JPH01216152A - 変速機のクラッチ制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は入出力軸間に低速伝動系と高速伝動系とを並列
に設け、低速伝動系に第１クラッチを、高速伝動系に第
２クラッチをそれぞれ設けてなる変速機において、上記
クラッチを制御するための装置に関するものである。

〔従来技術とその問題点〕

従来、入力軸と出力軸との間に低速伝動系と高速伝動系
とを並列に設けた自動変速機において、低速伝動系と高
速伝動系とにそれぞれ油圧クラッチを設け、これら油圧
クラッチへ切換弁（シフトバルブ）によって選択的に油
圧を供給することによって、伝動系を切り換えるように
した油圧制御装置が公知となっている（特公昭５７−２
３１３６号公報）。

上記の油圧制御装置では、切換弁で各油圧クラッチへの
油圧を切り換えるのみであるから、各油圧クラッチの遮
断、締結は選択的に行われ、双方のクラッチが共に締結
する、所謂ダブルクラッチを防止できる利点がある。と
ころが、一方のクラッチを遮断し、他方のクラッチを締
結する場合に、遮断側のクラッチ油圧の立ち下がりは速
いのに対し、締結側のクラッチ油圧の立ち上がりはピス
トンのストローク時間のために必然的に遅くなるので、
双方のクラッチが遮断された状態、言わばニュートラル
状態と同様な状態が存在する。その結果、エンジン回転
が吹き上がるとともに、締結側のクラッチが締結された
時に大きな保合ショックを−伴うという問題がある。

上記の問題は、２個のクラッチ油圧をそれぞれ制御する
ための制御弁を設け、これら制御弁を電子制御により別
個に制御すれば解決可能である。

しかしながら、双方のクラッチを円滑に切り換えるべく
２個の制御弁を別個にかつ調和させながら制御すること
は容易でない、特に、低速伝動状態ら高速伝動状態へ切
り換える場合には、切り換えの速さより切換ショックを
少なくすることが優先され、逆に高速伝動状態から低速
伝動状態へ切り換える場合には、例えばキックダウンの
ように迅速な切換が要求されるため、切換ショックより
切換の速さが重視される。このように低速伝ｉ系と高速
伝動系とを相互に切り換える場合には、それぞれ異なる
特性を満足するクラッチ制御装置が必要となる。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、低速伝動系と高速伝動系との切換に際し、ダブルク
ラッチやニュートラル状態を回避することは勿論、低速
伝動状態から高速伝動状態へ切り換える場合にはショッ
クのない円滑な切換を実現し、高速伝動状態から低速伝
動状態へ切り換える場合には迅速な切換を実現できる変
速機のクラッチ制御装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明は、入出力軸間に低
速伝動系と高速伝動系とを並列に設け、低速伝動系に第
１クラッチを、高速伝動系に第２クラッチをそれぞれ設
けてなる変速機において、第１信号油圧を発生する第１
電磁弁と、第２信号油圧を発生する第２電磁弁と、第１
信号油圧に応じた出力油圧を第１クラッチへ出力する第
１クラッチ制御弁と、第２信号油圧に応じた出力油圧を
第２クラッチへ出力する第２クラッチ制御弁とを備え、
第１クラッチ制御弁の出力油圧が第２クラッチ制御弁に
対して第２信号油圧と対向方向に入力されており、第１
クラッチを遮断して第２クラッチを締結する場合には、
第２信号油圧が上昇するとともに第１信号油圧が時間勾
配をもって低下するように第１．第２電磁弁を制御し、
第１クラッチを締結して第２クラッチを遮断する場合に
は、第１信号油圧の上昇より遅れて第２信号油圧が低下
するように第１．第２電磁弁を制御するものである。

〔作用〕

例えば、第１クラッチを遮断して第２クラッチを締結す
る場合、即ち低速伝動状態から高速伝動状態へ切り換え
る場合には、第１信号油圧を時間勾配をもって低下させ
ることにより、第１クラッチ油圧を緩やかに低下させる
。このとき、第２信号油圧を即座に立ち上げても、第１
クラッチ制御弁の出力油圧が第２クラッチ制御弁に対し
て第２信号油圧と対向方向に入力されているため、第２
クラッチ油圧は第１クラッ、チ油圧に抑制されて即座に
立ち上がらず、ダブルクラッチを防止でき、円、滑な切
換を実現できる。

