JP4474203B2 - 車両用自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両用自動変速機の油圧制御装置に係り、特に、変速用ソレノイドバルブによって調圧された油圧を油圧式摩擦係合装置に供給して係合させる油圧制御装置において、他の油圧式摩擦係合装置との同時係合によるインターロックを防止するフェイルセーフ技術に関するものである。

(a) 複数の油圧式摩擦係合装置が選択的に係合、解放されることにより、変速比が異なる複数の変速段が成立させられる自動変速機と、(b) ソレノイドによって調圧制御するとともに、その調圧した油圧を前記油圧式摩擦係合装置に供給して係合させる複数の変速用ソレノイドバルブと、を備えている車両用自動変速機の油圧制御装置が知られている。また、所定の油圧式摩擦係合装置の手前にフェイルセーフバルブを配設し、その所定の油圧式摩擦係合装置と同時に係合するとインターロックが発生する他の油圧式摩擦係合装置の油圧がスプールの一方向に作用させられることにより、その所定の油圧式摩擦係合装置への油圧の供給を阻止することが提案されている。特許文献１に記載の装置はその一例で、スプールには、所定の油圧式摩擦係合装置自身の油圧が一方向に作用させられるとともに、ライン油圧およびスプリング力が他方向に作用させられるようになっており、通常はその所定の油圧式摩擦係合装置自身の油圧に拘らずスプリング力およびライン油圧で他方向の移動端に保持されて、その所定の油圧式摩擦係合装置への油圧の供給状態を維持するが、前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧が一方向に作用させられると、スプリング力およびライン油圧に抗して一方向へ移動させられ、所定の油圧式摩擦係合装置への油圧の供給を阻止して解放するようになっている。

特開平９−２１０１９６

ところで、前記油圧式摩擦係合装置に供給する油圧をリニアソレノイドバルブ等の変速用ソレノイドバルブによって直接制御する場合、その調圧範囲は応答性や制御精度の点で摩擦係合装置に必要な係合力が得られる範囲でできるだけ低い範囲が望ましい一方、ライン油圧は各部の油圧装置に必要な最大油圧が得られるように運転状態に応じて適宜制御されるため、ライン油圧が高い場合に前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧がスプールの一方向に作用してもスプールが動かなかったり、動いたとしても他の油圧式摩擦係合装置の油圧が十分に高くなってからで、インターロックにより駆動力変動が生じたり油圧式摩擦係合装置が損傷したりする恐れがあった。

例えば、図１２に示すようにリニアソレノイドバルブＳＬによりライン油圧ＰＬを調圧してクラッチＣｘに供給する場合、そのクラッチＣｘの油圧ＰＣｘ、およびインターロックを発生する他のクラッチＣｙの油圧ＰＣｙが、ライン油圧ＰＬおよびスプリング力Ｆｓに対して次式(1) を満足すれば、フェイルセーフバルブのスプールが一方向へ移動し、出力ポートとドレーンポートとが連通させられるとともに入力ポートが遮断されてクラッチＣｘが解放される。ａ、ｂ、ｃはスプールの受圧面積等によって定まる係数で、例えばａ×ＰＣｘ＝ｂ×ＰＣｙ＝０．８ＭＰａで、ｃ×ＰＬ＝１．２ＭＰａで、Ｆｓ＝０．２ＭＰａであれば(1) 式が成立し、スプールが一方向へ移動してクラッチＣｘが解放されるが、ｃ×ＰＬ＝１．５ＭＰａになると、(1) 式が成立しなくなってスプールが動かなくなり、インターロックが発生する。
ａ×ＰＣｘ＋ｂ×ＰＣｙ＞ｃ×ＰＬ＋Ｆｓ ・・・(1)

一方、ライン油圧が高い場合でもスプールが確実に動くように、スプールの受圧面積等をチューニング（調整）することもできるが、ライン油圧が低い場合に、油圧式摩擦係合装置を係合、解放する変速時に誤作動を生じる可能性がある一方、ライン油圧の高低によりスプールが移動するタイミングが変化するため、駆動力変動や油圧式摩擦係合装置の損傷等を防止する上で必ずしも適切なチューニングを行うことができなかった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ライン油圧の変動に拘らずフェイルセーフバルブが確実に作動してインターロックが防止されるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 複数の油圧式摩擦係合装置が選択的に係合、解放されることにより、変速比が異なる複数の変速段が成立させられる自動変速機と、(b) ソレノイドによって予め定められた一定の油圧範囲で調圧制御するとともに、その調圧した油圧を前記油圧式摩擦係合装置に供給して係合させる複数の変速用ソレノイドバルブと、を備えている車両用自動変速機の油圧制御装置において、(c) 前記変速用ソレノイドバルブと対応する油圧式摩擦係合装置との間に配設され、その対応油圧式摩擦係合装置と同時に係合するとインターロックが発生する他の油圧式摩擦係合装置の油圧がスプールの一方向に作用させられることにより、その変速用ソレノイドバルブからその対応油圧式摩擦係合装置への油圧の供給を阻止するフェイルセーフバルブと、(d) 油圧を予め定められた一定のモジュレータ油圧に調圧して、前記スプールに対して前記一方向と反対の他方向に作用させるモジュレータバルブと、を有することを特徴とする。

