JPH07113465A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動変速機のニュートラル制御下での、入力
クラッチの供給油圧の調整のための制御を油圧サーボの
機構上の改善により簡素化する。 【構成】 入力クラッチＣ−１の油圧サーボ１２０は、
シリンダ１２１と、シリンダ内に油室Ｒを形成するよう
に配設されて油室Ｒへの供給油圧によりクラッチ係合方
向へストロークするピストン１２２と、ピストンに戻し
方向のバネ力を負荷するリターンスプリング１２４とを
備える。リターンスプリング１２４は、ピストン１２２
の全ストローク域でピストンに当接する第１のスプリン
グ１２４Ａと、予圧縮荷重が与えられてピストン１２２
が所定量クラッチ係合方向へストロークした係合待機位
置でピストン１２２に当接する第２のスプリング１２４
ｂとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機に関し、特
に、その入力クラッチの制御によりノンクリープ状態を
形成する自動変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機において、ドライブ（Ｄ）レ
ンジが選択されている場合、通常、その変速機構に駆動
トルクを導入する入力クラッチは係合状態にある。この
状態では、スロットルオフでも自動変速機のトルクコン
バータの引きずりでアクスルに若干の駆動トルクが伝達
されてクリープを生じるが、ブレーキによるホイールの
制動で、車両を停止状態に保つことができる。しかしな
がら、このように、車両の停止状態で自動変速機の入力
クラッチが係合していると、トルクコンバータの引きず
りによるエンジン負荷の増大で燃費が悪化し、トルク変
動の大きいアイドリング時のエンジン負荷の増大による
振動も生じる。そこで、クリープ状態（スロットルがオ
フでブレーキがオンの状態）を検出した場合に、入力ク
ラッチへの供給油圧をクラッチが係合力を持たない程度
の油圧まで低減し、リターンスプリングの負荷でピスト
ンをクラッチ係合寸前の位置（係合待機位置）まで戻し
た状態に維持する制御、いわゆるニュートラル（Ｎ）制
御を行うことにより、発進時の入力クラッチ係合状態へ
の速やかな復帰を可能としながら、車両停止状態での燃
費の悪化を防ぎ、発生する振動の低減を図る提案とし
て、従来、特開昭６３−９７５８号公報に開示の技術が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
自動変速機のニュートラル制御を行った場合、ノンクリ
ープ状態の形成のためには、入力クラッチの油圧サーボ
への供給油圧を、クラッチが係合力を持たない程度に維
持する必要から、自動変速機の入力回転を検出しながら
微妙な入力クラッチ供給油圧の調整を行う必要があり、
その制御が複雑となる問題点があった。

【０００４】本発明は、上記したようなニュートラル制
御下での、入力クラッチの供給油圧の調整のための制御
を油圧サーボの機構上の改善により簡素化した自動変速
機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、入力クラッチの油圧サーボへの供給油圧
を調整し、車両停止状態において入力クラッチ係合待機
のノンクリープ状態を形成する自動変速機において、前
記油圧サーボは、シリンダと、該シリンダ内に油室を形
成するように配設されて該油室への供給油圧によりクラ
ッチ係合方向へストロークするピストンと、該ピストン
に戻し方向のバネ力を負荷するリターンスプリングとを
備え、該リターンスプリングは、前記ピストンの全スト
ローク域で該ピストンに当接する第１のスプリングと、
予圧縮状態に設定されて前記ピストンが所定量クラッチ
係合方向へストロークした係合待機位置で該ピストンに
当接する第２のスプリングとを有することを構成とす
る。

【０００６】

【発明の作用及び効果】このような構成を採った本発明
では、油圧サーボの油室への供給油圧によるピストン押
圧力が第１のスプリングを圧縮してピストンを所定量ク
ラッチ係合方向へストロークさせて係合待機位置までス
トロークさせる力に対して第２のスプリングの予圧縮荷
重を超えて上回らない限り第２のスプリングの圧縮変形
が生じない。すなわち、ピストンを係合待機位置までス
トロークさせる供給油圧と、該位置からさらにトルク伝
達を生じる位置へのストロークさせる供給油圧との間に
段差が生じる。そして、この段差分がピストンの係合待
機位置への保持を保障する油圧幅となる。

