WO2010044200A1

WO2010044200A1 - レンジ切換え装置

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Publication number: WO2010044200A1
Application number: PCT/JP2009/004897
Authority: WO
Inventors: 中村友哉; 柴山芳則
Original assignee: アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2010-04-22
Also published as: DE112009000977T5; CN102037259A; JP2010096281A; US20100095796A1

Abstract

　２速走行時、Ｄ→Ｎ操作すると、ブレーキ（Ｂ－１）がクラッチ（Ｃ－１）より先に解放され、ワンウェイクラッチが係合する（１速）ことによるショックを発生する等の、レンジ切換え時のショックを緩和する。シフトバイワイヤによるレンジ切換え装置を用い、例えば２速走行時Ｄ→Ｎ操作すると、まずＡ／Ｔ制御部（Ｕ２）を経由する電気信号（Ｓ１，Ｓ３，Ｓ６）にてリニアソレノイドバルブによりクラッチ（Ｃ－１）を解放する。その後、遅延手段（Ｕ１ａ）により所定遅延時間をおいて、駆動機構（３５）のモータ（３２）を駆動して、マニュアルバルブ（２０）をＮレンジ位置に切換えて、ブレーキ（Ｂ－１）をドレーンする。

Description

レンジ切換え装置

　本発明は、自動車に搭載される自動変速機のレンジを切換えるレンジ切換え装置に係り、詳しくはシフトレバー等の操作側の意思を電気信号として作動側に伝達する、いわゆるシフトバイワイヤによるレンジ切換え装置に関する。

　一般に、車輌に搭載される自動変速機は、該自動変速機本体に油圧制御装置（バルブボディ）が設けられており、該油圧制御装置はレンジ（例えばＰレンジ，Ｒレンジ，Ｎレンジ，Ｄレンジ等）を切換えるマニュアルバルブを有している。一方、運転席には、運転者が操作するシフトレバーが配置されており、該シフトレバーの操作による各レンジ位置を、ロッド等の機械的連結手段を介して上記マニュアルバルブに伝達している。

　近時、運転者の各レンジの操作を、電気信号を介してモータ（駆動手段）に伝達し、該モータにより前記マニュアルバルブを切換え操作する、シフトバイワイヤ（ＳＢＷ）システムが案出されている（例えば特許文献１参照）。

　機械的連結手段によるレンジ切換え装置も、シフトバイワイヤによるレンジ切換え装置も、運転者のシフトレバーの操作をそのままマニュアルバルブに伝達している。

　ＲレンジとＮレンジとの切換え（Ｒ－Ｎ変速）時、ローリバースブレーキ及びリバースクラッチが共に解放状態から係合状態（Ｎ→Ｒ変速）、又は係合状態から解放状態（Ｒ→Ｎ変速）に切換わるため、タイミングによってはショックを発生する。該ショックを緩和するため、切換えバルブ及びアキュムレータの背圧を切換え、オリフィスを介する油路を切換えることが提案されている（特許文献２参照）。

特開２００７－２７１０３６号公報特開平７－４５１１号公報

　上記特許文献２によるＲ－Ｎ変速時のショックを緩和する装置は、Ｒ→Ｎ時とＮ→Ｒ時とで、２個の係合要素のタイミングをずらすため、切換えバルブの切換え及びデューティソレノイドバルブによるアキュムレータ背圧の調整等、複雑な構造を必要とし、コストアップ及び重量増加の原因となると共に、搭載性においても制限がある。

　一方、Ｄレンジにあって２速状態で弱駆動状態で走行中、Ｎレンジ（Ｄ→Ｎ）にシフトすると、図６（ａ）に示すように、シフトバイワイヤによるレンジ切換え装置にあっても、機械的連結手段によるものと同様に、シフトレバーの操作と同時にマニュアルバルブが操作され、前進（Ｄ）レンジ圧がドレーンされ、２速時の係合要素である第１のクラッチＣ－１と第１のブレーキＢ－１の両油圧サーボが同時にドレーンが開始される。すると、第１のブレーキＢ－１が先にドレーンし、第１のクラッチＣ－１が遅れると、第１のクラッチＣ－１とワンウェイクラッチＦ－１が係合する１速状態となり、ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）の係合によりショックが発生する。

　そこで、本発明は、シフトバイワイヤによるレンジ切換え装置を用いて、シフトレバー等による運転者の操作から所定時間遅れる適時のタイミングによりレンジ切換え作動手段を作動することにより、簡単な構造でレンジ切換え時のショックを緩和することを目的とするものである。

　本発明は、レンジを選択指示し得るレンジ操作手段（３１）と、レンジ操作手段による各レンジを、電気信号を介して伝達される駆動手段（３５）と、該駆動手段により各レンジに対応する位置に切換えられるレンジ切換え作動手段（２０）（５３）と、を備えてなるレンジ切換え装置において、
　前記レンジ操作手段（３１）から前記駆動手段（３５）に電気信号（Ｓ１，Ｓ２）で伝達する間に、レンジ切換え制御部（Ｕ１）を介在し、
　該レンジ切換え制御部（Ｕ１）は、所定レンジに切換える際に必要とする少なくとも２個の作動要素の一方に自動変速機制御部（Ｕ２）を介して直接作動する信号（Ｓ３，Ｓ６）を発すると共に、前記作動要素の他方に前記一方が作動するに足りる遅延時間をおいた後、前記駆動手段（３５）に前記所定レンジに切換える信号（Ｓ２）を発する遅延手段（Ｕ１ａ）を有してなる、ことを特徴とする。