なお、インターロックは、回転速度の相違により同時に係合することができない複数の油圧式摩擦係合装置が係合することで、例えば異なる変速段を成立させるための油圧式摩擦係合装置が同時に係合する場合などであり、駆動力変動が生じたり油圧式摩擦係合装置の摩擦材に過大な負荷が作用して損傷したりする。

第２発明は、第１発明の車両用自動変速機の油圧制御装置において、(a) 前記変速用ソレノイドバルブは、前記油圧式摩擦係合装置の係合時には前記油圧範囲内の最大油圧値に保持するもので、(b) 前記フェイルセーフバルブのスプールには、前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧の他に前記対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧が前記一方向に作用させられるとともに、スプリング力が前記他方向に作用させられるようになっており、(c) 前記モジュレータ油圧は、前記スプールが通常は前記対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧に拘らず前記スプリング力およびモジュレータ油圧によって前記他方向の移動端に保持されるが、その対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧に加えて前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧が前記一方向に作用させられると、そのスプリング力およびモジュレータ油圧に抗してその一方向へ移動させられるように、その対応油圧式摩擦係合装置へ供給する油圧を調圧制御する前記変速用ソレノイドバルブの前記最大油圧値および前記スプールの受圧面積に基づいて設定されていることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明の車両用自動変速機の油圧制御装置において、(a) 前記フェイルセーフバルブは、前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧がスプールの一方向に作用してそのスプールがその一方向側の移動端に保持されると、前記対応油圧式摩擦係合装置の油圧をドレーンするドレーンポートを有するもので、(b) そのドレーンポートに接続された退避走行用出力ポートを有するとともに、油圧が供給される退避走行用入力ポートと、作動油をドレーンするドレーンポートとを有し、その退避走行用出力ポートとそのドレーンポートとを連通させるとともにその退避走行用入力ポートを遮断する正常時連通状態と、その退避走行用出力ポートとその退避走行用入力ポートとを連通させるとともにそのドレーンポートを遮断して前記フェイルセーフバルブのドレーンポートに油圧を供給するフェイル時連通状態とに切り換えられる退避運転切換バルブと、(c) その退避運転切換バルブを通常は前記正常時連通状態に保持するが、前記フェイルセーフバルブの前記スプールが前記一方向側でスティックした場合に、その退避運転切換バルブを前記フェイル時連通状態に切り換えるフェイル時バルブ切換手段と、を有することを特徴とする。

上記スティックは、異物の噛み込みなどでスプールが移動不可になる現象である。

このような車両用自動変速機の油圧制御装置によれば、変速用ソレノイドバルブと対応油圧式摩擦係合装置との間に配設されたフェイルセーフバルブのスプールには、インターロックが発生する他の油圧式摩擦係合装置の油圧が作用する一方向と反対の他方向に一定のモジュレータ油圧が作用させられるため、ライン油圧の変動に拘らず常に一定のタイミング（油圧）でスプールが一方向へ移動させられるとともに、そのモジュレータ油圧や変速用ソレノイドバルブの調圧範囲等に基づいてスプールの受圧面積を適当にチューニングしたり、モジュレータ油圧そのものを適当に設定したりすることにより、他の油圧式摩擦係合装置の油圧が低い段階でスプールが一方向へ移動させられるようにすることが可能で、インターロックを一層確実に防止することができる。

第３発明では、フェイルセーフバルブのドレーンポートに退避運転切換バルブが接続され、そのフェイルセーフバルブのスプールが一方向側でスティックした場合には、フェイル時バルブ切換手段により退避運転切換バルブが正常時連通状態からフェイル時連通状態に切り換えられることにより、その退避運転切換バルブからフェイルセーフバルブのドレーンポートに油圧が供給されて対応油圧式摩擦係合装置が係合させられるため、フェイルセーフバルブのスティックに拘らず対応油圧式摩擦係合装置を係合させて所定の変速段を成立させ、退避走行を行うことができる。

本発明の自動変速機としては、複数の遊星歯車装置を有する遊星歯車式の自動変速機が好適に用いられるが、複数の入力経路を切り換えて変速する平行軸式の自動変速機を用いることもできるなど、複数の油圧式摩擦係合装置を選択的に係合、解放して変速を行う種々の自動変速機を採用できる。

油圧式摩擦係合装置としては、油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、単板式のクラッチやブレーキ、或いはベルト式のブレーキが広く用いられている。この油圧式摩擦係合装置を係合させるための作動油を供給するオイルポンプは、例えばエンジン等の走行用の動力源により駆動されて作動油を吐出するものでも良いが、走行用動力源とは別に配設された専用の電動モータなどで駆動されるものでも良い。