【０００７】したがって、本発明によれば、上記のよう
にリターンスプリングによるピストン戻し方向の負荷変
化を係合待機位置で不連続とする設定により、ピストン
の待機位置までのストロークに要する供給油圧と、それ
以後のトルク伝達を生じるストロークに要する供給油圧
との間に、所定の差を与えることができるので、ピスト
ンを待機位置に維持するための供給油圧の微細な制御を
不要とし、それにより自動変速機の油圧制御装置の回路
構成を簡素化することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を、フロントエンジン・フロン
トドライブ用のトランスファアクスルに適用した実施例
を基に図面を参照しながら説明する。先ず、トランスフ
ァアクスル全体の概略構成から説明すると、図２にスケ
ルトンで示すように、このトランスファアクスルは、自
動変速機１とディファレンシャル装置９とから構成され
ている。自動変速機１は、図示しないエンジンのトルク
を入力軸１１から変速機構の入力軸１２に伝達するロッ
クアップクラッチ３付のトルクコンバータ２と、入力軸
１２周りに配設されたシングル及びダブルプラネタリ歯
車を組み合わせた機構からなる主変速ユニット４と、入
力軸１２と平行する出力軸１３周りに配設されたアンダ
ドライブ装置として機能するシングルプラネタリ歯車機
構からなる副変速ユニット５とで構成されている。

【０００９】主変速ユニット４のサンギヤ４１は、リバ
ースクラッチＣ−２を介して入力軸１２に連結される一
方、直列するワンウェイクラッチＦ−１とブレーキＢ−
２を介して変速機ケース１０に係合可能とされ、さらに
ブレーキＢ−１を介して同ケース１０に係合可能とされ
ている。サンギヤ４１及びリングギヤ４２と噛み合うピ
ニオンギヤ４３は、キャリヤ４４に回転支持され、同キ
ャリヤ４４にはピニオンギヤ４３とリングギヤ４５に噛
み合うピニオンギヤ４６も回転支持されており、キャリ
ヤ４４は、入力軸１２と平行する出力軸１３周りの副変
速ユニット５にカウンタギヤ１４及び１５を介して連結
されている。リングギヤ４２は、入力クラッチＣ−１を
介して入力軸１２に連結されている。リングギヤ４５
は、並列するワンウェイクラッチＦ−２とブレーキＢ−
３を介してケース１０に係合可能とされている。

【００１０】副変速ユニット５のリングギヤ５１は、カ
ウンタギヤ１５に連結されている。リングギヤ５１とサ
ンギヤ５２に噛み合うピニオンギヤのキャリヤ５３は、
一方で出力軸１３に連結され、他方でクラッチＣ−３を
介してサンギヤ５２に連結されている。サンギヤ５２
は、並列するワンウェイクラッチＦ−３とバンドブレー
キＢ−４を介してケース１０に係合可能とされている。

【００１１】出力軸１３に固定された出力歯車１６は、
ディファレンシャル装置９の差動大歯車９１に噛み合っ
ている。なお、図において、符号９０は差動大歯車９１
に固定されたディファレンシャルケース、９２，９３は
左右のサイドギヤ、９４，９５はそれらに連なるアクス
ルを示す。

【００１２】上記構成より成るギヤトレインでは、入力
クラッチＣ−１の係合下で、リングギヤ４２に入った入
力が、ワンウェイクラッチＦ−２の係合によるリングギ
ヤ４５の反力支持でサンギヤ４１を逆空転させながらキ
ャリヤ４４の大減速回転として両カウンタギヤ経由で副
変速ユニット５のリングギヤ５１に伝達され、ブレーキ
Ｂ−４の係合によるサンギヤ５２の固定で反力をとって
キャリヤ５３のアンダドライブ回転として出力されて第
１速、この状態でのブレーキＢ−２及びワンウェイクラ
ッチＦ−１の係合によるサンギヤ４１の固定でキャリヤ
４４の小減速回転として副変速ユニット５に伝達され、
以下同じ経路で出力されて第２速、上記状態でクラッチ
Ｃ−３の係合による副変速ユニット５の直結状態による
アンダドライブ解除で入力回転がそのままキャリヤ５３
から出力されて第３速、リバースクラッチＣ−２の係合
による主副両変速ユニットの直結状態で第４速を達成す
る。これに対して、リバースクラッチＣ−２係合、ブレ
ーキＢ−３及びブレーキＢ−４係合によるキャリヤ４４
の大減速逆回転がリングギヤ５１入力、サンギヤ５２固
定によるキャリヤ５３のアンダドライブ回転として出力
されてリバースを達成する。

