JP5071649B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特にマニュアルバルブのストローク位置を検出するストローク位置手段を電子制御ユニットと一体に構成したものに関する。

自動車に搭載される自動変速機は、トルクコンバータを介してエンジン出力回転が入力される変速機構の動力伝達経路を複数の摩擦要素の選択的締結によって切換えることにより、減速比の異なる複数の変速段を達成するように構成されたものであるが、近年自動車の走行性能の向上や燃費性能の向上等を目的として変速段を多段化する傾向にある。

前記摩擦要素の為の油圧系の複数の油路を切換える複数の電磁コントロールバルブ類およびコントロールバルブユニットが設けられ、このコントロールバルブユニットは変速機構の下側に一体的に装備されている。前記のコントロールバルブユニットにはシフトレバーのレンジ切換え操作に連動してストロークするマニュアルバルブも組み込まれている。

上記のように、変速段を多段化するのに応じて、コントロールバルブ類の数も多くなってきたため、従前のように、前記コントロールバルブユニットを制御する電子制御ユニットを、変速機ケースの外部に配置する場合には、電子制御ユニットをコントロールバルブ類に接続する多数のハーネス類の長さが長くなり、製作コストの面で不利となる。

そこで、最近では、特許文献１に記載の車両用自動変速機の制御装置においては、変速機構の直下においてコントロールバルブユニットのバルブボディの上面に配線一体型絶縁シートと電子制御ユニットを配置し、この電子制御ユニットの上側を合成樹脂製の保護カバーで覆い、この保護カバーの外側において配線一体型絶縁シートに回転センサ、油温センサ、油圧センサなどを装備してある。
特開２００２−１２０９７号公報

従来の自動変速機の制御装置では、通常、マニュアルバルブの動作検出のため、マニュアルバルブに連動し変速機ケースを貫通して変速機ケースに支持されるマニュアルシャフトの回転角を検出するレンジ検出スイッチが知られている。レンジ検出スイッチは変速機ケースに取り付けられており、電子制御ユニットを変速機ケース内部に取り付けるとすると、レンジ検出スイッチを電子制御ユニットに接続するハーネスが長くなり、ハーネス接続用カプラも必要であり、製作コスト的に不利であった。

特許文献１の自動変速機の制御装置では、変速機構の直下においてコントロールバルブユニットのバルブボディの上面に配線一体型絶縁シートを介して電子制御ユニットを配置しているため、変速機構の冷却に供された高温のオイルが下方へ飛散してきて保護カバーの上面に常時接触するため、電子制御ユニットに対する熱的ダメージが発生する虞があり、また電子制御ユニットの耐久性が低下する虞がある。

本発明の目的は、マニュアルバルブのストローク位置を検出するストローク位置検出手段を電子制御ユニットと一体的に構成して、そのハーネスやカプラを節減可能な自動変速機の制御装置を提供することである。

請求項１の自動変速機の制御装置は、変速機内部に設けられた摩擦係合要素を油圧制御するコントロールバルブ機構が組み込まれたバルブボディと、このバルブボディ上に設けられ変速制御を行う電子制御ユニットを備えた自動変速機の制御装置において、前記バルブボディに設けられシフトレバーのレンジ切換操作に連動してストロークするマニュアルバルブと、前記バルブボディ外に露出するように配設されたマニュアルバルブの弁軸先端のディスク部材と、前記電子制御ユニットに一体形成されて前記バルブボディ上に配設されたセンサ取付け部と、前記センサ取付け部に設けられ前記マニュアルバルブのストローク位置を検出するストローク位置検出手段とを備え、前記ストローク位置検出手段は、前記ディスク部材に係合した第１係合部材を介して前記マニュアルバルブのストロークに連動して移動する可動部材と、この可動部材を移動自在に案内するガイド部とを備え、前記シフトレバーのレンジ切換操作に連動してストロークする前記ディスク部材と干渉しないように、前記バルブボディの一部分を切り欠いて前記ディスク部材の移動を許すストローク領域が形成され、前記シフトレバーに機械的操作系を介して連動連結された第２係合部材が、前記ディスク部材の上方位置から下方に延びて前記ディスク部材に係合していることを特徴としている。