変速用ソレノイドバルブは、例えばスプールの一端側に、出力油圧が導かれるフィードバック油室が設けられるとともにスプリングが配設され、他端側に設けられたソレノイドによる電磁力とのバランスで、出力油圧を調圧するリニアソレノイドバルブが好適に用いられるが、デューティ制御で油圧を制御するＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブなどを採用することもできる。

複数の変速用ソレノイドバルブは、例えば複数の油圧式摩擦係合装置の各々に対応して１つずつ設けられるが、同時に係合したり係合、解放制御したりすることがない複数の油圧式摩擦係合装置が存在する場合には、それ等に共通の変速用ソレノイドバルブを設けることもできるなど、種々の態様が可能である。

フェイルセーフバルブは、例えば変速用ソレノイドバルブから油圧が供給される入力ポートと、対応油圧式摩擦係合装置の油圧アクチュエータに接続される出力ポートと、作動油をドレーンするドレーンポートとを有し、スプールが一方向へ移動させられることにより出力ポートとドレーンポートとを連通させるとともに入力ポートを遮断し、対応油圧式摩擦係合装置の油圧をドレーンして解放するフェイル時連通状態とされ、スプールが他方向へ移動させられることにより出力ポートと入力ポートとを連通させるとともにドレーンポートを遮断し、対応油圧式摩擦係合装置への油圧の供給を許容する正常時連通状態とされるように構成される。

フェイルセーフバルブは、複数の油圧式摩擦係合装置の各々に対応して複数設けることもできるが、他の油圧式摩擦係合装置との同時係合でインターロックが発生する少なくとも一つの油圧式摩擦係合装置に設けられれば良い。

フェイルセーフバルブのスプールには、例えば第２発明のように対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧が一方向に作用させられるが、このように対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧をスプールに作用させることは必ずしも必須ではなく、インターロックが発生する他の油圧式摩擦係合装置の油圧のみがスプールの一方向に作用させられるようになっていても良い。

フェイルセーフバルブが配設された対応油圧式摩擦係合装置との間でインターロックが発生する複数の油圧式摩擦係合装置が存在する場合には、それ等の複数の油圧が何れもスプールの一方向へ作用させられるようにして、何れか１つでも油圧が供給された場合にフェイルセーフバルブが切り換えられるようにすれば良い。

複数の他の油圧式摩擦係合装置が同時に係合した場合に、更にフェイルセーフバルブが配設された対応油圧式摩擦係合装置が同時に係合させられるとインターロックが発生する場合にも、それ等の複数の他の油圧式摩擦係合装置の油圧が何れもフェイルセーフバルブのスプールに作用させられるようにして、それ等の油圧が共に供給された場合にフェイルセーフバルブが切り換えられるようにしても良い。

モジュレータバルブは、例えばライン油圧等の所定の油圧が供給される入力ポートと、フェイルセーフバルブに接続される出力ポートと、作動油をドレーンするドレーンポートと、出力ポートから出力された油圧が導かれてスプールを一方向へ付勢するフィードバック油室と、そのスプールを反対方向へ付勢する調圧スプリングとを有し、その調圧スプリングと出力油圧とのバランスで出力油圧を一定のモジュレータ油圧に調圧するように構成されるが、電気的に一定のモジュレータ油圧に調圧するリニアソレノイドバルブなどを用いることも可能である。

モジュレータ油圧は、インターロックをできるだけ早い段階（低い油圧）で防止するために、変速時等に誤作動を生じることがない範囲でできるだけ低い油圧値とすることが望ましく、例えば第２発明のように対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧がスプールの一方向に作用させられる場合、その対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧と略釣り合う油圧値に設定される。

フェイル時バルブ切換手段は、例えば電子制御装置およびＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブによって構成され、電子制御装置によりソレノイドのＯＮ（励磁）、ＯＦＦ（非励磁）が切り換えられて油圧の出力状態が変化させられることにより、上記退避運転切換バルブを正常時連通状態とフェイル時連通状態とに切り換えるように構成される。退避運転切換バルブには、連通状態を切り換えるためにスプリング等の付勢手段が必要に応じて設けられる。

退避運転切換バルブをＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブによって構成し、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦで正常時連通状態とフェイル時連通状態とを切り換えるようにすることも可能で、その場合は、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦを切り換える電子制御装置がフェイル時バルブ切換手段として機能する。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１の(a) は、車両用自動変速機１０の骨子図で、(b) は複数の変速段を成立させる際の係合要素の作動状態を説明する作動表である。この自動変速機１０は、車両の前後方向（縦置き）に搭載するＦＲ車両に好適に用いられるもので、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを同軸線上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力軸２４から出力する。入力軸２２は入力部材に相当するもので、本実施例では走行用の動力源であるエンジン３０によって回転駆動されるトルクコンバータ３２のタービン軸であり、出力軸２４は出力部材に相当するもので、プロペラシャフトや差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この自動変速機１０は中心線に対して略対称的に構成されており、図１(a) では中心線の下半分が省略されている。

