JPH0921458A - 自動変速機用油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アキュームレータを廃止し、体格を低減し、
高応答性を確保しつつ電磁弁の個数を低減可能な自動変
速機用油圧制御装置を提供する。 【構成】 オンオフ電磁弁５を閉とすると、ポート２５
の高圧によってスプリング１７の付勢力に抗してスプー
ル３０が図１に示す位置に移動し、この状態で昇圧用の
圧力制御弁１を次第に開側へ制御すると、出力ポート２
７から逆止弁７を通過し切換部８を通して出力ポート１
６の圧力が高圧側に充填制御される。このとき、比例制
御弁１４の自己圧力補償により入力ポート２０の圧力が
出力ポート１６の圧力と等しくなる。一方、降圧用の圧
力制御弁２を次第に開側へ制御すると、出力ポート２
６、逆止弁９と切換部１１を通して出力ポート１５の圧
力が低圧側へ排出制御される。このとき、比例制御弁１
３の自己圧力補償によりクラッチＢ２１が出力ポート１
５の圧力と等しくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機の変速
機構を油圧で変速制御する自動変速機用油圧制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両用等に多く利用されている自
動変速機は、回転駆動力を負荷に応じてスムーズに伝達
するため、油圧弁により各摩擦係合装置に加わる油圧を
切換え制御して変速制御を行っている。変速制御は、乗
員による前進、中立および後退のいずれかを選択するセ
レクトレバーによる手動操作と、エンジンのスロットル
開度などからエンジン制御コンピュータにより適正なギ
ア比になるように摩擦係合装置の係合状態を決定する自
動変速とにより行われる。

【０００３】このような従来の自動変速機用油圧制御装
置のクラッチ圧力制御機構としては、次の二つの方式
(1) アキュームレータ背圧制御方式（特公平５−７５７
９号公報参照）と(2) 電磁弁直接制御方式（欧州特許第
５６４０１７−Ａ１、特開平５−６５９５７号公報参
照）が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

(1) アキュームレータ背圧制御方式を採用するもので
は、単一の電磁弁によって複数のアキュームレータの背
圧を制御するもので、少ない個数の電磁弁で多数のクラ
ッチを制御することができる。しかし、アキュームレー
タの体格が大きくこのアキュームレータ配置のスペース
を大きく必要とするということと、アキュームレータの
動作を高速化することが困難であるため素早い変速の実
現が困難であるという問題がある。

【０００５】(2) 電磁弁直接制御方式を採用するもので
は、電磁弁で直接クラッチ圧を制御する方式を採用し、
直動型とパイロット型の二方式がある。この二方式のい
づれでも、変速応答性が高く、上記アキュームレータに
対応する要素が廃止できることから体格が小さくなり構
成が簡単になるという利点がある。しかし、電磁弁の個
数がクラッチの個数と同等数必要となることから、アキ
ュームレータを廃止したとはいえ、必ずしも低コストに
はならないという問題がある。

【０００６】本発明は、前記 (1)、(2) の問題を解決す
るためになされたもので、アキュームレータを廃止し、
体格を低減し、高応答性を確保しつつ電磁弁の個数を低
減可能な自動変速機用油圧制御装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置
は、自動変速機に設けられる複数の摩擦係合要素に加わ
る油圧をそれぞれ切換え、前記複数の摩擦係合要素をそ
れぞれ係合または解除させることにより、複数の変速段
を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置であって、
前記摩擦係合要素の係合または解除を選択し、前記摩擦
係合要素の油圧室を高圧または低圧に切換える切換手段
と、前記切換手段の供給通路の入口側に排出を禁止する
第１禁止弁と、前記切換手段の排出通路の出口側に供給
を禁止する第２禁止弁と、前記切換手段と前記第１禁止
弁および前記第２禁止弁の先に設けられ、各指令された
信号に応じて油圧力を制御する電気油圧制御手段と、前
記切換手段と前記摩擦係合要素の前記油圧室との間に設
けられ、前記切換手段の出力圧に応じて前記油圧室の圧
力を変更する比例制御弁とを備えたことを特徴とする構
成を採用する。

