JPS5868534A - 自動車用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動車用自動変速機の変速切換制御を電気／
油圧制御により達成する変速制御装置Ｆ？に関するもの
である。

一般に、電気／油圧制御による自動車用自動変速機にお
いては、車速、スロットル開度などを電気的に検出し、
自動車の走行条件にｈｔ−じて最適変速段を決定し、そ
の出力に応じて所定のソレノイド弁を動作させ、複数個
の油圧サーボ手段を選択的に動作させることにより複数
の９途比を得ている。この方式では変速機の変速段数に
応じてソレノイド弁が多くなり、油圧制御部が大形化す
る欠点がある。

この発明は、油圧源と油圧サーボのｌｌに油圧で作動す
る油圧切換弁を配置し、該油圧切換弁の作動を制御する
油圧を、互いに相隣るスプールと係合し、そねぞね固有
のストロークに制限さねている麹数個のスプールを有し
、相隣るスプールにより形酸さねる油室にそねぞね単独
にソレノイド弁で圧油が供給さねた時、上記固有のスト
ロークがそねぞわ与えられ、複数のソレノイド弁の動作
により複数の油圧室に圧油が供給された時には圧油ノ供
給さねた油室に与えらねている固有のストロークが加算
さね、この加算されたストロークによって順次作動する
油圧分配弁により給送または排油し、油圧切換弁を作動
させることにより所定の油圧サーボを選択的に動作させ
変速動作を達成するようにしたもので、変速段数が増加
しても油圧分配弁は１個でよく、また、油圧分配弁を作
動させるソレノイド弁も変速段数の増加に比例して必要
個数が増加せ前゛、また、小容社のソレノイド弁でよい
ため、電子回路および油圧回路ともに単純化さね、小形
で、しかも、信頼度の高い自動変速機の変速制御装置の
提供をｈＪ能とするものである。

第１図はトルクコンバータ式前進８段、後進１段の自動
変速機の一例を示したもので、トルクコンバータ、遊星
歯車機構、油圧制御機構、および、電気制御回路により
＊成さねている。

第１図に例示する自動変速機においては、４ｉ１　Ｍ第
１速はクラッチ（６１とブレーキ（２１４を作動させる
ことによって達成される。この場合、エンジンの同転は
入力軸（ａ）、ポンプインペラ（２）、タービンランナ
（８）、タービン軸（５）とトルクコンバータ（１）に
よって流体的に伝達さね、保合されたクラッチ（６１を
；＋ｆｊして遊星歯車系（１１λのインプットサンギヤ
（９）へ伝えられる。この時、プレーキシυによりキャ
リヤ（１３）は固定さねているのでピニオン軸（社）も
固定さね、入力回転はインプットサンギヤ（９）からギ
ヤ（Ｌ２）および（１７）を介して出力軸（ホ）に設け
られたギヤ（２））へ変速して伝えられる。なお、第１
Ｍではエンジン側から駆動される場合はワンウェイクラ
ッチ輪によりキャリヤ（ロ）は実質上固定されるので必
ずしもブレーキψυを作動させる必要はなく、エンジン
ブレーキを必要とする時のみブレーキ（２１ｊを作動さ
せてもよいことは公知の通りである。なお、（４ゝはト
ルクコンバータのステータを示ス。

前ボ′第２沖はクラッチ（５）とブレーキ（財）を作動
゛させることにより得られる。この場合、遊星歯車系（
１１）への人力は第１速と同じくインプットサンギヤ（
９１により行なわれ、リバースサンギヤ００）はブレー
キ（社）により［占・定さね、また、キャリヤ（１３）
は解放さ才」ているため、ギヤリヤ（１３）は回転し、
インプットサンギヤ（９）σ）回転ζ４２沖ギヤ比に減
速してギヤ０９）に伝えられる。

０１ｊ進第８沖はクラッチ（６）および（７１の両方を
係合させるｔＴとによって達成される。この場合、遊星
歯車糸（＋１１への入力はインプットサンギヤ（９）お
よびリバースサンギヤ（］０）の両方から行なわねるた
めか星歯車糸（１１１ｉ；ｊ一体となって回転し、ター
ビン軸（５ゝの１１転と出力軸（１８Ｎの回転は一致し
、ギヤ比は１となる。

伎曲にクラッチ（７）とブレーキ（２ｖの作動によって
付なわねる。この場合、キャリヤ０３）、し、たかって
ビニオン紬調および陵は固定さね、タービン軸（５）か
らの入力はリバースサンギヤ０Ｏ）１．アイドラギヤα
５）、ギヤ（１６）および（１７１（ＩＧＩ）を介して
出力軸に）に伝達さね、出力軸（ホ）はタービン軸（５
）に対して逆Ｉｎ１転となる。

