JPS5933779B2 - 自動変速機のシフトバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動変速機のシフトバルブに関するものである
。

周知のように自動変速機は、選速弁が自動変速レンジに
ある時、車速とスロットル開度に関連して自動変速を行
うように構成される。

車速はガバナ弁により車速に比例した油圧信号として検
出され、一方スロットル開度はスロットル弁によりそれ
に比例した油圧信号として検出される。

これら２つの油圧信号はそれぞれ１つもしくは２つ以上
のシフト弁に導かれ、このシフト弁が開閉することによ
り自動変速機のブレーキあるいはクラッチを係合して変
速を行う。

このような自動変速機は通常スロットル開度と車速に関
連した変速線上で変速が行われ、この変速線はスロット
ル開度が大きければより大きい車速で変速する如き特性
のものである。

変速点附近の自動変速機の動作を安定するために、さら
に変速特性にヒステリシス効果が附与され、ダウンシフ
トの場合、同じスロットル開度であればアップシフト時
の変速車速よりも低い車速でダウンシフトが行われるよ
うに構成される。

本発明の目的は、低スロツトル開度時の変速特性を通常
の自動変速機の変速特性に比して任意に遅らせることが
できるようにシフトバルブを構成したものであり、本発
明のシフトバルブは、バルブ本体と、該バルブ本体の一
端との間にスロットル圧を導入する第１の油室を形成す
る第１弁体と、前記バルブ本体の他端にガバナ圧を導入
する第２の油室と、前記バルブ本体と前記第１弁体との
間に在って一端が前記バルブ本体と係脱自在に係合し他
端が前記第１弁体内に摺動自在に嵌装された第２弁体と
、該第２弁体と前記バルブ本体との間に介装された第１
のばね手段と、前記第１弁体と前記第２弁体との間に介
装された第２のばね手段とから構成される。

本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図において本発明の変速装置は原動機の出力軸１、
トルクコンバータ２０、入力軸２、中間軸３および４、
遊星歯車機構１８および１９、出力軸５．２個のクラッ
チ１０，１１．２個のブレーキ１２゜１３．２個の一方
向クラッチ１４，１５等から構成されている。

トルクコンバータ２０はポンプインペラ２１、タービン
ランナ２２、一方向クラッチ１５およびこれに支持され
るステータ２３より成り、ポンプインペラ２１とタービ
ンランナ２２との速度差が大きいときにステータ２３が
流体の流れを整流してタービンランナ２２に入力トルク
より増大した大きなトルクを出力する。

遊星歯車機構１８，１９は各々サンギヤ２４，２８、プ
ラネタリピニオン２５．２９、リングギヤ２６，３０、
キャリヤ２７，３１を有している。

原動機の出力軸１はトルクコンバータ２０のポンプイン
ペラ２１に連結し、トルクインバータ２０のタービンラ
ンナ２２は入力軸２に連結する。

入力軸２は中間軸３との間にクラッチ１０を設けるとと
もに中間軸４との間にクラッチ１１を設けている。

中間軸３は遊星歯車機構１９のリングギヤ３０に連結し
、中間軸４は遊星歯車機構１８，１９のサンギヤ２４，
２８に連結してブレーキ１２を備える。

出力軸５は遊星歯車機構１８のリングギヤ２６に連結す
るとともに遊星歯車機構１９のキャリヤ３１に連結して
いる。

遊星歯車機構１８のキャリヤ２７は一方向クラッチ１４
とブレーキ１３を備えている。

このような構成より成る本発明の自動変速機の各変速段
におけるクラッチ１０，１１、ブレーキ１２ 、１３、
一方向クラッチ１４の作動をまとめると第１表のように
なる。

第１表において、○印は圧油作動機構により作動中であ
ることを表わす。

Δ印はエンジンブレーキ必要時圧油作動機構により作動
中であることを表わす。

※印はエンジンドライブ時のみ一方向クラッチがロック
されることを表わす。

第２図は本発明の油圧制御装置の一例を示す油圧回路で
ある。

この油圧制御装置は油溜め１００、油ポンプ１０１、圧
力調整弁２００、選速弁２１０．１−２シフト弁２２０
．２−３シフト弁２３０、スロットル弁２４０、カット
バック弁２５０、ガバナ弁２６０、リリーフ弁２７０の
各種弁とその他クラッチ１０．１１およびブレーキ１２
，１３を作動させる油圧ピストンの油圧室たる油圧シリ
ンダ２８０，２９０，３００，３１０とその他これらの
各種弁や油圧シリンダ相互間に配される各種油圧回路で
構成されている。

