JPS61165056A - 自動変速機のフエイルセ−フ装置 - 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） 本発明は自動変速機の７エイルセーフ装置に関する。

（従来技術） 一般に、自動変速機としては、トルクコンバータと、遊
星歯車機構などの歯車機構を有する多段歯車式変速機構
とを組合わせて構成したものが汎用されている。この自
動変速機における変速制御には、通常、油圧機構が採用
盗れ、歯車式変速機構の変速操作を行なうプレー姑、ク
ラッチなどの各摩擦係合装置の流体式アクチュエータに
対する油圧供給を電磁弁にて制御し、所要の変速段を得
るようになっている。すなわち、車両の走行状態の変化
から予め定められた変速特性に基いて所要変速段を制御
手段にて検出し、この制御手段からのシフトアップ信号
もしくはシフトダウン信号によって上記電磁弁を作動さ
せ、上記各摩擦係合装置の選択作動によシ、変速制御が
行なわれているのが通常である。

従って、上記各摩擦係合装置の選択作動が予定どおシに
行なわれないと、歯車式変速機構でのギヤのダブルロッ
ク現象による変速ショックを招くことになる。つまり、
例えば、／速から２速に変速する場合、／速で係合して
いたクラッチが２速で解放すべきときに解放されない場
合、同時に係合すべきでないクラッチ同志が係合状態（
ダブルロック）となって駆動輪にエンジンからの駆動力
が伝わらない状態が一時的に生じる。このようなギヤダ
ブルロックは、電磁弁の故障、油圧回路の閉塞、熱等に
よる電子制御装置の暴走などによって生じ得るものであ
る。

従来、上述の変速ショックを防止する提案として、特開
昭６！？−Ｊ’θ、、！；、！；、５号公報に記載され
ている如く、変速にあたって解放・側クラッチからの圧
油の排出はマニュアルシフトパルプによるｆｅＪ進レン
ジをもつ切換レンジ間の切換の瞬間から行ない、係合側
クラッチへの圧油の供給は切換から所定時間経過後に行
なうというものがある。この提案の場合、解放側クラッ
チからの圧油排出が若干遅れてもギヤダブルロックによ
る変速ショックを小さく抑えることができるが、解放側
クラッチ側での圧油糸路自体に異常がある場合のギヤダ
ブルロックは防止することができず、また、係合側クラ
ッチへの圧油供給を遅らせることから正常時の応答性と
いう点が多少犠牲となる。

（発明の目的） 本発明は、かかる点に鑑み、自動変速機の正常時におけ
る作動応答性を犠牲にすることなく、ギヤダブルロック
の現象を確実に防止することができるようにし、安全性
の向上を図ろうとするものである。

（発明の構成） 本発明においては、第１図に示す如く、エンジン出力軸
に連結されたトルクコンバータと、このトルクコンバー
タの出力軸に連結された歯車式変速機構とを備え、変速
用電磁手段に対し予め定められた変速特性に基いて変速
制御手段からシフトアップ信号もしくはシフトダウン信
号が出力され、上記歯車式変速機構の変速操作を行なう
各摩擦係合装置の流体式アクチュエータに対する圧力流
体の供給が上記変速用電磁手段によシ制御されるように
なっている。そうして、本発明は上記摩擦係合装置に作
用する圧力流体の圧力を検知する圧力検知手段を備えて
いて、この圧力検知手段からの入力に基き、ギヤダブル
ロック検出手段にて上記流体圧力が設定圧（ギヤダブル
ロックを生ずる結果となる圧力）よりも大きいか否かで
ギヤダブルロックを予見し、このギヤダブルロック検出
手段からの入力に基き、ギヤダブルロックが予見される
ときは、ギヤダブルロック防止手段により、上記変速制
御手段に対してシフトアップ信号を出力せしめる信号を
送るか、もしくは上記変速用電磁手段に対して作動停止
の信号を送るかの少々くとも一方を行ない、ギヤダブル
ロックを防止するようにしている。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第２図に示す電子制御式自動変速機の機械部分の断面に
おいて、１はエンジン出力軸２に連結さレタトルクコン
バータ、３は前進３段および後進７段の変速段を得る多
段歯車変速機構であり、このトルクコンバータ１と多段
歯車変速機構６との間にオーバードライブ用遊星歯車変
速機構４が配置されている。