　前記作動要素は、自動変速機の伝動経路を切換える２個の係合要素（Ｃ－１…，Ｂ－１…）であり、
　前記レンジ切換え作動手段がマニュアルバルブ（２０）であり、
　前記２個の係合要素の一方を、前記自動変速機制御部（Ｕ２）からの電気信号（Ｓ１，Ｓ３，Ｓ６）に基づき直接切換え、
　前記２個の係合要素の他方を、前記遅延手段（Ｕ１ａ）による前記遅延時間をおいた後、前記駆動手段（３５）の駆動による前記マニュアルバルブ（２０）の切換えにより切換えてなる。

　具体的には、前記レンジ操作手段（３１）により操作されるレンジがＤレンジからＮレンジへの切換えであり、
　前記２個の係合要素が前進２速で係合する第１のクラッチ（Ｃ－１）と第１のブレーキ（Ｂ－１）であり、
　前記第１のクラッチの係合圧（Ｐ_Ｃ１）が、前記レンジ操作手段（３１）からのＮレンジ電気信号に基づき直接リニアソレノイドバルブ（ＳＬＣ１）によりドレーンされ、
　前記遅延手段（Ｕ１ａ）による前記遅延時間（ｔ_１）に基づき、前記第１のクラッチ（Ｃ－１）がトルク容量をもたなくなった後、前記第１のブレーキ（Ｂ－１）の係合圧（Ｐ_Ｂ１）が、前記マニュアルバルブ（２０）によりドレーンされてなる。

　また、前記レンジ操作手段（３１）により操作されるレンジがＲレンジからＰレンジへの切換えであり、
　前記レンジ切換え操作手段が、マニュアルバルブ（２０）と共に移動するパーキング作動機構（５３）であり、
　前記作動要素の一方は、Ｒレンジで係合する少なくとも１個の係合要素（Ｃ－３）であり、他方は、Ｐレンジにて自動変速機の出力軸を停止するパーキングロック手段（６０，６１）であり、
　前記Ｒレンジで係合する係合要素（Ｃ－３）の係合圧（Ｐ_Ｃ３）が、前記レンジ操作手段（３１）からのＰレンジ電気信号に基づき直接ソレノイドバルブ（ＳＬＣ３）によりドレーンされ、
　前記遅延手段（Ｕ１ａ）による前記遅延時間（ｔ_２）に基づき、前記係合要素（Ｃ－３）の解放により前記出力軸の軸トルクが抜けた後、前記パーキング作動機構（５３）により前記パーキングロック手段（６０，６１）が、前記出力軸をロックしてなる。

　なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。

　請求項１に係る本発明によると、シフトバイワイヤを用いるレンジ切換え装置にあって、レンジ切換え制御部に遅延手段を設ける簡単な構成でもって、コストアップ及び搭載上の制限を伴うことなく、レンジ切換えにおけるショックを緩和することができる。

　請求項２に係る本発明によると、自動変速機の伝動径路を切換える２個の係合要素を、一方を自動変速機制御部からの電気信号により直接切換え、他方を所定遅延時間を待ってマニュアルバルブにより切換えることにより、係合又は解放タイミングをずらして、レンジ切換え時のショックを緩和するとができる。

　請求項３に係る本発明によると、ＤレンジからＮレンジに切換える際、第１のクラッチの係合圧を直接リニアソレノイドバルブにて解放し、その後マニュアルバルブにより第１のブレーキを解放するので、１速段のワンウェイクラッチの係合によるショックをなくすことができる。

　請求項４に係る本発明によると、ＲレンジからＰレンジの切換えに際し、まず直接Ｒレンジ時に係合している少なくとも一方の係合要素（例えばＣ－２）を解放して、出力軸に作用している軸トルクをフリーにし、その後駆動手段を介してパーキング作動機構を作動して出力軸をパーキングロック手段でロックするので、いわゆるＰ抜きショックをなくすことができる。

本発明を適用し得る自動変速機のスケルトンを示す図。その作動表を示す図。本発明を適用し得る油圧制御装置の概略を示す図。本発明に係るレンジ切換え装置を示す概略図。本発明によるＤ→Ｎ操作を示すフローチャート。そのタイムチャートで、（ａ）は従来の技術を示し、（ｂ）は本発明の実施の形態を示す。本発明によるＲ→Ｐ操作を示すフローチャート。そのタイムチャートで、（ａ）は従来の技術を示し、（ｂ）は本発明の実施の形態を示す。

　以下、本発明に係る実施の形態を図面に沿って説明する。まず、本発明を適用し得る自動変速機３の概略構成について図１に沿って説明する。図１に示すように、例えばＦＦタイプ（フロントエンジン、フロントドライブ）の車輌に用いて好適な自動変速機３は、エンジン（駆動源）２に接続し得る自動変速機３の入力軸８を有しており、該入力軸８の軸方向を中心としてトルクコンバータ４と、自動変速機構５とを備えている。

　上記トルクコンバータ４は、自動変速機３の入力軸８に接続されたポンプインペラ４ａと、作動流体を介して該ポンプインペラ４ａの回転が伝達されるタービンランナ４ｂとを有しており、該タービンランナ４ｂは、上記入力軸８と同軸上に配設された上記自動変速機構５の入力軸１０に接続されている。また、該トルクコンバータ４には、ロックアップクラッチ７が備えられており、該ロックアップクラッチ７が係合されると、上記自動変速機３の入力軸８の回転が自動変速機構５の入力軸１０に直接伝達される。

