JP6056035B2

JP6056035B2 - 自動変速機の油圧制御装置

Info

Publication number: JP6056035B2
Application number: JP2012284567A
Authority: JP
Inventors: 靖妻藤; 西野　治彦; 治彦西野; 山本　真之; 真之山本; 幸秀澤田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014126169A

Description

本発明は、自動変速機の油圧制御装置、特に複数の摩擦要素が多重噛み合い状態（インタロック）になるのを防止するフェイルセーフ機能を有するフェイルセーフ弁を備えた自動変速機に用いられる油圧制御装置に関する。

従来、下記特許文献１に開示されているように、フェイルセーフ弁（インターロック防止弁）を備えた自動変速機に用いられる油圧制御装置が提供されている。フェイルセーフ弁は、複数の摩擦要素が多重噛み合い状態（インタロック）になるのを防止するフェイルセーフ機能を有する弁である。

下記特許文献１に開示されている油圧制御装置は、インタロック防止弁を随時動作させて作動チェックを実施可能とすべく、後退レンジにおいて係合する第１の摩擦要素の油圧を調圧制御する油圧制御弁のドレーンポートを、インタロック防止弁を介してドレーン油路または後退レンジにおいて係合する第２の摩擦要素の油路と接続し、ニュートラルレンジから後退レンジへの切換過渡時のみインタロック防止弁をドレーン側へ切り換えるようにしている。

特許第３３５４８６２号公報

上述した特許文献１に開示されているような従来技術のフェイルセーフ弁の多くは、三つの信号圧を入力可能としている。そのため、フェイルセーフ弁の全長が長くなり、設置に大きなスペースを要し、場合によってはバルブボデーに収容しきれないとの懸念もあった。そこで、本発明者らは、図３に示すフェイルセーフ弁１３のような二つの信号圧の入力により作動するものを用いることを検討した。

しかしながら、フェイルセーフ弁１３を用いた場合、変速段の切り替えのために摩擦係合要素の係合及び解除を行うと、変速過渡期においてフェイルセーフ弁１３に入力される信号圧の値がスプリング１３ａの付勢力を下回ってスプール１３ｂが移動し、一時的にフェイルセーフ機能を発揮できない状態になってしまう懸念があることが判明した。また、変速の進行に伴ってスプール１３ｂが変速開始前の位置に戻り、フェイルセーフ機能を発揮できるようになる過程において、フェイルセーフ弁において容積変化が生じ、油圧制御性が悪化する懸念がある。

そこで本発明は、変速過渡期においてもフェイルセーフ機能が喪失されることなく、油圧制御性の低下を抑制可能な自動変速機の油圧制御装置の提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明の自動変速機の油圧制御装置は、複数の摩擦係合要素と、所定の変速段を達成するのに係合が必要な摩擦係合要素とそれ以外の摩擦係合要素とが誤って同時に係合する多重噛み合いを防止するフェイルセーフ機能を有するフェイルセーフ弁を備えた自動変速機の油圧制御装置であって、前記フェイルセーフ弁が、弾性体により付勢力が付与されるスプールと、前記複数の摩擦係合要素のうち一部又は全部に対して入力される油圧が信号圧として入力される複数の入力ポートとを有し、前記入力ポートに入力される信号圧により前記スプールに対して前記弾性体による付勢力に反する方向に作用する荷重の総和が前記弾性体による付勢力以上であることを条件として前記スプールが前記フェイルセーフ機能を発揮可能な位置に配置されるものであり、変速段の切り替えに際して係合が必要な摩擦係合要素である要係合摩擦係合要素に対して変速段の切り換え初期段階において作用させる油圧を初期油圧Ａとし、変速段の切り替えに際して解放が必要な摩擦係合要素である要解放摩擦係合要素に対して変速段の切り換え初期段階において作用させる油圧を初期油圧Ｂとした場合に、前記初期油圧Ａ及び前記初期油圧Ｂにより前記スプールに対して前記付勢力に反する方向に作用する荷重の総和が前記弾性体による付勢力以上となるように油圧制御を行い、かつ変速段の切り換え進行に伴って前記入力ポートに信号圧として入力される信号圧の総和が、前記初期油圧Ａ及び前記初期油圧Ｂの総和を下回らないように油圧制御を行うことを特徴とするものである。

