(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の前進用締結要素に油圧を伝達する前進レンジ、後退用締結要素に油圧を伝達する後退レンジ、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素のいずれにも油圧を実質的に伝達しない中立レンジの切替を行なうレンジ切替装置であって、
第１のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第１の状態と第２の状態との間で切替可能な第１の切替弁と、
第２のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第１の状態と第２の状態との間で切替可能な第２の切替弁と、
前記第１の切替弁が前記第１の状態でありかつ前記第２の切替弁が前記第２の状態である場合に前記前進用締結要素に油圧が伝達され、
前記第１の切替弁が前記第２の状態でありかつ前記第２の切替弁が前記第１の状態である場合に前記後退用締結要素に油圧が伝達され、
前記第１の切替弁及び前記第２の切替弁が、ともに前記第１の状態である場合、及び、ともに前記第２の状態である場合に、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素への油圧伝達が実質的に遮断され、
前記油圧供給源から前記前進用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第２の切替弁、前記第１の切替弁、前記前進用締結要素を順次連通させて構成され、
前記油圧供給源から前記後退用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第１の切替弁、前記第２の切替弁、前記後退用締結要素を順次連通させて構成されること
を特徴とするレンジ切替装置。
【請求項２】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータへの通電がともに遮断された際に、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素への油圧伝達が実質的に遮断されること
を特徴とする請求項１に記載のレンジ切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の自動変速機において前進、後退、中立レンジの切替を行うレンジ切替装置に関し、特に故障が発生した場合であっても逆走等を防止して安全性を確保したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に設けられるＣＶＴやプラネタリギヤ式ステップＡＴ等の自動変速機においては、前進クラッチ、後退クラッチ等の係合要素への供給油圧を制御することによって、前進、後退、中立レンジの切り替えを行っている。
従来、一般にこのような前進、後退、中立レンジの切り替えは、ドライバが操作する操作レバーと機械的なリンケージで接続されたマニュアルバルブによって行っていた。
また、近年では、操作レバーと変速機との間に機械的なリンケージを設けず、電気的な信号のみによって走行レンジの切り替えを行う、いわゆるシフトバイワイヤ化が提案されている。
【０００３】
このような自動変速機のシフトバイワイヤ化に関する従来技術として、例えば特許文献１には、３個のソレノイドバルブによってそれぞれスプールバルブを作動させ、前進用及び後退用の油圧サーボへの供給油圧を切り替えるレンジ切替装置が記載されている。
また、特許文献２には、２個のソレノイドバルブによって走行レンジを切り替えるとともに、走行レンジにおいてソレノイドバルブが故障した場合にも走行レンジを保持可能としたレンジ切替装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２８４７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１２８４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたように、前後進切替バルブを用いて前進、後退の切替を行う場合、このバルブの状態が反転してしまうような故障モードが発生した場合、前進から後退へ、あるいは、後退から前進へ突然切り替わってしまうことが懸念される。
これに対し、故障状態を検出し、複数個のバルブの制御状態の組み合わせを異ならせてフェールセーフ性を高めることも考えられるが、この場合、故障検出速度が遅いと、設計上意図した組み合わせとならず、やはり逆走の懸念がある。