JP4636431B2 - 自動変速機制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動変速機制御装置に関する。
従来、自動変速機の複数の摩擦要素に流体圧を出力して当該自動変速機を制御する自動変速機制御装置の一種に、二種類の摩擦要素への出力圧をそれぞれ調整する二つのスプール弁を一つの電磁弁の指令圧により駆動するものがある(例えば特許文献1,2参照)。このような自動変速機制御装置では、二つのスプール弁を駆動するために一つの電磁弁が共用されるため、電磁弁の数が低減され、それにより装置の小型化や低コスト化が図られる。
特開平6−26568号公報 特開平6−341541号公報
しかし、特許文献1に開示の自動変速機制御装置のように、二つのスプール弁に共通の指令圧が直接与えられる場合、摩擦要素に係合圧を出力するスプール弁だけでなく、摩擦要素に解放圧を出力するスプール弁も指令圧によって駆動される。それ故に電磁弁では、後者のスプール弁を駆動する分だけ過剰に作動流体の流量が消費されるため、指令圧に変動が生じる。その結果、前者のスプール弁では、摩擦要素に出力する係合圧に変動が生じることとなり、それに応じて摩擦要素の係合状態に変化が生じるため、自動変速機の制御精度が低下してしまう。
また、特許文献2に開示の自動変速機制御装置のように、二つのスプール弁に共通の指令圧が電磁リレー弁を介して与えられる場合、電磁弁の流路切換作用により一方のスプール弁のみ作動を停止させて電磁弁の指令圧変動を抑制することができる。しかしながら、電磁リレー弁を使用するため、その分、小型化及び低コスト化効果が下がることになる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、自動変速機の制御精度を向上する自動変速機制御装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、小型化及び低コスト化を実現する自動変速機制御装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明によると、複数のスプール弁のうち少なくとも一つであり、前記圧力制御弁との間で電磁弁を共有する特定スプール弁の出力圧を摩擦要素の解放圧に調整するとき、指令圧による力に対し逆向きの対向力を特定スプール弁のスプールに作用させて当該スプールを特定スプール弁のスプール孔により係止する。そのため、特定スプール弁の出力圧を解放圧に調整するときには、スプールがスプール孔により係止されることで特定スプール弁の作動が確実に停止するので、特定スプール弁の作動による電磁弁の指令圧変動が抑制される。したがって、特定スプール弁がその出力圧を解放圧に調整するときには、出力圧を摩擦要素の係合圧に調整する他のスプール弁が電磁弁の指令圧変動により係合圧を変動させることを抑制できるので、自動変速機の制御精度が向上する。しかも、そのような制御精度の向上は、複数のスプール弁を共通の指令圧により直接駆動することで実現できるため、装置の小型化及び低コスト化が図られる。
請求項2に記載の発明によると、特定スプール弁の出力圧を摩擦要素の係合圧に調整するときには、当該出力圧を解放圧に調整するときよりも対向力を減じて特定スプール弁のスプールを指令圧に応じた位置に移動させることができる。したがって、摩擦要素の解放並びに係合を特定スプール弁の出力圧によって確実に切り換えることができる。
請求項3に記載の発明によると、特定スプール弁の出力圧を解放圧に調整するときには、第一圧に調整されたマニュアル弁の出力圧による力を対向力として特定スプール弁のスプールに作用させる。また一方、特定スプール弁の出力圧を係合圧に調整するときには、第一圧よりも低い第二圧に調整されたマニュアル弁の出力圧による力を対向力として特定スプール弁のスプールに作用させる。したがって、複数のスプール弁の元圧となる出力圧を調整することにより自動変速機のレンジを切り換える既存のマニュアル弁を利用して特定スプール弁を駆動することが可能になるので、小型化及び低コスト化効果の低下が回避され得る。