なお、（ハ）は出力軸の回転を検出する１０１転七ンサ
で車速に比例した電気出力を得る。

第２図は第１図装置の各油圧サーボ、すなわちクラッチ
およびブレーキの作動を制御するＭｂ圧回路のうち本発
明に係る変速比切換制御に関するｍ１分のみを示した従
来装置の一例であり、第８図は第２図油圧回路に対し本
発明を過用した油圧回路の一実施例である。

第２図において、変速段決定囲路ａｉ　＆を自動車の走
行条件に応じた最適変速段を決定するための電子回路で
、一般に車速に比例したル・速機出力軸の回転数を検出
する（口）転センサ（財）と、エンジンの出力トルクに
関連した人力情報を得るためポテンショメータなどを使
用したエンジンのスロットル開度センサ（社）を入力信
号とし、第４図に示すようにスロットル開度の増加にし
たがって変速時期が高速側に移行するような最適変速時
期を演算決定し、その変速段指示状態に応じて２−８速
ソレノイド（財）、１−２速ソレノイド四をＯＮ、　　
ＯＦＦする。

第２図のＪｒＩＩ故においては２−８連ソレノイド（財
）、１−２速ソレノイド翰の両方が作動状態にある時に
第１速となり、１−２速ソレノイド翰のみか非作動の時
は第２速、両ソレノイドとも非作動状態では第８速とな
る。

−は２−８神切換パルプ、０１）は１−２速切換バルブ
であり、この両バルブはその構成がほぼ同一であるため
、その構造ならびに動作については２−８速切換パルプ
−についてのみ詳述する。

今、変速段決定回路（財）によって２−８速ソレノイド
（ハ）のフィル０功がＴｈ１ｌ！されるとプランジャ競
は吸引さね２−８速スプール（財）はスプリング（２）
を抑圧し、第２図に示す状態となる。この結果、ボート
（至）とＧ力は連通を断たれ、一方、ボート（ロ）は排
油ボート−と接続される。次に変速段決定回路−により
コイル国の電流がしゃ断されるとプランジャいて左方に
移動し、ボート（ハ）とＧＴｌｆｉ：沖通させる。

１−２速切換バルブ０υの動作も上記２−８律切換バル
ブ（イ）と同様であり、ソレノイド（２９）の制作によ
りスプー／Ｉ／輪はスプリングＱｌ）をＦｉｌ圧し第２
図図示位ａｈなり、ボート←ヰと榊の一通を断ち、ホー
ド−を排油ボート−に接続する。一方、ソレノイドに）
が非動作状態に移行するとボート（４））は鵠に接続さ
れる。なお、（至）および輪はスプール−あるいは−よ
り漏洩した油を流出させる排油ボートである。

上記２−８速切換バルブ−および１−２速切換バルブＯ
Ｉ）の動作態様によって油圧制御回路の虻；作を説明す
る。

（ハ）４は一般的にはポンプインペラ（２）の軸部によ
ってエンジンの回転中は常時部組１される油圧ポンプ、
−は各油圧回路を経由した作動油が涌められる油溜を示
す。←りは油圧ポンプ働の油圧を制御に適した圧力に調
整する調圧ベルブであり、圧油の一部はトルクコンバー
タ（１）を通り図示しないオイルクーラで冷却さね油溜
−に知り、また、一部は直接油溜に）に排油される。

（９）は＠−速機の動作モードを自幹車の運転者が選択
するマニアルバルブで、一般的には前ｍ　（Ｄ）、ホー
ルド（２、Ｌ）、後退（Ｒ）、中立（Ｎ）、パーキング
（Ｐ）などのレンジを備え、その選択さねたレンジに応
じて必要な油圧ラインに圧油を供給する。なお、第２図
、第３図においては本発明を詳述するに必要な油圧ライ
ンのみが示されている。

自動車が停止１、している状態において、マニアルバル
ブに）が前進（Ｄｉレンジに選択されるとクラッチ（６
）ケマニアルバルブ（ト）より１＆、接圧油が供給さね
、クラッチ（６）はＤレンジが選択されている間は常時
係合状態に保持される。一方、変速段決定回路−は車速
が零のため第１速を指示し、２−８伸および１−２速ソ
レノイド（社）、■は動作し、２−８速および１−２連
切換バルブ−１ｃ１１）は第２図に示す状態となる。こ
の結果、クラッチ（７１は排油ボート例を逮１して排油
さねるため解放さね、また、ブレーキーは油）１Ｚ室−
２輪とも排油ボート−および−を通して排油されるため
スプリング斡υの作１４４によって解放さね、したがっ
て前述したように遊星歯車系（１１）は第１速の動力伝
達酔評・を’＃［夕する。