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、故障が発生した場合であっても安全性を確保したレンジ切替装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、変速機の前進用締結要素に油圧を伝達する前進レンジ、後退用締結要素に油圧を伝達する後退レンジ、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素のいずれにも油圧を実質的に伝達しない中立レンジの切替を行なうレンジ切替装置であって、第１のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第１の状態と第２の状態との間で切替可能な第１の切替弁と、第２のアクチュエータによって駆動され、油圧供給源からの油圧が伝達される油路を第１の状態と第２の状態との間で切替可能な第２の切替弁と、前記第１の切替弁が前記第１の状態でありかつ前記第２の切替弁が前記第２の状態である場合に前記前進用締結要素に油圧が伝達され、前記第１の切替弁が前記第２の状態でありかつ前記第２の切替弁が前記第１の状態である場合に前記後退用締結要素に油圧が伝達され、前記第１の切替弁及び前記第２の切替弁が、ともに前記第１の状態である場合、及び、ともに前記第２の状態である場合に、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素への油圧伝達が実質的に遮断され、前記油圧供給源から前記前進用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第２の切替弁、前記第１の切替弁、前記前進用締結要素を順次連通させて構成され、前記油圧供給源から前記後退用締結要素へ油圧を伝達する油路は、前記油圧供給源、前記第１の切替弁、前記第２の切替弁、前記後退用締結要素を順次連通させて構成されることを特徴とするレンジ切替装置である。
これによれば、第１及び第２の切替弁の状態の論理パターンの組み合わせによって前進レンジ、後退レンジ、中立レンジの切替を行うことによって、単一の切替弁又はアクチュエータに故障が生じた場合であっても、前進レンジから後退レンジへ、あるいは、後退レンジから前進レンジへ推移することがなく、故障が発生した場合であっても安全性を確保することができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータへの通電がともに遮断された際に、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素への油圧伝達が実質的に遮断されることを特徴とする請求項１に記載のレンジ切替装置である。
これによれば、何らかの原因によって電力供給が途絶した場合に中立レンジとなることによって、安全性をさらに向上することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、故障が発生した場合であっても安全性を確保したレンジ切替装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明を適用したレンジ切替装置の実施例１を含むトランスミッション制御システムの模式的ブロック図である。
【図２】実施例１のレンジ切替装置の油圧回路を示す図である。
【図３】図２の油圧回路におけるＤレンジの状態を示す図である。
【図４】図２の油圧回路におけるＲレンジの状態を示す図である。
【図５】図２の油圧回路におけるＮレンジの状態を示す図である。
【図６】図２の油圧回路におけるＮレンジの状態の他の例を示す図である。
【図７】本発明を適用したレンジ切替装置の実施例２における油圧回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、故障が発生した場合であっても安全性を確保したレンジ切替装置を提供する課題を、レンジの切替を２つの切替弁の状態の論理パターンの組み合わせによって行い、前進レンジ又は後退レンジにおいて一方の切替弁が逆転した場合に中立レンジとなるように構成することによって解決した。
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明を適用したレンジ切替装置の実施例１について説明する。
実施例１のレンジ切替装置は、例えば、乗用車等の自動車に搭載され、エンジンの出力を変速する無段変速機（ＣＶＴ）に設けられるものである。
図１は、実施例１のレンジ切替装置を含むトランスミッション制御システムの模式的ブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、トランスミッション制御システム１は、ＣＶＴ制御ユニット１０、シフトバイワイヤ制御ユニット２０、インヒビットリレー３０等を有し、セカンダリリニアソレノイドＬ１、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２、第１ＤＮＲソレノイドＳ１、第２ＤＮＲソレノイドＳ２等を制御するものである。
【００１４】
ＣＶＴ制御ユニット１０は、ＣＶＴ及びその補機類を統括的に制御するものであって、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
ＣＶＴ制御ユニット１０は、ＣＶＴの変速制御や、図示しないロックアップクラッチの制御等を行うものである。
【００１５】
ＣＶＴ制御ユニット１０には、Ｐレンジスイッチ１１、ブレーキスイッチ１２、シフタセンサ１３、バックランプリレー１４等が接続されている。
Ｐレンジスイッチ１１は、ドライバがシフト操作を行う図示しないシフト操作部に設けられ、シフト操作部においてＰレンジを選択する操作が行われたことを検出するスイッチである。
ブレーキスイッチ１２は、ドライバによるブレーキ操作の有無を検出するものであって、ドライバが図示しないブレーキペダルを操作した際にオンされるスイッチである。