以下この油圧制御装置の作動について説明する。

油圧制御装置の作動油圧、トルクコンバータ２０の作動
油および各部潤滑油の供給源は油ポンプ１０１であって
、エンジンにより直接油ポンプ１０１が１駆動されるこ
とにより油溜め１００より油を吸い込み油路１０２へ吐
出している。

油路１０２の油圧は全ての作動油圧の源でありライン圧
と呼ぶ。

ライン圧は圧力調整弁２００により後述するように所定
の圧力に調整される。

ＩＪ ＩＪ−フ弁２７０はライン庄が異常に高くなった
ときの逃がし弁である。

圧力調整弁２００を通って油路１０３よりトルクコンバ
ータ２０および各潤滑箇所へ油が供給される。

選速弁２１０は運転席レバーを操作することにより移動
するスプール２１１より成り、レバー選択位置により油
路１０２のライン圧を第２表のように油路１０４，１０
５゜１０６．１０７へ導く役目をする。

第２表における○印は各選択位置においてライン圧が該
○印の油路に導かれていることを表わし、−印はその選
択位置においてライン圧がその欄の油路に導かれないこ
とを表わす。

各位置での変速機の動作はＲ位置は後退、Ｎ位置は中立
、Ｄ位置は前進３速自動変速、２位置は前進第１速、第
２速間の自動変速、Ｌ位置は前進第１速固定位置である
。

Ｄ位置においては、ライン圧は油路１０４より油圧シリ
ンダ２８０に送られクラッチ１０が常に締結される。

又油路１０４はライン圧を１−２シフト弁２２０および
ガバナ弁２６０に導く。

■−２シフト弁２２０はスプール２２１．２２２および
スプリング２２３から成り、第１速ではスプール２２１
は下方に位置し油路１０４のライン圧をいずれへも導か
ない。

第２速、第３速では油路１１１からのガバナ圧の作用に
よりスプール２２１が上方へ移動した状態になり油路１
０４のライン圧を油路１１２に導く。

油路１１２は２−３シフト弁２３０に連絡するとともに
油路１１３を介してブレーキ１２の油圧シリンダ３００
にライン圧を送りブレーキ１２を作動させる。

ブレーキ１２が締結されると第１表に示したように動力
伝達機構は第２速の状態になる。

２−３シフト弁−２３０はバルブ本体２３１、第１弁体
２３２、第２弁体２３３、第１および第２のばね手段で
あるスプリング２３４，２３５から成り、第１速、第２
速ではバルブ本体２３１は下方に位置し、第３速では油
路１１１のガバナ圧の作用によりバルブ本体２３１は上
方へ移動した状態になり油路１１２のライン圧を油路１
１４に導き、更にクラッチ１１の油圧シリンダ２９０に
ライン圧を送りクラッチ１１を作動させる。

また油路１１３が排油口２３８に連絡し、ブレーキ１２
の油圧シリンダ３００内の圧油が排油口２３８より排出
されブレーキ１２が解放する。

クラッチ１１が締結しブレーキ１２が解放すると第１表
に示したように動力伝達機構は第３速の状態になる。

２位置においては、油路１０４と油路１０５にライン圧
が供給される。

油路１０５に導かれたライン圧は２−３シフト弁２３０
の油室２３９に導かれバルブ本体２３１を下方に保持す
る。

Ｌ位置においては、油路１０４，１０５，１０６にライ
ン圧が導かれる。

油路１０４に導かれたライン圧はＤ位置合変速段におけ
ると同様にクラッチ１０を作動させる。

油路１０５に導かれたライン圧は２−３シフト弁２３０
のバルブ本体２３１を下方に保持する。

油路１０６に導かれたライン圧は１−２シフト弁２２０
の油室２２４に作用しスプール２２１．２２２を下方に
保持するとともに、油路１１５を通してブレーキ１３の
油圧シリンダ３１０に供給されブレーキ１３を作動させ
る。

ブレーキ１３が作動すると遊星歯車機構１８のキャリヤ
２７をいずれの回転方向に対しても固定するのでいわゆ
るエンジンブレーキが効くようになる。

このようにしてクラッチ１０、ブレーキ１３が締結され
ると、第１表に示したように動力伝達機構は第１速の状
態になる。

Ｒ位置においては、油路１０６，１０７にライン圧が導
かれる。

油路１０７に導かれたライン圧は圧力調整弁２００の油
室２０６に導かれライン圧を増大させるように作用する
とともに、２−３シフト弁２３０を介して油路１１４を
通してクラッチ１１の油圧シリンダ２９０に供給されク
ラッチ１１を作動させる。