尚、請求項1〜3に記載の発明において特定スプール弁としては、例えば請求項4に記載の発明のように、切換弁及び圧力制御弁のうち少なくとも一方を使用可能である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態による自動変速機制御装置10を示している。自動変速機制御装置10は車両用の自動変速機2に付設され、自動変速機2を電子制御する。
自動変速機2は、自動変速機制御装置10から出力される作動油の油圧に従って係合又は解放される複数の摩擦要素として、クラッチC1,C2等を備えている。ここでクラッチC1は、自動変速機2のレンジとしてドライブ(D)レンジが選択されるときに係合し、リバース(R)レンジが選択されるときに解放される。また逆にクラッチC2は、Dレンジが選択されるときに解放され、Rレンジが選択されるときに係合する。尚、自動変速機2には、D,Rレンジの他に、パーキング(P)レンジ及びニュートラル(N)レンジが用意されている。
自動変速機制御装置10は、マニュアル弁12、電磁弁14、圧力制御弁16及び切換弁18を備えている。
マニュアル弁12は、既存のマニュアル弁と略同一の4ポートスプール弁により構成されている。マニュアル弁12の入力側は、大気開放されたドレン圧のドレン20と、ライン圧生成回路22に接続されたライン圧の流路24とに接続されている。ここでライン圧は、ライン圧生成回路22によってドレン圧よりも高圧に調整された油圧である。マニュアル弁12の出力側は、圧力制御弁16及び切換弁18に接続された流路26と、切換弁18に接続された流路28とに接続されている。マニュアル弁12のスプールは、レンジセレクタとしてのシフトレバー30に機械的又は電気的に連結されている。
マニュアル弁12は、車両のユーザがシフトレバー30によって選択したD,R,P,Nのいずれかのレンジを実現する位置にスプールを移動させて、各流路26,28への出力圧をライン圧とそれよりも低いドレン圧との間で調整する。
具体的にDレンジの選択時においてマニュアル弁12は、流路26への出力圧をライン圧に調整すると共に、流路28への出力圧をドレン圧に調整する。また、Rレンジの選択時においてマニュアル弁12は、流路26への出力圧をドレン圧に調整すると共に、流路28への出力圧をライン圧に調整する。さらにまた、P又はNレンジの選択時においてマニュアル弁12は、各流路26,28への出力圧を共にドレン圧に調整する。
電磁弁14は、ソレノイド・ばね駆動式の4ポートスプール弁により構成されている。電磁弁14の入力側は、モジュレート圧生成回路32に接続されたモジュレート圧の流路36に接続されている。ここでモジュレート圧は、ライン圧を元圧としてモジュレート圧生成回路32によりドレン圧よりも高圧且つライン圧を越えないように調整された油圧である。電磁弁14の出力側は、圧力制御弁16及び切換弁18に接続された流路34に接続されている。電磁弁14は、図示しない電子制御ユニット(ECU)と電気的に接続されている。電磁弁14は、流路34に出力することで圧力制御弁16及び切換弁18に共通に与えられる指令圧を、モジュレート圧を元圧としてECUの指令値に従う油圧に調整する。
圧力制御弁16は、ばね駆動式の6ポートスプール弁により構成されている。電磁弁14に接続された流路34は中途部において二つに分岐しており、その一方の分岐流路34aに圧力制御弁16の入力側が接続されている。また、マニュアル弁12に接続された流路26は中途部において二つに分岐しており、その一方の分岐流路26aに圧力制御弁16の入力側が接続されている。圧力制御弁16の出力側は、クラッチC1と圧力制御弁16自身の入力側とに接続された流路38に接続されている。ここで流路38は、中途部において二つに分岐するものであり、その一方の分岐流路38aがクラッチC1に、他方の分岐流路38bが圧力制御弁16の入力側にそれぞれ接続されている。
図2に示すように圧力制御弁16では、分岐流路38bから入力されるクラッチC1への出力圧による力Fc1と圧縮ばね40による力Fs1とが、分岐流路34aから入力される電磁弁14の指令圧による力Feに対し逆向きにスプール42に作用している。これにより圧力制御弁16は、力Fc1,Fs1,Feの釣り合いに応じてスプール42を移動させて、クラッチC1への出力圧を調整する。