　上記自動変速機構５は、各油圧サーボＣ・・・，Ｂ・・・（図４参照）にそれぞれ供給される係合圧に基づき係合されるクラッチＣ－１，Ｃ－２，Ｃ－３、ブレーキＢ－１，Ｂ－２と、エンジン２に接続される入力軸１０と、不図示の駆動車輪に接続されるカウンタギヤ１１とを有して、上記クラッチＣ－１，Ｃ－２，Ｃ－３、ブレーキＢ－１，Ｂ－２の係合状態に基づき入力軸１０とカウンタギヤ１１との間の伝達経路を変更して複数の変速段を形成するものであり、該自動変速機構５には、入力軸１０上において、プラネタリギヤＳＰと、プラネタリギヤユニットＰＵとが備えられている。上記プラネタリギヤＳＰは、サンギヤＳ１、キャリヤＣＲ１、及びリングギヤＲ１を備えており、該キャリヤＣＲ１に、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１を有している、いわゆるシングルピニオンプラネタリギヤである。

　また、前記プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素としてサンギヤＳ２、サンギヤＳ３、キャリヤＣＲ２、及びリングギヤＲ２を有し、該キャリヤＣＲ２に、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛合するロングピニオンＰＬと、サンギヤＳ３に噛合するショートピニオンＰＳとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。

　上記プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１は、ミッションケース９に一体的に固定されているボス部に接続されて回転が固定されている。また、上記リングギヤＲ１は、上記入力軸１０の回転と同回転（以下「入力回転」という。）になっている。さらに上記キャリヤＣＲ１は、該固定されたサンギヤＳ１と該入力回転するリングギヤＲ１とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、クラッチ（摩擦係合要素）Ｃ－１及びクラッチ（摩擦係合要素）Ｃ－３に接続されている。

　上記プラネタリギヤユニットＰＵのサンギヤＳ２は、バンドブレーキからなるブレーキＢ－１に接続されてミッションケースに対して固定自在となっていると共に、上記クラッチＣ－３に接続され、該クラッチＣ－３を介して上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。また、上記サンギヤＳ３は、クラッチＣ－１に接続されており、上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。なお、該ブレーキＢ－１は、クラッチＣ－３及びサンギヤＳ２に連結されたドラム状部材１８に周設されたブレーキバンド１９を有してなり、該ブレーキバンド１９は、一端がケース９に固定され、他端が後述する油圧サーボＢ－１（図３参照）に駆動連結されて、該油圧サーボＢ－１の駆動により該ドラム状部材１８に巻付けられるように構成されている。このブレーキバンド１９の巻付け方向は、前進２速段から前進６速段におけるドラム状部材１８の回転方向と逆方向になるように配設され、つまり油圧サーボＢ－１によってドラム状部材１８の前進２速段から前進６速段における回転方向に対して逆方向に引っ張って（自縛方向）巻付けを行うように構成されている。なお、各クラッチ及びブレーキとそれを作動する油圧サーボを、同じ作動となるので、同じ符号を用いて示している。本発明にあっては、クラッチ及びブレーキを係合要素と表現しているが、該係合要素は、その油圧サーボを含めた意味であり、例えば所定係合要素（例えばクラッチＣ－１，ブレーキＢ－１）の係合とは、油圧サーボＣ－１，Ｂ－１に油圧が供給されて、摩擦要素であるクラッチＣ－１又はブレーキＢ－１が係合（締結）されることを意味する。

　さらに、上記キャリヤＣＲ２は、入力軸１０の回転が入力されるクラッチＣ－２に接続され、該クラッチＣ－２を介して入力回転が入力自在となっており、また、ワンウェイクラッチＦ－１及びブレーキＢ－２に接続されて、該ワンウェイクラッチＦ－１を介してミッションケースに対して一方向の回転が規制されると共に、該ブレーキＢ－２を介して回転が固定自在となっている。そして、上記リングギヤＲ２は、カウンタギヤ（出力軸）１１に接続されており、該カウンタギヤ１１は、不図示のカウンタシャフト、ディファレンシャル装置を介して不図示の駆動車輪に接続されている。

　ついで、上記構成に基づき、自動変速機構５の作用について、図２の作動表に沿って説明する。

　例えばＤ（ドライブ）レンジであって、前進１速段（１ＳＴ）では、（第１の）クラッチＣ－１及びワンウェイクラッチＦ－１が係合される。すると、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ－１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、キャリヤＣＲ２の回転が一方向（正転回転方向）に規制されて、つまりキャリヤＣＲ２の逆転回転が防止されて固定された状態になる。すると、サンギヤＳ３に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進１速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

　なお、エンジンブレーキ時（コースト時）には、ブレーキＢ－２を係止してキャリヤＣＲ２を固定し、該キャリヤＣＲ２の正転回転を防止する形で、上記前進１速段の状態を維持する。また、該前進１速段では、ワンウェイクラッチＦ－１によりキャリヤＣＲ２の逆転回転を防止し、かつ正転回転を可能にするので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進１速段の達成を、ワンウェイクラッチＦ－１の自動係合により滑らかに行うことができる。

　前進２速段（２ＮＤ）では、（第１の）クラッチＣ－１が係合され、（第１の）ブレーキＢ－１が係止される。すると、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ－１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、ブレーキＢ－１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、キャリヤＣＲ２がサンギヤＳ３よりも低回転の減速回転となり、該サンギヤＳ３に入力された減速回転が該キャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進２速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