マニュアルバルブのストローク位置を検出するストローク位置検出手段を設け、このストローク位置検出手段を、電子制御ユニットに一体形成されて前記バルブボディ上に配設されたセンサ取付け部に設けたので、ストローク位置検出手段を電子制御ユニットに接続するハーネスやカプラを節減することができる。

請求項２の自動変速機の制御装置は、請求項１の発明において、エンジンと同軸上に設けられ上記変速機構が設けられたプライマリ軸と、このプライマリ軸と平行にプライマリ軸に対し車両後方斜め上方に設けられたセカンダリ軸と、前記プライマリ軸と平行にプライマリ軸に対し車両後方斜め下方に設けられたデフ軸とを備え、前記バルブボディが変速機構の下方に配置され、前記変速機構を包囲する変速機ケースの周壁と、この周壁に隣接して設けられた変速機ケースの外壁と、前記変速機構の車両前方側に上記周壁と外壁とバルブボディにより形成された収容空間とを備え、前記電子制御ユニットが上記収容空間に配置されたことを特徴としている。

請求項３の自動変速機の制御装置は、請求項２の発明において、前記マニュアルバルブが前記プライマリ軸と平行に配設されて軸方向にストロークすることを特徴としている。

請求項４の自動変速機の制御装置は、請求項２の発明において、前記バルブボディとして複数のバルブボディが設けられ、前記マニュアルバルブが最上段のバルブボディに設けられ、前記電子制御ユニットが最上段のバルブボディの上面側に配置されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、マニュアルバルブのストローク位置を検出するストローク位置検出手段を設け、このストローク位置検出手段を、電子制御ユニットに一体形成されて前記バルブボディ上に配設されたセンサ取付け部に設けたので、ストローク位置検出手段を電子制御ユニットに接続するハーネスやカプラを節減することができるうえ、ストローク位置検出手段をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。

請求項２の発明によれば、変速機ケースの周壁と、この周壁に隣接して設けられた変速機ケースの外壁と、バルブボディにより形成された収容空間に変速制御を行う電子制御ユニットを設けたため、変速機構の直下から側方に外れた部位に、変速機ケースの外壁の内側のデッドスペースを有効活用して電子制御ユニットを配置することで、変速機ケースの内側空間でありながら、変速機構から飛散する高温のオイルからのダメージを受けない位置に電子制御ユニットを配置することができ、電子制御ユニットの耐久性の低下を防止することができる。

プライマリ軸とセカンダリ軸とデフ軸とを有するＦＦ３軸型の自動変速機に本発明を適用して、前記収容空間を変速機構の車両前方側に形成し、その収容空間に電子制御ユニットを確実に配置することができる。しかも、電子制御ユニットをバルブボディの上面側に配置したため、電子制御ユニットをコントロールバルブ機構に接続する複数のハーネスの長さを短縮して、製作コストを低減することができる。

請求項３の発明によれば、前記マニュアルバルブが前記プライマリ軸と平行に配設されて軸方向にストロークする構成であるため、前記マニュアルバルブのコンパクトなレイアウトが可能となる。

請求項４の発明によれば、前記マニュアルバルブが複数のバルブボディのうちの最上段のバルブボディに設けられ、前記電子制御ユニットが最上段のバルブボディの上面側に配置されたので、電子制御ユニットを高い位置にレイアウトして熱的ダメージを少なくすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例に係る自動変速機１の構成を示す骨子図であって、この自動変速機１は、フロントエンジン・フロントドライブ車等のエンジン横置き式自動車に適用されるもので、主たる構成要素として、エンジン出力軸２に取り付けられたトルクコンバータ３と、このトルクコンバータ３の出力回転が入力軸４を介して入力される変速機構５とを有し、この変速機構５が入力軸４の軸心上に配置された状態で、変速機ケース６に収納されている。