シフタセンサ１３は、シフト操作部において、ドライバがＤ（前進）、Ｎ（中立）、Ｒ（後退）、Ｐ（パーキング）のどのレンジを選択したかを検出するスイッチである。
バックランプリレー１４は、Ｒレンジが選択された場合に、車両後方のバックランプを点灯させるものである。
なお、Ｐレンジスイッチ１１及びシフタセンサ１３の出力は、シフトバイワイヤ制御ユニット２０にも伝達されている。
【００１６】
シフトバイワイヤ制御ユニット２０は、シフタセンサ１３の出力に基づいて、ＣＶＴ制御ユニット１０を介して、セカンダリリニアソレノイドＬ１、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２、第１ＤＮＲソレノイドＳ１、第２ＤＮＲソレノイドＳ２等を制御し、Ｄレンジ、Ｎレンジ、Ｒレンジの切替を行うものである。
シフトバイワイヤ制御ユニット２０は、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
セカンダリリニアソレノイドＬ１は、図示しないオイルポンプから供給される油圧を調圧して、レンジ切替装置に供給するものである。
ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２、第１ＤＮＲソレノイドＳ１、第２ＤＮＲソレノイドＳ２は、それぞれ後述するスプールバルブ１００、２００、３００に油圧を供給し、これらを制御するものである。
なお、ここでは電流に応じて油圧を調整するリニアソレノイドを用いているが、これに限らず、例えばデューティ比に応じて油圧を調整するデューティソレノイド等を用いてもよい。
【００１７】
また、シフトバイワイヤ制御ユニット２０には、Ｐロックシステム２１が接続されている。
Ｐロックシステム２１は、Ｐレンジが選択された場合に、トランスミッションの出力軸の回転を機械的にロックするものである。
【００１８】
インヒビットリレー３０は、図示しないスタータモータへの電力供給システムに設けられ、Ｐレンジ又はＮレンジ以外の場合には、アイドルストップ状態からのエンジン自動始動の場合を除き、スタータモータの駆動を禁止するものである。
【００１９】
また、ＣＶＴ制御ユニット１０及びシフトバイワイヤ制御ユニット２０には、車載ＬＡＮの一種であるＣＡＮ通信システムＣを介して、エンジン制御ユニット４０、挙動制御ユニット５０等が接続されている。
エンジン制御ユニット４０は、図示しないエンジン及びその補機類を統括的に制御するものである。
挙動制御ユニット５０は、アンダーステア、オーバーステア等の車両挙動の発生に応じて、左右輪に制動力差を与えてこれらの挙動を抑制する方向のモーメントを発生する車両挙動制御や、アンチロックブレーキ制御を行なうものである。
【００２０】
以下、実施例１のレンジ切替装置の油圧回路について説明する。
図２は、レンジ切替装置の油圧回路を示す図である。
なお、図２においては、理解を容易にするために各スプールバルブの弁体のオン、オフの位置をともに図示している。
レンジ切替装置は、図示しない前進クラッチ（Ｆｗｄ）、後退クラッチ（Ｒｖｓ）への印加油圧を切り替えるものであって、スプールバルブ１００，２００，３００等を有して構成されている。
【００２１】
スプールバルブ１００，２００，３００は、それぞれ複数のポートが形成された円筒状のスリーブ内にスプールを挿入し、各ソレノイドからの供給油圧を制御してスプールを移動させることによって油路の切替を行う。
具体的には、各ソレノイドから油圧を供給することによって、各スプールバルブ１００，２００，３００の弁体を図２に示すＯＮ位置とし、油圧供給を遮断することによって、弁体をスプリングの付勢力により図２に示すＯＦＦ位置とする。
なお、車両が停車中にエンジンを停止するアイドルストップシステムを搭載した車両の場合には、各スプールバルブ１００，２００，３００におけるスプリングの付勢力は、電動ポンプの吐出圧力によって走行レンジの維持等が可能なように設定するとよい。
【００２２】
スプールバルブ１００は、調圧されたライン圧をスプールバルブ２００，３００に供給するものであって、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２からの供給油圧を切り替えることによって駆動される。
スプールバルブ１００は、ポート１０１，１０２，１０３，１０４等を有して構成されている。
【００２３】
ポート１０１は、スプールバルブ１００にライン圧を導入するものである。
ポート１０２は、スプールバルブ１００からスプールバルブ２００，３００に油圧を供給するものである。
ポート１０３は、ポート１０２と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ１００内部を経由してポート１０４からドレンするものである。
ポート１０４は、ポート１０３からスプールバルブ１００に導入された油圧をドレンするものである。
【００２４】
スプールバルブ１００においては、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２がオフである場合に、ポート１０１とポート１０２とが連通し、ポート１０３及びポート１０４が閉塞されるようになっている。
