JPH08320033A - 摩擦締結要素の油圧制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クラッチへの油供給と変速初期設定圧を迅速
に確保する。 【構成】 切り換え弁２においてソレノイド弁３と油圧
供給源ＰＬとにそれぞれ接続する第１と第２の入力ポー
ト４、５がスプール１０の移動により交互に切り換わ
る。出力ポート６とクラッチ７との間にオリフィス８が
設けられる。オリフィスの上流とスプールの一端側とが
第２の油路１５で、オリフィスの下流とスプールの他端
側とが第３の油路１６で連通されている。変速開始によ
りソレノイド弁３よりの油が第１入力ポートから流入す
ると、オリフィス上流の圧力によりスプールが下方に移
動し、油圧供給源よりの油が第２入力ポートから流入す
る。クラッチへの油供給が完了するとオリフィスの上流
下流間の差圧が低下しリターンスプリング１３によりス
プールが逆方向へ移動して第１入力ポートが開く。これ
によりクラッチは油供給完了後直ちに初期設定圧の圧力
制御弁で制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クラッチなど摩擦締結
要素の油圧制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動変速機に用いられる油圧
制御式クラッチのクラッチ油圧制御弁には、変速時にク
ラッチへ素早く油を供給するために、油圧供給開始時に
はクラッチとライン圧とを連通し、供給が完了したとこ
ろでクラッチとライン圧の直接の連通を遮断して、クラ
ッチと圧力制御弁とを連通するものが提案されている。

【０００３】このようなクラッチ油圧制御弁としては、
例えば特開平１−２２４５４７号公報に開示され、図８
に示すようなものがある。この油圧制御弁は、ばね３
１、３２のばね力により中立に保持されたスプール３３
を有する流量検出弁３５と、スプール３９を有する圧力
制御弁３７とを備えている。クラッチに油を満たす際に
は、圧力制御弁３７のスプール３９を図中左方に移動さ
せることにより入力ポート４５に入力されたライン圧を
空間４１に導き、スプール３３に付設されたオリフィス
３４前後の差圧によって流量検出弁３５のスプール３３
が図８中左方に移動することで開作動し、ライン圧を空
間４１に流入させて出力ポート４４から大流量を流し、
クラッチに油が満たされた際には、スプール３３の受圧
面積による油圧力により開方向とは逆方向にスプール３
３を移動させるようになっている。

【０００４】圧力制御弁３７は、電気信号によって励磁
される比例ソレノイド３６によって作動されて、変速時
ポンプからの油を流量検出弁３５へ供給して流量検出弁
３５を開にするとともに、クラッチに油が満たされた後
のクラッチ油圧を漸増させるように作動する。圧力制御
弁の比例ソレノイド３６の駆動タイミングは、検出機構
３８による流量検出弁３５のスプール３３の移動検出に
基づいて行なわれる。上記公報のほか、特開平１−２７
９１４８号公報や特開昭６２−２６１５５３号公報にも
同様の油圧制御弁が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のクラッチ油圧制御弁にあつては、流量検出弁
３５のスプール３３が図８中左方に移動して、クラッチ
への油の供給を行っているとき、空間４１と圧力制御弁
３７のドレーン４２とが油路４３を介して連通している
ため、圧力制御弁３７のソレノイド３６への指令電流値
をライン圧より低い初期設定圧力Ｐ１に設定している
と、圧力制御弁３７は、供給圧より低い圧力である初期
設定圧力を生成しようとして空間４１の油を油路４３を
通しドレン４２へと送りドレーンしてしまう。

