JPS6333023B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、乗用車やバス、トラツクあるいは産
業車両、建設機械等に用いて好適な、自動変速機
用の制御装置に関する。

一般に、自動変速機において変速を行なう場合
は、２個の油圧サーボのうち一方の油圧サーボを
解放し、同時に他方の油圧サーボを係合するの
で、良好な変速特性を得るためには、この解放お
よび係合のタイミングに注意を払う必要がある。

変速時に、解放される油圧サーボの油圧は急速
に低下して短時間に摩擦係合装置が解放状態にな
るが、係合される油圧サーボにおいては、ピスト
ンが摩擦係合装置のクラツチのクリアランス分だ
け移動するため、係合状態になるまで時間的遅れ
が生ずる。

したがつて油圧サーボにおいて係合までの時間
は解放に要する時間に対してかなり長くなり、特
別な配慮を行なわない限り、変速中に動力伝達の
一時的断絶つまり中立状態が生じることになる。

そこで、良好な変速特性を得るために、低速か
ら高速へのアツプシフト時には、解放側油圧サー
ボの油圧を、係合側油圧サーボの油圧が上昇する
まで一時的に保持するか、緩やかに低下させ、シ
フトオーバラツプとすることが望ましい。

これにより変速中の一時的中立状態によるエン
ジン空吹しが発生せず、摩擦係合装置の駆動側と
被動側の回転速度差を最小限に抑えることがで
き、良好な変速特性が得られる。

また、高速から低速へのダウンシフト時には、
解放側の油圧が完全に低下した後に係合側の油圧
上昇が始まるシフトアンダラツプ状態にする。こ
れによりエンジンの空吹しが発生し摩擦係合装置
のクラツチ相対速度差が小さくなり、良好な変速
特性となる。

つまり、アツプシフト時はシフトオーバラツプ
を、ダウンシフト時はシフトアンダラツプを得る
変速制御装置が要求される。

しかし、従来の自動変速機では、シフトオーバ
ラツプやシフトアンダラツプを容易に実現できる
ものはなく、そのための専用のバルブを追加する
など構造が相当複雑になるという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとす
るもので、簡単な構造で容易にシフトオーバラツ
プとシフトアンダラツプとを可能にし、さらにそ
の量も自由に調整できるようにした、自動変速機
用制御装置を提供することを目的とする。このた
め、本発明の自動変速機用制御装置は、圧力流体
の供給を受けているときには接状態にありリザー
バ圧になると断状態となる低速高負荷運転用第１
摩擦係合装置および高速低負荷運転用第２摩擦係
合装置をそなえた自動変速機において、上記の第
１および第２摩擦係合装置の接断切換えを行なう
べく、上記第１摩擦係合装置の作動部へ連通する
第１流路に、パイロツト圧切換え用第１電磁弁を
そなえた第１切換弁が接続されるとともに、上記
第２摩擦係合装置の作動部へ連通する第２流路
に、パイロツト圧切換え用第２電磁弁をそなえた
第２切換弁が接続されて、上記第１切換弁が、上
記第１流路を、上記第１電磁弁の切換え制御によ
り、上記第２切換弁に接続された第３流路側とリ
ザーバに接続された第１ドレンポート側とのいず
れか一方へ切換えるスプール弁部をそなえて構成
され、かつ、上記第２切換弁が、上記第２流路
を、上記第２電磁弁の切換え制御により、圧力流
路側とリザーバに接続された第２ドレンポート側
とのいずれか一方へ切換える第１スプール弁部
と、上記第１スプール弁部にスプール軸を介して
接続され、上記第３流路を、上記第２電磁弁の切
換えにより上記第１スプール弁部に同期して、リ
ザーバにオリフイスを介して接続された第３ドレ
ンポート側と上記圧力流路側とのいずれか一方へ
切換える第２スプール弁部とをそなえて構成され
るとともに、上記の第２切換弁における第１スプ
ール弁部および第２スプール弁部が、上記第２切
換弁の定常状態において上記圧力流路を上記の第
２流路および第３流路のいずれか一方へ連通させ
るような関係で配設され、上記の第１および第２
電磁弁へ弁切換え用制御信号を出力する制御手段
が設けられて、同制御手段が、アツプシフト時に
は、上記第２摩擦係合装置へ上記圧力流路から上
記第２流路を通じて徐々に圧力流体を供給しつ
つ、上記第１摩擦係合装置に作用する圧力流体
を、初期において上記の第２切換弁における第３
ドレンポートおよびオリフイスを通じ排出させそ
の後上記の第１切換弁における第１ドレンポート
から排出させるとともに、ダウンシフト時には、
上記第１摩擦係合装置へ上記圧力流路から上記の
第２切換弁と第３流路とを通じて徐々に圧力流体
を供給しつつ、上記第２摩擦係合装置に作用する
圧力流体を上記の第２切換弁における第２ドレン
ポートから排出させるように、上記電磁弁へ制御
信号を送るように構成されたことを特徴としてい
る。