　前進３速段（３ＲＤ）では、クラッチＣ－１及びクラッチＣ－３が係合される。すると、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ－１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ－３の係合によりキャリヤＣＲ１の減速回転がサンギヤＳ２に入力される。つまり、サンギヤＳ２及びサンギヤＳ３にキャリヤＣＲ１の減速回転が入力されるため、プラネタリギヤユニットＰＵが減速回転の直結状態となり、そのまま減速回転がリングギヤＲ２に出力され、前進３速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

　前進４速段（４ＴＨ）では、クラッチＣ－１及びクラッチＣ－２が係合される。すると、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ－１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ－２に係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ３に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、上記前進３速段より高い減速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進４速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

　前進５速段（５ＴＨ）では、クラッチＣ－２及びクラッチＣ－３が係合される。すると、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ－３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、クラッチＣ－２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ２に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、入力回転より僅かに高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進５速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

　前進６速段（６ＴＨ）では、クラッチＣ－２が係合され、ブレーキＢ－１が係止される。すると、クラッチＣ－２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。また、ブレーキＢ－１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、固定されたサンギヤＳ２によりキャリヤＣＲ２の入力回転が上記前進５速段より高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進６速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

　後進段（ＲＥＶ）では、クラッチＣ－３が係合され、ブレーキＢ－２が係止される。すると、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ－３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、ブレーキＢ－２の係止によりキャリヤＣＲ２の回転が固定される。すると、サンギヤＳ２に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、後進段としての逆転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

　なお、例えばＰ（パーキング）レンジ及びＮ（ニュートラル）レンジでは、クラッチＣ－１、クラッチＣ－２、及びクラッチＣ－３が解放される。すると、キャリヤＣＲ１とサンギヤＳ２及びサンギヤＳ３との間、即ちプラネタリギヤＳＰとプラネタリギヤユニットＰＵとの間が切断状態となり、かつ、入力軸１０とキャリヤＣＲ２との間が切断状態となる。これにより、入力軸１０とプラネタリギヤユニットＰＵとの間の動力伝達が切断状態となり、つまり入力軸１０とカウンタギヤ１１との動力伝達が切断状態となる。

　ついで、本発明に係る自動変速機の油圧制御装置６について図３に沿って説明する。まず、油圧制御装置６における図示を省略した、ライン圧、セカンダリ圧、モジュレータ圧、レンジ圧等の生成部分について、大まかに説明する。

　本油圧制御装置６は、例えば図示を省略したオイルポンプ、マニュアルシフトバルブ、プライマリレギュレータバルブ、セカンダリレギュレータバルブ、ソレノイドモジュレータバルブ及びリニアソレノイドバルブを備えており、例えばエンジン２が始動されると、上記トルクコンバータ４のポンプインペラ４ａに回転駆動連結されたオイルポンプがエンジン２の回転に連動して駆動されることにより、不図示のオイルパンからストレーナを介してオイルを吸上げる形で油圧を発生させる。

　上記オイルポンプにより発生された油圧は、スロットル開度に応じて調圧出力されるリニアソレノイドバルブの信号圧に基づき、プライマリレギュレータバルブによって排出調整されつつライン圧Ｐ_Ｌに調圧される。このライン圧Ｐ_Ｌは、マニュアルシフトバルブ、ソレノイドモジュレータバルブ、及び詳しくは後述するリニアソレノイドバルブ等に供給される。このうちのソレノイドモジュレータバルブに供給されたライン圧Ｐ_Ｌは、該バルブによって略々一定圧となるモジュレータ圧に調圧され、このモジュレータ圧は、上記リニアソレノイドバルブの元圧として供給される。

　なお、上記プライマリレギュレータバルブから排出された圧は、例えばセカンダリレギュレータバルブによりさらに排出調整されつつセカンダリ圧に調圧され、このセカンダリ圧が、例えば潤滑油路やオイルクーラ等に供給されると共にトルクコンバータ４にも供給され、かつロックアップクラッチ７の制御にも用いられる。

　一方、マニュアルバルブ２０は、図４に基づき後程説明するシフトバイワイヤによるレンジ切換え装置３０によって、運転席（不図示）に設けられたシフトレバーに電気的に連動されるスプールを有しており、該スプールの位置がシフトレバーにより選択されたシフトレンジ（例えばＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）に応じて切換えられることにより、上記入力されたライン圧Ｐ_Ｌの出力状態や非出力状態（ドレーン）を設定する。

　詳細には、シフトレバーの操作に基づきＤレンジにされると、上記スプールの位置に基づき上記ライン圧Ｐ_Ｌが入力される入力ポートと前進（Ｄ）レンジ圧出力ポートとが連通し、該前進レンジ圧出力ポートよりライン圧Ｐ_Ｌが前進レンジ圧（Ｄレンジ圧）Ｐ_Ｄとして出力される。シフトレバーの操作に基づきＲ（リバース）レンジにされると、該スプールの位置に基づき上記入力ポートと後進レンジ圧出力ポートとが連通し、該後進レンジ圧出力ポートよりライン圧Ｐ_Ｌが後進レンジ圧（Ｒレンジ圧）Ｐ_Ｒとして出力される。また、シフトレバーの操作に基づきＰレンジ及びＮレンジにされた際は、上記入力ポートと前進レンジ圧出力ポート及び後進レンジ圧出力ポートとの間がスプールによって遮断されると共に、それら前進レンジ圧出力ポート及び後進レンジ圧出力ポートがドレーンポートに連通され、つまりＤレンジ圧Ｐ_Ｄ及びＲレンジ圧Ｐ_Ｒがドレーン（排出）された非出力状態となる。