一方、第２クラッチを遮断して第１クラッチを締結する
場合、即ち高速伝動状態から低速伝動状態へ切り換える
場合には、第１信号油圧の上昇より遅れて第２信号油圧
を低下させる。これにより、第１クラッチ油圧の立ち上
がり遅れの間、第２クラッチ油圧の低下が抑制されるた
め、双方のクラッチが遮断された状態を回避でき、しか
もある程度第１クラッチ油圧が上昇すると、第２クラッ
チ油圧は強制的に排油されるので、ダブルクラッチも防
止できる。このように制御することにより、高速伝動状
態から低速伝動状態へ短時間で切り換えることができる
。

（実施例〕 第１図は本発明が適用される直結機構付無段変速機の一
例を示す。

図面において、エンジンｌのクランク軸２はフライホイ
ール３およびダンパ機構４を介して入力軸５に接続され
ている。入力軸５上には直結クラッチ６と、回転自在な
直結駆動ギヤ７とが設けられており、直結クラッチ６は
直結駆動時に直結駆動ギヤ７を入力軸５に対して連結す
る。入力軸５の端部には外歯ギヤ８が固定されており、
この外歯ギヤ８は無段変速装置ｌＯの駆動軸１１に固定
された内歯ギヤ９と噛み合い、入力軸５の動力を減速し
て駆動軸１１に伝達している。

無段変速装置１０は駆動軸１１に設けた駆動側ブー１Ｊ
１２と、従動軸１３に設けた従動側ブー１月４と、両プ
ーリ間に巻き掛けたＶベル）１５とで構成されている。

駆動側プーリ１２は固定シープ１２ａと可動シープ１２
ｂとを有しており、可動シーブ１２ｂの背後には変速比
を制御するための変速比制御用油室１６が設けられてい
る。一方、従動側プーリ１４も駆動側プーリ１２と同様
に、固定シープ１４ａと可動シープ１４ｂとを有してお
り、可動シープ１４ｂの背後にはトルク伝達に必要な負
荷推力をＶベルト１５に与える負荷推力制御用油室１７
が設けられている。上記変速比制御用油室１６および負
荷推力制御用油室１７の油圧は図示しない油圧制御装置
により制御される。

従動軸１３の外周には中空軸１９が回転自在に支持され
ており、従動軸１３と中空軸１９とは発進クラッチ２０
によって断続される。この発進クラッチ２０は発進時に
徐々に締結され、ベルト駆動中は締結状態を維持し、直
結駆動時には遮断される。前進用ギヤ２１は従動軸１３
上に、後進用ギヤ２２は中空軸１９上にそれぞれ回転自
在に支持されており、前後進切換用ドッグクラッチ２３
によって前進用ギヤ２１又は後進用ギヤ２２のいずれか
一方を中空軸１９と連結するようになっている。後進用
アイドラ軸２４には後進用ギヤ２２に噛み合う後進用ア
イドラギヤ２５と、別の後進用アイドラギヤ２６とが固
定されている。

また、減速軸２７には上記直結駆動ギヤ７と前進用ギヤ
２１と後進用アイドラギヤ２６とに同時に噛み合う減速
ギヤ２８と、終減速ギヤ２９とが固定されており、終減
速ギヤ２９はディファレンシャル装置３Ｇのリングギヤ
３１に噛み合い、動力を出力軸３２に伝達している。

上記無段変速機において、入力軸５、直結クラッチ６、
直結駆動ギヤ７、減速ギヤ２８、終減速ギヤ２９、ディ
ファレンシャル装ｗ１３０、出力軸３２は高速伝動系を
構成し、入力軸５、外歯ギヤ８、内歯ギヤ９、無段変速
装Ｗ１１０、発進クラッチ２０、前進用ギヤ２１．減速
ギヤ２Ｂ、終減速ギヤ２９、ディファレンシャル装置３
０、出力軸３２は低速伝動系（前進時）を構成している
。そして、高速伝動系における入力軸５と出力軸３２間
の伝達比は、低速伝動系における入力軸５と出力軸３２
間の最高速比の近傍に設定されている。