次に車速か上昇しスロットル開＋９によって〉Ｉ、まる
第４図の１ｓｔ　−）　２ｎｄ変速車辻になると、変速
段決定回路（財）は第２速の信号を発生し、１−２坤ソ
レノイド翰の電流をしゃ断する。したがって１−２速切
換バルブいυのスプール−は第２図に示す状態からスプ
リングけりに押さね左方に移動し、ボート■と卿を連通
する。この結果マニアルバルブ（層によってボート（ロ
））に供給さねでいるＬ（−油はホード−を通ってブレ
ーキに）の油圧室（７）に供給さね、スプリング←υを
圧縮してブレーキ（２ヲを動作させる。

一方、クラッチ（７）は２−８速切換バルブ０りにより
排油された状態にあるため解放状態を保持し、遊星歯車
系（１１）は第２速となる。

さらに車速か上昇し、変速段決定Ｉｊ路四の出力が第８
神に切替わるとソレノイド□□□、内は両刃上も非作動
状態となり、２−８連切換／＜ルプｇ３りのスプール（
財）も第２図の図示位館より左方に移動する。

１−たかって、マニアルパルプ晴を通してポ°−ト曽に
供給さねている圧油はボー）　Ｃ７１を通ってクラッチ
（７ゝに供給されるためクラッチ（７）は係合さね、ま
た、ブレーキ（２Ｊｉコ油圧室−および□□□の両方に
圧油が供給されるため画室に加わる油圧は平衡し、この
結果、スプリングＦ＋）の作用によりブレーキ■（ｊ解
放される。すなわち、クラッチ（５）および（７１の両
方か係合され近を星歯車系（］】ゝは一体となって（ロ
）転し、タービン軸（５ゝと出力軸（至）１は同一回転
１ｒ、となり第８庫状態となる。

以上、車辿がハ・ノ加した場合のアップシフトにつイテ
；ｉｌ；ｆＪＪ４したが、ギヤ比を大きくするダウンシ
フトも同じ態様で行わね、変速車速は第４図に示す如く
、同じスロットル開度状態では少し低いｊｋ達で変速動
作が行なわねる。

以上、前進３段自動変速機の変速動作を説明したが、変
速段がさらに増加した場合は各変速段に対する油圧サー
ボが増加するため、従来方式の油圧制御回路では変速段
数の増加に比例して変速切換用ソレノイドバルブが増加
し、たとえはｒ７ＩＴＪｍ４ルブは８個必要となり、変
速機の多段化にしたがって大形化し、また複雑化する。

本発明はこの欠点を解決し、小形で、しかも色軸性の高
い自動変速機の変速制御装置を提供しようとするもので
、以下第８図にしたがって本発明を詳述する。なお、第
８図において第１図および第２図と同一または相当師分
には同一符号を付し説明を省略する。

第８図において■は　２−８仲切換バルブ、ｏＩ）は１
−２速切換パルプであり、各ボートの油圧切換態様につ
いては第２図２−８速切換バルブ−１ｌ−２速切換バル
ブ０１）と同じである。２−８速切換バルブ図の動作は
駆動油圧室嗜に圧油が供給されることによってスプール
■が第８図図示位ｎとなり、排油されるとスプール−は
スプリング曽に押されて図の左方に移動し、ホード−と
Ｃ１７）を浬１σＪする。

また、１−２速切換バルブ（Ｖは駆動油圧室−に圧油が
供給されるとスプール（４１１１ＧＪ第３１￥Ｊ図示状
態となり、排油されるとスプール−はスプリングαυに
よって左方に押さね、ボート−）と（至）企連通させる
。なお、（ハ）０坤−およＯ；−は排油ボートを示す。

−は各切換バルブの駆動油圧室−または輪に圧油を供給
、排油するための油圧分配弁で第８図実施例においては
三つの出カポ−）ＦｉＮＭＦ／７）を有し、ボートに）
は１−２速切換パルプ０υの駆動油圧室−に、ボート−
は２−８速切換パルプに）の駆動油圧室６埠に接続され
ろうなお、ボート←ηは第８図実り例では８段自動変速
のため不要となり使用さねないか、４段変速、あるいは
、トルコンロックアップ制御付８段変速機などの場合は
使用される。

