JPH11311315A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧損失を低減して効率の高い自動変速機を実
現し、自動車においては燃費を大幅に向上させることが
出来る自動変速機の制御装置を提供する。 【解決手段】変速クラッチおよび変速用ブレーキに個別
の電動オイルポンプおよび閉油圧回路を設け、この電動
オイルポンプにエネルギ蓄積機能を持つ加圧装置を設け
ることで、電動機の付勢を止めてもクラッチ油圧を維持
できる構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の自動変速機
の制御装置に係り、特に、ワンウエイクラッチを廃止し
て変速用クラッチ油圧を直接制御する方式の自動変速機
に用いるに好適な制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機の油圧制御装置はエンジンで
駆動されるオイルポンプで油圧を発生させ、切り換え弁
により油圧回路を切り換えて制御対象クラッチを選択
し、デューティソレノイド弁やリニアソレノイド弁を用
いてオイルポンプから得られた油圧を減圧調整すること
でクラッチシリンダ油圧を制御する方式が一般的であ
る。また最近は、切り換え弁を用いずに各クラッチのシ
リンダにそれぞれにデューティソレノイド弁やリニアソ
レノイド弁を設けて、クラッチシリンダ圧を直接制御す
るいわゆるダイレクトクラッチ制御方式が開発されてい
る。

【０００３】しかしこの場合でも、油圧を発生するのは
エンジンで駆動されるオイルポンプであり、そのポンプ
圧を各クラッチシリンダに直結されたデューティソレノ
イド弁やリニアソレノイド弁が調圧するものである。

【０００４】このようにエンジンで駆動されるオイルポ
ンプにより元圧を発生させ、デューティソレノイド弁や
リニアソレノイド弁を用いて減圧調整する方式では、元
圧はエンジン回転により常時発生するので、必要ない油
はドレインに逃がしてオイルポンプに無駄な負荷を掛け
ないようにしているものの、油の循環により発熱を生じ
油圧制御システムの効率を低下させるという不都合があ
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はかかる
不都合をなくし、無駄な油の循環を無くして発熱を抑
え、エネルギ効率の良い自動変速機のクラッチ圧制御装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、クラッチシリンダに、油圧発生用シリンダ式電動ポ
ンプを直結した静止油圧系を構成する。

【０００７】クラッチの締結推力発生用油圧シリンダ
に、閉油圧回路を構成するように油圧発生用シリンダを
接続し、該油圧発生用シリンダのピストンを押圧する加
圧機構を設け、クラッチ締結時に加圧機構内部に設けら
れたエネルギ蓄積部に電動機を用いてエネルギを蓄え
る。エネルギ蓄積部の作用により、締結完了後に電動機
の付勢を止めても継続的に油圧発生用シリンダは油圧を
発生し、クラッチの締結が維持される。

【０００８】

【発明の実施の形態】（実施例）本発明の第１の実施例
を図１を用いて説明する。図１は本発明の自動変速機の
構造を示すもので、変速機ケース１は図示しないエンジ
ンに接続され、エンジンからの動力はトルクコンバータ
２を介して遊星歯車列３，４に伝えられ、変速されて出
力軸５から図示しないファイナルギヤおよびタイヤに伝
達される。

【０００９】遊星歯車列３，４には多板クラッチ６，６
ａやバンドブレーキ７が接続されており、必要に応じて
締結，解放されて所定の変速比を得るようになってい
る。

【００１０】本図では、多板クラッチ６は遊星歯車列
３，４につながった回転部材と変速機ケース１との間に
設けられた例であり、多板クラッチ６ａは回転部材同士
の間に設けられた例である。これらの多板クラッチやバ
ンドブレーキを締結させるクラッチピストン８，８ａや
ブレーキピストン９は、それぞれクラッチシリンダ１
０，１０ａやブレーキシリンダ１１に内蔵されている。
これらのクラッチシリンダあるいはブレーキシリンダは
それぞれ直結油圧回路１２で個別の電動油圧ポンプ１３
に接続されている。電動油圧ポンプ１３は種々のポンプ
が使用可能であるが、圧油を循環させずに密閉して圧力
を伝える例えばピストン式油圧ポンプが望ましい。

【００１１】図２は図１の電動油圧ポンプ１３の具体的
な実施例を示すもので、油圧発生用シリンダ１４にはピ
ストン１５が内蔵され、ピストンロッド１６は加圧機構
１７に接続されている。加圧機構１７の内部にはエネル
ギ蓄積バネ１８を設け、このバネを介して押圧部材１９
がピストンロッド１６に推力を与える。押圧部材１９は
ガイド２０に沿って左右に移動可能に保持されており、
その中心部には雌ねじ２１が形成されている。この雌ね
じ２１に噛み合う雄ねじ２２は電動機２３により回転す
るように構成されている。