【０００６】また、仮に、流量検出弁３５がクラッチへ
油を供給している間は圧力制御弁３７のソレノイド３６
への指令電流値を最大にしてスプール３９を図中左方に
寄せて無駄なドレンを回避したとしても、クラッチへの
油供給が完了したときに遅滞なくソレノイド３６への信
号電流を初期値Ｐ１に相当する値にしないと、クラッチ
油圧が高すぎて大きな変速ショックを発生してしまうの
で、高精度の油供給完了の検知とソレノイド制御を要す
るという問題がある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたものであり、ライン圧の圧力制御弁への漏
れを招くことなく摩擦締結要素への油の供給を素早く行
うとともに、摩擦締結要素への油の供給後圧力制御弁の
圧力を迅速に変速初期設定圧とすることができる摩擦締
結要素への油圧制御弁を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、油
圧供給源からの油圧を調圧する圧力制御弁と、該圧力制
御弁と接続する第１の入力ポートと、油圧供給源と接続
する第２の入力ポートと、リターンスプリングにより一
端方向へ付勢されたスプールと、スプールの移動により
第１の入力ポートと第２の入力ポートに交互に連通する
出力ポートとを備えた切り換え弁と、出力ポートと摩擦
締結要素を接続する第１の油路に設けられたオリフィス
と、該オリフィスの上流とスプールの前記一端側の弁室
とを連通する第２の油路と、オリフィスの下流とスプー
ルの他端側の弁室とを連通する第３の油路とを有し、摩
擦締結要素への油の供給の間第１の入力ポートと出力ポ
ートとの連通を遮断して第２の入力ポートと出力ポート
とを連通し、摩擦締結要素に油の供給が完了すると第２
の入力ポートと出力ポートとの連通を遮断して第１の入
力ポートと出力ポートとを連通するよう構成されている
ものとした。

【０００９】上記圧力制御弁はコンピュータにより制御
されるソレノイド弁とし、該ソレノイド弁には、摩擦締
結要素への油圧供給開始時に所定の時間その供給圧力を
最大にする指令電流値が供給されるものとするのが好ま
しい。また、上記所定の時間は、油温に応じて設定する
のが望ましい。

【００１０】

【作用】変速開始により圧力制御弁よりの油が第１入力
ポートから流入し、出力ポートからオリフィスを経て摩
擦締結要素に供給される。これにより、切り換え弁にお
いてはオリフィス上流の圧力が第２の油路を経てスプー
ルの一端に及び、リターンスプリングに抗してスプール
を移動させる。この結果第１入力ポートが閉じ、かわり
に油圧供給源よりの油が第２入力ポートから流入する。
摩擦締結要素へ油が満たされるまでの間はオリフィス上
流の圧力が高いため、この状態が続く。摩擦締結要素に
油が満たされるとオリフィスの上流下流間の差圧が低下
するので、リターンスプリングによりスプールが反対方
向へ移動して第２入力ポートが閉じ、第１入力ポートが
開いて圧力制御弁よりの油が供給される。これにより、
摩擦締結要素は圧力制御弁により制御されることとな
る。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す図
である。油圧制御弁１は、圧力制御弁としてのソレノイ
ド弁３と、切り換え弁２を備えている。ソレノイド弁３
は油圧供給源ＰＬからの油圧を調圧する。切り換え弁２
は、その第１入力ポート４がソレノイド弁３に接続さ
れ、第２入力ポート５がライン油圧供給源ＰＬに接続さ
れるとともに、出力ポート６がクラッチ（摩擦締結要
素）７に接続されている。出力ポート６とクラッチ７と
を連通する第１の油路１４には、流量検出用のオリフィ
ス８が設けられている。

【００１２】また、切り換え弁２は、スプール孔９内に
スプール１０が摺動可能に嵌挿してある。スプール１０
は第１ランド１１と第２ランド１２の２つのランドを有
し、第１入力ポート４は第１ランド１１の周面に、第２
入力ポート５は第２ランド１２の周面にそれぞれ対応し
て開口している。スプール１０は第２ランド１２側の端
に配されたリターンスプリング１３により、第１ランド
１１方向、すなわち図１において上方、に付勢されてお
り、油圧が掛らないときには第１入力ポート４が開状態
になるようになっている。また、スプール１０の第１ラ
ンド１１の切り換え弁作用油圧受圧面１１ａには、第１
の油路１４のオリフィス８の上流から第２の油路１５を
通じて作用油圧が掛るとともに、第２ランド１２の切り
換え弁戻り油圧受圧面１２ａにはオリフィス８の下流か
ら第３の油路１６を通じて戻り油圧がかかるようになっ
ている。

