JP5612624B2 - レンジ切替装置 - Google Patents
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Description
従来、一般にこのような前進、後退、中立レンジの切り替えは、ドライバが操作する操作レバーと機械的なリンケージで接続されたマニュアルバルブによって行っていた。
また、近年では、操作レバーと変速機との間に機械的なリンケージを設けず、電気的な信号のみによって走行レンジの切り替えを行う、いわゆるシフトバイワイヤ化が提案されている。
また、特許文献2には、2個のソレノイドバルブによって走行レンジを切り替えるとともに、走行レンジにおいてソレノイドバルブが故障した場合にも走行レンジを保持可能としたレンジ切替装置が記載されている。
これに対し、故障状態を検出し、複数個のバルブの制御状態の組み合わせを異ならせてフェールセーフ性を高めることも考えられるが、この場合、故障検出速度が遅いと、設計上意図した組み合わせとならず、やはり逆走の懸念がある。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、故障が発生した場合であっても安全性を確保したレンジ切替装置を提供することである。
請求項1に係る発明は、変速機の前進用締結要素に油圧を伝達する前進レンジ、後退用締結要素に油圧を伝達する後退レンジ、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素のいずれにも油圧を実質的に伝達しない中立レンジの切替を行なうレンジ切替装置であって、第1のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第1の状態と第2の状態との間で切替可能な第1の切替弁と、第2のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第1の状態と第2の状態との間で切替可能な第2の切替弁と、前記第1の切替弁が前記第1の状態でありかつ前記第2の切替弁が前記第2の状態である場合に前記前進用締結要素に油圧が伝達され、前記第1の切替弁が前記第2の状態でありかつ前記第2の切替弁が前記第1の状態である場合に前記後退用締結要素に油圧が伝達され、前記第1の切替弁及び前記第2の切替弁が、ともに前記第1の状態である場合、及び、ともに前記第2の状態である場合に、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素への油圧伝達が実質的に遮断され、前記油圧供給源から前記前進用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第2の切替弁、前記第1の切替弁、前記前進用締結要素を順次連通させて構成され、前記油圧供給源から前記後退用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第1の切替弁、前記第2の切替弁、前記後退用締結要素を順次連通させて構成されることを特徴とするレンジ切替装置である。
これによれば、第1及び第2の切替弁の状態の論理パターンの組み合わせによって前進レンジ、後退レンジ、中立レンジの切替を行うことによって、単一の切替弁又はアクチュエータに故障が生じた場合であっても、前進レンジから後退レンジへ、あるいは、後退レンジから前進レンジへ推移することがなく、故障が発生した場合であっても安全性を確保することができる。
これによれば、何らかの原因によって電力供給が途絶した場合に中立レンジとなることによって、安全性をさらに向上することができる。
実施例1のレンジ切替装置は、例えば、乗用車等の自動車に搭載され、エンジンの出力を変速する無段変速機(CVT)に設けられるものである。
図1は、実施例1のレンジ切替装置を含むトランスミッション制御システムの模式的ブロック図である。
CVT制御ユニット10は、CVTの変速制御や、図示しないロックアップクラッチの制御等を行うものである。
Pレンジスイッチ11は、ドライバがシフト操作を行う図示しないシフト操作部に設けられ、シフト操作部においてPレンジを選択する操作が行われたことを検出するスイッチである。
ブレーキスイッチ12は、ドライバによるブレーキ操作の有無を検出するものであって、ドライバが図示しないブレーキペダルを操作した際にオンされるスイッチである。
シフタセンサ13は、シフト操作部において、ドライバがD(前進)、N(中立)、R(後退)、P(パーキング)のどのレンジを選択したかを検出するスイッチである。
バックランプリレー14は、Rレンジが選択された場合に、車両後方のバックランプを点灯させるものである。
なお、Pレンジスイッチ11及びシフタセンサ13の出力は、シフトバイワイヤ制御ユニット20にも伝達されている。
シフトバイワイヤ制御ユニット20は、CPU等の情報処理装置、ROMやRAM等の記憶装置、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
セカンダリリニアソレノイドL1は、図示しないオイルポンプから供給される油圧を調圧して、レンジ切替装置に供給するものである。
FRクラッチリニアソレノイドL2、第1DNRソレノイドS1、第2DNRソレノイドS2は、それぞれ後述するスプールバルブ100、200、300に油圧を供給し、これらを制御するものである。
なお、ここでは電流に応じて油圧を調整するリニアソレノイドを用いているが、これに限らず、例えばデューティ比に応じて油圧を調整するデューティソレノイド等を用いてもよい。