図２は、上記自動変速機１０の第１変速部１４および第２変速部２０の各回転要素（サンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリアＣＡ１〜ＣＡ３、リングギヤＲ１〜Ｒ３）の回転速度を直線で表すことができる共線図で、下の横線が回転速度「０」で、上の横線が回転速度「１．０」すなわち入力軸２２と同じ回転速度であり、クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態（係合、解放）に応じて第１変速段「１ｓｔ」〜第８変速段「８ｔｈ」の８つの前進変速段が成立させられるとともに、第１後進変速段「Ｒｅｖ１」および第２後進変速段「Ｒｅｖ２」の２つの後進変速段が成立させられる。図１の(b) の作動表は、上記各変速段とクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２の作動状態との関係をまとめたもので、「○」は係合、「（○）」はエンジンブレーキ時のみ係合を表している。第１変速段「１ｓｔ」を成立させるブレーキＢ２には並列に一方向クラッチＦ１が設けられているため、発進時（加速時）には必ずしもブレーキＢ２を係合させる必要は無いのである。また、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、および第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。なお、図１(a) の符号２６はトランスミッションケースである。

上記クラッチＣ１〜Ｃ４、およびブレーキＢ１、Ｂ２（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路９８（図３参照）のリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられるとともに係合、解放時の過渡油圧などが制御される。図４は、油圧制御回路９８のうちリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６に関する部分を示す回路図で、クラッチＣ１〜Ｃ４、およびブレーキＢ１、Ｂ２の各油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）３４、３６、３８、４０、４２、４４には、油圧供給装置４６から出力されたライン油圧ＰＬがそれぞれリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６により調圧されて、そのまま供給されるようになっている。油圧供給装置４６は、前記エンジン３０によって回転駆動される機械式のオイルポンプ４８や、ライン油圧ＰＬを調圧するレギュレータバルブ等を備えており、エンジン負荷等に応じてライン油圧ＰＬを制御するようになっている。

リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６は、変速用ソレノイドバルブに相当するもので、基本的には何れも同じ構成で、本実施例ではノーマリクローズ型のものが用いられており、図５に示すように、励磁電流に応じて電磁力を発生するソレノイド１００、スプール１０２、スプリング１０４、ライン油圧ＰＬが供給される入力ポート１０６、調圧した油圧を出力する出力ポート１０８、ドレーンポート１１０、出力油圧が供給されるフィードバック油室１１２を備えている。そして、フィードバック油室１１２に供給されるフィードバック油圧Ｐｆ、その受圧面積Ａｆ、スプリング１０４の荷重Ｆｌｓ、ソレノイド１００による電磁力Ｆが、次式(2) を満足するように、その電磁力Ｆに応じて３つのポート１０６、１０８、１１０の連通状態が変化させられて出力油圧（フィードバック油圧Ｐｆ）が調圧制御され、前記油圧アクチュエータ３４〜４４に供給される。リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６の各ソレノイド１００は、前記電子制御装置９０により独立に励磁され、各油圧アクチュエータ３４〜４４の油圧が独立に調圧制御されるようになっている。
Ｆ＝Ｐｆ×Ａｆ＋Ｆｌｓ ・・・(2)

図３は、図１の自動変速機１０などを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図で、アクセルペダル５０の操作量Ａccがアクセル操作量センサ５２により検出されるとともに、そのアクセル操作量Ａccを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。アクセルペダル５０は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるもので、アクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Ａccは出力要求量に相当する。また、エンジン３０の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５８、エンジン３０の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ６０、吸入空気の温度Ｔ_A を検出するための吸入空気温度センサ６２、エンジン３０の電子スロットル弁の全閉状態（アイドル状態）およびその開度θ_THを検出するためのアイドルスイッチ付スロットルセンサ６４、車速Ｖ（出力軸２４の回転速度Ｎ_OUT に対応）を検出するための車速センサ６６、エンジン３０の冷却水温Ｔ_W を検出するための冷却水温センサ６８、常用ブレーキであるフットブレーキの操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ７０、シフトレバー７２のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するためのレバーポジションセンサ７４、タービン回転速度ＮＴ（＝入力軸２２の回転速度Ｎ_IN）を検出するためのタービン回転速度センサ７６、油圧制御回路９８内の作動油の温度であるＡＴ油温Ｔ_OIL を検出するためのＡＴ油温センサ７８、アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２などが設けられており、それらのセンサやスイッチから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度Ｔ_A 、スロットル弁開度θ_TH、車速Ｖ、エンジン冷却水温Ｔ_W 、ブレーキ操作の有無、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SH、タービン回転速度ＮＴ、ＡＴ油温Ｔ_OIL 、変速レンジのアップ指令Ｒ_UP、ダウン指令Ｒ_DN、などを表す信号が電子制御装置９０に供給されるようになっている。