−（社）−は、そねぞね係合部ＩＩ）　Ｎ　６１−を有
するスプールで、スプールｔ５１は固定さねている。時
はスプール−および（へ）で形成される油圧室、川はス
プール−およびセ１で形成される油圧室で、制御ボート
動７＋州より圧油か供給または排油さね、油圧室的のみ
に圧油か供給された時は保合部もυと鉤が係合するまで
スプールＱ）９）は軸方向に移動し、油圧分配スプール
−を第８図において下方に移動させ、ボート輪を排油ボ
ート（ハ）に連曲し、排油する。次に油圧室−のみに圧
油が供給されると、スプール川は保合部Ｑと−が係合す
るまで軸方向に移動し、油圧分配スプー／ｖ輪を移動さ
せ、ボー）［および輪の両方とも排油ボート（ハ）に沖
通し、両ボートを排油する。なお本実施例においては係
合部Ｑと−が係合するに到るストロークは保合部す１）
と６つが係合するに到るストロークの２倍とさねている
。したがって、油圧室−と輪に同時に圧油が供給された
時は油圧分配スプール１３１はそねぞねのストロークが
加算さね、油圧室−に単独に圧油が供給された時に対し
、８倍のストロークとなり、ボート６９曽（ロ）を排油
ボート（ハ）に接続する。なお、σ０はＩト、油を供給
するボートであり、油圧ポンプ（ハ）の高圧側に接続さ
れている。

第５図は上述各動作モードに対する油圧分配バルブ（ロ
）の作動状態を示す図である。

＠および（ハ）は、油圧分配弁（ロ）の制御ボート１θ
−に圧油を供給または排油するソレノイドバルブで両ソ
レノイドは同一構成であるためソレノイドバルブ＠につ
いてその動作をｇ９明する。ソレノイドバルブ（ハ）に
おいて、Ｑ４）はフィル、Ｃ１０はプランジャバルブを
示し、プランジャバルブＱ５はフィルＶ１　カ通電さね
ない状態においてはスプリングＶｆ３によって入カポ−
）　Ｖ７１を閉じ、出カポ−）　Ｇ’ｌ１９と排油ホー
ド四を連通させる。一方、コイルσ４に電流が流ねルト
、プランジャバルブｆ０はスプリング（７８を押圧して
吸引さね、排油ボート（７すを閉じると同時に人力ボー
ト（ハ）を出力ボート（７８と連通させ、圧油を油圧室
悄に供給する。

ソレノイドバルブ（ハ）においても上述ソレノイドバル
ブに）の作動と同じであり、通電さねない状態では出力
ポートロ１）を排油ホ゛−ト■と接続し、油圧分配弁（
財）の油圧室−を排油し、一方、通電されると出力ボー
ト翰）は入力ボート■と連通し圧油を油圧室−に供給す
る。

に）は第２図の変速段決定回路とほぼ同一の作用を行な
う変速段決定回路であり回転センサ（財）とスロットル
開度センサ（ハ）を入力信号として最適変速段を演算決
定、し、その演算結果に応じて、第１途態とし、第２速
ではソレノイドバルブ（イ）のみ、第８速ではソレノイ
ドバルブＶ３のみａ亀とする。なお、第８図の実施例に
おいては使用さねないが、４速変速機において第４速を
得る場合、または、トルコンロックアツプ付８段変速機
においてロックアツプ作動を行う場合はソレノイドバル
ブ（７３（７３の両方に同時に通電し、ボートもηも排
油させ、図示しない８−４速切換バルブ、あるいはロッ
クアツプ作動バルブを作動させる。

以上の１１成において、変速段決定回路ｐｉが回転セン
サ（ハ）とスロットル開度センサ（財）の入力信号によ
って第１速を指示すると、変速段決定し１路（ハ）はソ
レノイドバルブのおよびＯの両方とも無通電とする。こ
の結果、油圧分配弁（へ）の油圧楽団および鱒はともに
排油さね、ボー）　＆ｊ　＆？　６７）はボート翰と連
通し、したかつて、２−８速切換パルプ■および１−２
迷切換バルブＣ３１）の駆動油圧室ωＱに圧油か供給さ
ね各バルブは第８図図示状態となり、クラッチ（６）は
保合、クラッチ（γ）は解放、ブレーキ＋２ａは解放さ
ね、前星歯車糸（＋１１は第１速段となる。

次に第２速か変速段決定回路ｅＩ←より指示されると、
ソレノイドバルブに）のみに通電さね、油圧分角１１弁
（財）の油圧室−に圧油が供給されるため、ボート曽は
排油ボート（ハ）と連通し、１−２速切換バルブｅｌｆ
）の駆動油圧塞りは排油される。したがって、スプール
−はスプリングＧυによって軸方向へ動きボート（ロ）
と−を接続し、ブレーキに）を作動させ遊星歯車系（Ｉ
Ｊ）を２速状態にする。