【０００８】請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置
によると、アキュームレータを廃止し、切換手段の入口
側と出口側に所定の一方向のみの流れを許容する禁止弁
を設けることで、所望の摩擦係合要素の組み合わせに高
速で変速制御することができる。また高価な電磁弁の個
数を低減し、低コストに自動変速機用油圧制御装置を製
造することができる。

【０００９】請求項２記載の自動変速機用油圧制御装置
は、請求項１記載の構成において、前記電気油圧制御手
段は、前記第１禁止弁の先に設けられる昇圧用の第１電
気油圧制御弁と、前記第２禁止弁の先に設けられる降圧
用の第２電気油圧制御弁とからなることを特徴とする。
請求項２記載の自動変速機用油圧制御装置によると、昇
圧用の第１電気油圧制御弁と降圧用の第２電気油圧制御
弁を用いることで、高応答性で精密なクラッチ変速制御
が行える。

【００１０】請求項３記載の自動変速機用油圧制御装置
は、請求項２記載の構成において、前記第１電気油圧制
御弁および前記第２電気油圧制御弁は、三方デューティ
制御弁であることを特徴とする。請求項３記載の自動変
速機用油圧制御装置によると、三方デューティ制御弁を
用いることで、構成を簡素化できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】前記摩擦係合要素は、クラッチの
ほかブレーキ等がある。前記摩擦係合要素の油圧室の油
圧を高圧または低圧に切換える切換手段は、例えばスプ
ール切換弁とオンオフ電磁弁を用いるが、スプール切換
弁に代わるその他の弁手段を用いることができる。前記
第１禁止弁または第２禁止弁は、例えば逆止弁を用い、
また、前記電気油圧制御手段は、例えばデューティ比を
制御することで開弁時間を制御するデューティ制御弁を
用いる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明
する。自動変速機用油圧制御装置の油圧制御クラッチに
適用した本発明の実施の形態例を図１に基づいて説明す
る。図１は、本発明の基本的特徴を技術的思想の観点か
ら分かり易く説明するため二個のクラッチを油圧制御す
る油圧回路を示している。

【００１３】一般に、複数のクラッチの係合と解除を同
時に制御するためには一方のクラッチ圧力制御が他方の
クラッチ圧力制御に影響しないことが必要である。仮
に、一方のクラッチ圧力制御と他方のクラッチ圧力制御
とを完全に独立すると、制御すべきクラッチの総数に相
応する多数個の制御用電磁弁が必要となる。そこで、複
数のクラッチの係合と解除とを同時に独立制御可能な油
圧制御回路の基本的回路を図１に示し、この基本回路に
ついて説明する。

【００１４】まず、クラッチの作動状態に着目すると、
図２に示すように、高圧保持、充填制御、排出制御およ
び低圧保持の四種のモードに分類でき、この四種のモー
ド時に複数個のクラッチ制御が相互に影響をもたらさな
いように油圧制御する油圧回路を構成する。そして、こ
の油圧回路において、複数個のクラッチを制御する共通
の電磁弁を使用することで、電磁弁の個数を低減する。

【００１５】図１に示すように、自動変速機の摩擦係合
要素はクラッチＡ２２とクラッチＢ２１とからなり、こ
れらのクラッチＡ２２、Ｂ２１の摩擦の係合または解除
を選択する。クラッチＡ２２またはクラッチＢ２１の圧
力が高圧になると、クラッチの係合であり、低圧になる
とクラッチの解除を選択することになる。クラッチＡ２
２の入口ポート２０に比例制御弁１４が設けられ、クラ
ッチＢ２１の入口ポート１９に比例制御弁１３が設けら
れている。比例制御弁１４、１３は、それぞれスプール
弁で、スプールを図１のようにライン圧ＰＬ側からドレ
ンＤ側の一方向に付勢するスプリング１８、２８を備え
ている。圧力フィードバック通路２４、２３は、クラッ
チＡ２２、クラッチＢ２１の圧力を比例制御弁１４、１
３の一端へフィードバックする圧力フィードバック通路
である。Ｄはドレンを示し、ＰＬはライン圧を示す。