そして、前記変速機構５の出力回転が、同じく入力軸４の軸心上において入力軸４の中間部に配置された出力ギヤ７からカウンタドライブ機構８を介して差動装置９に伝達され、左右の車軸９ａ，９ｂが駆動されるようになっている。

前記トルクコンバータ３は、エンジン出力軸２に連結されたケース３ａと、このケース３ａ内に固定されたポンプ３ｂと、このポンプ３ｂに対向配置されてこのポンプ３ｂにより作動油を介して駆動されるタービン３ｃと、ポンプ３ｂとタービン３ｃの間に介設され且つ変速機ケース６にワンウェイクラッチ３ｄを介して支持されてトルク増大作用を行うステータ３ｅと、前記ケース３ａとタービン３ｃとの間に設けられ、ケース３ａを介してエンジン出力軸２とタービン３ｃとを直結するロックアップクラッチ３ｆとで構成されている。そして、タービン３ｃの回転が入力軸４を介して変速機構５に伝達されるようになっている。

一方、変速機構５は、第１，第２，第３プラネタリギヤセット（以下、単に、「第１，第２，第３ギヤセット」という）１０，２０，３０を有し、これらが変速機ケース６内における前記出力ギヤ７の反トルクコンバータ側において、トルクコンバータ側から順に配置されている。

変速機構５を構成する摩擦係合要素として、出力ギヤ７のトルクコンバータ側に、第１クラッチ４０及び第２クラッチ５０が配置されていると共に、出力ギヤ７の反トルクコンバータ側には、第１ブレーキ６０、第２ブレーキ７０及び第３ブレーキ８０がトルクコンバータ側から順に配置されており、さらに、第１ブレーキ６０に並列にワンウェイクラッチ９０が配置されている。

第１，第２，第３ギヤセット１０，２０，３０は、いずれもシングルピニオン型のプラネタリギヤセットであって、サンギヤ１１，２１，３１と、これらのサンギヤ１１，２１，３１に夫々噛み合った各複数のピニオン１２，２２，３２と、これらのピニオン１２，２２，３２を夫々支持するキャリア１３，２３，３３と、ピニオン１２，２２，３２に夫々噛み合ったリングギヤ１４，２４，３４とで構成されている。

入力軸４が第３ギヤセット３０のサンギヤ３１に連結されていると共に、第１ギヤセット１０のサンギヤ１１と第２ギヤセット２０のサンギヤ２１、第１ギヤセット１０のリングギヤ１４と第２ギヤセット２０のキャリア２３、第２ギヤセット２０のリングギヤ２４と第３ギヤセット３０のキャリア３３が、夫々連結されている。第１ギヤセット１０のキャリア１３に出力ギヤ７が連結されている。

第２ギヤセット１０のサンギヤ１１及び第２ギヤセット２０のサンギヤ２１は、第１クラッチ４０を介して入力軸４に断接可能に連結されており、第２ギヤセット２０のキャリア２３は、第２クラッチ５０を介して入力軸４に断接可能に連結されている。

第１キヤセット１０のリングギヤ１４及び第２ギヤセット２０のキャリア２３は、並列に配置された第１ブレーキ６０及びワンウェイクラッチ９０を介して変速機ケース６に断接可能に連結されており、第２ギヤセット２０のリングギヤ２４及び第３ギヤセット３０のキャリア３３は、第２ブレーキ７０を介して変速機ケース６に断接可能に連結されており、さらに、第３ギヤセット３０のリングギヤ３４は、第３ブレーキ８０を介して変速機ケース６に断接可能に連結されている。

以上の構成により、この変速機構５によれば、第１，第２クラッチ４０，５０及び第１，第２，第３ブレーキ６０，７０，８０の締結状態の組み合わせにより、前進６段と後退速が得られるようになっており、その組み合わせと変速段の関係を図２の締結表に示す。 尚、第１ブレーキ６０はエンジンブレーキを作動させる１速のみで締結され、エンジンブレーキを作動させない１速では、ワンウェイクラッチ９０がロックすることにより１速を形成する。