第８速はソレノイドバルブ（ハ）の通電を停止し、同時
にソレノイドバルブ０を通電することによって得られる
。この場合、油圧分配弁（ロ）のホード■（至）はいす
ねも排油ボート（至）に接続さね、切換バルブ００（ロ
）のボー）　０７１および■はいずわも圧油が供給さね
、クラッチ（７）に保合、ブレーキに）は解放となるた
め第８速となる。

以上、前進８枚変速の場合につき本発明の詳細な説明し
たが、４段変速の場合は切換バルブを更に１個増加し、
その駆動油圧室をボーｉηと接続することによって可能
となり、さらに６段以上の変速段を有する場合は、“油
圧分＾【弁のスプールとソレノイドバルブをそねぞね１
　（＋／λ増加し追加したスプールによる作動ストロー
クを油圧室−に圧油を供給した時のストロークに対し４
倍のストロークにすることにより、８佃のソレノイドバ
ルブの動作を組合せ、最大７個の切換バルブを制御する
ことが出来る。

以上説明したように、本発明は変速段の多段化に際し、
電子回路および油圧回路の両方とも力！純化さね、小形
で、しかも、信頼度の高い自動変速機の変速制御装置の
提供を可ＦＩ訛とするものである。

なお、本発明の一実施例として８速自動変坤機について
述べたが、燃費低減を目的として行なわれるトルクコン
バータのロックアツプ（９）−御のための制御バルブに
対しても応用可能であり、口の場合、トルコンロックア
ツプ制御を変速汐数一段の増加と見なすことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はトルクコンバータ弐Ｆ４ｉ＋進三坂後進−収の
自動変速機の構成図、第２図Ｏコ第１図装置６のうｔ−
、＝　４発明９．−係る部分のみを示した従来の油圧１
１！ｌ路、・償Ｓ′ニーｌｌ″・（・１本発１４１（を
第１図例丁の自動変速機に適用１／　７：′：　？、％
施例の構成図、第４図は前進ヨ段自動変速相Ｃ７）変速
特性を示す図、第５肉は油圧分配バルブのし作モードｉ
、＝対する作動状態を示す図である。 （ユ中、（１１＋；！　）ルクコンバータ、　（２）は
ポンプインペラ、（３ｊ　＋−１々−ビンランナ、（６
）はタービン軸、（６）はクラッチ、（７）はクラッチ
、（１１）は遊星歯車糸、シ９はブレーキ、（２辱はブ
レーキ、ｅｌは変速段決定Ｉｇｓ路、ｈ＝ｖけＮ転セン
サ、（財）はスロットル開度センサ、（ハ）は２−３速
ソレノイド、四は１−２速ソレノイド、轡は２−８速切
換バルブ、０υは１−２連切換バルブ、（ハ）は油圧ポ
ンプ、６乃は調圧バルブ、（９）はマニアルバルブ、９
４−は油圧駆動室、−は油圧分配弁、…Ｉｌｌ　Ｉ３は
スプール、−は油圧分配スプール、に）（ハ）はソレノ
イドバルブである。 なお図中同一符号は同一または相当する部分を示す。 代理人　　葛　野　信　− 第１図 １σ　　２１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の油圧サーボ手段の選択的動作により皆数
   の変速比が達成される自動車用自動変速機において、油
   圧源と油圧サーボの間に油圧で作動する油圧切換弁を配
   置し、該油圧切換弁を駆動する油圧は、互いに係合し、
   それぞれ固有のストロークに制限される複数個のスプー
   ルを有し、相隣るスプールにより形成される油室にそね
   ぞね単独に圧油が供給された時、前記制限されたストロ
   ークが与えられ、複数の油圧室に圧油が供給された時は
   、圧油の供給された油室に与えらねている固有のストロ
   ークが加算さね、該加算されたストロークにより順次、
   圧油が給ψ排油される複数のボートを有する油圧分配弁
   により与えられ、前記籾数の油室に圧油を供給する組合
   せにより、所望の油圧切換弁を作動させ、所定のサーボ
   手段を選択的に動作させることを特徴とする自動車用自
   動変速機の変速制御装置。
2. （２）油圧分配弁の複数の油室に対する圧油の給排油を
   ソレノイドバルブで行ない、ソレノイドバルブの動作の
   組合せにより所定のサーボ手段を選択的に動作させるこ
   とを特徴とする特許ｔｆｉ求範囲第１項記載の自動車用
   自動変速機の変速制御装置。