【００１６】スプール切換弁１２は軸方向に移動可能な
スプール３０を備え、このスプール３０の一方側の切換
部８はクラッチＡ２２の切換部であり、他方側の切換部
１１はクラッチＢ２１の切換部で、スプリング１７によ
りスプール３０が一端側に付勢されている。このスプー
ル３０はオンオフ電磁弁５により切換えられる。スプー
ル切換弁１２とオンオフ電磁弁５は特許請求範囲に記載
の切換手段に相当する。

【００１７】圧力制御弁１は、昇圧用のデューティ制御
弁で、特許請求範囲に記載の第１電気油圧制御弁に相当
し、圧力制御弁２は降圧用のデューティ制御弁で、圧力
制御弁１、２は、特許請求範囲に記載の第２電気油圧制
御弁に相当する。３は圧力供給通路、４は圧力供給通路
３とオンオフ電磁弁５との間に設けられた絞りであり、
６、７、９、１０は一方向の流れのみ許容する逆止弁で
ある。逆止弁７、１０は特許請求範囲に記載の第１禁止
弁に相当し、逆止弁６、９は第２禁止弁に相当する。２
５はオンオフ電磁弁５の出力ポート、２６は圧力制御弁
２の出力ポート、２７は圧力制御弁１の出力ポートであ
る。１５は切換部１１の出力ポートであり、１６は切換
部８の出力ポートである。

【００１８】この図１に示す油圧回路について、クラッ
チＡ２２を充填制御しクラッチＢ２１を排出制御する場
合ついての作動を説明する。オンオフ電磁弁５を閉とす
ると、圧力供給通路３の圧力がポート２５に作用し、ポ
ート２５の高圧によってスプリング１７の付勢力に抗し
てスプール３０が図１に示す状態である右側位置に移動
し、(1) この状態で昇圧用の圧力制御弁１を次第に開側
へ制御すると、出力ポート２７から逆止弁７を通過し切
換部８を通して出力ポート１６の圧力が高圧側に充填制
御される。その結果、比例制御弁１４の自己圧力補償に
より入力ポート２０の圧力が出力ポート１６の圧力と等
しくなるように自動制御される。一方、(2) 降圧用の圧
力制御弁２を次第に開側へ制御すると、出力ポート２
６、逆止弁９と切換部１１を通して出力ポート１５の圧
力が低圧側へ制御される。その結果、前述と同様、比例
制御弁１３の自己圧力補償によりクラッチＢ２１が出力
ポート１５の圧力と等しくなるように低圧側に排出制御
される。

【００１９】クラッチ圧のモードは、図２に示すよう
に、変速前と変速後において高圧が維持される高圧保持
モード、低圧から高圧に変化する充填制御モード、高圧
から低圧に変化する排出制御モード、低圧が維持される
低圧保持モードの４パターンに分類される。この実施の
形態例では、オンオフ電磁弁５と圧力制御弁１、２を使
用し、上記四種のパターンでクラッチＡ２２とクラッチ
Ｂ２１とを独立して制御でき相互干渉を回避することが
できる。この４パターンが複数個のクラッチの油圧室の
圧力について相互に影響をもたらさないようにすること
で、電磁弁の個数を低減できる。

【００２０】さらに、前述した(1) の充填制御ならびに
(2) の排出制御におけるクラッチ圧の制御は、充填制御
時、昇圧用の圧力制御弁１のデューティ比を変化させる
ことで図３に示す一点斜線または破線のようにクラッチ
圧を制御することができ、また図４に示すように排出制
御の場合、降圧用の圧力制御弁２のデューティ比を制御
することで図４に示す一点斜線または破線のような排出
制御を行うことができる。このように電磁弁の個数を低
減して、各クラッチの高圧保持モード、充填制御モー
ド、排出制御モードおよび低圧保持モードを独立してき
め細かく精密に制御できる。アキュームレータが廃止さ
れるから、油圧制御装置の体格を小型化できる。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の自動変速機用油圧制御装置を
車両用の自動変速機（以下、「自動変速機」をＡＴとい
う）に適用したシステム構成を図５に示す。図５におい
て、ＥＶは電磁弁を表す。そして、上記図１で示した油
圧回路を図５に示す自動変速機用油圧制御装置に取り込
んだ油圧制御回路の実施例を図６に示す。図６は、自動
変速機のシフト制御に関する全体構成を示す。

