(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機に設けられる複数の摩擦係合要素をそれぞれ係合または解除させることにより複数の変速段を切換制御する自動変速機用油圧制御装置において、
前記複数の摩擦係合要素のうち、前進時および後進時に係合する第１摩擦係合要素と、
前記第１摩擦係合要素に加わる圧力を制御し、非作動時に出力圧が低圧となる第１制御手段と、
前記複数の摩擦係合要素のうち、前進時に係合する第２摩擦係合要素と、
前記第２摩擦係合要素に加わる圧力を制御し、非作動時に出力圧が高圧となる第２制御手段と、
後進時、前記第１摩擦係合要素に前記第２制御手段の出力圧を供給するように切り換える切換手段とを備え、
前記切換手段はシフトレバーに連動して作動するマニュアルバルブであることを特徴とする自動変速機用油圧制御装置。
【請求項２】
前記両制御手段は電気油圧制御弁であることを特徴とする請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の変速機構を油圧で変速制御する自動変速機用油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用等に多く利用されている自動変速機は、回転駆動力を負荷に応じてスムーズに伝達するため、油圧弁により各摩擦係合装置に加わる油圧を切換制御して変速制御を行っている。変速制御は、乗員による前進、中立および後退のいずれかを選択するシフトレバーによる手動操作と、エンジンのスロットル開度などから自動変速機制御コンピュータ（以下、「自動変速機制御コンピュータ」をＥＣＵという）により適正なギア比になるように摩擦係合装置の係合および解除状態を決定する自動変速とにより行われる。
【０００３】
このような自動変速機用油圧制御装置として、特開昭６３−２１０４４３号公報に開示されているものが知られている。特開昭６３−２１０４４３号公報に開示されているような油圧制御装置では、例えば、前進時および後進時に係合するロー・リバースブレーキ（ＬＲ／Ｂ）を同一の電磁弁で制御している。
前記ＬＲ／Ｂ制御用電磁弁の出力はフェイルセーフ用の切換弁としてのスプール弁を介してＬＲ／Ｂに加えられている。各変速段においてＬＲ／Ｂに加えられる圧力はＬＲ／Ｂ制御用電磁弁およびスプール弁により適正に制御される。
【０００４】
断線やＥＣＵフェイル等により電磁弁が非作動状態になると、ＬＲ／Ｂ制御用電磁弁の出力は高圧に固定される。電磁弁の非作動時において、後進レンジではスプール弁はＬＲ／Ｂ制御用電磁弁の高圧出力を選択し変速段を後進固定にする。前進レンジではスプール弁はＬＲ／Ｂ制御用電磁弁の高圧出力に代えて低圧出力を選択し変速段を３速固定にする。このように、電磁弁の非作動時においてＬＲ／Ｂに加える圧力をスプール弁で切換えることにより、電磁弁の非作動時においても車両の前進走行および後進走行を可能にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特開昭６３−２１０４４３号公報に開示されるような従来の油圧制御装置では、ＬＲ／Ｂに加えられる出力切換用のスプール弁は油圧駆動の切換弁であるため、異物の噛み込み等によりロックすることがある。電磁弁の非作動時においてＬＲ／Ｂ制御用電磁弁の出力油圧が高圧に固定されているので、スプール弁がロックすると前進レンジにおいてＬＲ／Ｂに高圧出力が加えられ二重係合が発生する可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、第１制御手段および第２制御手段が非作動状態になっても、二重係合を防止するとともに前進および後進可能な自動変速機用油圧制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の自動変速機用油圧制御装置によると、前進時および後進時に係合する第１摩擦係合要素に加わる圧力を制御し、非作動時に出力圧が低圧となる第１制御手段と、前進時に係合する第２摩擦係合要素に加わる圧力を制御し、非作動時に出力圧が高圧となる第２制御手段とを備え、後進時に第２制御手段の出力圧を第１摩擦係合要素に供給することにより、前進時における第１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素の二重係合を防止するとともに、第１制御手段および第２制御手段の非作動時においても前進および後進の退避走行が可能である。そして、シフトレバーと連動して作動するマニュアルバルブにより走行レンジに応じて第２制御手段の出力を第１摩擦係合要素と第２摩擦係合要素とに切換えている。したがって、第１摩擦係合要素および第２摩擦係合要素に加えられる圧力を走行レンジに応じて確実に切換えることができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の自動変速機用油圧制御装置によると、第１摩擦係合要素および第２摩擦係合要素に加えられる圧力を高精度に制御可能である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の実施例による自動変速機用油圧制御装置を車両用の自動変速機（以下、「自動変速機」をＡＴという）に適用したシステム構成を図２に示す。