具体的にDレンジの選択時において、分岐流路26aから入力されるライン圧を元圧とする圧力制御弁16は、図3に示すように電磁弁14の指令圧が所定圧Pth以上となる場合に、クラッチC1への出力圧を指令圧の増減に従って線形増減させる。尚、このときの圧力制御弁16の出力圧は、図3に示す所定圧Pb以上となる場合に、クラッチC1を係合させる係合圧となる。また、Rレンジの選択時において分岐流路26aからドレン圧を入力される圧力制御弁16は、クラッチC1への出力圧を電磁弁14の指令圧に依ることなくドレン圧に調整する。尚、このときの圧力制御弁16の出力圧であるドレン圧が、クラッチC1を解放させる解放圧となる。
図1に示すように切換弁18は、ばね駆動式の5ポートスプール弁により構成されている。切換弁18の入力側は、電磁弁14に接続された流路34の他方側の分岐流路34bと、マニュアル弁12に接続された流路26の他方側の分岐流路26bと、マニュアル弁12に接続された流路28とに接続されている。切換弁18の出力側は、クラッチC2に接続された流路44に接続されている。
図4(A)に示すように切換弁18では、分岐流路26bから入力される油圧による力Fmと圧縮ばね46による力Fs2とが、分岐流路34bから入力される電磁弁14の指令圧による力Feに対し逆向きにスプール48に作用している。これにより切換弁18は、力Fm,Fs2,Feの釣り合いに応じてスプール48を移動させて、クラッチC2への出力圧を調整する。
具体的にDレンジの選択時において切換弁18は、分岐流路26bからライン圧を、流路28からドレン圧をそれぞれ入力され、それにより力Fm,Fs2及び力Feの最大値FemaxがFm+Fs2>Femaxを満たすようになっている。そのため、Dレンジ選択時の切換弁18では、図4(B)の如くクラッチC2への出力圧をドレン圧に調整する位置で、スプール48がスプール孔50に係止されて定位する。尚、このときの切換弁18の出力圧であるドレン圧が、クラッチC2を解放させる解放圧となる。また、Rレンジの選択時において切換弁18は、分岐流路26bからドレン圧を、流路28からライン圧をそれぞれ入力され、それにより力Fm,Fs2及び力Feの最大値FemaxがFm+Fs2<Femaxを満たすようになっている。そのため、Rレンジ選択時の切換弁18では、電磁弁14の指令圧が所定圧以上となる場合にスプール48が、図4(A)の如くクラッチC2への出力圧を元圧のライン圧に調整する位置で定位する。尚、このときの切換弁18の出力圧であるライン圧が、クラッチC2を係合させる係合圧となる。
こうした自動変速機制御装置10において、Dレンジの選択時には、電磁弁14の指令圧に応じて圧力制御弁16がクラッチC1への出力圧を係合圧等に調整する。このとき切換弁18では、ライン圧による力Fmが指令圧による力Feとは逆向きに作用するスプール48をスプール孔50が係止することで、クラッチC2への出力圧が解放圧に調整される。したがって、クラッチC1への出力圧が指令圧に応じて係合圧等に調整されるときには、切換弁18のスプール48の作動が確実に停止して電磁弁14の指令圧変動が抑制されるようになるため、クラッチC1への出力圧が変動し難くなる。
また、Rレンジの選択時には、圧力制御弁16がクラッチC2への出力圧を解放圧に調整する。このとき切換弁18では、分岐流路26bの油圧がDレンジ選択時のライン圧からドレン圧に切り換わることにより、指令圧による力Feとは逆向きの力FmがDレンジ選択時よりも減じられてスプール48が指令圧に応じた位置に移動し、クラッチC2への出力圧が係合圧等に調整される。尚、一般に入力圧に対する出力圧の変化率が小さくされる切換弁18では、Rレンジの選択時に圧力制御弁16のスプール42が振動して電磁弁14の指令圧が変動したとしても、その変動の影響を殆ど受けない。そのため、クラッチC2への出力圧が変動し難くなっている。