トルクコンバータ１はエンジン出力軸２に結合されたポ
ンプ５、該ポンプ５に対向して配置されたタービン６、
およびポンプ５とタービン６の間に配置されたステータ
７を有し、タービン６にコンバータ出力軸８が結合され
た流体式のものである。コンバータ出力軸８とポンプ５
との間にはロックアツプクラッチ９が設けられている。

ロックアツプクラッチ９はトルクコンバータ１内を循環
する作動油圧力により常時係合方向に付勢されていると
ともに、外部から供給される開放用油圧で開放するよう
になっている。

オーバードライブ用遊星歯車変速機構４においては、プ
ラネタリギヤ１０を回転自在に支持するプラネタリキャ
リア１１がトルクコンバータ１の出力軸８に連結され、
サンギヤ１２はダイレクトクラッチ１３を介してインタ
ーナルギヤ１４に結合可能となっている。サンギヤ１２
と変速機ケースとの間にはオーバードライブブレーキ（
バンドブレーキ）１５が設けられ、インターナルギヤ１
４は多段歯車変速機構乙の入力軸１６に連結されている
。この場合、ダイレクトクラッチ１３が係合しブレーキ
１５が解放されたとき軸８，１６が直結され、ブレーキ
１５が係合しクラッチ１６が解放されたとき軸８，１６
がオーバードライブ結合する。

多段歯車変速機構３は、前段遊星歯車機構１７と後段遊
星歯車機構１８とを有し、両歯車機構１７．１８のサン
ギヤ１９．２０は連結軸２１にて連結されている。この
多段歯車変速機構３の入力軸１６は前方クラッチ２２を
介して連結軸２１に、また後方クラッチ２３を介して前
段遊星歯車機構１７のインターナルギヤ２４にそれぞれ
連結できるようになっている。連結軸２１すなわちサン
ギヤ１９　、２０と変速機ケースとの間にはセカンドブ
レーキ２５が設けられている。前段遊星歯車機構１７の
プラネタリキャリア２６と後段遊星歯車機構１８のイン
ターナルギヤ２７とは出力軸２８に連結され、後段遊星
歯車機構１８のプラネタリキャリア２９と変速機ケース
との間にはロー・リバースブレーキクラッチ３０が介設
されている。この場合、クラッチ２２．２３およびブレ
ーキ２５．３０を適宜作動させることで、所要の変速段
が得られる。

上記自動変速機の油圧回路は、第２図に示す如く、エン
ジン出力軸で駆動されるオイルポンプ３１、このオイル
ポンプ３１の圧力ライン３２に吐出された作動油の圧力
を調整する調圧弁３３、この調圧弁３３からの油圧を安
定させるカットバック用弁３４、エンジンの吸気負圧の
大きさに応じて調圧弁３３からのライン圧を変化させる
ノ（キュームスロットル弁３５およびこのスロットル弁
３５を補助するスロットル弁・アクアツブ弁３６を備え
ている。

マス、上記オイルポンプ３１の圧力ライン３２に吐出さ
れた作動油は調圧弁３３により圧力が調整され、セレク
ト弁３７に導かれるとともに、第１ライン３８を介して
オーバードライブ用遊星歯車変速機構４のダイレクトク
ラッチ１３のアクチュエータ６９に導かれている。この
第１ライン３８からは第１電磁弁４０で開閉されるドレ
ンライン４１が分岐し、第１電磁弁４０のオン（励磁）
でドレンライン４１が閉じて第１ライン３８の圧力が高
まり、ダイレクトクラッチ１３が係合する一方、オフ（
消磁）でダイレクトクラッチ１３が解放するようになっ
ている。

上記セレクト弁３７は、／、、２．Ｄ、Ｎ、Ｒ。

Ｐの各シフト位置を有し、／、２．Ｄの位置で上記圧力
ライン６２はポートａ、ｂに連通する。ポー　トａは第
２ライン４２を介してオーバードライブブレーキ１５の
アクチーエータ４３の作動側ポートに連通し、第２ライ
ン４２から分岐した第３ライン４４を介して同アクチュ
エータ４３の解放側ポートに連通している。第２．第３
のライン４２．４４からはそれぞれ第２．第３の電磁弁
４５．４６で開閉されるドレンライン４７　、４８が分
岐し、オーバードライブブレーキ１５が、第２電磁弁４
５がオンで第３電磁弁４６がオフのとき係合し、第３電
磁弁４６がオンのときは第２電磁弁４５のオ／・オフに
関係なく解放するように、アクチュエータ４３の作動側
と解放側の受圧面積が設定されている。