以下、図面により本発明の一実施例としての自
動変速機用制御装置について説明すると、第１図
はその全体構成図、第２〜５図はいずれもその作
用を説明するための特性図である。

第１図に示すように、この自動変速機は、低速
高負荷運転状態から高速低負荷運転状態へ至る運
転領域において適宜使用される１速、２速、３速
用クラツチシリンダ（摩擦係合装置の作動部）
１，２，３にそれぞれ別々に圧油が送り込まれ
て、それぞれのクラツチ（摩擦係合装置）が適宜
係合することにより、上記運転状態に応じ１速、
２速および３速の車速が得られるようになつてい
る。

また、１速、２速、３速用クラツチの切換弁
４，５，６が設けられており、各切換弁４〜６に
は、それぞれスプール７，８，９と各スプール７
〜９の一端に面したパイロツト油圧室１０，１
１，１２と、各スプール７〜９の他端に面したば
ね室１３，１４，１５と、各ばね室１３〜１５に
あつて上記の各スプール７〜９をパイロツト油圧
室側へ押すばね１６，１７，１８とが設けられる
とともに、上記クラツチシリンダ１，２，３に流
路５６，５７，５８を介して連通するクラツチポ
ート１９，２０，２１と、ドレンポート２２，２
３，２４，２５，２６とが設けられている。

第２、第３切換弁５，６のドレンポート２５，
２６はオリフイス２７，２８を介してリザーバＲ
と連通しているが、第１切換弁４には、上記ドレ
ンポート２５，２６に相当するドレンポートは設
けられていない。

各切換弁４，５，６にはさらにポート２９，３
０，３１，３２，３３が配設されており、ポート
２９と３２とが流路５９を介して連通せしめられ
るとともに、ポート３０と３３とが流路６０を介
して連通せしめられている。

ポート３１は圧力流路６１を介してモジユレー
トバルブ４１のポート４７と通じている。

ばね室１３，１４，１５はリザーバＲに連通
し、ばね室１３，１４，１５に油圧が発生しない
ようになつている。

各切換弁４，５，６のパイロツト油圧室１０，
１１，１２に接続して電磁弁３８，３９，４０が
設けられており、これらは図示しない電気コント
ロール装置（制御手段）にて制御された弁切換え
用電気信号により開閉されて、パイロツト室１
０，１１，１２とリザーバＲとを断続する。

パイロツト油圧室１０，１１，１２はそれぞれ
オリフイス３４，３５，３６を介し減圧弁３７と
連通している。この減圧弁３７には、油圧ポンプ
Ｐからの圧油が常に供給されている。

また、減圧弁３７は、パイロツト油圧室１０，
１１，１２に生ずる油圧を、ポート４６を通じて
油圧ポンプＰからクラツチシリンダ１，２，３へ
供給する油圧よりも低圧に保持するため設けられ
たものであり、各電磁弁３８〜４０の容量に余裕
があれば省略してもさしつかえない。

なお、図中の符号７ａ，８ａ，９ａは各切換弁
４〜６におけるスプール７〜９の第１スプール弁
部、８ｂ，９ｂは第１スプール弁部８ａ，９ａに
スプール軸を介して連結された第２スプール弁部
を示している。

さらに、各クラツチシリンダ１，２，３のいず
れかへ圧油を供給するとき、クラツチ油圧を滑ら
かに上昇される油圧漸増機構として、漸増弁４１
と排油弁５１とが設けられている。