又油路１０７のライン圧は１−２シフト弁２２０を介し
て油路１１５を通してブレーキ１３の油圧シリンダ３１
０に供給されブレーキ１３を作動させる。

このようにしてクラッチ１１、ブレーキ１３が締結され
ると第１表に示したように動力伝達機構は後進の状態に
なる。

ガバナ弁２６０はガバナバルブ２６１、ガバナウェイト
２６２、ガバナシャフト２６３、スプリング２６４およ
び油室２６５から成り、第１図の出力軸５に取り付けら
れている。

ガバナ弁２６０はガバナバルブ２６１、ガバナウェイト
２６２、ガバナシャフト２６３、およびスプリング２６
４に作用する遠心力と、スプリング２６４の力と、油室
２６５に作用する油圧とのつり合いによって出力軸回転
数の関数となるような油圧即ち出力軸回転数の増加に応
じて上昇するような油圧（ガバナ圧）を油路１１１に発
生している。

スロットル弁２４０はスプール２４１、ダウンシフトプ
ラグ２４２、スプリング２４３，２４４、油室２４５，
２４６から成り、アクセルペダルの動きに連動するダウ
ンシフトプラグ２４２の移動によるスプリング２４４の
力と油室２４５，２４６に作用する油圧の力との平衡に
より、油路１０８にスロットル開度に比例したスロット
ル圧を発生している。

油路１０８のスロットル圧は１−２シフト弁２２０およ
び２−３シフト弁２３０に連絡され、エンジン負荷の状
態に応じて変速の時期を制御している。

又キックダウン必要時にはアクセルペダルを強く踏み込
めば、ダウンシフトプラグ２４２が上方へ移動して油路
１０２が油路１０９に連絡し、油路１０２のライン圧が
油路１０９を通して１−２シフト弁２２０および２−３
シフト弁２３０に導かれスプール２２１、バルブ本体２
３１を下方に押圧するように作用しスプール２２１、バ
ルブ本体２３１の下端に作用するガバナ圧とのかねあい
で第３速から第２速へ、又は第２速から第１速へとシフ
トダウンを行う。

カットバック弁２５０はスプール２５１、油室２５２．
２５３から成り、油室２５２に作用する圧油と油室２５
３に作用する圧油との釣合いによって油路１１０にカッ
トバック圧を発生している。

油路１１０のカットバック圧はスロットル弁２４０に作
用してスロットル圧を低下させオイルポンプによる不必
要な動力損失を防止している。

圧力調整弁２００はスプール２０１，２０２、スプリン
グ２０３、油室２０４，２０５，２０６、油室２０４の
入口に設けられたオリフィス２０７より成り、油室２０
４，２０５，２０６に作用する圧油とスプリング２０３
の力とのつり合いで油路１０２にライン圧を発生してい
る。

次に本発明の主旨である２−３シフト弁２３０のシフト
制御について説明する。

本発明の２−３シフト弁２３０は、バルブ本体２３１と
、該バルブ本体２３１の一端との間にスロットル圧を導
入する油室２３６を形成する第１弁体２３２と、バルブ
本体２３１の他端にガバナ圧を導入する油室２３７と、
バルブ本体２３１と第１弁体２３２との間に在って一端
がバルブ本体２３１と係脱自在に係合し他端が第１弁体
２３２内に摺動自在に嵌装された第２弁体２３３と、バ
ルブ本体２３１と第２弁体２３３との間に介装された第
１のばね手段であるスプリング２３４と、第１弁体２３
２と第２弁体２３３との間に介装された第２のばね手段
であるスプリング２３５とから構成される。

この２−３シフト弁２３０はバルブ本体２３１に作用す
る油室２３６のスロットル圧、スプリング２３４．２３
５の力および油室２３７のガバナ圧に応じて制御され、
第２速と第３速との切換えを行っている。

次にその作動を詳しく述べると、油室２３６に作用する
スロットル圧が低い場合は、第２弁体２３３はスプリン
グ２３５により図示下方に押圧されバルブ本体２３１と
係合して、バルブ本体２３１に図示下向きの力を付与す
る。

このようにスロットル圧が低い場合は、バルブ本体２３
１を図示下向きに押圧する力は、バルブ本体２３１のラ
ンドＡに作用するスロットル圧とスプリング２３４．２
３５による押圧力との和となり、油室２３７に作用する
バルブ本体２３１を図示上向きに押圧するガバナ圧との
かね合いて第２速と第３速との変速が行われる。

この場合、通常の自動変速機のシフトバルブ（第２弁体
２３３およびスプリング２３５の無いもの）よりもスプ
リング２３５による下向きの押圧力分だけ変速が遅れる
ことになる。