【００１３】このトランスファアクスルにおける自動変
速機１の入力クラッチＣ−１は、図１に詳細を示すよう
に、リバースクラッチＣ−２と組み合わされている。そ
して、入力クラッチＣ−１の油圧サーボ１２０は、シリ
ンダ１２１と、リバースクラッチＣ−２のシリンダを兼
ね、シリンダ１２１内に油室Ｒを形成するように配設さ
れて油室Ｒへの供給油圧によりクラッチ係合方向へスト
ロークするピストン１２２と、ピストン１２２にリバー
スクラッチＣ−２のピストン１２３を介して戻し方向の
バネ力を負荷するリターンスプリング１２４とを備えて
いる。

【００１４】さらに、本発明の主題に従い、リターンス
プリング１２４は、ピストン１２２の全ストローク域で
ピストン１２２にピストン１２３を介して当接する第１
のスプリング１２４Ａ（図では入力軸１２の下方にその
中の１個が示されている）と、予圧縮荷重が与えられて
ピストン１２２が所定量クラッチ係合方向へストローク
した係合待機位置でピストン１２２にピストン１２３を
介して当接する第２のスプリング１２４ｂ（図では入力
軸１２の上方にその中の１個が示されている）とを有す
る。これら第１のスプリング１２４Ａ及び第２のスプリ
ング１２４Ｂは、共に複数とされ、それぞれ入力軸１２
周りに当分に配設されている。

【００１５】さらに入力クラッチＣ−１の各部について
詳細に説明する。図１に示すように、シリンダ１２１
は、その内径側の軸方向フランジ１２１ａと、その後端
（以下、説明の便宜上、トルクコンバータ側を前として
各部材の位置関係を説明するが、これは車両に対する位
置関係を表すものではない。）に連結されて径方向及び
軸方向に延びるシリンダ本体１２１ｂとから構成され、
軸方向フランジ１２１ａの前端を入力軸１２に連結され
て、ケース１０のサポートに回転自在に支持されてい
る。シリンダ本体１２１ｂの軸方向フランジ部には軸方
向に延びる図示しない凹凸条が形成され、それにシリン
ダ側摩擦材１２１ｃの外径側凹凸溝を嵌合させて軸方向
摺動自在に嵌装され、スナップリング１２１ｄで抜け止
めされている。

【００１６】ピストン１２２は、上記シリンダ１２１の
軸方向フランジ１２１ａと協働して、その内径側に配設
されたリバースクラッチＣ−２のシリンダをも兼ねるべ
く、径方向フランジ部と軸方向フランジ部とを有する構
成とされ、軸方向フランジ部の内周にはクラッチＣ−２
の摩擦材を嵌装するスプライン１２２ａが形成され、そ
れにクラッチＣ−２のシリンダ側摩擦材１２２ｂがその
外径側凹凸溝を嵌合させて軸方向摺動自在に嵌装され、
スナップリング１２２ｃで抜け止めされている。

【００１７】入力クラッチＣ−１のハブは、リングギヤ
４２で構成されており、その外周のスプライン４２ａに
ハブ側摩擦材４２１が摺動自在に嵌装され、内径側の内
歯４２ｂに嵌合するリングギヤフランジ４２２を介して
キャリヤ４４に回転自在に支持されている。リバースク
ラッチＣ−２のハブ１２５は、径方向フランジと一体化
されており、径方向フランジの内端がサンギヤ４１の後
端に連結され、外周に形成されたスプライン１２５ａに
ハブ側摩擦材１２５ｂが摺動自在に嵌装されている。

【００１８】第１のリターンスプリング１２４Ａは、円
筒コイルスプリングとされ、その前端はシリンダ１２１
の軸方向フランジ１２１ａにスナップリングで固定され
たスプリングシート１２４ｂのカシメにより該シート１
２４ｂに固定され、位置決めされており、後端はピスト
ン１２３に当接して若干の予圧縮状態に設定されてい
る。

【００１９】これに対して、第２のリターンスプリング
１２４Ｂも同様の円筒コイルスプリングで、その前端は
シリンダ１２１の軸方向フランジ１２１ａにスナップリ
ングで固定されたスプリングシート１２４ｂに当接支持
されているが、後端は別のスプリングシート１２４ｃに
当接支持されており、両スプリングシート１２４ｂ，１
２４ｃは、それらに形成された孔に嵌挿されたストッパ
部材１２４ｄにより相対的な離隔方向の変位を規制され
ている。そして、これら両シート間に高圧縮状態で配設
された第２のリターンスプリング１２４Ｂには、第１の
リターンスプリング１２４Ａがピストンストロークによ
り第２のリターンスプリング１２４Ｂの設定長さと等し
い長さまで圧縮された状態における圧縮荷重より所定量
大きな予圧縮荷重が設定されている。