この漸増弁４１は、スプール４２、ロードピス
トン４３、受圧室４５およびポート４６，４７，
４８を有し、ポート４６には油圧ポンプＰからの
圧油が常に供給されている。ポート４７と受圧室
４５およびポート４８とはそれぞれオリフイス４
９，５０を介し連通すると同時に、ポート４７は
切換弁６のポート３１と圧力流路６１を介して連
通している。

ロードピストン４３の径はスプール４２の径よ
り大きくとられ、かつ、スプール４２とこれに当
接するロードピストン４３との間には、調圧用ば
ね４４が介装されており、ロードピストン４３の
移動により、ばね４４の作用長さが変化してポー
ト４７に生ずる圧油を連続的に変化させるように
なつている。

なお、ロードピストン４３の移動時間つまりク
ラツチシリンダ１，２，３へ供給する圧油の上昇
時間はオリフイス５０により決定される。

また、排油弁５１は、スプール５２、ばね５
３、ポート５４，５６およびドレンポート５５を
有し、ポート５４は漸増弁４１のポート４８と、
ポート５６は漸増弁４１のポート４７とそれぞれ
連通している。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず第１図に示すように、２速用電磁弁３９が
電気コントロール装置からの信号によつて通電さ
れ、２速クラツチが係合されている状態から説明
する。すなわち、１、３速用電磁弁３８，４０は
非通電の閉状態にあり、切換弁４，６のパイロツ
ト油圧室１０，１２には圧油が発生し、スプール
７，９はばね１６，１８に抗して左方へ移動して
いる。

一方、２速用電磁弁３９は通電されて開とな
り、切換弁５のパイロツト油圧室１１はドレン側
に通じると同時に、流入側はオリフイス３５によ
り十分に絞られるため、パイロツト油圧室１１に
は油圧は発生しない。このためスプール８はばね
１４により付勢されて右方へ移動しており、ポー
ト２０はポート３０および切換弁６のポート３
３，３１とそれぞれ連通状態となつていて、クラ
ツチシリンダ２には圧油が流入しており、２速ク
ラツチが係合されている。

また、クラツチシリンダ１は切換弁４のポート
１９，２２を通じ、さらにクラツチシリンダ３は
切換弁６のポート２１，２４を通じ、それぞれリ
ザーバＲと連通しているため、１、３速用クラツ
チは解放状態となつている。

以上の２速状態から３速状態にアツプシフトす
る場合を以下に述べる。電気コントロール装置に
２速から３速へのアツプシフトの指示を与える
と、この装置が制御信号を出力し、３速用電磁弁
４０がオン、２速用電磁弁３９がオフとなるが、
第２図に示すように、２速用信号e₂の消滅と３速
用信号e₃の発生に時間t₁のずれを設ける。

これによりまず始めに切換弁６のスプール９が
ばね１８に付勢されて右方へ移動し、クラツチシ
リンダ２の圧油は切換弁５のポート２０，３０、
切換弁６のポート３３，２６およびオリフイス２
８を経由してドレンされるが、オリフイス２８の
絞り効果により、比較的緩やかな油圧低下とな
る。

次にt₁時間後切換弁５のスプール８が左方へ移
動するため、クラツチシリンダ２の圧油はポート
２０から直接ドレンポート２３を経由して急激に
ドレンされる。つまり第３図の曲線ａに示すよう
に始めは緩やかに、ついで急激に油圧が低下する
ことになる。

一方、切換弁６のスプール９が右方へ移動する
と、ポート３１とポート２１とが連通するため、
クラツチシリンダ３へ圧油が流入し始める。ポー
ト３１へは漸増弁４１のポート４７から圧油が供
給されているが、クラツチシリンダ３へ圧油が流
入し始めると、ポート５４とポート５６の油圧バ
ランスがくずれてスプール５２はばね５３に抗し
て右方へ移動し、ポート５４がドレンポート５５
と連通するため、ポート４８より圧油が排出され
て、ロードピストン４３が左方へ移動する。

クラツチシリンダ３のピストンが移動を終える
と、排油弁５１のスプール５２はばね５３により
左方に戻り、ロードピストン４３は右方へ緩やか
に動き始め、ポート４７の油圧が上昇するため、
第３図の曲線ｂに示すように３速クラツチシリン
ダ３の油圧は上昇していく。