Pロックシステム21は、Pレンジが選択された場合に、トランスミッションの出力軸の回転を機械的にロックするものである。
エンジン制御ユニット40は、図示しないエンジン及びその補機類を統括的に制御するものである。
挙動制御ユニット50は、アンダーステア、オーバーステア等の車両挙動の発生に応じて、左右輪に制動力差を与えてこれらの挙動を抑制する方向のモーメントを発生する車両挙動制御や、アンチロックブレーキ制御を行なうものである。
図2は、レンジ切替装置の油圧回路を示す図である。
なお、図2においては、理解を容易にするために各スプールバルブの弁体のオン、オフの位置をともに図示している。
レンジ切替装置は、図示しない前進クラッチ(Fwd)、後退クラッチ(Rvs)への印加油圧を切り替えるものであって、スプールバルブ100,200,300等を有して構成されている。
具体的には、各ソレノイドから油圧を供給することによって、各スプールバルブ100,200,300の弁体を図2に示すON位置とし、油圧供給を遮断することによって、弁体をスプリングの付勢力により図2に示すOFF位置とする。
なお、車両が停車中にエンジンを停止するアイドルストップシステムを搭載した車両の場合には、各スプールバルブ100,200,300におけるスプリングの付勢力は、電動ポンプの吐出圧力によって走行レンジの維持等が可能なように設定するとよい。
スプールバルブ100は、ポート101,102,103,104等を有して構成されている。
ポート102は、スプールバルブ100からスプールバルブ200,300に油圧を供給するものである。
ポート103は、ポート102と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ100内部を経由してポート104からドレンするものである。
ポート104は、ポート103からスプールバルブ100に導入された油圧をドレンするものである。
スプールバルブ200は、第1DNRソレノイドS1からの供給油圧を切り替えることによって駆動される。
スプールバルブ200は、ポート201,202,203,204,205,206,207,208等を有して構成されている。
ポート202は、スプールバルブ200からスプールバルブ300に油圧を供給するものである。
ポート203は、ポート202と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ200内部を経由してポート204からドレンするものである。
ポート204は、ポート203からスプールバルブ200に導入された油圧をドレンするものである。
ポート206は、ポート205から供給される油圧を前進クラッチに供給するものである。
ポート207は、ポート206と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ200内部を経由してポート208からドレンするものである。
ポート208は、ポート207からスプールバルブ200に導入された油圧をドレンするものである。
また、第1DNRソレノイドS1がオフである場合に、ポート203とポート204が連通し、ポート205とポート206が連通し、ポート201,202,207,208が閉塞される。
スプールバルブ300は、第2DNRソレノイドS2からの供給油圧を切り替えることによって駆動される。
スプールバルブ300は、ポート301,302,303,304,305,306,307,308等を有して構成されている。
ポート302は、スプールバルブ300からスプールバルブ200に油圧を供給するものである。
ポート303は、ポート302と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ300内部を経由してポート304からドレンするものである。
ポート304は、ポート303からスプールバルブ300に導入された油圧をドレンするものである。
ポート306は、ポート305から供給される油圧を後退クラッチに供給するものである。
ポート307は、ポート306と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ300内部を経由してポート308からドレンするものである。
ポート308は、ポート307からスプールバルブ200に導入された油圧をドレンするものである。
また、第2DNRソレノイドS2がオフである場合に、ポート303とポート304が連通し、ポート305とポート306が連通し、ポート301,302,307,308が閉塞される。
<Dレンジ>
図3は、実施例1の油圧回路におけるDレンジの状態を示す図である。
図3に示す状態においては、FRクラッチリニアソレノイドL2はオフ、第1DNRソレノイドS1はオフ、第2DNRソレノイドS2はオンとなっている。
その結果、ライン圧は、ポート101、スプールバルブ100、ポート102、ポート301、スプールバルブ300、ポート302、ポート205、スプールバルブ200、ポート206を順次経由して、前進クラッチに供給される。
なお、ポート201は閉塞されているため、ポート102からの油圧が直接スプールバルブ200に導入されることはない。
図4は、実施例1の油圧回路におけるRレンジの状態を示す図である。
図4に示す状態においては、FRクラッチリニアソレノイドL2はオフ、第1DNRソレノイドS1はオン、第2DNRソレノイドS2はオフとなっている。
その結果、ライン圧は、ポート101、スプールバルブ100、ポート102、ポート201、スプールバルブ200、ポート202、ポート305、スプールバルブ300、ポート306を順次経由して、後退クラッチに供給される。