【００１２】電動機２３を付勢して押圧部材１９を左に
移動させると、エネルギ蓄積バネ１８を介してピストン
ロッド１６に推力が印加され、ピストン１５が油２４を
押し出してクラッチシリンダ１０，１０ａまたはブレー
キシリンダ１１に油圧を伝達する。クラッチシリンダ１
０，１０ａまたはブレーキシリンダ１１の油圧は直結油
圧回路１２に設けられた油圧センサ２５により電気信号
に変換され、変速機制御装置２６に入力される。

【００１３】変速機制御装置２６は車速やスロットル開
度，エンジン回転数などを入力して最適なギヤ比を選択
すると共に、変速をスムースに行うためにクラッチの油
圧を制御する機能を持っている。

【００１４】本実施例の場合には変速中のエンジン回転
数の変化などから変速の過程を検知し、各過程における
最適な油圧の時間変化パターンを計算し、油圧センサ２
５の出力がそのパターンに追従するよう電動機２３を制
御する。ピストンロッド１６に与える推力はエネルギ蓄
積バネ１８の縮み量に比例するので、押圧部材１９の移
動量に比例する。

【００１５】図３は図２の実施例において変速過渡時の
制御を行った時のクラッチ油圧の変化を示したものであ
る。変速指令が時刻ｔ０で出ると、電動機２３が回転し
て油２４を送り出しクラッチピストン８が移動する。時
刻ｔ１で図示しないディッシュプレートが縮み始め、時
刻ｔ２でクラッチ板が互いに接触し始める。

【００１６】次第に油圧を高めると、時刻ｔ３で締結を
開始する。さらに油圧を高めるといわゆるトルク相の動
作をして、締結クラッチの受け持つトルクが増加すると
ともに、ワンウエイクラッチのトルクが減少する。時刻
ｔ４でワンウエイクラッチがはずれ、入力軸回転数が変
化するいわゆるイナーシャ相に突入する。

【００１７】イナーシャ相の出力軸トルクの大きさは締
結クラッチ圧により決まるので、トルク跳ね上がりが大
きくならないように電動機２３の制御により押圧部材１
９を徐々に左に移動させクラッチ圧を制御する。時刻ｔ
５で変速過程が終了するので、時刻ｔ６で押圧部材１９
をさらに左に移動させ、締結クラッチ圧を高くして十分
な締結力を維持する様にする。この状態で電動機２３の
付勢を止めると、押圧部材１９はねじにより駆動されて
いるのでそのままの位置に留まり、エネルギ蓄積バネ１
８の縮み量は変わらないので、クラッチシリンダ１０，
１０ａまたはブレーキシリンダ１１の油圧はそのままの
値に維持される。すなわち本方式に於いてはクラッチ締
結後のクラッチまたはブレーキ油圧は、外部からエネル
ギを供給することなしに維持できるので非常に効率がよ
く、自動車に適用した場合燃費向上に役立つ。

【００１８】図４は本発明の他の実施例を示すもので、
図２と同じ部材には同一符号を付してある。図２の場合
と異なるのは押圧部材１９の中心部の雌ねじ２１の代り
に、噛み合わせ／解放可能な爪２７を設けたものであ
る。この爪２７はソレノイド２８を励磁することにより
雄ねじ２２との噛み合わせから解放される様になってい
る。この加圧機構１７はワンウエイクラッチを用いない
クラッチ掛け替え変速いわゆる「クラッチ・ツウ・クラ
ッチ変速」に好適である。

【００１９】図５はクラッチ・ツウ・クラッチ変速過渡
時の制御を行った時のクラッチ油圧の変化を示したもの
である。図４の装置は通常はソレノイド２８が励磁され
ていないので爪２７は雄ねじ２２に噛み合っており、変
速指令が時刻ｔ０で出ると解放側クラッチに接続されて
いる電動機２３を逆回転させて、解放側クラッチ油圧を
クラッチが滑らない程度に下げておく。その状態で締結
側クラッチの電動機２３により締結側クラッチ油圧を印
加して行く。時刻ｔ１で図示しないディッシュプレート
が縮み始め、時刻ｔ２でクラッチ板が互いに接触し始め
る。次第に締結側クラッチ油圧を高めると時刻ｔ３で締
結を開始する。

【００２０】さらに締結側クラッチ油圧を高めるといわ
ゆるトルク相の動作をして、締結クラッチの受け持つト
ルクが増加するとともに、解放側クラッチのトルクが減
少する。減少するトルクに合わせて解放クラッチ油圧を
低減する。時刻ｔ４で解放側クラッチのトルクがゼロに
なるので、この瞬間に一気に解放側のクラッチを解放す
る必要がある。このタイミングが遅れると両方のクラッ
チが締結しているロック状態が発生し、変速ショックが
発生しクラッチも焼けることになる。また逆に解放タイ
ミングが早過ぎると両方のクラッチが解放している状態
が生じ、エンジンが吹き上がる結果となる。したがって
スムースな変速を行うには最適のタイミングに急速に解
放を行う必要があるが、そのためには油圧を急速に減少
させることが重要である。