　ついで、本発明に係る油圧制御装置６における主に変速制御を行う部分について説明する。図３は、本自動変速機の油圧制御装置６を、抜粋して概略的に示す回路図である。本油圧制御装置６は、上述のクラッチＣ－１の油圧サーボＣ－１、クラッチＣ－２の油圧サーボＣ－２、クラッチＣ－３の油圧サーボＣ－３、ブレーキＢ－１の油圧サーボＢ－１、ブレーキＢ－２の油圧サーボＢ－２の、計５つの油圧サーボのそれぞれに係合圧として調圧した出力圧を直接的に供給するための４本のリニアソレノイドバルブＳＬＣ１，ＳＬＣ２，ＳＬＣ３，ＳＬＢ１を備えている。また、リンプホーム機能を達成すると共に、リニアソレノイドバルブＳＬＣ２の出力圧をクラッチＣ－２の油圧サーボＣ－２又はブレーキＢ－２の油圧サーボＢ－２に切換える切換えバルブ２３，２４を備えている。なお、これら切換えバルブは、それぞれソレノイドバルブで操作されるＣ２アプライリレーバルブ２３，Ｂ２リレーバルブ２４であり、詳しくは他のバルブとも関連しているが、他のバルブも含めて省略している。

　リニアソレノイドバルブＳＬＣ１への油路ａ１、リニアソレノイドバルブＳＬＣ２への油路ａ４、リニアソレノイドバルブＳＬＢ１への油路ａ５には、上述したマニュアルバルブ２０の前進レンジ圧出力ポートＤが接続されて前進レンジ圧Ｐ_Ｄが入力し得るように構成されており、また、リニアソレノイドバルブＳＬＣ３への油路ｄには、プライマリレギュレータバルブ（不図示）からのライン圧Ｐ_Ｌが入力されている。

　上記リニアソレノイドバルブＳＬＣ１は、非通電時に非出力状態となるノーマルクローズタイプからなり、油路ａ１を介して上記前進レンジ圧Ｐ_Ｄを入力する入力ポートＳＬＣ１ａと、該前進（Ｄ）レンジ圧Ｐ_Ｄを調圧して油圧サーボＣ－１に制御圧Ｐ_ＳＬＣ１を係合圧Ｐ_Ｃ１として出力する出力ポートＳＬＣ１ｂとを有している。

　上記リニアソレノイドバルブＳＬＣ２は、非通電時に出力状態となるノーマルオープンタイプからなり、油路ａ４を介して上記前進（Ｄ）レンジ圧Ｐ_Ｄを入力する入力ポートＳＬＣ２ａと、該前進レンジ圧Ｐ_Ｄを調圧して油圧サーボＣ－２に制御圧Ｐ_ＳＬＣ２を係合圧Ｐ_Ｃ２（又は係合圧Ｐ_Ｂ２）として出力する出力ポートＳＬＣ２ｂとを有している。

　上記リニアソレノイドバルブＳＬＣ３は、非通電時に出力状態となるノーマルオープンタイプからなり、油路ｄを介して上記ライン圧Ｐ_Ｌを入力する入力ポートＳＬＣ３ａと、該ライン圧Ｐ_Ｌを調圧して油圧サーボＣ－３に制御圧Ｐ_ＳＬＣ３を係合圧Ｐ_Ｃ３として出力する出力ポートＳＬＣ３ｂとを有している。

　上記リニアソレノイドバルブＳＬＢ１は、非通電時に非出力状態となるノーマルクローズタイプからなり、油路ａ５を介して上記前進（Ｄ）レンジ圧Ｐ_Ｄを入力する入力ポートＳＬＢ１ａと、該前進レンジ圧Ｐ_Ｄを調圧して油圧サーボＢ－１に制御圧Ｐ_ＳＬＢ１を係合圧Ｐ_Ｂ１として出力する出力ポートＳＬＢ１ｂとを有している。

　第１の切換えバルブ２３は、上記リニアソレノイドバルブＳＬＣ２の係合圧を油圧サーボＣ－２への係合圧Ｐ_Ｃ２と油圧サーボＢ－２への係合圧Ｐ_Ｂ２に切換えるバルブである。第２の切換えバルブ２４は、油圧サーボＢ－２への供給圧を、マニュアルバルブ２０からの後進レンジ圧Ｐ_Ｒと上記第１の切換えバルブ２３からの係合圧Ｐ_Ｂ２とに切換えるバルブである。

　シフトバイワイヤによるレンジ切換装置３０は、図４に示すように、車輌に搭載される動力伝達装置としての自動変速機（例えば多段自動変速機や無段変速機（ＣＶＴ））３に用いられるものであって、運転者がシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を選択指令し得る操作手段としてのシフトレバー３１と、シフトレバー３１からの電気信号（シフト信号）Ｓ１に基づき、主にモータ３２を駆動制御することでシフトレンジを切換える制御を行う駆動機構（駆動手段）３５と、該駆動機構３５の複数のレンジ位置で該レンジ位置に応じたシフトレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ）を自動変速機３の油圧制御装置６に対して設定するスプールであるマニュアルバルブ２０と、を備えて構成されている。また、上記シフトレバー３１の信号Ｓ１は、レンジ切換え制御部Ｕ１に伝達され、本発明に係る所定の処理動作後に、信号Ｓ２として上記駆動機構３５のモータ３２に伝達される。詳しくは後述するレンジ切換え制御部Ｕ１には、該レンジ切換え制御部Ｕ１からの許可信号を受けて自動変速機３の変速制御（例えばクラッチやブレーキの係合制御）を行う自動変速機（Ａ／Ｔ）制御部Ｕ２が接続されている。