【００１３】次に作用を図２のタイムチャートを参照し
て説明する。変速前は、クラッチ７の油圧はドレーンさ
れており、切り換え弁２のスプール１０はリターンスプ
リング１３の力により、図１において上方に位置し、第
１入力ポート４が開口している。マイクロコンピュータ
２０により変速が決定され、時刻ｔ１でソレノイド弁３
へのソレノイド指令値が出力されると、ａ１のように所
定の傾斜で上昇するソレノイド弁３の出力油圧（ソレノ
イド圧）ＰSOL が切り換え弁２の第１入力ポート４から
出力ポート６へと流れ、クラッチ７への油供給が開始さ
れる。

【００１４】その際、ソレノイド弁３よりのソレノイド
圧が、第２の油路を通じてスプールの第１ランド１１の
切り換え弁作用油圧受圧面１１ａにＰａ（＝ＰSOL ）と
して作用する。この油圧がリターンスプリング１３の力
に打ち勝つことによって、スプール１０は図１の下方
へ、ｃ１のように移動する。このため、第１入力ポート
４は第１ランド１１で塞がれて出力ポート６との連通を
遮断され、代わって第２入力ポート５が開口して出力ポ
ート６と連通する。これにより、時刻ｔ２からは油圧供
給源ＰＬよりの油が第２入力ポート５から切り換え弁２
に流入する。この油圧は、第２の油路１５を通り引き続
き切り換え弁作用油圧受圧面１１ａにａ２のようにＰａ
（＝ライン圧）として作用し、スプール１０をｃ２のよ
うに下方に維持する。

【００１５】一方、出力ポート６の油は、オリフィス８
を通過し、クラッチ７へと流入する。このクラッチ７へ
の供給油圧は、ソレノイド弁３よりのソレノイド圧ＰSO
L ではなく、油圧供給源ＰＬよりのライン圧であるの
で、クラッチ７の内部圧との圧力差が大きく、大流量で
の供給が行われる。このとき、オリフィス８下流の油圧
は第３の油路１６を通じてスプールの第２ランド１２の
切り換え弁戻り油圧受圧面１２ａへＰｂとして作用する
が、クラッチ７への供給が行われている間は、ｄ１のよ
うに、オリフィス８による圧力低下によって切り換え弁
作用油圧受圧面１１ａへ作用する圧力Ｐａより低いた
め、スプール１０は図１の下方位置に維持されたままと
なっている。

【００１６】クラッチ７への油の供給ならびにクラッチ
７のピストンのストロークが完了すると、クラッチ７内
部の圧力が上昇して、油の流入量も減少してくる。これ
により、オリフィス８を通過する油の流量も減少し、油
圧Ｐｂがｄ２のように上昇してオリフィス８の上下流の
差圧も小さくなり、スプール１０の切り換え弁作用油圧
受圧面１１ａに作用する油圧Ｐａと切り換え弁戻り油圧
受圧面１２ａに作用する油圧Ｐｂの差も減少する。この
結果、スプール１０はリターンスプリング１３によって
再びｃ３のように上方へと移動する。このため、時刻ｔ
３で第２入力ポート５は第２ランド１２で塞がれて油圧
供給源ＰＬと出力ポート６との連通は遮断される。そし
て、第１入口ポート４が開口して、ソレノイド弁３と出
力ポート６とが連通するから、ｅのようにクラッチ７は
そのクラッチ油圧ＰCLUTCHとしてソレノイド圧ＰSOL を
受けるので、油の供給完了後すぐにソレノイド弁３によ
って制御されることとなる。