次に、変速機構５の摩擦係合要素を油圧制御するコントロールバルブ機構に対する変速制御を行う電子制御ユニット２５を含む自動変速機１の制御装置について図３〜図７に基づいて説明する。尚、以下の説明では自動車の前後左右を前後左右として説明するが、図３は自動変速機１を前方から視た正面図であり、図４は自動変速機１の右側面である。

この自動変速機１は、エンジンと同軸上に設けられて変速機構５が設けられたプライマリ軸２６と、このプライマリ軸２６と平行にプライマリ軸２６に対し車両後方斜め上方に設けられたセカンダリ軸２７と、プライマリ軸２６と平行にプライマリ軸２６に対し車両後方斜め下方に設けられたデフ軸２８とを備えている。

この自動変速機１の下部には、変速機構５の下方に位置するようにコントロールバルブユニット４１が配設され、このコントロールバルブユニット４１は、上下に３段重ねにして組み込んだ３つのバルブボディ４２，４３，４４とオイルパン４５とを有し、これらバルブボディ４２，４３，４４の内部には、自動車のシフトレバーのレンジ切換え操作に連動してストロークするマニュアルバルブ３５と、摩擦係合要素を油圧制御するコントロールバルブ類と、複数のアキュムレータと、多数の油路などが組み込まれている。

図３、図５に示すように、マニュアルバルブ３５は、最上段のバルブボディ４４の前端寄り部分にプライマリ軸２６と平行に配設されて、軸方向にストロークするように構成されている。このマニュアルバルブ３５にシフトレバーを連動連結する機械的操作系が設けられ、この操作系の回動軸３６の下端の回動板３７から下方へ延びる係合部材３８がマニュアルバルブ３５の弁軸先端のディスク部材３５ａに係合しており、シフトレバーのシフト位置（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）に応じて機械的操作系を介してマニュアルバルブ３５が軸方向にストロークする。
前記シフトレバーのレンジ切換え操作に連動してストロークする前記ディスク部材３５ａと干渉しないように、前記バルブボディ４３，４４の一部分を切り欠いてディスク部材３５ａの移動を許すストローク領域３５ｂが形成されている。

図５〜図７に示すように、変速機構５を包囲する変速機ケース６は、ギヤやドラム等の回転部材の外周に沿う周壁５１であって下端部分が下方に開口している周壁５１と、この周壁５１から一体的に前方へ延びて周壁５１に隣接するように設けられた外壁５２とを備えている。電子制御ユニット２５は、変速機ケース６の周壁５１と、外壁５２と、最上段のバルブボディ４４とでバルブボディ４４の上側に上方へ凸形の収容空間５３が形成され、この収容空間５３が変速機構５の車両前方側に設けられており、この電子制御ユニット２５は、この収容空間５３の内部に配設されている。

電子制御ユニット２５は、合成樹脂製の制御ユニットケースと、この制御ユニットケースの内部に収納されたプリント基板（図示略）とこのプリント基板に組み付けられたコンピュータ（図示略）を有する。電子制御ユニット２５の左端部には複数の信号線や電力線を接続する為の集中コネクタ２５ａが一体的に上方へ垂直向きに形成されている。

電子制御ユニット２５は、その後部右端から右方へ連なるように一体形成されたセンサ取付け部２５Ａを有し、このセンサ取付け部２５Ａには、マニュアルバルブ３５のストローク位置を検出するストローク位置検出センサ６１と、変速機構５の回転部材の回転数を検出する回転センサ６２，６３，６４とが一体的に取り付けられている。回転センサ６２，６３，６４が電子制御ユニット２５と一体化されると共に回転センサ６２，６３，６４が電子制御ユニット２５のセンサ取付け部２５Ａから車両斜め後方に傾斜状に（後方上がり傾斜状に）設けられている。ストローク位置検出センサ６１及び回転センサ６２，６３，６４は、夫々ハーネスを介して電子制御ユニット２５に接続されている。