このように自動変速機制御装置10では、係合させる側のクラッチC1又はC2へ出力する油圧についてその変動を抑制できるので、自動変速機2の制御精度が向上する。しかも、そのような制御精度の向上は、圧力制御弁16及び切換弁18を共通の指令圧と、既存と略同一構成のマニュアル弁12の出力圧とにより駆動して実現できるため、装置10の小型化及び低コスト化が図られる。
以上、第一実施形態では、圧力制御弁16及び切換弁18の組が特許請求の範囲に記載の「複数のスプール弁」に相当し、切換弁18が特許請求の範囲に記載の「特定スプール弁」に相当する。また、マニュアル弁12から流路26に出力されて切換弁18に入力される油圧のうちライン圧が特許請求の範囲に記載の「第一圧」に相当し、当該油圧のうちドレン圧が特許請求の範囲に記載の「第二圧」に相当し、当該油圧(ライン圧及びドレン圧)による力Fmが「対向力」に相当する。
(第二実施形態)
図5に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例であり、第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付すことで説明を省略する。
第二実施形態の自動変速機制御装置100は、第一実施形態の圧力制御弁16とは構成が相違する第一圧力制御弁102を備え、また第一実施形態の切換弁18の代わりに第二圧力制御弁104を備えている。
第一圧力制御弁102は、ばね駆動式の6ポートスプール弁により構成されている。第一圧力制御弁102の入力側は、電磁弁14に接続された流路34の分岐流路34aと、マニュアル弁12に接続された流路26の分岐流路26aとに接続されている。また、マニュアル弁12に接続された本実施形態の流路28は中途部において二つに分岐しており、その一方の分岐流路28aにも第一圧力制御弁102の入力側が接続されている。第一圧力制御弁102の出力側は、第一実施形態の圧力制御弁16の場合と同様に、クラッチC1と第一圧力制御弁102自身の入力側とに接続された流路38に接続されている。
図6(A)に示すように第一圧力制御弁102では、分岐流路28aから入力されるライン圧又はドレン圧による力Fm1とクラッチC1への出力圧による力Fc1と圧縮ばね106による力Fs1とが、電磁弁14の指令圧による力Feに対し逆向きにスプール108に作用している。これにより第一圧力制御弁102は、力Fm1,Fc1,Fs1,Feの釣り合いに応じてスプール108を移動させて、クラッチC1への出力圧を調整する。
具体的にDレンジの選択時において第一圧力制御弁102は、分岐流路28aからドレン圧を、分岐流路26aからライン圧をそれぞれ入力され、それにより力Fm1,Fc1,Fs1及び力Feの最大値FemaxがFm1+Fc1+Fs1<Femaxを満たすようになっている。そのため、Dレンジ選択時の第一圧力制御弁102では、電磁弁14の指令圧が所定圧以上となる場合に、クラッチC1への出力圧を指令圧の増減に従って線形増減させる。尚、このときの第一圧力制御弁102の出力圧は、所定圧以上となる場合にクラッチC1の係合圧となる。また、Rレンジの選択時において第一圧力制御弁102は、分岐流路28aからライン圧を、分岐流路26aからドレン圧をそれぞれ入力され、それにより力Fm1,Fc1,Fs1及び力Feの最大値FemaxがFm1+Fc1+Fs1>Femaxを満たすようになっている。そのため、Rレンジ選択時の第一圧力制御弁102では、図6(B)の如くクラッチC1への出力圧をドレン圧に調整する位置で、スプール108がスプール孔110に係止されて定位する。尚、このときの第一圧力制御弁102の出力圧であるドレン圧が、クラッチC1の解放圧となる。
図5に示すように第二圧力制御弁104は、ばね駆動式の6ポートスプール弁により構成されている。第二圧力制御弁104の入力側は、電磁弁14に接続された流路34の分岐流路34bと、マニュアル弁12に接続された流路26の分岐流路26bとに接続されている。また、第二圧力制御弁104の入力側は、マニュアル弁12に接続された流路28の他方側の分岐流路28bにも接続されている。第一圧力制御弁102の出力側は、クラッチC2と第二圧力制御弁104自身の入力側とに接続された流路112に接続されている。ここで流路112は、中途部において二つに分岐するものであり、その一方の分岐流路112aがクラッチC2に、他方の分岐流路112bが第二圧力制御弁104の入力側にそれぞれ接続されている。