以上の動作により、３速クラツチの係合が開始
し動力を伝え始めるまで、２速クラツチシリンダ
の油圧がある低圧値に保持されるため、２速と３
速とのシフトオーバラツプとなり、変速中動力の
断絶がなく良好な変速を行なうことができる。

また３速から２速へダウンシフトする場合は、
２速用電磁弁３９と３速用電磁弁４０とを第４図
のように同時にオンまたはオフとすると、３速ク
ラツチシリンダ３の圧油は切換弁６のポート２
１，２４から第５図の曲線a′に示すように急激に
ドレンされる。これと同時に、切換弁５のポート
２０，３０が連通して２速クラツチシリンダ２へ
圧油が流入し始め、第５図の曲線b′に示すように
２速クラツチシリンダ２の油圧が緩やかに上昇す
ることとなる。このため、ダウンシフト時はシフ
トアンダラツプとなり、一時的中立状態が生じ
て、エンジン空吹しにより変速機入力軸側の回転
速度が上昇し、２速クラツチの相対回転速度差が
小さくなつて、良好な変速特性が得られる。

ここまで、第２速と第３速との間のアツプシフ
トまたはダウンシフトの各操作について述べた
が、１、２速間のアツプシフトまたはダウンシフ
トの各操作についても同様である。

このように、電磁弁への電気信号のタイミング
を調整することにより、解放側の油圧の低下する
時間を自由に調整でき、アツプシフト時のオーバ
ラツプ量を各種走行条件に応じて適宜選択でき
る。

また、ダウンシフト時は常にアンダラツプ状態
となり、良好な変速特性が得られる。

さらに、各切換弁の配列とポートの連通とがシ
ーケンス状になつているため、アツプシフト時の
短時間のシフトオーバラツプを除いて、常に１個
のクラツチのみが作動するような構成となつてい
る。

このため、電気結線の断線、電磁弁自体の異
常、電気コントロール装置からのノイズ等による
異常電気信号の発生といつた電気的異常事態が生
じても、２個のクラツチが一定時間以上同時に作
用して変速機に損傷を与える恐れがなく、安全で
ある。

また、切換弁および電磁弁はすべてまつたく同
一の形状と構造を持つたもので構成されており、
部品の共通化が図れる。

なお、本実施例では各クラツチシリンダへの圧
油の漸増機構として１個の漸増弁４１と排油弁と
を用いたが、各クラツチシリンダにそれぞれ専用
の漸増機構を設けてもよい。この場合は、各切換
弁４，５，６のポート１９，２０，２１と各クラ
ツチシリンダ１，２，３との間に、漸増弁と排油
弁とを挿入すればよい。

また、排油弁５１の代りに電磁弁を使用し、各
電磁弁３８，３９，４０への電気信号と同時に漸
増弁４１のポート４８とリザーバＲの断絶を制御
してもよい。この場合ロードピストン４３の右方
への移動開始時間つまり係合するクラツチの油圧
上昇開始時間も変更させることができ、更にきめ
細かくシフトオーバラツプやシフトアンダラツプ
を制御することが可能である。

さらに、本実施例では３速の自動変速機につい
て述べたが４速以上の自動変速機の場合も、漸増
弁４１のポート４７と切換弁６のポート３１との
間に同様に構成された切換弁と電磁弁とを増設す
ることにより実現可能である。

２速自動変速機の場合は、３速用切換弁６と電
磁弁４０とを削除すればよい。

以上詳述したように、本発明の自動変速機用制
御装置によれば、各摩擦係合装置ごとに同一形状
の一対の切換弁と電磁弁とが設けられ、これらの
切換弁と電磁弁とがシーケンスに配列されている
という簡素な構成で、変速時のシフトオーバラツ
プとシフトアンダラツプとを実現でき、さらにそ
の量も自由に調整することができるので、良好な
変速特性を得ることができる。また、本発明の自
動変速機用制御装置では、各切換弁の配列とポー
トの連通とがシーケンス状になつているため、ア
ツプシフト時の短時間のシフトオーバラツプを除
いて、常に１個の摩擦係合装置のみが作動するよ
うになつており、これにより電気結線の断線、電
磁弁自体の異常、電気コントロール装置からのノ
イズ等による異常電気信号の発生といつた電気的
異常事態が生じても、２個の摩擦係合装置が一定
時間以上同時に作用して変速機に損傷を与える恐
れがなく、その結果フエイルセーフ機能を有する
ことになつて、安全である。