ストローク位置検出センサ６１はポテンショメータ方式のセンサであり、このストローク位置検出センサ６１は、左右方向向きで水平な矩形溝状のガイド部６１ａと、このガイド部６１ａの中段部に設けられた抵抗体６１ｂと、ガイド部６１ａに沿って左右に移動可能な可動部材６１ｃと、この可動部材６１ｃに取り付けられてマニュアルバルブ３５のディスク部材３５ａに係合する係合部材６１ｄとを有する。
前記シフトレバーの操作を介してマニュアルバルブ３５が切換えられると、係合部材６１ｄを介して可動部材６１ｃも一体的にシフト位置に応じた位置に移動するため、電気抵抗値の変化からストローク位置を検出するように構成されている。

図１、図５、図６に示すように、回転センサ６２は、入力軸４（タービン軸）の回転を検出する電磁ピックアップ型センサである。回転センサ６３は、第１クラッチ４０のバブ部材の回転（第１，第２サンギヤ１１，２１の回転）を検出する電磁ピックアップ型センサである。回転センサ６４は、出力ギヤ７の回転を検出する電磁ピックアップ型センサである。図１に示すように、回転センサ６２，６３，６４と電子制御ユニット２５は、トルクコンバータ３側から順に配設されている。

次に、前記自動変速機１の制御装置の作用、効果について説明する。
変速機ケース６の周壁５１と、この周壁５１に隣接して設けられた変速機ケース６の外壁５２と、バルブボディ４４により形成された収容空間５３に変速制御を行う電子制御ユニット２５を設けたため、変速機構５の直下から前側側方に外れた部位に、変速機ケース６の外壁５２の内側のデッドスペースを有効活用して電子制御ユニット２５を配置することで、変速機ケース６の内側空間でありながら、変速機構５から飛散する高温のオイルからのダメージを受けない位置に電子制御ユニット２５を配置することができ、電子制御ユニット２５の耐久性の低下を防止することができる。

プライマリ軸２６とセカンダリ軸２７とデフ軸２８とを有するＦＦ３軸型の自動変速機に本発明を適用して、前記収容空間５３を変速機構５の車両前方側の位置に形成し、その収容空間５３に電子制御ユニット２５を確実に配置することができる。

電子制御ユニット２５をバルブボディ４４の上面側に配置してあるため、電子制御ユニット２５をコントロールバルブ類のソレノイドに接続する複数のハーネスの長さを短縮して、製作コストを低減することができる。また、回転センサ６２，６３，６４がセンサ取付け部２５Ａを介して電子制御ユニット２５と一体化されると共に回転センサ６２，６３，６４が電子制御ユニット２５のセンサ取付け部２５Ａから車両斜め後方に傾斜して設けられたため、回転センサ６２，６３，６４を電子制御ユニット２５に接続するためのハーネスやカプラを節減することができる。

自動変速機１はトルクコンバータ３を備え、回転センサ６２，６３，６４と電子制御ユニット２５は、トルクコンバータ３側から順に配設されたため、温度上昇しやすいトルクコンバータ３から遠い位置に電子制御ユニット２５を配置することができる。

マニュアルバルブ３５のストローク位置を検出するストローク位置検出センサ６１を設け、このストローク位置検出センサ６１を電子制御ユニット２５のセンサ取付け部２５Ａと一体的に構成したので、ストローク位置検出センサ６１を電子制御ユニット２５に接続するハーネスやカプラを節減することができるうえ、ストローク位置検出センサ６１をコンパクトにレイアウトすることが可能となる。

マニュアルバルブ３５がプライマリ軸２６と平行に配設されて軸方向にストロークする構成であるため、マニュアルバルブ３５のコンパクトなレイアウトが可能となる。
マニュアルバルブ３５が複数のバルブボディ４２，４３，４４のうちの最上段のバルブボディ４４に設けられ、電子制御ユニット２５が最上段のバルブボディ４４の上面側に配置されたので、電子制御ユニット２５を高い位置にレイアウトして熱的ダメージを少なくすることができる。