上記シフトレバー７２は運転席の近傍に配設され、図６に示すように４つのレバーポジション「Ｒ（リバース）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライブ）」、または「Ｓ（シーケンシャル）」へ手動操作されるようになっている。「Ｒ」ポジションは後進走行位置で、「Ｎ」ポジションは動力伝達遮断位置で、「Ｄ」ポジションは自動変速による前進走行位置で、「Ｓ」ポジションは変速可能な高速側の変速段が異なる複数の変速レンジを切り換えることにより手動変速が可能な前進走行位置であり、シフトレバー７２がどのレバーポジションへ操作されているかがレバーポジションセンサ７４によって検出される。

そして、「Ｄ」ポジションおよび「Ｓ」ポジションでは、前進変速段である第１変速段「１ｓｔ」〜第８変速段「８ｔｈ」で変速しながら前進走行することが可能となり、シフトレバー７２が「Ｄ」ポジションへ操作された場合は、そのことをレバーポジションセンサ７４の信号から判断して自動変速モードを成立させ、第１変速段「１ｓｔ」〜第８変速段「８ｔｈ」の総ての前進変速段を用いて変速制御を行う。すなわち、前記リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６の励磁、非励磁をそれぞれ制御することによりクラッチＣおよびブレーキＢの係合、解放状態を切り換えて第１変速段「１ｓｔ」〜第８変速段「８ｔｈ」の何れかの前進変速段を成立させるのである。この変速制御は、例えば図７に示すように車速Ｖおよびアクセル操作量Ａccをパラメータとして予め記憶された変速マップ（変速条件）に従って行われ、車速Ｖが低くなったりアクセル操作量Ａccが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の変速段を成立させる。なお、アクセル操作量Ａccや吸入空気量Ｑ、路面勾配などに基づいて変速制御を行うなど、種々の態様が可能である。

シフトレバー７２が「Ｓ」ポジションへ操作された場合は、そのことをレバーポジションセンサ７４の信号から判断し、「Ｄ」ポジションで変速可能な変速範囲内すなわち第１変速段「１ｓｔ」〜第８変速段「８ｔｈ」の中で定められた複数の変速レンジを任意に選択できるシーケンシャルモードを電気的に成立させる。「Ｓ」ポジションには、車両の前後方向にアップシフト位置「（＋）」、およびダウンシフト位置「（−）」が設けられており、シフトレバー７２がそれ等のアップシフト位置「（＋）」またはダウンシフト位置「（−）」へ操作されると、そのことが前記アップシフトスイッチ８０、ダウンシフトスイッチ８２によって検出され、アップ指令Ｒ_UPやダウン指令Ｒ_DNに従って図８に示すように最高速段すなわち変速比が小さい高速側の変速範囲が異なる８つの変速レンジ「Ｄ」、「７」、「６」、「５」、「４」、「３」、「２」、「Ｌ」の何れかを電気的に成立させるとともに、各変速範囲内において例えば図７の変速マップに従って自動的に変速制御を行う。したがって、例えば下り坂などでシフトレバー７２をダウンシフト位置「−」へ繰り返し操作すると、変速レンジが例えば「４」レンジから、「３」レンジ、「２」レンジ、「Ｌ」レンジへ切り換えられ、第４変速段「４ｔｈ」から第３変速段「３ｒｄ」、第２変速段「２ｎｄ」、第１変速段「１ｓｔ」へ順次ダウンシフトされて、エンジンブレーキが段階的に増大させられる。このシーケンシャルモードで成立させられる第１変速段「１ｓｔ」は、エンジンブレーキ作用が得られるように前記第２ブレーキＢ２が係合させられる。

上記アップシフト位置「（＋）」およびダウンシフト位置「（−）」は何れも不安定で、シフトレバー７２はスプリング等の付勢手段により自動的に「Ｓ」ポジションへ戻されるようになっており、アップシフト位置「（＋）」またはダウンシフト位置「（−）」への操作回数或いは保持時間などに応じて変速レンジが変更される。

図４に戻って、前記リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６による油圧の調圧範囲は、応答性や制御精度の点でクラッチＣやブレーキＢに必要な係合力が得られる範囲でできるだけ低い範囲となるように、個々のクラッチＣやブレーキＢ毎に設定されている。例えば、図９に示すように励磁電流の制御範囲が０〜１．０Ａの場合に、油圧を０〜０．８ＭＰａの範囲で調圧する場合と０〜１．２ＭＰａの範囲で調圧する場合とでは、０〜０．８ＭＰａの範囲で調圧する方が、優れた応答性できめ細かく高い精度で調圧することが可能である。そして、係合、解放時には、変速ショックができるだけ少なくなるように、その油圧範囲でクラッチＣおよびブレーキＢの係合油圧を調圧制御する一方、係合時には、その油圧範囲内の最大油圧値（例えば０．８ＭＰａ）に保持する。