第２図は発進クラッチ２０および直結クラッチ６を制御
するための油圧制御装置を示す。

図面において、オイルポンプ４０は油溜４１から吸い上
げた圧油を調圧弁４２へ吐出しており、調圧弁４２はオ
イルポンプ４０の吐出圧を調圧し、一定のライン圧ＰＬ
をマニュアル弁４３とモジェレータ弁４５とに出力して
いる。マニュアル弁４３は図示しないチェンジレバ−に
より手動掻作され、Ｄ、Ｒなどの走行レンジでは前後進
切換弁４４にライン圧を出力し、Ｄレンジのみ直結制御
弁６０にライン圧を出力している。このように直結制御
弁６０には前進時（Ｄ、Ｌ）のみライン圧ＰＬが入力さ
れるので、例えばＲレンジにおいては直結制御弁６０の
作動に関係な（出力油圧Ｐ４は０となり、直結クラッチ
６が締結されるおそれはない。

上記前後進切換弁４４は例えば三方弁からなり、入力ポ
ートにマニュアル弁４３から選択的に入力される前進油
圧または後退油圧により弁体が自動的に反転し、何れか
一方の油圧を後述する発進制御弁５０の入力ポート５２
へ出力する。

モジェレータ弁４５はライン圧を調圧して一定のモジェ
レータ圧Ｐ、を発進制御用電磁弁４６と直結制御用電磁
弁４７とに出力している０発進制御用電磁弁４６と直結
制御用電磁弁４７は図示しない電子制御装置により作動
され、モジェレータ圧Ｐ、を排油制御してそれぞれ入力
信号（例えばデユーティ比）に比例した第１信号油圧Ｐ
、と第２信号油圧Ｐ、とを発生している。変速走行時に
は発進制御用電磁弁４６にＯＮ信号が入力されてＰ、−
Ｐ、となり、直結制御用電磁弁４７にＯＦＦ信号が入力
されてＰｇ−〇となる。一方、直結走行時には直結制御
用電磁弁４７にＯＮ信号が入力されてＰ、　−Ｐ、とな
り、発進制御用電磁弁４６にＯＦＦ信号が入力されてＰ
ｌ−０となる。また、発進過程においては発進制御用電
磁弁４６にデエーティ信号が入力されるため、第１信号
油圧Ｐ、はデユーティ比に比例した油圧となる。

発進制御弁５０は発進クラッチ２０を制御するための制
御弁であり、合計６個のポート５１〜５６が設けられ、
内部にはスプリング５８にて右方へ付勢されたスプール
５７が摺動自在に配置されている。ポート５１はドレン
ポートであり、入力ポート５２には前後進切換弁４４か
らライン圧が入力され、ポート５３は発進クラッチ２０
と直結制御弁６０のポート６１とに油圧Ｐ、を出力し、
ポート５４はドレンボートである。また、右端のポート
５５には発進制御用電磁弁４６から第１信号油圧Ｐ、が
導かれ、左端ボート５６にはスプール５７に形成し大連
通孔５７ａを介して出力油圧Ｐ、がフィードバックされ
ている。

上記発進制御弁５０において、左端ポート５６にフィー
ドバックされた出力油圧Ｐ２による右方向の荷重とスプ
リング５８の荷重Ｆ、との和と、信号油圧Ｐ、による左
方向の荷重とが釣り合い、出力油圧Ｐ、は次式によって
決定される。

Ｐｓ　ＸＡ＋　＋Ｆａ　＝Ｐ＋　ＸＡｔ　　　・・・（
１）上式において、Ａ＋　、Ａｘはそれぞれスプール５
７の左端部と右端部の受圧面積である。電磁弁４６は入
力信号であるデユーティ比に比例した信号油圧Ｐ、を出
力するので、（１）式から出力油圧Ｐ２もデユーティ比
に応じて連続的に変化させることができる。したがって
、発進時には発進クラッチ２０を徐々に締結して円滑な
発進を実現できる。

直結制御弁６０は直結クラッチ６を制御するための制御
弁であり、その構造は発進制御弁５０と同様である。ｆ
ｆ１ｌち、合計６個のポート６１〜６６が設けられ、内
部にはスプリング６８にて左方へ付勢されたスプール６
７が摺動自在に配置されている。上記ポー）６１には発
進制御弁５０より出力油圧Ｐ、が入力され、入力ポート
ロ２にはマニュアル弁４３から前進時のみライン圧が入
力され、ポート６３は直結クラッチ６と発進制御弁５０
のポート５１とに油圧Ｐ４を出力し、ポート６４はドレ
ンボートである。また、左端のポート６５には直結制御
用電磁弁４７から第２信号油圧Ｐ２が導かれ、右端ポー
ト６６にはスプール６７に形成した連通孔６７ａを介し
て出力油圧Ｐ４がフィードバックされている。