油室２３６に作用するスロットル圧が所定の値以上にな
ると、第２弁体２３３がスプリング２３５に抗して図示
上方へ移動しバルブ本体２３１と離れるので、スプリン
グ２３５によるバルブ本体２３１を図示下向きに押圧す
る力がなくなり、通常の自動変速機のシフトバルブと同
様に、油室２３６に作用するスロットル圧とスプリング
２３４による図示下向きの押圧力と油室２３７に作用す
るガバナ圧による図示上向きの押圧力とのかね合いて第
２速と第３速との変速が行われる。

次に第３図の変速線図を用いて説明する。

第３図において、横軸に車速を縦軸にスロットル開度を
とって変速線図が描かれている。

第１速から第２速への変速は通常の自動変速機の場合と
同様に、油路１０８から供給されるスロットル圧と油路
１１１から供給されるガバナ圧とに応じて変速線１−Ｉ
Ｉ−ＩＩＩに沿って自動変速する。

第２速から第３速への変速に際しては、スロットル開度
がＸ点以下の時には２−３シフト弁２３０の油室２３６
に作用するスロットル圧とスプリング２３４．２３５に
よるバルブ本体２３１を下向きに押圧する力と、油室２
３７に作用するガバナ圧によるバルブ本体２３１を上向
きに押圧する力とのかね合いで変速線Ｉ′−■′に沿っ
て変速が行われ、通常の自動変速機の変速線Ｉ“−Ｆ（
図示一点鎖線）よりも高車速側で変速が行われることに
なる。

スロットル開度がＸ点以上の時には、２−３シフト弁２
３０の油室２３６に作用するスロットル圧とスプリング
２３４によるバルブ本体２３１を下向きに押圧する力と
、油室２３７に作用するガバナ圧による上向きに押圧す
る力とのかね合いて通常の自動変速機の場合と同様に変
速線■仁■′に沿って変速が行われる。

また第３図にはさらに点線でダウンシフトの際の変速線
が示されている。

アップシフト線（実線）とダウンシフト線（点線）とが
異なる車速で行われるきいうヒステリシス効果は１−２
シフト弁２２０．２−３シフト弁２３０の弁体における
ランドに面積差を設けることにより得られる。

また通常の自動変速機より変速点を遅らせる点Ｘは、ス
プリング２３５の荷重を変えることにより変更可能であ
り、変速線Ｉ仁■′の傾きはバルブ本体２３１のランド
Ａと第２弁体２３３のランドＢとの面積差を（Ｂ＜ｌ：
Ａ）の関係で適当に選ぶことにより変更可能である。

以上説明したように、本発明は自動変速機のシフトバル
ブに関するものであり、低スロツトル開度時の変速特性
を通常の自動変速機の変速特性に比して任意に遅らせる
ことが可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される自動変速機の動力伝達機構
を示す骨子図、第２図は本発明の油圧制御装置の一実施
例である油圧回路図、第３図は本発明のシフトバルブに
よって得られる変速線図である。 符号の説明、１００・・・・・・油溜め、１０１・・・
・・・油ポンプ、２００・・・・・・圧力調整弁、２１
０・・・・・・選速弁、２２０・・・・・・１−２シフ
ト弁、２３０・・・・・・２−３シフト弁、２４０・・
・・・・スロットル弁、２５０・・・・・・カットバッ
ク弁、２６０・・・・・・ガバナ弁、２７０・・・・・
・リリーフ弁、２８０．２９０．３００．３１０・・・
・・・油圧シリンダ、２３１・・・・・・バルブ本体、
２３２・・・・・・第１弁体、２３３・・・・・・第２
弁体、２３４・・・・・・第１のばね手段であるスプリ
ング、２３５・・・・・・第２のばね手段であるスプリ
ング、２３６・・・・・・第１の油室、２３７・・・・
・・第２の油室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン負荷の関数として表わされるようなスロッ
   トル圧と車速の関数として表わされるようなガバナ圧と
   を入力して両者の大きさに関連して低速と高速とを切換
   えるシフトバルブにおいて、バルブ本体と、該バルブ本
   体の一端との間にスロットル圧を導入する第１の油室を
   形成する第１弁体と、前記バルブ本体の他端にガバナ圧
   を導入する第２の油室と、前記バルブ本体と前記第１弁
   体との間にあって一端が前記バルブ本体と係脱自在に係
   合し他端が前記第１弁体内に摺動自在に嵌装された第２
   弁体と、該第２弁体と前記バルブ本体との間に介装され
   た第１のばね手段と、前記第１弁体と前記第２弁体との
   間に介装された第２のばね手段とを備えていることを特
   徴とする自動変速機のシフトバルブ。