また、複数のクラッチＣおよびブレーキＢのうち第１ブレーキＢ１と第３クラッチＣ３または第４クラッチＣ４とが同時に係合してインターロックが発生することを防止するため、第１ブレーキＢ１の油圧アクチュエータ４２の手前、すなわちリニアソレノイドバルブＳＬ５と油圧アクチュエータ４２との間にはフェイルセーフバルブ１２０が配設され、油圧アクチュエータ４２の油圧ＰＢ１を強制的にドレーンして第１ブレーキＢ１を解放するようになっている。第１ブレーキＢ１は、対応油圧式摩擦係合装置に相当する。

図１０は、上記フェイルセーフバルブ１２０の近傍を拡大して示す回路図で、このフェイルセーフバルブ１２０は、リニアソレノイドバルブＳＬ５から油圧が供給される入力ポート１２２と、油圧アクチュエータ４２に接続される出力ポート１２４と、作動油をドレーンするドレーンポート１２６と、図示しないスプールとを備えており、スプールには、油圧アクチュエータ４２の油圧ＰＢ１、前記第３クラッチＣ３の油圧ＰＣ３、および第４クラッチＣ４の油圧ＰＣ４が何れも一方向に作用させられるとともに、モジュレータバルブ１３０から供給されるモジュレータ油圧ＰＭおよびスプリング１４０のスプリング力Ｆｓが一方向と反対の他方向へ作用させられるようになっている。そして、油圧ＰＣ３およびＰＣ４が何れも作用していない場合には、モジュレータ油圧ＰＭおよびスプリング力Ｆｓの付勢力に従ってスプールは油圧ＰＢ１に抗して他方向へ移動させられ、出力ポート１２４と入力ポート１２２とを連通させるとともにドレーンポート１２６を遮断することにより、リニアソレノイドバルブＳＬ５から油圧アクチュエータ４２への油圧の供給を許容する正常時連通状態にフェイルセーフバルブ１２０を保持する一方、油圧ＰＣ３およびＰＣ４の何れか一方が作用させられると、モジュレータ油圧ＰＭおよびスプリング力Ｆｓの付勢力に抗してスプールは一方向へ移動させられ、出力ポート１２４とドレーンポート１２６とを連通させるとともに入力ポート１２２を遮断し、油圧アクチュエータ４２の油圧をドレーンして第１ブレーキＢ１を解放するフェイル時連通状態にフェイルセーフバルブ１２０を切り換える。

モジュレータバルブ１３０は、ライン油圧ＰＬが供給される入力ポート１３２と、フェイルセーフバルブ１２０に接続される出力ポート１３４と、作動油をドレーンするドレーンポート１３６と、出力ポート１３４から出力された油圧（モジュレータ油圧ＰＭ）がフィードバック油室へ戻されることにより一方向へ付勢される図示しないスプールと、そのスプールを反対方向へ付勢する調圧スプリング１３８とを備えている。そして、その調圧スプリング１３８の荷重Ｆｍｓとモジュレータ油圧ＰＭとが次式(3) を満足して釣り合うように、入力ポート１３２、出力ポート１３４、およびドレーンポート１３６の連通状態が連続的に変化させられることにより、出力油圧であるモジュレータ油圧ＰＭを調圧スプリング１３８の荷重Ｆｍｓに対応する一定の値に調圧する。(3) 式のＡｍは、フィードバック油室の油圧ＰＭが作用するスプールの受圧面積である。
ＰＭ×Ａｍ＝Ｆｍｓ ・・・(3)

上記モジュレータ油圧ＰＭは、インターロックをできるだけ早い段階（低い油圧）で防止するために、変速時等に誤作動を生じることがない範囲でできるだけ低い油圧値とすることが望ましく、例えば前記ＰＢ１やＰＣ３、ＰＣ４の調圧範囲の最大値（例えば０．８ＭＰａ程度）と略釣り合うように、フェイルセーフバルブ１２０のスプールの受圧面積に応じて設定される。言い換えれば、油圧ＰＢ１に加えて油圧ＰＣ３またはＰＣ４が供給された場合に、それ等の油圧ＰＣ３またはＰＣ４が比較的低い段階でスプールが一方向へ移動するように、上記一定のモジュレータ油圧ＰＭに基づいてスプールの受圧面積がチューニングされるのである。その場合でも、油圧ＰＣ３またはＰＣ４が供給されない限り、フェイルセーフバルブ１２０のスプールはスプリング力Ｆｓにより他方向の移動端に位置決めされ、フェイルセーフバルブ１２０は前記正常時連通状態に保持される。