上記ポート６１に油圧Ｐ、が入力されていない場合には
、出力油圧Ｐ４は次式によって決定される。

Ｐ４　ｘ３．　十Ｆら−Ｐ、ＸＢ、　　　・・・（２）
上式において、Ｂ＋　、Ｂｔはそれぞれスプール６７の
右端部および左端部の受圧面積、Ｆｌはスプリング６８
のばね荷重である。

次に、上記構成からなる油圧１Ｉｉ１１御装置の動作を
説明する。

一低速伝動時一 まず、低速伝動時には発進制御用電磁弁４６がＯＮ、直
結制御用電磁弁４７が０ＦＦＬ、ているため、発進制御
弁５０のスプール５７は第２図上半分に示すように入力
ポート５２とドレンボート５４を選択的に開閉する位置
の近傍で維持される。したがって、出力油圧Ｐ、は（１
）式のように調圧され、発進クラッチ２０は締結状態を
保持している。

一方、直結制御弁６０のポー）６１には発進制御弁５０
の出力油圧Ｐ、が入力されるため、直結制御弁６０のス
プール６７は第２図上半分に示すように強制的に左方へ
押し切られ、直結制御用電磁弁４７の作υＪに関係な（
直結クラッチ６の油圧Ｐ４はドレンされる。したがって
、直結クラッチ６は完全に遮断されている。

一高速伝動時一 高速伝動時には、発進制御用電磁弁４６がＯＦＦ、直結
制御用電磁弁４７がＯＮするため、直結制御弁６０のス
プール６７は第２図下半分に示すように入力ポート６２
とドレンポート６４とを選択的に開閉する位置の近傍で
保持され、出力油圧Ｐ４は（２）式のように調圧され、
直結クラッチ６を締結されている。

また、発進制御弁５０のスプール５７は第２図下半分に
示すようにスプリング５８によって右方へ押し切られる
ので、出力油圧Ｐ、はドレンされ、発進クラッチ２０は
完全に遮断されている。

−低速伝動状態から高速伝動状態への切換時−低速伝動
状態から高速伝動状態へ切り換えるために、電磁弁４６
．４７の信号油圧ｐ、、Ｐｇを第３図（＾）のように変
化させると、クラッチ油圧Ｐ。

、Ｐ４は第３図（Ｂ）のように変化する。

即ち、時刻も、において第２信号油圧Ｐｇを即座に立ち
上げるとともに、第１信号油圧Ｐ１を一旦所定の油圧ま
で低下させた後、時間勾配をもって緩やかに低下させる
。つまり、直結クラッチ６の油圧Ｐ４がビストンストロ
ークのため立ち上がりが遅れても、その間、発進クラッ
チ２０の油圧Ｐ、を緩やかに低下させ、発進クラッチ２
０を保合状態で維持させる０時刻１．において、直結ク
ラッチ６のビストンストロークが完了しクラッチ油圧Ｐ
４が上昇すると、やがて時刻ｔ３でクラッチ油圧Ｐ４が
Ｐ、より高くなり、その後時刻ｔ、で油圧Ｐｓがドレン
されて発進クラッチ２０が遮断されると同時に、直結ク
ラッチ６が締結される。

このように、発進クラッチ２０を制御するための第１信
号油圧Ｐ１を時間勾配をもって緩やかに低下させること
により、直結クラッチ油圧Ｐ４の立ち上がり遅れ時間を
確保し、双方のクラッチが遮断された状態を回避し、エ
ンジンの吹き上がりを防止するとともに、クラッチ油圧
Ｐ４が緩やかに立ち上がるので、クラッチ係合時のシラ
ツクを緩和できる。また、直結制御弁６０のポート６１
に発進クラッチ油圧Ｐ、が入力されているので、発進ク
ラッチ油圧Ｐ、がドレンされると同時に直結クラッチ油
圧Ｐ４が最大となり、双方のクラッチが締結した状態（
ダブルクラッチ）を確実に防止できる。

一高速伝動状態から低速伝動状態への切換時−キックダ
ウン時のように高速伝動状態から低速伝動状態へ切り換
える場合には、電磁弁４６．４７の信号油圧Ｐｔ＋Ｐ＊
を第４図（Ａ）のように変化させる。この時、クラッチ
油圧Ｐ、、Ｐ４は第４図（Ｂ）のように変化する。