図7(A)に示すように第二圧力制御弁104では、分岐流路26bから入力される油圧による力Fm2とクラッチC2への出力圧による力Fc2と圧縮ばね114による力Fs2とが、電磁弁14の指令圧による力Feに対し逆向きにスプール116に作用している。これにより第二圧力制御弁104は、力Fm2,Fc2,Fs2,Feの釣り合いに応じてスプール116を移動させて、クラッチC2への出力圧を調整する。
具体的にDレンジの選択時において第二圧力制御弁104は、分岐流路26bからライン圧を、分岐流路28bからドレン圧をそれぞれ入力され、それにより力Fm2,Fc2,Fs2及び力Feの最大値FemaxがFm2+Fc2+Fs2>Femaxを満たすようになっている。そのため、Dレンジ選択時の第一圧力制御弁102では、図7(B)の如くクラッチC2への出力圧をドレン圧に調整する位置で、スプール116がスプール孔118に係止されて定位する。尚、このときの第二圧力制御弁104の出力圧であるドレン圧が、クラッチC2の解放圧となる。また、Rレンジの選択時において第二圧力制御弁104は、分岐流路26bからドレン圧を、分岐流路28bからライン圧をそれぞれ入力され、それにより力Fm2,Fc2,Fs2及び力Feの最大値FemaxがFm2+Fc2+Fs2<Femaxを満たすようになっている。そのため、Rレンジ選択時の第二圧力制御弁104では、電磁弁14の指令圧が所定圧以上となる場合に、クラッチC2への出力圧を指令圧の増減に従って線形増減させる。尚、このときの第二圧力制御弁104の出力圧は、所定圧以上となる場合にクラッチC2の係合圧となる。
こうした自動変速機制御装置100において、Dレンジの選択時には、電磁弁14の指令圧に応じて第一圧力制御弁102がクラッチC1への出力圧を係合圧等に調整する。このとき第二圧力制御弁104では、ライン圧による力Fm2が指令圧による力Feとは逆向きに作用するスプール116をスプール孔118が係止することで、クラッチC2への出力圧が解放圧に調整される。したがって、クラッチC1への出力圧が指令圧に応じて係合圧等に調整されるときには、第二圧力制御弁104のスプール116の作動が確実に停止して電磁弁14の指令圧変動が抑制されるようになるため、クラッチC1への出力圧が変動し難くなる。
また、Rレンジの選択時には、電磁弁14の指令圧に応じて第二圧力制御弁104がクラッチC2への出力圧を係合圧等に調整する。このとき第一圧力制御弁102では、ライン圧による力Fm1が指令圧による力Feとは逆向きに作用するスプール108をスプール孔110が係止することで、クラッチC1への出力圧が解放圧に調整される。したがって、クラッチC2への出力圧が指令圧に応じて係合圧等に調整されるときには、第一圧力制御弁102のスプール108の作動が確実に停止して電磁弁14の指令圧変動が抑制されるようになるため、クラッチC2への出力圧が変動し難くなる。
このように自動変速機制御装置100によっても、係合させる側のクラッチC1又はC2へ出力する油圧の変動を抑制でき、また第一及び第二圧力制御弁102,104を共通の指令圧と、既存と略同一構成にされたマニュアル弁12の出力圧とによって駆動できる。したがって、自動変速機2の制御精度を向上しつつ、装置100の小型化及び低コスト化を図ることができる。
以上、第二実施形態では、第一及び第二圧力制御弁102,104の組が特許請求の範囲に記載の「複数のスプール弁」に相当し、第一及び第二圧力制御弁102,104がそれぞれ特許請求の範囲に記載の「特定スプール弁」に相当する。また、マニュアル弁12から流路28に出力されて第一圧力制御弁102に入力される油圧のうちライン圧が特許請求の範囲に記載の「第一圧」に相当し、当該油圧のうちドレン圧が特許請求の範囲に記載の「第二圧」に相当し、当該油圧による力Fm1が「対向力」に相当する。さらにまた、マニュアル弁12から流路26に出力されて第二圧力制御弁104に入力される油圧のうちライン圧が特許請求の範囲に記載の「第一圧」に相当し、当該油圧のうちドレン圧が特許請求の範囲に記載の「第二圧」に相当し、当該油圧による力Fm2が「対向力」に相当する。