次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１］エンジン横置き式自動車の自動変速機に本発明を適用した場合を例にして説明したが、エンジン縦置き式自動車の自動変速機にも同様に本発明を適用することができる。
２］前記自動変速機のコントロールバルブユニットは３段重ねにした３つのバルブボディを備えているが、バルブボディの数は２つでもよく１つでもよい。
３］その他、当業者であれば、前記実施例に適宜変更を付加して実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。

本発明の実施例に係る自動変速機の骨子図である。 摩擦係合要素の締結の組み合わせと変速段の関係を示す図表である。 自動変速機の正面図である。 自動変速機の右側面図である。 電子制御ユニットと回転センサとマニュアルバルブ等の斜視図である。 電子制御ユニットと回転センサ等の斜視図である。 電子制御ユニットを収容する収容空間とその付近部分の要部断面図である。

１ 自動変速機
３ トルクコンバータ
５ 変速機構
６ 変速機ケース
２５ 電子制御ユニット
２５Ａ センサ取付け部
２６ プライマリ軸
２７ セカンダリ軸
２８ デフ軸
３５ マニュアルバルブ
３５ａ ディスク部材
３８ 係合部材（第２係合部材）
４２，４３，４４ バルブボディ
５１ 周壁
５２ 外壁
５３ 収容空間
６１ ストローク位置検出センサ
６１ａ ガイド部
６１ｃ 可動部材
６１ｄ 係合部材（第１係合部材）
６２，６３，６４ 回転センサ

Claims (4)

1. 変速機内部に設けられた摩擦係合要素を油圧制御するコントロールバルブ機構が組み込まれたバルブボディと、このバルブボディ上に設けられ変速制御を行う電子制御ユニットを備えた自動変速機の制御装置において、
   前記バルブボディに設けられシフトレバーのレンジ切換操作に連動してストロークするマニュアルバルブと、
   前記バルブボディ外に露出するように配設されたマニュアルバルブの弁軸先端のディスク部材と、
   前記電子制御ユニットに一体形成されて前記バルブボディ上に配設されたセンサ取付け部と、
   前記センサ取付け部に設けられ前記マニュアルバルブのストローク位置を検出するストローク位置検出手段とを備え、
   前記ストローク位置検出手段は、前記ディスク部材に係合した第１係合部材を介して前記マニュアルバルブのストロークに連動して移動する可動部材と、この可動部材を移動自在に案内するガイド部とを備え、
   前記シフトレバーのレンジ切換操作に連動してストロークする前記ディスク部材と干渉しないように、前記バルブボディの一部分を切り欠いて前記ディスク部材の移動を許すストローク領域が形成され、
   前記シフトレバーに機械的操作系を介して連動連結された第２係合部材が、前記ディスク部材の上方位置から下方に延びて前記ディスク部材に係合していることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. エンジンと同軸上に設けられ上記変速機構が設けられたプライマリ軸と、このプライマリ軸と平行にプライマリ軸に対し車両後方斜め上方に設けられたセカンダリ軸と、前記プライマリ軸と平行にプライマリ軸に対し車両後方斜め下方に設けられたデフ軸とを備え、 前記バルブボディが変速機構の下方に配置され、
   前記変速機構を包囲する変速機ケースの周壁と、この周壁に隣接して設けられた変速機ケースの外壁と、前記変速機構の車両前方側に上記周壁と外壁とバルブボディにより形成された収容空間とを備え、
   前記電子制御ユニットが上記収容空間に配置された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。
3. 前記マニュアルバルブが前記プライマリ軸と平行に配設されて軸方向にストロークすることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記バルブボディとして複数のバルブボディが設けられ、前記マニュアルバルブが最上段のバルブボディに設けられ、前記電子制御ユニットが最上段のバルブボディの上面側に配置されたことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の制御装置。