【００２０】かく構成された自動変速機１における入力
クラッチＣ−１の油圧サーボ１２０は、図３に示すよう
な油圧回路６で作動させることができる。この油圧回路
６は、該回路を含む油圧制御装置のライン圧Ｐ_L を供給
され、図示しないシフト装置によるレンジ切換で各ポー
トＤ〜１及びＲから各レンジ圧を出力するマニュアル弁
６１と、ライン圧Ｐ_L をモジュレータ弁６２を介してモ
ジュレートした圧力を基圧として、信号圧を出力する油
圧制御ソレノイド弁６３と、該信号圧により切換えられ
てＤレンジ圧をモデュレートしてニュートラルコントロ
ール弁６５へ供給するＣ１モデュレータ弁６４と、モデ
ュレート圧Ｐ_M の入力クラッチＣ−１の油圧サーボ１２
０への供給と、Ｄレンジ圧Ｐ_D の供給とを切換えるニュ
ートラルコントロール弁６５と、ニュートラルコントロ
ール弁６５の上記切換を制御するニュートラル制御ソレ
ノイド弁６６とを備える。なお、図において、符号６７
は入力クラッチＣ−１のアキュムレータを示す。

【００２１】図４にブロックで示すように、上記油圧回
路の油圧制御ソレノイド弁６３とニュートラル制御ソレ
ノイド弁６６の両ソレノイド６３１，６６１を制御する
電子制御装置７は、入力手段として、上記マニュアル弁
６１の位置を検出するシフトポジションスイッチ７１
と、車速センサ７２と、スロットル開度センサ７３と、
ブレーキスイッチ７４とを備え、変速制御コンピュータ
７０で処理した出力をニュートラル制御ソレノイド６６
１と油圧制御ソレノイド６３１に送る構成とされてい
る。

【００２２】このように構成されたトランスファアクス
ルにおける入力クラッチＣ−１の制御は図５に示すフロ
ーに従って行われる。先ず、この制御がスタートする
と、第１のステップＳ１で選択されたレンジが上記シフ
トポジションスイッチ７１のポジション信号により判定
される。この場合、前進走行用の各レンジＤ，３，２，
１をニュートラル制御を行う条件としている。したがっ
て、これらのレンジにおけるクリープ状態では、ステッ
プＳ２での車速センサ７２の出力Ｖ≒０、ステップＳ３
のスロットル開度センサ７３の出力θ＝０となり、油圧
制御装置による各油圧サーボの制御状態は、第１速とな
るから、前記トランスファアクスルの動作説明で述べた
ように、アイドリング状態のエンジントルクは、図２に
示す入力軸１１、トルクコンバータ２、入力軸１２、係
合状態にある入力クラッチＣ−１を経てリングギヤ４２
に入力され、ワンウェイクラッチＦ−２の係合によるリ
ングギヤ４５の反力支持でキャリヤ４４の回転として両
カウンタギヤ経由で副変速ユニット５のリングギヤ５１
に伝達され、ブレーキＢ−４の係合によるサンギヤ５２
の固定で反力をとってキャリヤ５３の回転として出力さ
れて、ディファレンシャル装置９経由でアクスル９４，
９５に伝達されている。そして、この場合、ステップＳ
７によるニュートラル制御ソレノイドオフ出力とステッ
プＳ８による油圧制御ソレノイドオフ出力がなされる。

【００２３】このとき、図３に示す油圧回路上では、マ
ニュアル弁６１のＤレンジポートがライン圧ポートに連
通状態にあるため、Ｄレンジ圧Ｐ_D は、図に●印を付す
経路でＣ１モデュレータ弁６４に供給されるが、油圧制
御ソレノイド弁６３からの信号出力が該弁６４に印加さ
ていないため、Ｄレンジ圧Ｐ_D はブロックされて該弁６
４には入らない。したがって、Ｄレンジ圧Ｐ_D は図に▲
で示す経路で、ニュートラルコントロール弁６５に入
り、ニュートラル制御ソレノイド６６１のオフでニュー
トラル制御ソレノイド弁６６の信号圧を印加されていな
いニュートラルコントロール弁６５経由でそのままクラ
ッチＣ−１の油圧サーボに供給される。

【００２４】この状態でブレーキが踏まれ、ブレーキス
イッチ７４がオンとなると、ステップＳ２の車速センサ
７２による車速Ｖ＝０となり、ニュートラル制御条件が
全て満足され、変速制御コンピュータ７０からステップ
Ｓ５によるニュートラル制御ソレノイドオン出力とステ
ップＳ６による油圧制御ソレノイド一定値出力（具体的
には駆動電流のデューティ比を所定の値ｋにする）がな
され、ニュートラル制御に入る。