また、上記第１ライン３８から軟第クライン４９が分岐
し、これが多段歯車変速機構３の前方クララッチ２２の
アクチュエータ５０のポートに接続されている。この第
グライン４９からは第グ電磁弁５１で開閉されるドレン
ライン５２が分岐し、第グ電磁弁５１がオンのとき前方
クラッチ２２が係合し、オフのとき解放するようになっ
ている。

一方、上記セレクト弁３７のポートｂは第ｊうイン５３
を介して多段歯車変速機構乙の後方クラッチ２６のアク
チュエータ５４のポートに連通している。この第５ライ
ン５６からは第５電磁弁５５で開閉されるドレンライン
５６が分岐し、第２電磁弁６５のオン・オフにより後方
クラッチ２３が保合・解放するようになっている。

また、上記セレクト弁３７のポートｂは、第６ライン５
７を介してセカンドブレーキ２５のアクチュエータ５８
の作動側ポートに、また、第７ライン５９を介して同ア
クチュエータ５８の解放側ポートにそれぞれ連通してい
る。この第乙、第７のライン５７．５９からはそれぞれ
第乙、第７の電磁弁６０．６１で開閉されるドレンライ
ン６２゜６３が分岐し、セカンドブレーキ２５が第３電
磁弁６０はオンで第７電磁弁６１がオフのとき係合し、
第７電磁弁６１がオンのときは第３電磁弁６０のオン・
オフに関係なく解放するように、このアクチュエータ５
８の受圧面積が設定されている。

また、上記セレクト弁３７は／位置のとき圧力ライン６
２に通ずるポートＣを有し、このポートＣは第♂ライン
６４を介してロー・リバースブレーキクラッチ６０のア
クチュエータ６５のポートに連通している。この第♂ラ
イン６４からは第２電磁弁６５で開閉されるドレンライ
ン６６が分岐し、第２電磁弁６５のオン・オフでこのブ
レーキクラッチ３０が係合・解放をするようになってい
る。

また、本例の油圧回路は、口・ツクアップ制御弁６７を
もち、この制御弁６７は第２ライン６８を介してセレク
ト弁３７のポートｂに接続されている。この第２ライン
６８からはロックアツプ用電磁弁６９で開閉されるドレ
ンライン７０が分岐シ、ロックアツプ制御弁６７はロッ
クアツプ用電磁弁６９のオンによりロックア・ツブクラ
ッチ９を解放するようになっている。

そうして、上記油圧回路には、オーバードライブ用遊星
歯車変速機構４におけるダイレクトクラッチ１３および
オーバードライブブレーキ１５、並びに多段歯車変速機
構３における前方クラッチ２２、後方クラッチ２３およ
びセカンドブレーキ２５に作用する油圧を検知する圧力
検知手段が設けられている。具体的には、第１ライン３
８、第２ライン４２、第１ライン３８、第、ｒライン５
３および第６ライン５７にそれぞれ第１圧カセンサ７１
〜第ｊ圧カセンサ７５が設けられている。

以上の構成において、各シフト位置における電磁弁の作
動関係を第１表に、また、クラッチ、ブレーキの油圧作
用状態を第２表にそれぞれ示す。

なお、第１表中、○はオン、×はオフを表わす。

また、第２表中、○および◎はいずれも油圧が作用して
いることを表わすが、０の場合は解放側も同時に油圧が
作用しているため、解放側の受圧面積が大きい関係で実
際はブレーキが解放されていることを表わす。

さて、第３図は上記自動変速機の制御系統を示している
。すなわち、この自動変速機は、変速制御手段７６、ロ
ックアツプ制御手段７７、ギヤダブルロック検出手段７
８およびギヤダブル口・ツク防止手段７９を備えている
。これらの手段の作動因子は、トルクコンバータ１のタ
ービン回転数を検出するセンサ８０からのタービン回転
数信号Ｓｔ１吸気通路のスロットル開度を検出するセン
サ８１からのスロットル開度信号Ｓｎ、車両走行モード
を検出するセンサ８２からの走行モード信号Ｓｍおよび
上記圧力センサ７１〜７５で得られる油圧信号である。