　上記シフトレバー３１（レンジ操作手段）は、運転者が自ら操作して自動変速機３に設定したい要求レンジを選択するレバーである。シフトレバー３１には、自動変速機３のＰ（パーキング）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジの各変速モードが表示されている。そして、切換設定された要求レンジに対応するシフト信号Ｓ１を詳しくは後述するレンジ切換え制御部Ｕ１へ入力する。なお、シフトレバー３１は、上記レンジの外にＤレンジからの別系統の操作（例えば１段横方向に操作して上下縦方向に操作する）により、前進の１～６速等に操作するマニュアル操作レンジ（シフト）があるものでもよく、この場合のマニュアル操作レンジも、レンジ操作に含む。

　上記シフトレバー３１は、運転者の意思を反映することができるもの、すなわち運転者によって選択された要求レンジに対応するシフト信号Ｓ１を発生させることができるものであれば、シフトレバー３１以外のものに置き換えてもよい。例えば、シフトスイッチ、シフトボタン、音声入力装置等を使用することができる。

　上記駆動機構３５は、モータ３２の回転運動を直線運動に変換するボールねじ機構３６と、ボールねじ機構３６の直線運動を揺動運動に変換するアーム部材３７と、アーム部材３７の揺動運動によって回動駆動されるマニュアルシャフト３９と、該マニュアルシャフト３９に固定・連結されたディテントレバー４０とディテントレバー４０をシフトレンジに対応した角度に付勢するディテントスプリング４１とを有するディテント機構４２と、を備えて構成されており、該ディテント機構４２のディテントレバー４０に、上記マニュアルバルブ２０（のスプール）が接続されている。また、マニュアルシャフト３９の端部には、該マニュアルシャフト３９の角度を検出することでマニュアルバルブ２０の位置を検出する位置センサ（位置検出手段）４３が備えられている。

　上記モータ３２の出力軸には、出力ギヤ４５が固定されており、該出力ギヤ４５からギヤ４６へ伝達されてボールねじ軸４９を回転させる。本実施形態では、ギヤ４５の回転を往復運動に変換するために、ボールねじ機構３６を採用している。ボールねじ機構３６は、ボールねじ軸４９とボールナット５０との間に不図示の多数のボールを循環可能に介装しており、ボールねじ軸４９に対してボールナット５０が軸方向へ移動可能に係合されている。

　ディテントレバー４０は、フック５２を押し引きして、マニュアルバルブ２０のスプールを軸方向位置に移動させる。ディテントレバー４０の中間位置には、パーキング作動機構５３が連結されている。上記パーキング作動機構５３は、ディテントレバー４０を介してマニュアルバルブ２０と一体に移動するように連結されたパーキングロッド５５を有しており、該パーキングロッド５５にはパーキングカム５６が摺動自在にかつスプリング５７によりストッパ５９に向けて付勢されて支持されている。一方、自動変速機の出力軸にはパーキングギヤ６０が一体に固定されており、かつ該ギヤに臨んでパーキングポール６１が配設されている。上記パーキングロッド５５を介して前記パーキングカム５６が移動することにより、サポート６２との間でパーキングポール６１がパーキングギヤ６０に噛込み、出力軸をロックする。上記一体に移動するマニュアルバルブ（詳しくはそのスプール）２０とパーキング作動機構（詳しくはパーキングロッド）５３が、レンジ切換え作動手段であり、各クラッチ、ブレーキ（及びその油圧サーボ）Ｃ・・・，Ｂ・・・並びに上記パーキングポール６１及びパーキングギヤ６０（パーキングロック手段）が、所定レンジに切換える際の作動要素に対応する。

　前記レンジ切換え制御部Ｕ１は、シフトレバー３１からの信号Ｓ１を入力し、駆動機構３５からのモータ３２及びＡ／Ｔ制御部Ｕ２に信号を出力する外、上記位置センサ４３からの各レンジのポジション信号Ｓ４を入力し、またＡ／Ｔ制御部Ｕ２からの各バルブの切換え信号及びその他の信号Ｓ５を入力している。なお、Ａ／Ｔ制御部は、油圧制御装置６との間で信号Ｓ６を入・出力している。

　そして、レンジ切換え制御部Ｕ１は、シフトレバー３１からの信号Ｓ１に基づき、Ａ／Ｔ制御部Ｕ２に直接各レンジに対応する信号Ｓ３を出力すると共に、該信号Ｓ３から各レンジに対応した所定時間遅れて駆動機構３５へ信号Ｓ２を出力する遅延手段Ｕ１ａが内蔵されている。

　以下、図５～図８に沿って、上記遅延手段Ｕ１ａを有するレンジ切換え装置３０の作動について説明する。

　まず、図５及び図６に沿って、Ｄレンジにおいて、２速状態で弱駆動状態で走行中、運転者がシフトレバー３１をＮレンジ（Ｄ→Ｎ）へ操作した場合について説明する。従来の技術であっては、図６（ａ）に示すように、マニュアルバルブ２０が切換えられて、元圧である前進（Ｄ）レンジ圧がドレーンし、第１のクラッチＣ－１及び第１のブレーキＢ－１の両油圧サーボが同時にドレーンを開始される。この際、ブレーキＢ－１のドレーン速度がクラッチＣ－１のドレーン速度より速いと、クラッチＣ－１とワンウェイクラッチＦ－１が係合する１速状態となり、ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）の係合に伴うショックを発生する。