さらに、本発明の装置では、各摩擦係合装置用
の切換弁および電磁弁をそれぞれ同一の形状と構
造を持つたもので構成することができ、これによ
り部品の共通化という点でも有利である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としての自動変速機用制
御装置を示すもので、第１図はその全体構成図、
第２〜５図はいずれもその作用を説明するための
特性図である。 １〜３…１速、２速、３速用クラツチシリンダ
（摩擦係合装置の作動部）、４〜６…１速、２速、
３速用クラツチの切換弁、７〜９…スプール、７
ａ，８ａ，９ａ…第１スプール弁部、８ｂ，９ｂ
…第２スプール弁部、１０，１１，１２…パイロ
ツト油圧室、１３〜１５…ばね室、１６〜１８…
ばね、１９〜２１…ポート、２２〜２６…ドレン
ポート、２７，２８…オリフイス、２９〜３３…
ポート、３４〜３６…オリフイス、３７…減圧
弁、３８〜４０…電磁弁、４１…漸増弁、４２…
スプール、４３…ロードピストン、４４…ばね、
４５…受圧室、４６〜４８…ポート、４９，５０
…オリフイス、５１…排油弁、５２…スプール、
５３…ばね、５４，５６…ポート、５５…ドレン
ポート、５６〜６１…流路、Ｒ…リザーバ、Ｐ…
油圧ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧力流体の供給を受けているときには接状態
   にありリザーバ圧になると断状態となる低速高負
   荷運転用第１摩擦係合装置および高速低負荷運転
   用第２摩擦係合装置をそなえた自動変速機におい
   て、上記の第１および第２摩擦係合装置の接断切
   換えを行なうべく、上記第１摩擦係合装置の作動
   部へ連通する第１流路に、パイロツト圧切換え用
   第１電磁弁をそなえた第１切換弁が接続されると
   ともに、上記第２摩擦係合装置の作動部へ連通す
   る第２流路に、パイロツト圧切換え用第２電磁弁
   をそなえた第２切換弁が接続されて、上記第１切
   換弁が、上記第１流路を、上記第１電磁弁の切換
   え制御により、上記第２切換弁に接続された第３
   流路側とリザーバに接続された第１ドレンポート
   側とのいずれか一方へ切換えるスプール弁部をそ
   なえて構成され、かつ、上記第２切換弁が、上記
   第２流路を、上記第２電磁弁の切換え制御によ
   り、圧力流路側とリザーバに接続された第２ドレ
   ンポート側とのいずれか一方へ切換える第１スプ
   ール弁部と、上記第１スプール弁部にスプール軸
   を介して接続され、上記第３流路を、上記第２電
   磁弁の切換えにより上記第１スプール弁部に同期
   して、リザーバにオリフイスを介して接続された
   第３ドレンポート側と上記圧力流路側とのいずれ
   か一方へ切換える第２スプール弁部とをそなえて
   構成されるとともに、上記の第２切換弁における
   第１スプール弁部および第２スプール弁部が、上
   記第２切換弁の定常状態において上記圧力流路を
   上記の第２流路および第３流路のいずれか一方へ
   連通させるような関係で配設され、上記の第１お
   よび第２電磁弁へ弁切換え用制御信号を出力する
   制御手段が設けられて、同制御手段が、アツプシ
   フト時には、上記第２摩擦係合装置へ上記圧力流
   路から上記第２流路を通じて徐々に圧力流体を供
   給しつつ、上記第１摩擦係合装置に作用する圧力
   流体を、初期において上記の第２切換弁における
   第３ドレンポートおよびオリフイスを通じ排出さ
   せその後上記の第１切換弁における第１ドレンポ
   ートから排出させるとともに、ダウンシフト時に
   は、上記第１摩擦係合装置へ上記圧力流路から上
   記の第２切換弁と第３流路とを通じて徐々に圧力
   流体を供給しつつ、上記第２摩擦係合装置に作用
   する圧力流体を上記の第２切換弁における第２ド
   レンポートから排出させるように、上記電磁弁へ
   制御信号を送るように構成されたことを特徴とす
   る、自動変速機用制御装置。