このように、本実施例ではフェイルセーフバルブ１２０のスプールに一定のモジュレータ油圧ＰＭが作用させられるとともに、第１ブレーキＢ１の油圧ＰＢ１の調圧範囲の最大値（係合時の油圧）とモジュレータ油圧ＰＭとが略釣り合うようにスプールの受圧面積がチューニングされているため、常にはスプリング力Ｆｓによりスプールが他方向の移動端に位置決めされてフェイルセーフバルブ１２０は正常時連通状態に保持され、リニアソレノイドバルブＳＬ５から油圧アクチュエータ４２へ油圧を供給して第１ブレーキＢ１を係合状態に維持できる一方、その第１ブレーキＢ１の係合時に何らかのフェイルで油圧ＰＣ３またはＰＣ４が上昇すると、それ等の油圧ＰＣ３またはＰＣ４が比較的低い段階、具体的にはスプリング力Ｆｓに対応する油圧値となった段階で、スプールが一方向へ移動してフェイルセーフバルブ１２０はフェイル時連通状態に切り換えられ、油圧アクチュエータ４２の作動油がフェイルセーフバルブ１２０からドレーンされて第１ブレーキＢ１が速やかに解放される。これにより、ライン油圧ＰＬの変動に拘らず、油圧ＰＣ３またはＰＣ４がスプリング力Ｆｓに対応する比較的低圧の油圧値となる一定のタイミング（油圧）で、常にスプールが一方向へ移動させられてフェイルセーフバルブ１２０が切り換えられるようになり、インターロックが確実に防止される。

なお、上記フェイルセーフバルブ１２０のスプールが一方向側へ移動した状態でスティックすると、油圧アクチュエータ４２の作動油がドレーンされて第１ブレーキＢ１は係合不能となるが、図１１に示すように退避運転切換バルブ１５０をフェイルセーフバルブ１２０のドレーンポート１２６に接続し、ライン油圧ＰＬを油圧アクチュエータ４２に供給して第１ブレーキＢ１を係合させるようにすることもできる。退避運転切換バルブ１５０は、ライン油圧ＰＬが供給される退避走行用入力ポート１５２と、作動油をドレーンするドレーンポート１５４と、退避走行用出力ポート１５６とを備えており、その退避走行用出力ポート１５６は連通路１５８を介してフェイルセーフバルブ１２０のドレーンポート１２６に接続されている。そして、図示しないスプールがスプリング１６０の付勢力に従って一方の移動端へ移動させられると、退避走行用出力ポート１５６とドレーンポート１５４とを連通させるとともに退避走行用入力ポート１５２が遮断される正常時連通状態とされ、フェイルセーフバルブ１２０のドレーンポート１２６が退避運転切換バルブ１５０のドレーンポート１５４に連通させられ、そのドレーンポート１５４から作動油がドレーンされることにより、第１ブレーキＢ１を解放してインターロックを防止することができる。

上記退避運転切換バルブ１５０には、ＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブＳｏｌ１が接続され、そのＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブＳｏｌ１のソレノイドが前記電子制御装置９０によってＯＮ（励磁）されることにより、信号油圧が退避運転切換バルブ１５０に供給される。そして、この信号油圧が供給されると、前記スプリング１６０の付勢力に抗してスプールが他方の移動端へ移動させられ、退避走行用出力ポート１５６と退避走行用入力ポート１５２とを連通させるとともにドレーンポート１５４を遮断するフェイル時連通状態とされ、ライン油圧ＰＬが退避運転切換バルブ１５０を経てフェイルセーフバルブ１２０のドレーンポート１２６に供給されるとともに、更に油圧アクチュエータ４２に供給されて第１ブレーキＢ１が係合させられ、第２変速段「２ｎｄ」または第８変速段「８ｔｈ」を成立させることができる。これにより、フェイルセーフバルブ１２０のスティックに拘らず第１ブレーキＢ１を係合させて退避走行を行うことができる。

上記ＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブＳｏｌ１は、通常（正常時）は電子制御装置９０によりソレノイドがＯＦＦとされ、退避運転切換バルブ１５０を正常時連通状態に保持するが、フェイルセーフバルブ１２０のスプールが前記一方向側でスティックした場合には、ソレノイドがＯＮされて信号油圧を出力することより、退避運転切換バルブ１５０をフェイル時連通状態に切り換える。電子制御装置９０は、入力回転速度Ｎ_IN（タービン回転速度ＮＴ）および出力回転速度Ｎ_OUT （車速Ｖ）から求められる変速比や、図示しない油圧スイッチによって検出される油圧アクチュエータ４２の油圧ＰＢ１などに基づいて、フェイルセーフバルブ１２０のスプールが一方向側でスティックしたか否かを検出し、上記ＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブＳｏｌ１のＯＮ、ＯＦＦを切り換える機能を備えており、それ等の電子制御装置９０およびＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブＳｏｌ１によってフェイル時バルブ切換手段が構成されている。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明が適用された車両用自動変速機を説明する図で、(a) は骨子図、(b) は各変速段を成立させるための係合要素の作動状態を説明する図である。 図１の車両用自動変速機において、変速段毎に各回転要素の回転速度を直接で結ぶことができる共線図である。 図１の車両用自動変速機が備えている制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図３の油圧制御回路の要部を示す回路図である。 図４のリニアソレノイドバルブの一例を示す断面図である。 図３のシフトレバーの一例を示す斜視図である。 図１の車両用自動変速機の変速段を運転状態に応じて自動的に切り換える変速マップの一例を説明する図である。 図６のシフトレバーの操作で切り換えられる変速レンジを説明する図である。 図５のリニアソレノイドバルブの励磁電流と調圧範囲との特性の一例を示す図である。 図４の油圧制御回路において第１ブレーキＢ１に設けられたフェイルセーフバルブ付近を抜き出して示す回路図である。 図１０のフェイルセーフバルブに退避運転切換バルブを接続した場合の回路図である。 フェイルセーフバルブのスプールにライン油圧ＰＬがそのまま作用させられる場合の回路図である。