本発明の自動変速機の油圧制御装置においては、変速段の切り替え初期段階において、要係合摩擦係合要素に作用させる初期油圧Ａ及び要解除摩擦係合要素に作用させる初期油圧Ｂの総和が、弾性体によりスプールに対して作用している付勢力以上となるようにように油圧制御を行う。また、変速段の切り換え進行に伴って入力ポートに信号圧として入力される信号圧の総和が、初期油圧Ａ及び初期油圧Ｂの総和を下回らないように油圧制御を行う。これにより、フェイルセーフ機能を発揮可能な位置にスプールを配置させ、変速過渡期におけるフェイルセーフ機能の喪失を回避することができる。

また、本発明の自動変速機の油圧制御装置においては、変速過渡期においてスプールが移動することを防止し、フェイルセーフ弁における容積変化を抑制することができる。これにより、変速段の切り替え過渡期において油圧制御性が悪化することを防止できる。

本発明によれば、変速過渡期においてもフェイルセーフ機能が喪失されることなく、油圧制御性の低下を抑制可能な自動変速機の油圧制御装置を提供することができる。また、フェイルセーフ弁の全長を短くすることができるため、バルブボデーを小型化し、軽量化及びコスト低減を図ることができる。

本発明の実施の形態における自動変速機の概略構成を示す図である。本発明の実施の形態における自動変速機の各摩擦要素が各変速段において締結・非締結の何れの状態になるかを示す作動表である。本発明の実施の形態における自動変速機の油圧制御系を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る自動変速機の油圧制御装置Ｘについて図面を参照しながら説明する。本実施形態における自動変速機は、図１に示すように、トルクコンバータ１、トルクコンバータ１を介してエンジン動力が伝達される入力軸２、３個のクラッチＣ１〜Ｃ３、２個のブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ、ラビニヨウ型遊星歯車機構４、出力ギヤ５、出力軸７、差動装置８などを備えている。

遊星歯車機構４のフォワードサンギヤ４ａと入力軸２とはＣ１クラッチを介して連結されており、リヤサンギヤ４ｂと入力軸２とはＣ２クラッチを介して連結されている。キャリヤ４ｃは中間軸３と連結され、中間軸３はＣ３クラッチを介して入力軸２と連結されている。また、キャリヤ４ｃはＢ２ブレーキとキャリヤ４ｃの正転（エンジン回転方向）のみを許容するワンウェイクラッチＦとを介して変速機ケース６に連結されている。キャリヤ４ｃは２種類のピニオンギヤ４ｄ，４ｅを支持しており、フォワードサンギヤ４ａは軸長の長いロングピニオン４ｄと噛み合い、リヤサンギヤ４ｂは軸長の短いショートピニオン４ｅを介してロングピニオン４ｄと噛み合っている。ロングピニオン４ｄのみと噛み合うリングギヤ４ｆは出力ギヤ５に結合されている。出力ギヤ５は出力軸７を介して差動装置８と接続されている。

上記自動変速機は、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦの作動によって図２のように前進４段、後退１段の変速段を実現している。図２において、●は油圧の作用状態を示している。なお、Ｂ２ブレーキは後退時と第１速時に係合するが、第１速時に係合するのはＬレンジ時のみである（図２において破線丸印で示す。）。

図３は上記自動変速機に用いられる油圧制御装置Ｘの一部（本発明の実施の形態に係る要部）を示している。１０はオイルポンプ、１１はレギュレータバルブ、１２はマニュアルバルブ、１３はリバース制御バルブ（フェイルセーフ弁）、１４はＢ２圧制御バルブ（油圧制御バルブ）、１５は第１ソレノイドバルブ、１６は第２ソレノイドバルブ、１７はＥＣＵである。

レギュレータバルブ１１は、オイルポンプ１０の吐出圧を所定のライン圧ＰＬに調圧する。調圧されたライン圧ＰＬは、マニュアルバルブ１２，Ｂ２圧制御バルブ１４、第一ソレノイドバルブ１５、第二ソレノイドバルブ１６、その他の図示しないバルブに供給される。

マニュアルバルブ１２は、シフトレバーの手動操作に応じて、スプール１２ａがＬ，２，Ｄ，Ｎ，Ｒ，Ｐの各レンジに切り換えられる。マニュアルバルブ１２の入力ポート１２ｂから入力されたライン圧ＰＬは、前進用の出力ポート１２ｃまたは後退用の出力ポート１２ｄから選択的に出力される。なお、前進用の出力ポート１２ｃに接続された油路、バルブ類は図示省略している。