【００２２】自動変速機はエンジンで発生したトルクを
トルクコンバータなどの流体伝動装置を介して変速駆動
装置に伝達し、この変速駆動装置内の複数の遊星歯車装
置によって変速して出力する。車両用ＡＴの動作は、周
知のように自動または手動でトランスミッション３００
内のギヤ接続が切換えられ、トルクコンバータ２００に
接続された図示しないエンジンからの回転力が車両の後
輪または前輪に伝達される。自動変速手段９０とその周
辺装置全体は、トランスミッション３００下部のＡＴ内
部の図示しないオイルパン内部にあり、オイルパン内部
の油圧制御装置４００の周囲は油圧回路のドレンになっ
ている。

【００２３】トランスミッション３００内には、エンジ
ンの回転軸に直結して回転駆動される公知の油圧ポンプ
５６が設けられており、各油圧装置からオイルパン等に
排出された駆動油を吸入ポート５７より吸入し、ライン
圧制御弁６４を介し各装置へ圧油を供給している。この
油圧ポンプ５６からの圧油は、変動のある高ポンプ油圧
であり、電磁制御式圧力制御弁であるライン圧制御弁６
４により一定の高圧なライン圧に制御し各油圧機器へ供
給される。

【００２４】油圧制御装置４００には係合油圧制御弁６
５が設けられている。係合油圧制御弁６５は、ライン圧
制御弁６４から供給される圧油のライン圧を任意に制御
し、所定の制御圧にした圧油を制御弁８１、８２、８
３、８４、８５、８６、８７、スプール弁７１、デュー
ティ電磁弁９４に供給している。各摩擦係合装置は、ト
ランスミッション３００内にある図示しないプラネタリ
ギア等の各変速比を構成するギアに連結されており、こ
れら摩擦係合装置を係合または解除することにより、変
速比を切換えて車両の変速制御を行っている。

【００２５】この実施例は、手動変速手段８０に収容さ
れた図示しない手動操作により作動する油圧切換弁と、
自動変速手段９０に収容された自動変速４段用のオンオ
フ電磁弁９１、９２およびデューティ電磁弁９３、９
４、９５からなる油圧切換弁とが各々独立して操作可能
な自動変速機用油圧制御装置である。ＡＴのクラッチ
類、ブレーキ類の動作状態は図９に示す構成となる。図
９に示すようにセレクトレバー５００がＰ（パーキン
グ）レンジの位置にあるときとセレクトレバー５００が
Ｎ（ニュートラル）レンジの位置にあるときの各クラッ
チ・ブレーキ類の動作状態は同一である。

【００２６】遊星歯車装置の各要素は、各種クラッチＣ
0 、Ｃ1 、Ｃ2 、ブレーキＢ0 、Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 によ
って選択的に係合または解除され、所定の変速比を得る
ようになっていて、図６に示すように、クラッチＣ0 、
Ｃ1 、Ｃ2 、ブレーキＢ0 、Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 は切換手
段としてのスプール弁７１、７２、７３、７４によって
作動される。

【００２７】そして、切換手段としてのスプール弁７
１、７２、７３の供給通路の入口側に排出を検出する第
１禁止弁としての逆止弁３２、３４、３５、３８、４
２、４５、４７が設けられ、また切換手段としてのスプ
ール弁７１、７２、７３の排出通路の出口側に供給を禁
止する第２禁止弁としての逆止弁３１、３３、３６、３
７、４３、４４、４６が設けられている。排出時に二方
向のうちの一方向のみの流れを許容する逆止弁３９、４
０、４１が設けられている。