なお、タービン回転数は車速に、スロットル開度はエン
ジン負荷にそれぞれ対応した情報である。

まず、変速制御手段７６は、タービン回転数信号ｓｔ、
スロットル開度信号Ｓｎおよび走行モード信号Ｓｍを受
け、例えば第グ図に示すタービン回転数−エンジン負荷
特性に基いて予め定められた変速マツプのシフトアップ
変速線およびシフトダウン変速線に照合し、変速すべき
か否かの演算を行なう。そして、この演算結果に基き、
シフトアップ信号Ｓｕもしくはシフトダウン信号Ｓａを
油圧回路の変速用電磁弁４０，４５，４６，５１．５５
，６０゜６１．６５に出力し、それらを第１表に示す態
様で選択的に励磁して自動変速機の変速段の移行制御を
行なうと共に、上記シフトアップ信号Ｓｕもしくはシフ
トダウン信号Ｓａをロックアツプ制御手段７７に出力す
る。

ロックアツプ制御手段７７は、タービン回転数信号Ｓｔ
、スロットル開度信号Ｓｎおよび走行モード信号Ｓｍを
受け、第グ図に示す予め定められたロッない、ロックア
ツプ作動信号ＳＯもしくは解除信号Ｓｒを油圧回路のロ
ックアツプ用電磁弁６９に出力する。

ギヤダブルロック検出手段７８は第５図に示す回路で構
成されている。すなわち、この検出手段７８は、各圧力
センサ７１〜７５からの信号をストレインアンプ回路で
増幅する増幅部８３、この増幅部８３からの各圧力信号
が基準値より犬か否かを比較する比較部８４、この比較
部８４からの圧力大の信号を受は各変速段で同時に係合
すべきでない摩擦係合装置間で同時に圧力大の信号が出
力されているか否かを判定する判定部８５およびこの判
定部８５からの信号を受けてギヤダブルロック防止手段
７９にギヤダブルロック検出信号を出力する出力部（Ｏ
Ｒ回路）８６を備える。

具体的には、上記比較部８４では、各摩擦係合装置の作
動特性に応じて各摩擦係合装置毎に抵抗８７〜９１で基
準値が設定されていて、この基準信号と上記圧力信号が
比較器９２〜９６で比較される。この基準値は例えば、
前方クラッチ２２と後方クラッチ２３とによるギヤ切替
えにおいて、第３図に示す正常切替え動作における油圧
作用のオーバーラツプ領域の最高圧力値よりも高く、か
つ第７図に示すギヤダブルロックを生ずる下限圧力値よ
シも低く設定されている。この基準値はスロットル開度
センサ８１からの出力によりエンジン負荷が大きくなる
ほど高くなるように変更される。

上記判定部８５は、２個のＡＮＤ回路９７〜１０４と３
個のＯＲ回路１０５〜１０７の組合わせで構成され、第
１〜第５の圧力センサ７１〜７５から増幅部８３および
比較部８４を介して送られる各摩擦係合装置に対する供
給圧力大の信号について、各変速段で次の第３表に示す
組合わせが生じているか否かを判定する。つまシ、この
第３表はそのまま供給圧力が犬となればギヤダブルロッ
クを招くことになる各摩擦係合装置の組合わせを示して
いる。この場合、第、ｌ！ＡＮＤ回路９８、第グＡＮＤ
回路１００、第４ＡＮＤ回路１０２、第♂ＡＮＤ回路１
０４からそれぞれ／速〜グ速の各ギヤダブルロック検出
信号５１〜Ｓ４が出力される。

ギヤダブルロック防止手段７９は、ギヤダブルロック検
出手段７８からの検出信号を受け、本例の場合はすべて
の変速用電磁弁をオフとする信号を変速制御手段７６に
出力し、変速制御手段７６における割込み処理によシギ
ャダブルロックを回避する。この場合の処理の一例を第
２図にフローで示す。すなわち、まず、全変速用電磁弁
をオフとし、次いでエンジン吹上り防止処理を行なう（
ステップ■、■）。そして、変速フラグがグ速か否かあ
るいは２速か否かを判断し、変速フラグをグ速又は３速
にしてエマ−ジエンシーの表示、例えば、車両のインス
トルメントパネルの警告灯の点灯やブザーによる警報を
行なう（ステップ■〜■）。

従って、上記実施例においては、第７図に示すような予
め定められた変速特性に基づき、車両の運転条件に応じ
て変速制御手段７６により油圧回路の各電磁弁が選択的
に制御され、この各電磁弁にて各摩擦係合装置の流体式
アクチユエータに対する油圧の供給が個別にかつ直接的
に制御される。