【００１７】このように、本実施例によれば、クラッチ
７へ油圧供給源ＰＬからライン圧の油を供給中は、ソレ
ノイド弁３と連通する第１入口ポート４は第１ランド１
１によって塞がれて油圧供給源ＰＬとの連通が遮断され
るので、ソレノイド弁３への指令をライン圧より低い値
にしても、油圧供給源ＰＬからの油がソレノイド弁３へ
逆流することはない。また、クラッチ７へのライン圧の
油供給中に、ソレノイド弁３への指令を変速初期圧とす
ることができるので、油の供給完了によって、切り換え
弁２がソレノイド弁３と連通する状態に切り換わると、
直ちに望ましい初期設定圧力とすることができる。さら
に、変速開始時にライン油を供給するので、クラッチ７
への油の供給が素早く行なわれる。したがってまた、ソ
レノイド弁３の供給能力すなわち最大流量を大きくする
必要もない。なお、実施例ではリターンスプリングをス
プールの第２ランド１２側に圧縮スプリングとして配置
したが、これに限定されず、スプールを第２ランド１２
方向へ付勢するものであれば、その態様を問わない。

【００１８】ところで、上記説明においては、切り換え
弁２の切り換えの間、ソレノイド弁３にはソレノイド圧
ＰSOL を変速初期に望ましい初期設定圧力とするような
ソレノイド指令値を与えるものとしているが、このほか
種々の制御を行なうことができる。その制御例を、第２
の実施例として図３および図４に示す。図３は、クラッ
チに油を満たすまでの本実施例の制御動作の主要部を示
すフローチャート、図４はタイムチャートである。

【００１９】制御動作が開始されると、まずステップ１
０１において、変速すべき状態にあるか否かがチェック
される。要変速であればステップ１０２に進み、変速開
始にあたってソレノイド弁３へのソレノイド指令値（電
流）ＩSOLaを最大にする。これにより、スプール１０の
切り換え弁作用油圧受圧面１１ａへかかる油圧の供給が
早くなり、時刻ｔ１からｔａの短い時間で受圧面１１ａ
の油圧Ｐａとして大きな油圧ＰSOL が変速開始後直ちに
印加される。こうしてスプール１０はより迅速にランド
１２方向に下降して、クラッチ７へ油圧供給源ＰＬより
の油が供給される。

【００２０】このあと、ステップ１０３で、マイクロコ
ンピュータ内でタイマがリセットされたあと、ステップ
１０４において、タイマが時間Δｔごとにカウントをイ
ンクリメントして、経過時間ｔとする。そして、ステッ
プ１０５では、変速開始時からの経過時間ｔが所定の復
帰時間ｔR 以上となったか否かがチェックされる。復帰
時間ｔR は、スプール１０が図１において下方へ移動す
るに要する時間（ｔａ−ｔ１）を十分に経過し、かつク
ラッチ７への油の供給が完了し、スプール１０が図１に
おいて再び上方へ移動する時間（ｔ３−ｔ１）よりも短
い時間に設定される。

【００２１】ここで、ｔがｔR 以上であればステップ１
０６へ進んで、ソレノイド弁３へのソレノイド指令値が
変速初期設定圧に相当する値とされる。これにより、ソ
レノイド圧ＰSOL は変速初期設定圧へ降下する。また、
ｔがｔR 以上でない場合には、ステップ１０４へ戻っ
て、ｔがｔR 以上になるまでタイマによるカウントが繰
り返される。

【００２２】なお、変速開始前にクラッチ７の油が排出
されている状態で、スプール１０が図１において下方へ
移動したあと、クラッチ７への油の充填が完了するまで
の時間（ｔ３−ｔ１）は、固体ばらつきや変速時のクラ
ッチ７の回転速度などによるばらつきに対しては十分大
きいため、指令値を変速初期設定圧相当に戻す復帰時間
ｔR は、オープン制御でも十分余裕をもって決定するこ
とができる。また、ステップ１０１のチェックで要変速
の状態にないときには、ソレノイド弁３の制御は行なわ
れずに終了する。