【００２５】
スプールバルブ２００は、スプールバルブ１００のポート１０２から供給される油圧を、スプールバルブ３００に供給するとともに、スプールバルブ３００から供給される油圧を、前進クラッチに供給するものである。
スプールバルブ２００は、第１ＤＮＲソレノイドＳ１からの供給油圧を切り替えることによって駆動される。
スプールバルブ２００は、ポート２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８等を有して構成されている。
【００２６】
ポート２０１は、ポート１０２から供給される油圧を、スプールバルブ２００内に導入するものである。
ポート２０２は、スプールバルブ２００からスプールバルブ３００に油圧を供給するものである。
ポート２０３は、ポート２０２と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ２００内部を経由してポート２０４からドレンするものである。
ポート２０４は、ポート２０３からスプールバルブ２００に導入された油圧をドレンするものである。
【００２７】
ポート２０５は、スプールバルブ３００のポート３０２から供給される油圧をスプールバルブ２００に導入するものである。
ポート２０６は、ポート２０５から供給される油圧を前進クラッチに供給するものである。
ポート２０７は、ポート２０６と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ２００内部を経由してポート２０８からドレンするものである。
ポート２０８は、ポート２０７からスプールバルブ２００に導入された油圧をドレンするものである。
【００２８】
スプールバルブ２００においては、第１ＤＮＲソレノイドＳ１がオンである場合に、ポート２０１とポート２０２が連通し、ポート２０７とポート２０８が連通し、ポート２０３，２０４，２０５，２０６が閉塞される。
また、第１ＤＮＲソレノイドＳ１がオフである場合に、ポート２０３とポート２０４が連通し、ポート２０５とポート２０６が連通し、ポート２０１，２０２，２０７，２０８が閉塞される。
【００２９】
スプールバルブ３００は、スプールバルブ１００のポート１０２から供給される油圧を、スプールバルブ２００に供給するとともに、スプールバルブ２００から供給される油圧を、後退クラッチに供給するものである。
スプールバルブ３００は、第２ＤＮＲソレノイドＳ２からの供給油圧を切り替えることによって駆動される。
スプールバルブ３００は、ポート３０１，３０２，３０３，３０４，３０５，３０６，３０７，３０８等を有して構成されている。
【００３０】
ポート３０１は、ポート１０２から供給される油圧を、スプールバルブ３００内に導入するものである。
ポート３０２は、スプールバルブ３００からスプールバルブ２００に油圧を供給するものである。
ポート３０３は、ポート３０２と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ３００内部を経由してポート３０４からドレンするものである。
ポート３０４は、ポート３０３からスプールバルブ３００に導入された油圧をドレンするものである。
【００３１】
ポート３０５は、スプールバルブ２００のポート２０２から供給される油圧をスプールバルブ３００に導入するものである。
ポート３０６は、ポート３０５から供給される油圧を後退クラッチに供給するものである。
ポート３０７は、ポート３０６と連通し、不必要な場合に油圧をスプールバルブ３００内部を経由してポート３０８からドレンするものである。
ポート３０８は、ポート３０７からスプールバルブ２００に導入された油圧をドレンするものである。
【００３２】
スプールバルブ３００においては、第２ＤＮＲソレノイドＳ２がオンである場合に、ポート３０１とポート３０２が連通し、ポート３０７とポート３０８が連通し、ポート３０３，３０４，３０５，３０６が閉塞される。
また、第２ＤＮＲソレノイドＳ２がオフである場合に、ポート３０３とポート３０４が連通し、ポート３０５とポート３０６が連通し、ポート３０１，３０２，３０７，３０８が閉塞される。
【００３３】
次に、実施例１のレンジ切替装置におけるレンジの切替動作について説明する。
＜Ｄレンジ＞
図３は、実施例１の油圧回路におけるＤレンジの状態を示す図である。
図３に示す状態においては、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２はオフ、第１ＤＮＲソレノイドＳ１はオフ、第２ＤＮＲソレノイドＳ２はオンとなっている。
その結果、ライン圧は、ポート１０１、スプールバルブ１００、ポート１０２、ポート３０１、スプールバルブ３００、ポート３０２、ポート２０５、スプールバルブ２００、ポート２０６を順次経由して、前進クラッチに供給される。
なお、ポート２０１は閉塞されているため、ポート１０２からの油圧が直接スプールバルブ２００に導入されることはない。
【００３４】
＜Ｒレンジ＞
図４は、実施例１の油圧回路におけるＲレンジの状態を示す図である。
図４に示す状態においては、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２はオフ、第１ＤＮＲソレノイドＳ１はオン、第２ＤＮＲソレノイドＳ２はオフとなっている。