このことにより、シフトバルブにて各流体式アクチュエ
ータへの油圧供給の切換えを行なう方式に比べ、変速タ
イミングの制御が容易になり、応答性の高い変速制御が
可能となる。

しかして、過熱などによる変速制御系の暴走、変速用電
磁弁の故障などにより、同時に係合側に作動すべきでな
い摩擦係合装置の流体式アクチュエータに油圧が供給さ
れる状態、つ！シ、ギヤダブルロックを招く可能性を生
じた場合、そのことが圧力センサ７１〜７５からの出力
を受けてギヤダブルロック検出手段７８で検出される。

そして、ギヤダブルロック防止手段７９にて全変速用電
磁弁のオフ処理が行なわれ、ギヤダブルロックが回避さ
れる。

なお、上記実施例では、ギヤダブルロック防止のため、
全変速用電磁弁をオフにするようにしたが、変速制御手
段にシフトアップ処理を行なわしめる信号を出力し、順
次−股上の変速段においてギヤダブルロックの可能性の
有無を検出していくようになし、最上段のグ速でもギヤ
ダブルロックを生ずるとき、全変速用電磁弁をオフとす
るようにしてもよい。

また、本発明は電子制御式の自動変速機に限らず、普通
の流体式自動変速機にも適用することができる。

（発明の効果） 本発明によれば、各摩擦係合装置の流体式アクチュエー
タに対する流体圧力からギヤダブルロックの可能性を検
出して変速用電磁弁を制御するようにしたから、正常時
における変速制御の応答性を犠牲にすることなく、ギヤ
ダブルロックを確実に防止して、安全性の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は実施例の自動変速機
の機械部分および油圧回路を示す構成図、第３図は実施
例の制御系統図、第９図は変速特性図、第５図はギヤダ
ブルロック検出手段を示す電気回路図、第３図は正常切
替時の油圧一時間特性図、第７図はギヤダブルロックを
生ずる切替時の油圧一時間特性図、第２図は変速制御手
段における割込み処理のフロー図である。 １・・・・・・トルクコンバータ、２・・・・・・エン
ジン出力軸、３・・・・・・多段歯車変速機構、４・・
・・・・オーバードライブ用遊星歯車変速機構、１３・
・・・・・ダイレクトクラッチ、１５・・・・・・オー
バードライブブレーキ、２２・・・・・・前方クラッチ
、２６・・・・・・後方クラッチ、２５・・・・・・セ
カンドブレーキ、３９，４３，５０゜５４．５８．６５
・・・・・・アクチュエータ、４０，４５゜４６．５１
．５５，６０．６ｔ　、６５・・・・・・変速用電磁弁
、７１〜７５・・・・・・圧力センサ、７６・・・・・
・変速制御手段、７８・・・・・・ギヤダブルロック検
出手段、７９・・・・・・ギヤダブルロック防止手段晃
５図 も７図　　　　　　　第６＠ ｑ　Ｆｊ’ｌ　（ｓｅｃ）　　　　　　　　時ＦＪＩ　
（ｓｅａ）晃８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン出力軸に連結されたトルクコンバータと
   、このトルクコンバータの出力軸に連結された歯車式変
   速機構と、この歯車式変速機構の変速操作を行なう流体
   式アクチュエータに対する圧力流体の供給を制御する変
   速用電磁手段と、圧力流体が供給されることにより上記
   流体アクチュエータが作動して係合する複数個の摩擦係
   合装置と、あらかじめ定められた変速特性に基いて、上
   記変速用電磁手段に対してシフトアップ信号もしくはシ
   フトダウン信号を出力する変速制御手段と、上記摩擦係
   合装置に作用する圧力流体の圧力を検知する圧力検知手
   段と、この圧力検知手段からの入力により流体圧力が設
   定圧よりも大きいとき上記歯車式変速機構のギヤダブル
   ロックを予見するギヤダブルロック検出手段と、このギ
   ヤダブルロック検出手段からの入力により上記変速制御
   手段に対するシフトアップ信号出力の信号か上記変速用
   電磁手段に対する作動停止の信号の少なくとも一方を出
   力するギヤダブルロック防止手段とを備えていることを
   特徴とする自動変速機のフェイルセーフ装置。