　本発明の実施の形態によると、図５及び図６（ｂ）に示すように、前進２速の弱駆動状態、即ち第１のクラッチＣ－１及び第１のブレーキＢ－１が係合した状態での走行中（Ｆ１）、運転者がＮレンジにシフトレバー３１を操作すると（Ｆ２）、信号Ｓ１がレンジ切換え制御部Ｕ１に送信される。該レンジ切換え制御部Ｕ１において、上記信号Ｓ１に基づき直ちにＡ／Ｔ制御部Ｕ２に信号Ｓ３を発信する。これにより、Ａ／Ｔ制御部Ｕ２は、油圧制御装置６のリニアソレノイドバルブＳＬＣ１をＯＮして、油路ａ１の前進（Ｄ）レンジ圧Ｐ_Ｄの出力ポートＳＬＣ１ｂへの供給を遮断すると共に、油圧サーボＣ－１の係合圧Ｐ_Ｃ１をドレーンする（Ｆ３）。これにより、クラッチＣ－１の係合トルク容量は徐々に減少し、トルク容量を持たなくなる（Ｆ４）。

　該クラッチＣ－１がトルク容量を持つか否かの判断（フローステップＦ４の判断）は、油温毎のマップを複数備え、油圧センサ（図示せず）による検出した油温に対応するマップで所定遅延時間が設定され、該遅延時間の経過により判断される。なお、レンジ切換え制御部の遅延手段Ｕ１ａは、上記マップによる設定される遅延時間によるものに限らず、例えば油圧サーボＣ－１の油圧を検出する、クラッチＣ－１の出力側の回転比を検出する等、他の手段でもよい。

　レンジ切換え制御部Ｕ１は、遅延手段Ｕ１ａに基づきクラッチＣ－１がトルク容量を有さないと判断されるに足りる遅延時間ｔ_１経過後、信号Ｓ２を駆動機構３５のモータ３２に出力し、駆動機構３５を駆動してマニュアルバルブをＮレンジポジションに切換える。これにより、マニュアルバルブのＤレンジポートはドレーンされ、元圧である前進（Ｄ）レンジ圧がドレーンされ、リニアソレノイドバルブＳＬＢ１が供給位置にあるとしても、油圧サーボＢ－１は解放される（Ｆ５）。

　ブレーキＢ－１のトルク容量が減少し、所定時間経過することにより該ブレーキは解放されて、Ｎレンジとなる（Ｆ６，Ｆ７）。これにより、２速駆動走行中に、シフトレバーのＤ→Ｎ操作があっても、ブレーキＢ－１が係合状態にある間に、まずクラッチＣ－１が解放されるので、１速段を経由することなく、ワンウェイククラッチＦ－１の係合によるショックを生ずることはない。

　ついで、図７及び図８に沿って、ＲレンジからＰレンジに操作する場合について説明する。従来の技術にあっては、図８（ａ）に示すように、Ｒレンジでは、クラッチＣ－３とブレーキＢ－２が係合して、出力軸が逆転して車輪を後進方向に回転する。この状態で、シフトレバー３１をＰレンジに操作（Ｒ→Ｐ）すると、元圧である後進（Ｒ）レンジ圧が抜けると同時にパーキング作動機構５３が作動して、パーキングポール６１をパーキングギヤ６０に係合（ロック）する。この状態では、出力軸に後進に基づく軸トルクが作用している。そして、上記クラッチＣ－３のサーボ油圧及びブレーキＢ－２のサーボ油圧が抜けて、これらクラッチ及びブレーキが解放されると、出力軸に作用していた軸トルクも解放され、この際にトルク抜けショックを生じる。なお、クラッチＣ－３及びブレーキＢ－２は、シフトレバーのＲ→Ｐ操作と同じタイミングで共に解放が開始されるが、クラッチＣ－３の油圧がブレーキＢ－２より先に抜けて、パーキング（Ｐ）レンジが完了する。

　本発明の実施の形態によると、図７及び図８（ｂ）に示すように、リバースレンジで後進走行中又は停止中（Ｆ１０）、運転者がシフトレバー３１をパーキング（Ｐ）レンジに操作する（Ｆ１１）。すると、レンジ切換え制御部Ｕ１にはシフトレバー３１からのＰレンジ電気信号Ｓ１が入力され、該信号は、直ちにＡ／Ｔ制御部Ｕ２に電気信号Ｓ３で出力される。Ａ／Ｔ制御部Ｕ２は、油圧制御装置６に電気信号Ｓ６を発信し、ソレノイドバルブＳＬＣ３をＯＦＦに切換える。この際、第１及び第２の切換えバルブ２３，２４が、油圧サーボＢ－２に連通する側にソレノイドバルブを切換え・保持する。

　これにより、ソレノイドバルブＳＬＣ３は、ライン圧Ｐ_Ｌの油圧サーボＣ－３への供給が遮断されると共に該油圧サーボの係合圧Ｐ_Ｃ３がドレーンに連通されて、クラッチＣ－３のトルク容量が減少する（Ｆ１２）。この状態で、クラッチＣ－３が解放され、出力軸の軸トルクも解放される。該出力軸の軸トルクが抜けた状態を判定して（Ｆ１３）、レンジ切換え制御部Ｕ１は、遅延手段Ｕ１ａに基づく所定遅延時間ｔ_２後、駆動機構３５のモータ３２にＰレンジ電気信号Ｓ２を出力する。

　上記遅延手段Ｕ１ａは、油温によるマップにより予め設定される所定遅延時間ｔ_２を選択するが、これに限らず、例えば油圧サーボＣ－３の油圧を検出してもよく、また出力軸の回転を検出する等、他の手段によってもよい。