その結果、ライン圧は、ポート１０１、スプールバルブ１００、ポート１０２、ポート２０１、スプールバルブ２００、ポート２０２、ポート３０５、スプールバルブ３００、ポート３０６を順次経由して、後退クラッチに供給される。
なお、ポート３０１は閉塞されているため、ポート１０２からの油圧が直接スプールバルブ３００に導入されることはない。
【００３５】
＜Ｎレンジ＞
図５は、実施例１の油圧回路におけるＮレンジの状態を示す図である。
なお、実際にはＮレンジにおいては、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２は低圧状態に制御するが、理解を容易にするために高圧固定として図示している。
図５に示す状態においては、ＦＲクラッチリニアソレノイドＬ２はオフ、第１ＤＮＲソレノイドＳ１はオフ、第２ＤＮＲソレノイドＳ２はオフとなっている。
その結果、ライン圧は、スプールバルブ１００のポート１０２からスプールバルブ２００のポート２０１、スプールバルブ３００のポート３０１まで供給されるが、ポート２０１，３０１はともに閉塞されているため、前進クラッチ、後退クラッチのいずれにも油圧は供給されない。
【００３６】
また、実施例１においては、図６に示す状態でもＮレンジとすることができる。
図６は、実施例１の油圧回路におけるＮレンジの状態の他の例を示す図である。
図６に示す状態においては、ライン圧は、ポート１０１、スプールバルブ１００、ポート１０２から、ポート３０１、スプールバルブ３００、ポート３０２、ポート２０５まで順次伝達され、また、ポート１０２から、ポート２０１、スプールバルブ２００、ポート２０２、ポート３０５まで順次伝達されるが、ポート２０５，３０５はともに閉塞されているため、前進クラッチ、後退クラッチのいずれにも油圧は供給されない。
【００３７】
以上説明したように、実施例１においては、スプールバルブ２００，３００の状態の論理パターンの組み合わせによってＤレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジの切替を行うことによって、Ｄレンジ又はＲレンジで走行中に、スプールバルブ２００，３００のいずれかの状態が故障等によって反転しても、Ｎレンジに切り替わるため、逆走の懸念がなく、安全性を向上できる。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明を適用したレンジ切替装置の実施例２について説明する。
なお、上述した実施例１と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図７は、実施例２のレンジ切替装置における油圧回路を示す図である。
実施例２においては、第２ＤＮＲソレノイドＳ２のオン、オフに対するスプールバルブ３００の状態を、実施例１に対して逆特性としている。
以上説明した実施例２においても、上述した実施例１の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）各実施例のレンジ切替装置は、例えば、無段変速機（ＣＶＴ）に設けられるものであったが、本発明は、例えばプラネタリギヤを用いたステップＡＴ等、前進及び後退を油圧式の係合要素や締結要素によって行う他種の変速機にも適用することができる。
（２）レンジ切替装置を構成する各要素の形状、構造、配置等は、上述した各実施例の構成に限らず、適宜変更することができる。例えば、スプールバルブの各ポート間を連通させる油路の構成や、ソレノイドバルブの配置等は、適宜変更することができる。
（３）実施例２においては、第２ＤＮＲソレノイドにより駆動されるスプールバルブを実施例１の逆特性としているが、他のスプールバルブを逆特性としてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１    トランスミッション制御システム
１０    ＣＶＴ制御ユニット          １１    Ｐレンジスイッチ
１２    ブレーキスイッチ            １３    シフタセンサ
１４    バックランプリレー          ２０    シフトバイワイヤ制御ユニット
２１    Ｐロックシステム            ３０    インヒビットリレー
４０    エンジン制御ユニット        ５０    挙動制御ユニット
Ｃ    ＣＡＮ通信システム
１００    スプールバルブ            １０１〜１０４    ポート
２００    スプールバルブ            ２０１〜２０８    ポート
３００    スプールバルブ            ３０１〜３０８    ポート
Ｌ１    セカンダリリニアソレノイド
Ｌ２    ＦＲクラッチリニアソレノイド
Ｓ１    第１ＤＮＲソレノイド        Ｓ２    第２ＤＮＲソレノイド
【図１】
0005612624.tif 000002
【図２】
0005612624.tif 000003
【図３】
0005612624.tif 000004
【図４】
0005612624.tif 000005
【図５】
0005612624.tif 000006
【図６】
0005612624.tif 000007
【図７】
0005612624.tif 000008