リバース制御バルブ１３は、図３に示すように、スプール１３ｂが右位置又は左位置に移動することで油路を切り換えるものである。リバース制御バルブ１３は、スプリング１３ａによって左側へ付勢されたスプール１３ｂを備えている。右端の信号ポート１３ｃには、第１ソレノイドバルブ１５の信号圧が入力される。また、左端のポート１３ｄ，１３ｉは、それぞれＢ１ブレーキ、及びＣ３クラッチに通じており所定圧が供給される。ポート１３ｅにはＢ２圧制御バルブ１４から調圧された油圧が供給される。また、ポート１３ｇはＢ２ブレーキに通じており、ポート１３ｈ，１３ｆには、ライン圧が供給される。図中「ＥＸ」はドレンポートである。

リバース制御バルブ１３は、後に詳述するＢ２圧制御バルブ１４又は第二ソレノイドバルブ１６のロックに伴って所定の変速段を達成するのに係合が必要な摩擦係合要素とそれ以外の摩擦係合要素とが誤って同時に係合する多重噛み合いを防止するフェイルセーフ機能を有している。

具体的には、リバース制御バルブ１３は、ポート１３ｄ，１３ｉに油圧を作用させてスプール１３ｂを図中右側に固定することにより、前進時における摩擦係合要素の多重噛み合いを回避する機能を有する。すなわち、リバース制御バルブ１３が図中右側に固定されていれば、ポート１３ｅが閉塞される。そのため、Ｂ２ブレーキに油圧が供給されることを回避できる。従って、スプール１３ｂが右側に固定されていれば、Ｂ２圧制御バルブ１４又は第二ソレノイドバルブ１６のロックした場合であってもＢ２ブレーキ圧が供給されず、リバース制御バルブ１３がフェイルセーフ機能を発揮することができる。

本実施形態において想定される前進時の摩擦係合要素の多重噛み合いの組み合わせとしては、（１）Ｃ２クラッチ，Ｂ１ブレーキ，Ｂ２ブレーキの組み合わせ、（２）Ｃ２クラッチ，Ｃ３クラッチ，Ｂ２ブレーキの組み合わせ、（３）Ｃ３クラッチ，Ｂ１ブレーキ，Ｂ２ブレーキの組み合わせがある。また、リバース制御バルブ１３は、ＮレンジからＲレンジに切り換えるガレージ制御時にはＢ２ブレーキにＢ２圧制御バルブ１４の出力圧を作用させ、Ｒレンジ（定常時）にはＢ２ブレーキにライン圧を作用させるように油路を切り換えることができる。

Ｂ２圧制御バルブ１４は、ライン圧ＰＬを調圧して、Ｂ２ブレーキに供給するためのバルブである。Ｂ２圧制御バルブ１４は、スプリング１４ａによって左側へ付勢されたスプール１４ｂを備えている。ポート１４ｃには第二ソレノイドバルブ１６から信号圧が入力される。ポート１４ｅは、リバース制御バルブ１３のポート１３ｅと連通している。ポート１４ｆにはライン圧が供給される。図中「ＥＸ」はドレンポートである。

第一ソレノイドバルブ１５は、ＥＣＵ１７の指令に従って、リバース制御バルブ１３の信号ポート１３ｃに入力する信号圧をＯＮ／ＯＦＦする。この第一ソレノイドバルブ１５としては、ＯＮ／ＯＦＦ切換弁を用いることができる。

第二ソレノイドバルブ１６は、ＥＣＵ１７の指令に従って、Ｂ２圧制御バルブ１４に対して信号圧を出力する。この第二ソレノイドバルブ１６としては、微妙な油圧制御を行うことが要求されるため、デューティ制御弁またはリニアソレノイド弁が用いられる。

ここで、油圧制御装置Ｘに用いられるリバース制御バルブ１３を上述したような構成とした場合、変速過渡期においてリバース制御バルブ１３のポート１３ｄ，１３ｉに入力される油圧がスプリング１３ａの付勢力を下回ってスプール１３ｂが図中左側に移動してしまい、一時的にフェイルセーフ機能を発揮できない状態になってしまう懸念がある。また、変速の進行に伴ってスプール１３ｂが変速開始前の位置（図中右側）に戻り、フェイルセーフ機能を発揮できるようになる過程において、リバース制御バルブ１３において容積変化が生じ、油圧制御性が悪化する懸念がある。