なお、ポート301は閉塞されているため、ポート102からの油圧が直接スプールバルブ300に導入されることはない。
図5は、実施例1の油圧回路におけるNレンジの状態を示す図である。
なお、実際にはNレンジにおいては、FRクラッチリニアソレノイドL2は低圧状態に制御するが、理解を容易にするために高圧固定として図示している。
図5に示す状態においては、FRクラッチリニアソレノイドL2はオフ、第1DNRソレノイドS1はオフ、第2DNRソレノイドS2はオフとなっている。
その結果、ライン圧は、スプールバルブ100のポート102からスプールバルブ200のポート201、スプールバルブ300のポート301まで供給されるが、ポート201,301はともに閉塞されているため、前進クラッチ、後退クラッチのいずれにも油圧は供給されない。
図6は、実施例1の油圧回路におけるNレンジの状態の他の例を示す図である。
図6に示す状態においては、ライン圧は、ポート101、スプールバルブ100、ポート102から、ポート301、スプールバルブ300、ポート302、ポート205まで順次伝達され、また、ポート102から、ポート201、スプールバルブ200、ポート202、ポート305まで順次伝達されるが、ポート205,305はともに閉塞されているため、前進クラッチ、後退クラッチのいずれにも油圧は供給されない。
なお、上述した実施例1と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図7は、実施例2のレンジ切替装置における油圧回路を示す図である。
実施例2においては、第2DNRソレノイドS2のオン、オフに対するスプールバルブ300の状態を、実施例1に対して逆特性としている。
以上説明した実施例2においても、上述した実施例1の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)各実施例のレンジ切替装置は、例えば、無段変速機(CVT)に設けられるものであったが、本発明は、例えばプラネタリギヤを用いたステップAT等、前進及び後退を油圧式の係合要素や締結要素によって行う他種の変速機にも適用することができる。
(2)レンジ切替装置を構成する各要素の形状、構造、配置等は、上述した各実施例の構成に限らず、適宜変更することができる。例えば、スプールバルブの各ポート間を連通させる油路の構成や、ソレノイドバルブの配置等は、適宜変更することができる。
(3)実施例2においては、第2DNRソレノイドにより駆動されるスプールバルブを実施例1の逆特性としているが、他のスプールバルブを逆特性としてもよい。
10 CVT制御ユニット 11 Pレンジスイッチ
12 ブレーキスイッチ 13 シフタセンサ
14 バックランプリレー 20 シフトバイワイヤ制御ユニット
21 Pロックシステム 30 インヒビットリレー
40 エンジン制御ユニット 50 挙動制御ユニット
C CAN通信システム
100 スプールバルブ 101〜104 ポート
200 スプールバルブ 201〜208 ポート
300 スプールバルブ 301〜308 ポート
L1 セカンダリリニアソレノイド
L2 FRクラッチリニアソレノイド
S1 第1DNRソレノイド S2 第2DNRソレノイド
Claims (2)
- 変速機の前進用締結要素に油圧を伝達する前進レンジ、後退用締結要素に油圧を伝達する後退レンジ、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素のいずれにも油圧を実質的に伝達しない中立レンジの切替を行なうレンジ切替装置であって、
第1のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第1の状態と第2の状態との間で切替可能な第1の切替弁と、
第2のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第1の状態と第2の状態との間で切替可能な第2の切替弁と、
前記第1の切替弁が前記第1の状態でありかつ前記第2の切替弁が前記第2の状態である場合に前記前進用締結要素に油圧が伝達され、
前記第1の切替弁が前記第2の状態でありかつ前記第2の切替弁が前記第1の状態である場合に前記後退用締結要素に油圧が伝達され、
前記第1の切替弁及び前記第2の切替弁が、ともに前記第1の状態である場合、及び、ともに前記第2の状態である場合に、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素への油圧伝達が実質的に遮断され、
前記油圧供給源から前記前進用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第2の切替弁、前記第1の切替弁、前記前進用締結要素を順次連通させて構成され、
前記油圧供給源から前記後退用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第1の切替弁、前記第2の切替弁、前記後退用締結要素を順次連通させて構成されること
を特徴とするレンジ切替装置。 - 前記第1のアクチュエータ及び前記第2のアクチュエータへの通電がともに遮断された際に、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素への油圧伝達が実質的に遮断されること
を特徴とする請求項1に記載のレンジ切替装置。
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