【００２３】本実施例は以上のような制御により、前記
第１実施例と同様の効果が得られるとともに、スプール
１０の移動時間がより短くなり、クラッチ７への油の供
給がより迅速に行なわれるという利点を有する。

【００２４】つぎに図５はさらに他の制御システムに適
用された第３の実施例を示す。これは、油温によってソ
レノイド弁の制御を可変とするものである。すなわち、
変速機の制御回路構成や、使用環境によっては、温度に
よる油の粘度変化によってスプール１０の移動時間に差
が生じることが有り得る。そのため、復帰時間ｔR を油
温に関係なく一定値として、粘度の大きいときにスプー
ル１０が移動する時間を十分に含むように設定すると、
粘度の小さいときには、その復帰時間経過前にすでにク
ラッチ７への油の充填が完了してしまうおそれがある。
逆に、復帰時間ｔR を粘度の小さいときに合わせて設定
すると、粘度が大きいときにはスプール１０が移動を完
了する前にソレノイド指令値ＩSOL を初期設定圧力相当
値に変更してしまう。そうなればスプールを迅速に移動
させてソレノイド圧とライン圧とを切り換えるという効
果が十分に得られないことになる。

【００２５】この実施例でも、第１および第２の実施例
におけるのと同一構造で、切り換え弁２とソレノイド弁
３を備える油圧制御弁１が用いられる。ソレノイド弁３
を制御するマイクロコンピュータ２０Ｂには、油温セン
サ２１、スロットル開度センサ２３および車速センサ２
２が接続され、各センサよりの信号を基に変速時期を決
定する。そして、ソレノイド弁３へ指令値を出力して、
油圧制御弁１を制御しクラッチ７へ油圧を供給する。

【００２６】図６は、本実施例の制御動作の主要部を示
すフローチャートである。運転開始により制御動作が開
始されると、まず、ステップ２０１において、変速すべ
き状態にあるか否かがチェックされる。要変速であれば
ステップ２０２に進み、変速開始にあたってソレノイド
弁３へのソレノイド指令値（電流）ＩSOLaを最大にす
る。これにより、迅速なクラッチ７への油供給が行なわ
れる。このあと、ステップ２０３で、マイクロコンピュ
ータ２０Ｂ内でタイマがリセットされる。

【００２７】続いてステップ２０４で、油温センサ２１
から油温が読込まれたうえ、ステップ２０５において、
上に読み込まれた油の温度に応じた復帰時間ｔR が、予
め設定されているマップから読み込まれる。マップは、
図７に示されるように、油の粘度と相関関係にある油温
に応じて復帰時間ｔR を設定している。ステップ２０６
〜２０８は前実施例における図３のステップ１０４〜１
０６と同じである。したがって説明は省略する。

【００２８】本実施例では以上のように制御が行なわ
れ、粘度と相関関係にある油温に応じて復帰時間ｔR を
設定してあるので、どのような温度環境下にあっても、
スプール１０の移動を迅速にでき、摩擦締結要素への油
の供給が素早くかつ確実に行なわれるという効果を有す
る。

【００２９】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、圧力制御弁と
油圧供給源とにそれぞれ接続する第１と第２の入力ポー
トを備え、リターンスプリングで一端方向へ付勢された
スプールの移動によりこれらの入力ポートを交互に切り
換えて出力ポートと連通させる切り換え弁を有し、摩擦
締結要素との間の第１の油路に設けたオリフィスの上流
とスプールの上記一端とを連通する第２の油路と、オリ
フィスの下流とスプールの他端とを連通する第３の油路
を設けた構成としたので、変速開始により圧力制御弁よ
り油圧を切り換え弁を通して摩擦締結要素へ供給する
と、スプールが移動して第１入力ポートが閉じる一方、
第２入力ポートが開いて摩擦締結要素に油圧供給源より
油を供給し、油の供給が完了すると第２入力ポートが閉
じる一方、第１入力ポートが開いて、摩擦締結要素には
圧力制御弁の油圧が供給される。これにより、油の供給
中に圧力制御弁への指令値をライン圧より低い値にして
も、油圧供給源からのライン圧の油が圧力制御弁へ逆流
するような不具合が生じない。