さらに具体的には、例えば変速段を２速から３速に変化させる場合においては、Ｂ１ブレーキが係合解除され、Ｃ３クラッチが係合される。この過程において、Ｂ１ブレーキに繋がるリバース制御バルブ１３のポート１３ｄへの入力圧が低下してスプール１３ｂが図中左側に移動してしまい、フェイルセーフ機能が損なわれる可能性がある。その後、Ｃ３クラッチの係合に伴ってリバース制御バルブ１３のポート１３ｉへの入力圧が上昇すると、スプール１３ｂが図中右側に戻る。これに伴うリバース制御バルブ１３において容積変化が生じると、Ｂ１ブレーキ圧が所定値以上に落ち込んでしまう懸念がある。

このような懸念を払拭するための方策として、リバース制御バルブ１３のポート１３ｄ，１３ｉ等に信号圧を入力可能なソレノイドバルブ等を別途設ける方策が考えられる。しかしながら、本実施形態の油圧制御装置Ｘにおいては、ソレノイドバルブ等を設けるのではなく、変速段の切り替え時における油圧制御を実行することによりフェイルセーフ機能の喪失、及びリバース制御バルブ１３において容積変化を回避することができる。

具体的には、本実施形態の油圧制御装置Ｘにおいては、変速段の切り替えに際して係合が必要な摩擦係合要素（以下、「要係合摩擦係合要素」とも称す）に対して変速の初期段階において作用させる初期油圧Ａ、及び解放が必要な摩擦係合要素（以下、「要解放摩擦係合要素」とも称す）に対して変速の初期段階において作用させる初期油圧Ｂにより、スプリング１３ａによる付勢力に反して作用する荷重の総和が、スプリング１３ａによる付勢力以上となるようにように油圧制御が行われる。すなわち、（初期油圧Ａによる荷重）＋（初期油圧Ｂによる荷重）＞（スプリング１３ａによる付勢力）の関係が成立するように油圧制御がなされる。これにより、変速段の切り換えの初期段階において、スプール１３ｂがスプール１３ｂが図中左側に移動してフェイルセーフ機能が損なわれるのを回避することができる。

上述した油圧制御に加えて、油圧制御装置Ｘにおいては、変速段の切り換え進行に伴ってポート１３ｄ，１３ｉに入力される信号圧の総和が、初期油圧Ａ及び初期油圧Ｂの総和を下回らないように油圧制御が行われる。変速段の切り替え中において、ポート１３ｄ，１３ｉに入力される信号圧の大きさは、初期油圧Ａ及び初期油圧Ｂの総和を下回らない範囲において適宜変動させることができる。このような制御を実行することにより、変速段の切り換え進行中においても、スプール１３ｂがスプール１３ｂが図中左側に移動してフェイルセーフ機能が損なわれるのを回避することができる。

本発明は、例えば自動車の自動変速機の油圧制御装置として好適に適用することができる。

Ｘ油圧制御装置
１３リバース制御バルブ
１３ａスプリング
１３ｂスプール
１３ｄポート

Claims

複数の摩擦係合要素と、所定の変速段を達成するのに係合が必要な摩擦係合要素とそれ以外の摩擦係合要素とが誤って同時に係合する多重噛み合いを防止するフェイルセーフ機能を有するフェイルセーフ弁を備えた自動変速機の油圧制御装置であって、
前記フェイルセーフ弁が、
弾性体による付勢力が付与されるスプールと、
前記複数の摩擦係合要素のうち一部又は全部に対して入力される油圧が信号圧として入力される複数の入力ポートとを有し、
前記入力ポートに入力される信号圧により前記スプールに対して前記弾性体による付勢力に反する方向に作用する荷重が前記弾性体による付勢力以上であることを条件として前記スプールが前記フェイルセーフ機能を発揮可能な位置に配置されるものであり、
変速段の切り替えに際して係合が必要な摩擦係合要素である要係合摩擦係合要素に対して変速段の切り換え初期段階において作用させる油圧を初期油圧Ａとし、
変速段の切り替えに際して解放が必要な摩擦係合要素である要解放摩擦係合要素に対して変速段の切り換え初期段階において作用させる油圧を初期油圧Ｂとした場合に、
前記初期油圧Ａ及び前記初期油圧Ｂにより前記スプールに対して前記付勢力に反する方向に作用する荷重の総和が前記弾性体による付勢力以上となるように油圧制御を行い、かつ変速段の切り換え進行に伴って前記入力ポートに信号圧として入力される信号圧の総和が、前記初期油圧Ａ及び前記初期油圧Ｂの総和を下回らないように油圧制御を行うことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。