即ち、時刻ｔ、において第１信号油圧Ｐ、を即座に立ち
上げるとともに、第２信号油圧Ｐ３を一旦時間遅れて低
下させる。つまり、発進クラッチ２０の油圧Ｐ３がビス
トンストロークのため立ち上がりがやや遅れるが、時刻
ｔ４までの開信号油圧Ｐ２を最大油圧Ｐ−で保持してお
き、ポート６１に入力される発進クラッチ油圧Ｐ３の上
昇に応じて直結クラッチ油圧Ｐ４を低下させる。したが
って、直結クラッチ油圧Ｐ、の急激な低下が防止される
。

そして、時刻【Ｓにおいて発進クラッチ油圧Ｐ。

が最大となると同時に直結クラッチ油圧Ｐ４もドレンさ
れ、直結クラッチ６が遮断されるとともに、発進クラッ
チ２０が締結される。

このように、直結クラッチ６を制御するための信号油圧
Ｐｇを即座に低下させず、発進クラッチ油圧Ｐ、の上昇
を利用して直結クラッチ油圧Ｐ４を低下させるので、双
方のクラッチが遮断された状態や双方のクラッチが締結
したダブルクラッチを確実に防止できる。しかも、低速
伝動状態から高速伝動状態への切換時と比べて短時間で
切り換えることができるので、迅速に変速制御へ移行で
きる。

なお、本発明は直結機構付無段変速機における発進クラ
ッチと直結クラッチの制御装置に限らず、一般の有段式
自動変速機における低速段と高速段の変速切換用クラッ
チの制御装置にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明によれば第１クラ
ッチ制御弁の出力油圧を第２クラッチ制御弁に対して第
２信号油圧と対向方向に入力しているので、双方のクラ
ッチが締結された状態を確実に回避できる。

また、低速伝動状態から高速伝動状態へ切り換える場合
には、第２信号油圧が上昇するとともに第１信号油圧が
時間勾配をもって低下するように制御したので、双方の
クラッチが遮断される事態を回避できるとともに、第２
クラッチの締結が緩やかに行われ、クラッチ係合シ四ツ
クを回避できる。

逆に、高速伝動状態から低速伝動状態へ切り換える場合
には、第１信号油圧の上昇より遅れて第２信号油圧が低
下するように制御したので、第１クラッチ油圧が上昇を
開始するまで第２クラッチ油圧が低下せず、双方のクラ
ッチが遮断される事態を回避てきるとともに、短時間で
切換を完了することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される直結機構付無段変速機の概
略構成図、第２図はクラッチの油圧制御装置の回路図、
第３図は低速伝動状態から高速伝動状態への切換時にお
ける信号油圧およびクラッチ油圧の時間変化図、第４図
は高速伝動状態から低速伝動状態への切換時における信
号油圧およびクラッチ油圧の時間変化図である。 ６・・・直結クラッチ（第２クラッチ）、２０・・・発
進クラッチ（第１クラッチ）、４６・・・発進制御用電
磁弁（第１ｆｆｔ磁弁）、４７・・・直結制御用電磁弁
（第２電磁弁）、５０・・・発進制御弁（第１クラッチ
制御弁）、６０・・・直結制御弁（第２クラッチ制御弁
）。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入出力軸間に低速伝動系と高速伝動系とを並列に設け、
   低速伝動系に第１クラッチを、高速伝動系に第２クラッ
   チをそれぞれ設けてなる変速機において、 第１信号油圧を発生する第１電磁弁と、第２信号油圧を
   発生する第２電磁弁と、第１信号油圧に応じた出力油圧
   を第１クラッチへ出力する第１クラッチ制御弁と、第２
   信号油圧に応じた出力油圧を第２クラッチへ出力する第
   ２クラッチ制御弁とを備え、第１クラッチ制御弁の出力
   油圧が第２クラッチ制御弁に対して第２信号油圧と対向
   方向に入力されており、第１クラッチを遮断して第２ク
   ラッチを締結する場合には、第２信号油圧が上昇すると
   ともに第１信号油圧が時間勾配をもって低下するように
   第１、第２電磁弁を制御し、第１クラッチを締結して第
   ２クラッチを遮断する場合には、第１信号油圧の上昇よ
   り遅れて第２信号油圧が低下するように第１、第２電磁
   弁を制御することを特徴とする変速機のクラッチ制御装
   置。