【００２８】スプール弁７１、７２、７３と第１禁止弁
に相当する逆止弁３２、３４、３５、３８、４２、４５
との先には、指令された信号に応じた油圧力を制御する
第１電気油圧制御弁としての昇圧用のデューティ電磁弁
９４が設けられ、スプール弁７１、７２、７３と第２禁
止弁に相当する逆止弁３１、３３、３６、３７、４３、
４４、４６との先には、指令された信号に応じて油圧力
を制御する第２電気油圧制御弁としての降圧用のデュー
ティ電磁弁９５が設けられている。デューティ電磁弁９
４は昇圧用制御弁であり、デューティ電磁弁９５は降圧
用制御弁である。

【００２９】また、クラッチＣ0 、Ｃ1 、Ｃ2 、ブレー
キＢ0 、Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 の油圧室とスプール弁７１、
７２、７３の対応する出力ポートとの間に制御弁８１〜
８７が設けられている。制御弁８１〜８７は、スプール
弁７１、７２、７３の出力圧に応じて各種クラッチ、ブ
レーキの油圧室の圧力を変更する弁で、かつ、各種クラ
ッチおよび各種ブレーキの油圧室の油圧力が所望の制御
圧に保持されるよう油圧漏れを禁止する弁である。車両
用自動変速機においては、振動、熱等の過酷な使用環境
で使用することから、このような過酷な使用環境におい
ても各種クラッチ、ブレーキの油圧室が所望の制御圧に
保持されるように油圧漏れを確実に防止する油圧漏れ禁
止弁としての制御弁８１〜８７を設けている。

【００３０】次に、Ｄレンジ２速の場合とＤレンジ４速
の場合との油圧制御装置の各作動状態を図７および図８
に示す。Ｄレンジの２速状態においては、図９に示すよ
うに、クラッチＣ0 、Ｃ1 とブレーキＢ2 がオン状態と
なり、クラッチＣ2 、ブレーキＢ0 、Ｂ1 、Ｂ3 がオフ
状態となっている。すなわち図７に示す状態にあり、オ
ンオフ電磁弁９１、９２がオン状態となり、デューティ
電磁弁９３、９５はオフ状態にあり、デューティ電磁弁
９４が制御状態となる。図７において太線部分において
油圧が作動状態となる。デューティ電磁弁９４のデュー
ティ比を制御することで、精密に充填制御することがで
きる。

【００３１】Ｄレンジの４速状態においては、図９に示
すように、クラッチＣ1 、Ｃ2 およびブレーキＢ0 、Ｂ
2 がオン状態となり、クラッチＣ0 、ブレーキＢ1 、Ｂ
3 がオフ状態になる。すなわち図８に示す状態にあり、
オンオフ電磁弁９１、９２がオフ状態、デューティ電磁
弁９３はオフ状態にあり、デューティ制御弁９４はオン
状態、デューティ電磁弁９５がオフ状態にある。デュー
ティ電磁弁９４のデューティ比を制御することで、精密
に充填制御することができる。

【００３２】上記実施例によると、クラッチＣ0 、Ｃ1
、Ｃ2 、ブレーキＢ0 、Ｂ1 、Ｂ2、Ｂ3 の係合と解除
を複数個同時に制御できる。これは、各種クラッチ圧お
よびブレーキ圧が高圧保持、充填制御、排出制御、低圧
保持の４種のパターンのいずれかであることに着目し、
各種クラッチ、及びブレーキが上記４種のパターンのい
ずれかの状態にあることを相互に影響をもたないように
切換え弁制御を行うことで、デューティ電磁弁の個数を
減らしている。この実施例では、２個のデューティ電磁
弁９４、９５で、クラッチＣ0 、Ｃ1 、Ｃ2 、ブレーキ
Ｂ0 、Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 の係合と解除を複数個同時に制
御できている。このことは、図１に示すような充填制御
ならびに排出制御の各モード時の微妙な圧力制御状態を
各種クラッチおよび各種ブレーキの相互緩衝を回避しな
がら独立して行うことができることを示している。な
お、デューティ電磁弁９３については、エンジンブレー
キ制御のときに作動される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動変速機用油圧制御装置の実施の形
態例を示す構成図である。