【００２１】時刻ｔ４で解放側クラッチのトルクがゼロ
になる瞬間、ソレノイド２８を励磁して爪２７を解放す
ると、押圧部材１９は自由に移動できるようになるた
め、リターンスプリング２９の力によりピストンロッド
１６が右側に急速に移動し、クラッチまたはブレーキ油
圧は一気にゼロに低下する。すなわち解放側クラッチが
一気に解放されてイナーシャ相に突入する。

【００２２】時刻ｔ５で変速が終了したらソレノイド２
８の励磁を止めて爪２７を再び雄ねじ２２に噛み合わせ
るが、ピストンロッド１６が右側に移動したそのままの
位置であるので解放側クラッチまたはブレーキの油圧は
ゼロのままである。

【００２３】締結側クラッチにつながった電動油圧ポン
プ１３においては、時刻ｔ６で押圧部材１９をさらに左
に移動させ、締結クラッチ圧を高くして十分な締結力を
維持する様にする。

【００２４】以上のように、変速中のクラッチ油圧を電
動機の制御により自由に制御できるので、変速ショック
の少ない変速制御が可能になると共に、締結完了後に電
動機の付勢を止めても継続的に油圧発生用シリンダは油
圧を発生し、クラッチの締結が維持されるので、エンジ
ンで駆動するオイルポンプが不要となり、全体のエネル
ギ効率を高くすることが出来る。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、油
圧損失を低減して効率の高い自動変速機を実現でき、自
動車においては燃費を大幅に向上させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示し自動変速機の構造を示す
断面図。

【図２】図１の電動油圧ポンプ１３の具体的な構成を示
す断面図。

【図３】本発明の図２の実施例における変速過渡時の制
御を行った時のクラッチ油圧の変化を示したタイムチャ
ート。

【図４】本発明の他の実施例を示し、図１の電動油圧ポ
ンプ１３の具体的な構成を示す断面図。

【図５】本発明の図４の実施例におけるクラッチ・ツウ
・クラッチ変速過渡時の制御を行った時のクラッチ油圧
の変化を示したタイムチャート。

【符号の説明】

１…変速機ケース、３，４…遊星歯車列、５…変速機出
力軸、６，６ａ…多板クラッチ、７…バンドブレーキ、
１０，１０ａ…クラッチシリンダ、１１…ブレーキシリ
ンダ、１２…直結油圧回路、１３…電動油圧ポンプ、１
４…油圧発生用シリンダ、１５…ピストン、１７…加圧
機構、１８…エネルギ蓄積バネ、１９…押圧部材、２１
…雌ねじ、２２…雄ねじ、２３…電動機、２５…油圧セ
ンサ、２６…変速機制御装置、２７…爪、２８…ソレノ
イド。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動車のエンジンからの動力を入力する入
   力軸、該入力軸により駆動される変速用ギヤトレイン、
   該変速用ギヤトレインにより駆動される出力軸、前記ギ
   ヤトレインの複数個のギヤの間、もしくはギヤと変速機
   ケースとの間に複数個設けられたクラッチおよび／また
   はブレーキ、該クラッチおよび／またはブレーキに接続
   され締結推力を発生するクラッチシリンダおよび／また
   はブレーキシリンダ，クラッチシリンダおよび／または
   ブレーキシリンダを作動させる油圧回路より構成される
   自動変速機の制御装置において、 さらに電動油圧ポンプを有し、前記油圧回路は閉油圧回
   路を構成していることを特徴とする自動変速機の制御装
   置。
2. 【請求項２】請求項１の記載において、 前記電動油圧ポンプは油圧の加圧機構，電動機、該電動
   機により回転される雄ねじ、該雄ねじと噛合った雌ねじ
   を有する押圧部材、該押圧部材と前記クラッチシリンダ
   および／またはブレーキシリンダのピストンとを接続す
   るエネルギ蓄積ばねより構成されることを特徴とする自
   動変速機の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１の記載において、 前記電動油圧ポンプは油圧の加圧機構，電動機、該電動
   機により回転される雄ねじ、該雄ねじと噛み合った爪よ
   り構成され、前記爪と前記雄ねじとの噛み合せが電気信
   号によって解放可能であることを特徴とする自動変速機
   の制御装置。
4. 【請求項４】請求項１の記載において、 前記クラッチシリンダおよび／またはブレーキシリンダ
   の油圧を検出する油圧センサ、該油圧センサの出力が入
   力される油圧制御装置より構成されるとともに、前記電
   動油圧ポンプは油圧の加圧機構と電動機とからなり、前
   記油圧制御装置は前記油圧センサの検出値に基づいて前
   記電動機の回転数を制御することを特徴とする自動変速
   機の制御装置。