで延設した。つまり、オンオフソレノイドバルブ１０３がたとえ故障でも、リバースクラッチライン１０５から副変速シフトバルブ１２０に連通する上記フェールセーフライン６４で供給されるフェールセーフ用油圧によって、副変速シフトバルブ１２０のスプール１２０ａを図４における左側に確実に移動させ、これにより、直結クラッチ４４を開放させて、減速ブレーキ４６を締結させるので、インターロックの問題が免れる。
【００２８】
図５は、マニュアルバルブ６５がニュートラルレンジに位置するときの油圧回路を示す。これによると、ニュートラルレンジでは、マニュアルバルブ６５のスプール６５ａがリバースレンジのときと比べて図面上やや右方向に位置する。また、ローリバースシフトバルブ１０６のスプール１０６ａは右側に位置する。したがって、リバースクラッチライン１０５がローリバースシフトバルブ１０６で遮断されるので、リバースクラッチ２３に作動圧は供給されない。また、マニュアルバルブ６５はニュートラルレンジからリバースレンジにわたってメインライン６３とリバースクラッチライン１０５とを連通し続ける。これにより、リバースクラッチライン１０５ないしフェールセーフライン６４には、ニュートラルレンジからリバースレンジに至る範囲で連続してライン圧が供給される。また、ニュートラルレンジではオンオフソレノイドバルブ１０３がＯＮとなり副変速シフトバルブ１２０のスプール１２０ａを右側に位置させることになるが、フェールセーフライン６４から供給されるフェールセーフ用油圧によって副変速シフトバルブ１２０のスプール１２０ａが左側に保持され、直結クラッチ４４が開放され、減速ブレーキ４６が締結される。したがって、ニュートラルレンジからリバースレンジの間は連続的に途切れることなくフェールセーフ用油圧が立つことになる。
【００２９】
次に、本実施の形態の作用効果について説明すると、例えば、運転者が後退速を得ようとして、マニュアルバルブ６５をニュートラルレンジからリバースレンジに操作したときに、ニュートラルレンジからリバースレンジの間連続的に途切れることなく、マニュアルバルブ６５からフェールセーフ用油圧を立ち上げておくことで、リバースレンジに操作したときに、フェールセーフライン６４に、リバースクラッチ圧用の油量が消費されることがなくなる。その結果、リバースクラッチ２３のリバースクラッチ圧の応答遅れ及び立ち上がりのばらつきがなくなるので、リバースクラッチ２３への締結油圧の乱れがなくなり、変速ショックの抑制性能を改善することができる。
【００３０】
また、マニュアルバルブ６５は主油圧制御装置６０に、副変速シフトバルブ１２０は副油圧制御装置６２に、それぞれ設置することで、既存の変速機（主変速機６）に副変速機構８を追加することによって容易に多段化派生（例えば４ＡＴからこのように５ＡＴ）することができる。すなわち、マニュアルバルブ６５を含む主油圧制御装置６０に副変速シフトバルブ１２０等を含む副油圧制御装置６２を追加するだけで、多段化派生が可能となる。
【００３１】
また、図２に示したように、主変速制御装置６０に設けられたマニュアルバルブ６５は主変速機構６の近傍に配置され、副変速制御装置６２に設けられた副変速シフトバルブ１２０は副変速機構８の近傍に配置されるので、上記マニュアルバルブ６５と副変速シフトバルブ１２０とを連結するフェールセーフライン６４が長くなり、後退速用作動油（リバースクラッチ圧）がフェールセーフ用作動油に消費される油量が増える傾向となる。それゆえ、リバースクラッチ２３への締結用油圧の供給の遅れがさらに大きくなるばかりでなく、その供給のタイミングのばらつき度合いもまた大きくなる。ゆえに、ニュートラルレンジからリバースレンジに亘って途切れることなく連続してフェールセーフ用油圧を立てておいてリバースレンジになってからの上記消費油量を可及的にゼロにする、という前述の効果がより一層発揮されることとなる。
【００３２】
次に、本発明における第２の実施の形態について図６に基づいて説明する。図６はニュートラルレンジにおける油圧回路を示している。これによると、フェールセーフライン６４がマニュアルバルブ６５に直接接続しており、リバースクラッチライン１０５とは別に制御されるという点が上記第１の実施の形態と異なり、他の構成は上記第１の実施の形態の構成と略同じである。