【００３０】また、同じく摩擦締結要素への油圧供給源
より油の供給中に、圧力制御弁の油圧を変速初期設定圧
とすることができるので、油の供給完了によって圧力制
御弁に切り換わったとき直ちに所定の設定圧力を供給す
ることができる。さらに、油圧供給源よりライン圧の油
を供給するので、圧力制御弁の供給能力を低く抑さえた
まま変速時の摩擦締結要素への油の供給を素早く行うこ
とができるから、圧力制御弁を小型に構成することがで
きる。

【００３１】また、圧力制御弁をソレノイド弁とし、摩
擦締結要素への油圧供給開始時に所定の時間その供給圧
力を最大にする指令電流値を該ソレノイド弁に供給する
ことにより、スプールの移動時間が短くなり、摩擦締結
要素への油の供給がより迅速に行なわれる。さらに、上
記所定の時間を油温に対応させて変化させることによ
り、どのような温度環境下にあってもスプールの移動を
迅速に行え、摩擦締結要素への油の供給を素早く、かつ
確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。

【図２】第１の実施例における制御のタイムチャートで
ある。

【図３】第２の実施例を示す制御動作のフローチャート
である。

【図４】第２の実施例における制御のタイムチャートで
ある。

【図５】第３の実施例の構成を示す図である。

【図６】第３の実施例の制御動作を示すフローチャート
である。

【図７】復帰時間を定めるマップ例を示す図である。

【図８】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ 油圧制御弁 ２ 切り換え弁 ３ ソレノイド弁（圧力制御弁） ４ 第１入力ポート ５ 第２入力ポート ６ 出力ポート ７ クラッチ（摩擦締結要素） ８ オリフィス ９ スプール孔 １０ スプール １１ 第１ランド １１ａ 受圧面 １２ 第２ランド １２ａ 受圧面 １３ リターンスプリング １４ 第１の油路 １５ 第２の油路 １６ 第３の油路 ２１ 油温センサ ２０、２０Ｂ マイクロコンピュータ ＰＬ 油圧供給源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧供給源からの油圧を調圧する圧力制
   御弁と、該圧力制御弁と接続する第１の入力ポートと、
   油圧供給源と接続する第２の入力ポートと、リターンス
   プリングにより一端方向へ付勢されたスプールと、スプ
   ールの移動により第１の入力ポートと第２の入力ポート
   に交互に連通する出力ポートとを備えた切り換え弁と、
   前記出力ポートと摩擦締結要素を接続する第１の油路に
   設けられたオリフィスと、該オリフィスの上流とスプー
   ルの前記一端側の弁室とを連通する第２の油路と、前記
   オリフィスの下流とスプールの他端側の弁室とを連通す
   る第３の油路とを有し、摩擦締結要素への油の供給の間
   前記第１の入力ポートと出力ポートとの連通を遮断して
   前記第２の入力ポートと出力ポートとを連通し、摩擦締
   結要素に油の供給が完了すると前記第２の入力ポートと
   出力ポートとの連通を遮断して前記第１の入力ポートと
   出力ポートとを連通するよう構成されたことを特徴とす
   る摩擦締結要素の油圧制御弁。
2. 【請求項２】 前記圧力制御弁がコンピュータにより制
   御されるソレノイド弁であり、該ソレノイド弁には、摩
   擦締結要素への油圧供給開始時に所定の時間その供給圧
   力を最大にする指令電流値が供給されるものであること
   を特徴とする請求項１記載の摩擦締結要素の油圧制御
   弁。
3. 【請求項３】 前記所定の時間が、油温に応じて設定さ
   れることを特徴とする請求項２記載の摩擦締結要素の油
   圧制御弁。