　そして、遅延手段Ｕ１ａにより、出力軸の軸トルクが抜けるに足りると判断された後の信号Ｓ２に基づき、駆動機構３５がＰレンジに駆動されて、マニュアルバルブ２０がＰレンジポジションへ移動すると共に、それと一体に連動して、パーキング作動機構５３のパーキングロッド５５が移動する。すると、マニュアルバルブ２０は、Ｒレンジポートがライン圧供給からドレーンに切換えると共に、スプリング５７を介してパーキングカム５６が移動し、該カム５６がサポート６２の間に挟まれて、パーキングポール６１をパーキングギヤ６０に係合して、出力軸を停止状態にロックする（Ｆ１４）。

　この状態では、リバース状態で出力軸に軸トルクが作用していたとしても、まずクラッチＣ－３を解放することにより出力軸を自由にした後、出力軸をロックするので、パーキング（Ｐ）レンジになることによるショック（Ｐ抜きショック）が生じることはない。なお、マニュアルバルブ２０のＰレンジへの切換えにより、後進（Ｒ）レンジ圧Ｐ_Ｒが抜けるので、ブレーキ油圧サーボＢ－２の係合圧Ｐ_Ｂ２は、第２の切換えバルブ２４を介して解放され、Ｐレンジになる（Ｆ１５）。

　なお、上述説明は、Ｄ→Ｎレンジ、Ｒ→Ｐレンジへの切換えについて説明したが、Ｒ→Ｎレンジ等の他のレンジ切換えについても適用可能である。

　本発明は、自動車に搭載される多段自動変速機又は無段自動変速機に利用され、シフトレバー等の操作側の意思を電気信号として作動側に伝達するシフトバイワイヤによるレンジ（Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ等）切換え装置に関する。

　３　　自動変速機
　６　　油圧制御装置
２０　　レンジ切換え作動手段（マニュアルバルブ）
３０　　レンジ切換え装置
３１　　レンジ操作手段（シフトレバー）
３２　　モータ
３５　　駆動手段（機構）
５３　　レンジ切換え作動手段（パーキング作動機構）
６０，６１　作動要素（パーキングロック手段、パーキングギヤ、パーキングポール）
Ｂ－１　作動要素（係合要素、第１のブレーキ）
Ｃ－１　作動要素（係合要素、第１のクラッチ）
Ｃ－３　作動要素（Ｒレンジの係合要素）
ＳＬＣ２，ＳＬＣ３　　リニアソレノイドバルブ
Ｕ１　　レンジ切換え制御部
Ｕ１ａ　遅延手段
Ｕ２　　自動変速機（Ａ／Ｔ）制御部
Ｓ１～Ｓ６　　電気信号

Claims

　レンジを選択指示し得るレンジ操作手段と、レンジ操作手段による各レンジを、電気信号を介して伝達される駆動手段と、該駆動手段により各レンジに対応する位置に切換えられるレンジ切換え作動手段と、を備えてなるレンジ切換え装置において、
　前記レンジ操作手段から前記駆動手段に電気信号で伝達する間に、レンジ切換え制御部を介在し、
　該レンジ切換え制御部は、所定レンジに切換える際に必要とする少なくとも２個の作動要素の一方に自動変速機制御部を介して直接作動する信号を発すると共に、前記作動要素の他方に前記一方が作動するに足りる遅延時間をおいた後、前記駆動手段に前記所定レンジに切換える信号を発する遅延手段を有してなる、
　ことを特徴とするレンジ切換え装置。
　前記作動要素は、自動変速機の伝動経路を切換える２個の係合要素であり、
　前記レンジ切換え作動手段がマニュアルバルブであり、
　前記２個の係合要素の一方を、前記自動変速機制御部からの電気信号に基づき直接切換え、
　前記２個の係合要素の他方を、前記遅延手段による前記遅延時間をおいた後、前記駆動手段の駆動による前記マニュアルバルブの切換えにより切換えてなる、
　請求項１記載のレンジ切換え装置。
　前記レンジ操作手段により操作されるレンジがＤレンジからＮレンジへの切換えであり、
　前記２個の係合要素が前進２速で係合する第１のクラッチと第１のブレーキであり、
　前記第１のクラッチの係合圧が、前記レンジ操作手段からのＮレンジ電気信号に基づき直接リニアソレノイドバルブによりドレーンされ、
　前記遅延手段による前記遅延時間に基づき、前記第１のクラッチがトルク容量をもたなくなった後、前記第１のブレーキの係合圧が、前記マニュアルバルブによりドレーンされてなる、
　請求項２記載のレンジ切換え装置。
　前記レンジ操作手段により操作されるレンジがＲレンジからＰレンジへの切換えであり、
　前記レンジ切換え操作手段が、マニュアルバルブと共に移動するパーキング作動機構であり、
　前記作動要素の一方は、Ｒレンジで係合する少なくとも１個の係合要素であり、他方は、Ｐレンジにて自動変速機の出力軸を停止するパーキングロック手段であり、
　前記Ｒレンジで係合する係合要素の係合圧が、前記レンジ操作手段からのＰレンジ電気信号に基づき直接ソレノイドバルブによりドレーンされ、
　前記遅延手段による前記遅延時間に基づき、前記係合要素の解放により前記出力軸の軸トルクが抜けた後、前記パーキング作動機構により前記パーキングロック手段が、前記出力軸をロックしてなる、
　請求項１記載のレンジ切換え装置。