【００３３】
このとき、リバースクラッチライン１０５にはリバースレンジに操作したときに初めて油圧が供給され、フェールセーフライン６４はニュートラルレンジからリバースレンジにいたる範囲で連続的に油圧が供給される。フェールセーフライン６４をリバースクラッチライン１０５とは別に設けたことによって、リバースクラッチ２３の締結油圧がフェールセーフ用油圧の影響を受けずに済むので、これによってもまた締結油圧の応答遅れや応答のばらつきの問題が軽減される。
【００３４】
【発明の効果】
マニュアルバルブをニュートラルレンジからリバースレンジに操作する場合に、ニュートラルレンジからリバースレンジの間連続的に途切れることなく、マニュアルバルブからフェールセーフ用油圧を立ち上げておくことで、リバースレンジに操作したときにフェールセーフ用油路に消費される油量が可及的にゼロになる。その結果、マニュアルバルブがリバースレンジに操作されたときに、後退速実現用摩擦要素への後退速用油圧の供給の遅れが殆んどなくなり、よってその供給のタイミングのばらつきも殆んどなくなるので、後退速実現用摩擦要素への締結油圧の乱れがなくなり、変速ショックの抑制性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両のパワートレインの骨子図である。
【図２】上記車両の自動変速機の側面図である。
【図３】油圧回路の要部部分図であって、Ｒレンジ（正常時）を表すものである。
【図４】同油圧回路の要部部分図であって、Ｒレンジ（故障時）を表すものである。
【図５】同油圧回路の要部部分図であって、Ｎレンジ（正常時）を表すものである。
【図６】第２の実施の形態に係る油圧回路の要部部分図であって、Ｒレンジ（正常時）を表すものである。
【符号の説明】
２エンジン
６主変速機構
８副変速機構
２３後退速実現用摩擦要素（リバースクラッチ）
４４高速用摩擦要素（直結クラッチ）
４５ワンウェイクラッチ
４６低速用摩擦要素（減速ブレーキ）
６０主油圧制御装置
６２副油圧制御装置
６４フェールセーフライン
６５マニュアルバルブ
１０３オンオフソレノイドバルブ
１０５リバースクラッチライン
１２０副変速シフトバルブ
ＡＴ自動変速機

Claims

エンジン出力が入力される主変速機構と、該主変速機構の出力が入力される副変速機構と、作動圧の油圧源としてエンジン駆動のポンプとを有し、上記主変速機構には、マニュアルバルブのリバースレンジへの操作によって供給される作動圧により締結されて後退速を実現する摩擦要素が備えられ、上記副変速機構には、ソレノイドバルブのＯＮ，ＯＦＦによって作動する副変速シフトバルブからの作動圧により後退速を除く所定の変速段で締結される高速用摩擦要素と、同じく副変速シフトバルブからの作動圧により後退速を含む所定の変速段で締結される低速用摩擦要素と、上記高速用摩擦要素の締結時に逆回転入力によってロックするワンウェイクラッチとが備えられている自動変速機の制御装置であって、上記マニュアルバルブから上記副変速シフトバルブに該副変速シフトバルブを上記低速用摩擦要素への作動圧供給状態に保持するシフトバルブ保持用作動圧を供給するシフトバルブ保持用油路が備えられ、該シフトバルブ保持用油路は、ニュートラルレンジからリバースレンジにいたる範囲で連続してマニュアルバルブから上記副変速シフトバルブに上記シフトバルブ保持用作動圧を供給することを特徴とする自動変速機の制御装置。
上記主変速機構の摩擦要素の作動を制御する主油圧制御装置と、上記副変速機構の摩擦要素の作動を制御する副油圧制御装置とが備えられ、上記主油圧制御装置は上記主変速機構の近傍に、上記副油圧制御装置は上記副変速機構の近傍に、それぞれ配置されていると共に、上記マニュアルバルブは上記主油圧制御装置に、上記副変速シフトバルブは上記副油圧制御装置に、それぞれ設置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。