尚、上述においては本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるべきものではない。
例えば、第一実施形態では、Rレンジで係合しDレンジで解放されるクラッチC2への出力圧を調整する切換弁18に本発明を適用した例について説明した。また、第二実施形態では、Dレンジで係合しRレンジで解放されるクラッチC1への出力圧を調整する第一圧力制御弁102と、Rレンジで係合しDレンジで解放されるクラッチC2への出力圧を調整する第二圧力制御弁104とに本発明を適用した例について説明した。本発明は、このようなC1,C2と同じ係合・解放形態の摩擦要素への出力圧を調整するスプール弁だけでなく、C1,C2とは異なる係合・解放形態の摩擦要素への出力圧を調整するスプール弁にも適用できる。そしていずれの場合でも、上述の実施形態のように一つ又は二つのスプール弁に対して本発明を適用してもよいし、それ以上の適数のスプール弁に対して本発明を適用してもよい。
第一実施形態による自動変速機制御装置を示す油圧回路図である。 第一実施形態による圧力制御弁の作動を説明するための模式図である。 第一実施形態による圧力制御弁の作動を説明するための特性図である。 第一実施形態による切換弁の作動を説明するための模式図である。 第二実施形態による自動変速機制御装置を示す油圧回路図である。 第二実施形態による第一圧力制御弁の作動を説明するための模式図である。 第二実施形態による第二圧力制御弁の作動を説明するための模式図である。
符号の説明
2 自動変速機、10,100 自動変速機制御装置、12 マニュアル弁、14 電磁弁、16 圧力制御弁(スプール弁)、18 切換弁(スプール弁、特定スプール弁)、48,108,116 スプール、50,110,118 スプール孔、102 第一圧力制御弁(スプール弁、特定スプール弁)、104 第二圧力制御弁(スプール弁、特定スプール弁)

Claims (4)

  1. 指令圧に応じて複数の摩擦要素への出力圧をそれぞれ調整し、特定スプール弁及び圧力制御弁を含む複数のスプール弁と、
    前記特定スプール弁及び前記圧力制御弁に共通の前記指令圧を与える電磁弁と、を備え、
    前記圧力制御弁は、前記電磁弁の指令圧が所定圧以となる場合、摩擦要素への出力圧を指令圧の増減にしたがって線形増減させ、
    前記特定スプール弁の出力圧を前記摩擦要素の解放圧に調整するとき、前記指令圧による力に対し逆向きの対向力を前記特定スプール弁のスプールに作用させて当該スプールを前記特定スプール弁のスプール孔により係止することを特徴とする自動変速機制御装置。
  2. 前記特定スプール弁の出力圧を前記摩擦要素の係合圧に調整するとき、当該出力圧を前記解放圧に調整するときよりも前記対向力を減じて前記特定スプール弁のスプールを前記指令圧に応じた位置に移動させることを特徴とする請求項1に記載の自動変速機制御装置。
  3. 前記複数のスプール弁の元圧となる出力圧を第一圧と前記第一圧よりも低い第二圧との間で調整することにより前記自動変速機のレンジを切り換えるマニュアル弁を備え、
    前記特定スプール弁の出力圧を前記解放圧に調整するとき、前記第一圧に調整された前記マニュアル弁の出力圧による力を前記対向力として前記特定スプール弁のスプールに作用させ、
    前記特定スプール弁の出力圧を前記係合圧に調整するとき、前記第二圧に調整された前記マニュアル弁の出力圧による力を前記対向力として前記特定スプール弁のスプールに作用させることを特徴とする請求項2に記載の自動変速機制御装置。
  4. 前記特定スプール弁として、切換弁及び圧力制御弁のうちいずれか一方を備えることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動変速機制御装置。
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