【００２５】上記ニュートラル制御時には、図３に示す
油圧回路上では、油圧制御ソレノイド弁６３から信号圧
がＣ１モデュレータ弁６４に印加されるようになるた
め、それまでＣ１モデュレータ弁６４でブロックされて
いたＤレンジ圧Ｐ_D は、該弁６４を通り、そこで２次圧
のフィードバックにより調圧されてモデュレート圧Ｐ_M
とされ、図に○印を付した経路でニュートラルコントロ
ール弁６５に入り、ニュートラル制御ソレノイド弁６６
の閉による信号圧の印加で切り換わったニュートラルコ
ントロール弁６５を経て入力クラッチＣ−１の油圧サー
ボに供給される。

【００２６】上記したクリープ時とノンクリープ時の供
給油圧とピストンストークの関係を図６に示す。図に示
すように、クリープ時（入力クラッチＣ−１係合時）の
供給油圧（Ｄレンジ圧）はＰ_D ｍｉｎ以上とされるのに
対して、ノンクリープ時（ピストン待機状態時）には、
供給油圧（モデュレート圧Ｐ_M ）は、Ｐ_M ｍａｘとＰ_M
ｍｉｎとの間にあればよいことになる。この領域では、
ピストン１２２はニュートラル制御時の待機位置、即ち
入力クラッチＣ−１の摩擦材のウェーブの圧縮を開始す
る寸前の状態まで戻され、ピストン１２２はピストン１
２３を介して第２のスプリング１２４Ｂに当接してはい
るが、それを圧縮しない状態にある。

【００２７】かくして、上記実施例のリターンスプリン
グ構成によれば、第２のリターンスプリング１２４Ｂの
ストッパ部材１２４ｄによる予圧縮状態の設定長さをス
プリングシート１２４ｃの位置がピストン１２２の係合
待機位置と合致するように設定することで、供給油圧即
ちモデュレート圧Ｐ_M の上記幅内での変動に係わりなく
ピストン１２２を所定位置に保持することができるよう
になる。

【００２８】以上、要するに、本発明の主題に係る上記
実施例における自動変速機は、図６に２点鎖線で示す従
来の入力クラッチの供給油圧とピストンストロークの関
係と比較して明らかなように、ピストンを待機位置に保
持するための供給油圧に一定の許容幅を持たせることが
でき、それにより制御を単純化し、油圧制御装置の回路
構成を簡素化することができる。

【００２９】以上、本発明を特定の自動変速機に適用し
た実施例を基に説明したが、本発明の適用対象はこれに
限るものではなく、また、本発明は、前記実施例を含み
特許請求の範囲の記載内での種々の変更を伴った実施が
可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施例
では、第１及び第２のリターンスプリングをピストンに
対してそれぞれ周方向の異なる位置に分散配置している
が、第１のリターンスプリングを内径側、第２のそれを
外径側として共軸化し、組み合わせたものとすることも
でき、その場合、スプリング径を大きくしてピストンと
同軸化することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の自動変速機の入力クラッチ部分を一部
端面で示す軸線方向断面図である。

【図２】実施例の自動変速機を含むトランスファアクス
ルのスケルトン図である。

【図３】実施例の自動変速機の入力クラッチの油圧制御
回路を示す回路図である。

【図４】実施例の自動変速機の入力クラッチの制御シス
テムを示すブロック図である。

【図５】上記システムによる制御を示すフローチャート
である。

【図６】上記実施例における入力クラッチの供給油圧と
ピストンストロークの関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 自動変速機 Ｃ−１ 入力クラッチ Ｒ 油室 １２０ 油圧サーボ １２１ シリンダ １２２ ピストン １２４ リターンスプリング １２４Ａ 第１のスプリング １２４Ｂ 第２のスプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力クラッチの油圧サーボへの供給油圧
   を調整し、車両停止状態において入力クラッチ係合待機
   のノンクリープ状態を形成する自動変速機において、前
   記油圧サーボは、シリンダと、該シリンダ内に油室を形
   成するように配設されて該油室への供給油圧によりクラ
   ッチ係合方向へストロークするピストンと、該ピストン
   に戻し方向のバネ力を負荷するリターンスプリングとを
   備え、該リターンスプリングは、前記ピストンの全スト
   ローク域で該ピストンに当接する第１のスプリングと、
   予圧縮状態に設定されて前記ピストンが所定量クラッチ
   係合方向へストロークした係合待機位置で該ピストンに
   当接する第２のスプリングとを有することを特徴とする
   自動変速機。