【図２】クラッチ圧の４種類のモードを示す説明図であ
る。

【図３】充填制御モード時のクラッチ圧変化を示す模式
図である。

【図４】排出制御モード時のクラッチ圧変化を示する模
式図である。

【図５】本発明の一実施例による全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】本発明の実施例の油圧制御回路を示す回路図で
ある。

【図７】図６に示す回路におけるＤレンジ２速時の作動
状態を示す図である。

【図８】図６に示す回路におけるＤレンジ４速時の作動
状態を示す図である。

【図９】各シフトポジションにおけるクラッチおよびブ
レーキの作動状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 圧力制御弁（第１電気油圧制御弁） ２ 圧力制御弁（第２電気油圧制御弁） ３ 圧力供給通路 ５ オンオフ電磁弁（切換手段） ６、９ 逆止弁（第２禁止弁） ７、１０ 逆止弁（第１禁止弁） １２ スプール切換弁（切換手段） １３ 比例制御弁 １４ 比例制御弁 ２１ クラッチＢ（摩擦係合手段） ２２ クラッチＡ（摩擦係合手段） ３０ スプール（切換手段） ３１、３３、３６、３７、４３、４４、４６ 逆止弁
（第２禁止弁） ３２、３４、３５、３８、４２、４５、４７ 逆止弁
（第１禁止弁） ５６ 油圧ポンプ ６４ ライン圧制御弁 ６５ 係合油圧制御弁 ７１ スプール弁（切換手段） ７２ スプール弁（切換手段） ７３ スプール弁（切換手段） ８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７ 制御弁
（比例制御弁） ９１ オンオフ電磁弁（切換手段） ９２ オンオフ電磁弁（切換手段） ９３ デューティ電磁弁（切換手段） ９４ デューティ電磁弁（第１電気油圧制御弁） ９５ デューティ電磁弁（第２電気油圧制御弁） ２００ トルクコンバータ ３００ トランスミッション ５００ セレクトレバー Ｃ0 、Ｃ1 、Ｃ2 クラッチ Ｂ0 、Ｂ1 、Ｂ2 、Ｂ3 ブレーキ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動変速機に設けられる複数の摩擦係合
   要素に加わる油圧をそれぞれ切換え、前記複数の摩擦係
   合要素をそれぞれ係合または解除させることにより、複
   数の変速段を切換え制御する自動変速機用油圧制御装置
   であって、 前記摩擦係合要素の係合または解除を選択し、前記摩擦
   係合要素の油圧室を高圧または低圧に切換える切換手段
   と、 前記切換手段の供給通路の入口側に排出を禁止する第１
   禁止弁と、 前記切換手段の排出通路の出口側に供給を禁止する第２
   禁止弁と、 前記切換手段と前記第１禁止弁および前記第２禁止弁の
   先に設けられ、各指令された信号に応じて油圧力を制御
   する電気油圧制御手段と、 前記切換手段と前記摩擦係合要素の前記油圧室との間に
   設けられ、前記切換手段の出力圧に応じて前記油圧室の
   圧力を変更する比例制御弁とを備えたことを特徴とする
   自動変速機用油圧制御装置。
2. 【請求項２】 前記電気油圧制御手段は、前記第１禁止
   弁の先に設けられる昇圧用の第１電気油圧制御弁と、前
   記第２禁止弁の先に設けられる降圧用の第２電気油圧制
   御弁とからなることを特徴とする請求項１記載の自動変
   速機用油圧制御装置。
3. 【請求項３】 前記第１電気油圧制御弁および前記第２
   電気油圧制御弁は、三方デューティ制御弁であることを
   特徴とする請求項２記載の自動変速機用油圧制御装置。