符号の説明

１０：車両用自動変速機 ９０：電子制御装置（フェイル時バルブ切換手段） ９８：油圧制御回路 １２０：フェイルセーフバルブ １３０：モジュレータバルブ １５０：退避運転切換バルブ Ｃ１〜Ｃ４：クラッチ（油圧式摩擦係合装置） Ｂ１：第１ブレーキ（対応油圧式摩擦係合装置） Ｂ２：第２ブレーキ（油圧式摩擦係合装置） ＳＬ１〜ＳＬ６：リニアソレノイドバルブ（変速用ソレノイドバルブ） Ｓｏｌ１：ＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブ（フェイル時バルブ切換手段） ＰＬ：ライン油圧 ＰＭ：モジュレータ油圧

Claims (3)

1. 複数の油圧式摩擦係合装置が選択的に係合、解放されることにより、変速比が異なる複数の変速段が成立させられる自動変速機と、
   ソレノイドによって予め定められた一定の油圧範囲で調圧制御するとともに、該調圧した油圧を前記油圧式摩擦係合装置に供給して係合させる複数の変速用ソレノイドバルブと、
   を備えている車両用自動変速機の油圧制御装置において、
   前記変速用ソレノイドバルブと対応する油圧式摩擦係合装置との間に配設され、該対応油圧式摩擦係合装置と同時に係合するとインターロックが発生する他の油圧式摩擦係合装置の油圧がスプールの一方向に作用させられることにより、該変速用ソレノイドバルブから該対応油圧式摩擦係合装置への油圧の供給を阻止するフェイルセーフバルブと、
   油圧を予め定められた一定のモジュレータ油圧に調圧して、前記スプールに対して前記一方向と反対の他方向に作用させるモジュレータバルブと、
   を有することを特徴とする車両用自動変速機の油圧制御装置。
2. 前記変速用ソレノイドバルブは、前記油圧式摩擦係合装置の係合時には前記油圧範囲内の最大油圧値に保持するもので、
   前記フェイルセーフバルブのスプールには、前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧の他に前記対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧が前記一方向に作用させられるとともに、スプリング力が前記他方向に作用させられるようになっており、
   前記モジュレータ油圧は、前記スプールが通常は前記対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧に拘らず前記スプリング力および該モジュレータ油圧によって前記他方向の移動端に保持されるが、該対応油圧式摩擦係合装置自身の油圧に加えて前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧が前記一方向に作用させられると、該スプリング力および該モジュレータ油圧に抗して該一方向へ移動させられるように、該対応油圧式摩擦係合装置へ供給する油圧を調圧制御する前記変速用ソレノイドバルブの前記最大油圧値および前記スプールの受圧面積に基づいて設定されている
   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装置。
3. 前記フェイルセーフバルブは、前記他の油圧式摩擦係合装置の油圧がスプールの一方向に作用して該スプールが該一方向側の移動端に保持されると、前記対応油圧式摩擦係合装置の油圧をドレーンするドレーンポートを有するもので、
   該ドレーンポートに接続された退避走行用出力ポートを有するとともに、油圧が供給される退避走行用入力ポートと、作動油をドレーンするドレーンポートとを有し、該退避走行用出力ポートと該ドレーンポートとを連通させるとともに該退避走行用入力ポートを遮断する正常時連通状態と、該退避走行用出力ポートと該退避走行用入力ポートとを連通させるとともに該ドレーンポートを遮断して前記フェイルセーフバルブのドレーンポートに油圧を供給するフェイル時連通状態とに切り換えられる退避運転切換バルブと、
   該退避運転切換バルブを通常は前記正常時連通状態に保持するが、前記フェイルセーフバルブの前記スプールが前記一方向側でスティックした場合に、該退避運転切換バルブを前記フェイル時連通状態に切り換えるフェイル時バルブ切換手段と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用自動変速機の油圧制御装置。

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