ＡＴはエンジンで生成したトルクをトルクコンバータなどの流体伝動装置を介して変速駆動装置に伝達し、この変速駆動装置内の複数の遊星歯車装置によって変速して出力する。
【００１１】
車両用ＡＴの動作は、周知のように自動または手動でトランスミッション３００内のギア接続が切換えられ、トルクコンバータ２００に接続された図示しないエンジンからの回転力が車両の後輪または前輪に伝達される。自動変速手段９０とその周辺装置全体は、トランスミッション３００下部のＡＴ内部の図示しないオイルパン内部にあり、オイルパン内部の油圧制御装置４００の周囲は油圧回路のドレインになっている。
【００１２】
トランスミッション３００内には、エンジンの回転軸に直結して回転駆動される公知の油圧ポンプ５６が設けられており、各油圧装置からオイルパン等に排出された駆動油を吸入ポート５７より吸入し、ライン圧制御手段６４を介し各装置へ圧油を供給している。この油圧ポンプ５６からの圧油は、変動のある高ポンプ油圧であり、ライン圧制御手段６４により一定の高圧なライン圧に制御し各油圧機器へ供給される。各摩擦係合装置はトランスミッション３００内にある図示しないプラネタリギア等の各変速比を構成するギアに連結されており、これら摩擦係合装置を係合または解除することにより、変速比を切換えて車両の変速制御を行っている。ロックアップ制御手段６５はＬ／Ｕ（ロックアップ装置）に加える油圧を調整するものである。
【００１３】
油圧制御装置４００の油圧回路を図１に示す。油圧制御装置４００には、マニュアルバルブ８０、ライン圧制御手段６４、ロックアップ制御手段６５等が含まれている。図１に示す油圧回路は図４に示すギア列に対応したものであり、入力軸が内部ロックされる二重係合を防止するためフェイルセーフバルブ６およびフェイルセーフバルブ７を備えている。図１中、ＯＤ／Ｃ、ＵＤ／Ｃ、２ＮＤ／Ｂ、Ｒ／Ｃ、ＬＲ／Ｂは特許請求の範囲に記載した「摩擦係合要素」のことである。
【００１４】
図１において、手動切換手段としてのマニュアルバルブ８０はシフトレンジに応じて３ポジションを有し、前進（Ｄ、３、２、１）レンジでは圧力通路ＢおよびＣをライン圧あるいは制御圧と連通させ、圧力通路ＡおよびＤを低圧にする。中立（Ｐ、Ｎ）レンジでは圧力通路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをすべて低圧にする。後進（Ｒ）レンジでは圧力通路ＡおよびＤをライン圧あるいは制御圧と連通させ、圧力通路ＢおよびＣを低圧にする。図１は前進レンジ選択時の油圧回路を示している。マニュアルバルブ８０の切換え、および電磁弁２、３、４、５による出力油圧制御により図３に示すようにクラッチ、ブレーキを係合、解除する。図３中、○印は係合を示し、無印は解除を示す。電気油圧制御弁である電磁弁３は特許請求の範囲に記載した「第２制御手段」のことであり、電気油圧制御弁である電磁弁５は特許請求の範囲に記載した「第１制御手段」のことである。
【００１５】
図１におけるマニュアルバルブ８０の走行レンジに応じた切換えを図１、図５および図６に基づいて説明する。図５は前進レンジにおける切換え状態を示し、図６は後進レンジにおける切換え状態を示している。
(1) 図１および図５に示す前進レンジおいて、第１摩擦係合要素としてのＬＲ／Ｂには論理弁１０を介して、フェイルセーフバルブ７を経た電磁弁５の出力油圧が加えられている。電磁弁５には圧力通路Ｂが接続してしており、圧力通路Ｂはマニュアルバルブ８０を介してライン圧PLのポート９１と連通している。また圧力通路Ｄはマニュアルバルブ８０を介してドレイン９２と接続している。したがって、電磁弁５によりライン圧PLを調整することによりＬＲ／Ｂに加える油圧を制御できる。
【００１６】
第２摩擦係合要素としてのＯＤ／Ｃには圧力通路Ｃが接続されており、圧力通路Ｃはマニュアルバルブ８０を介して同一の制御手段としての電磁弁３の出力油圧が加わるポート９３と連通している。電磁弁３にはライン圧PLが印加されているので、電磁弁３によりライン圧PLを調整することによりＯＤ／Ｃの圧力を制御できる。
【００１７】
ＵＤ／Ｃには論理弁９を介して電磁弁４の出力油圧あるいは圧力通路ｅの油圧のうち高い方の圧力が加えられている。電磁弁４にはライン圧の圧力通路Ｂが接続しており、圧力通路ｅは切換弁１１を介してドレインと接続している。したがって、電磁弁４によりライン圧PLを調整することによりＵＤ／Ｃに加える圧力を制御できる。
【００１８】
２ＮＤ／Ｂにはフェイルセーフバルブ６を介して電磁弁２の出力油圧が加えられている。電磁弁２にはライン圧の圧力通路Ｂが接続してしているので、電磁弁２によりライン圧PLを調整することにより２ＮＤ／Ｂに加える圧力を制御できる。
Ｒ／Ｃには圧力通路Ａが接続されており、圧力通路Ａはマニュアルバルブ８０を介してドレイン９２に連通している。したがって、前進レンジにおいてＲ／Ｃに加わる圧力は常に低圧である。
【００１９】
前進レンジにおいて、２ＮＤ／Ｂ、ＯＤ／Ｃ、ＵＤ／Ｃ、ＬＲ／Ｂに加える油圧を電磁弁２、３、４、５で制御することにより図３に示す１速、２速、３速、４速の変速段を実現している。
▲１▼具体的には、電磁弁４および電磁弁５の出力油圧を高圧（係合油圧）にし、電磁弁２および電磁弁３の出力油圧を低圧（解除油圧）にすることで１速の変速段になる。
【００２０】
▲２▼１速から２速に切り換えるには、電磁弁４の出力油圧を高圧に保持したまま電磁弁２の出力油圧を高圧にし、電磁弁５の出力油圧を低圧にする。
▲３▼２速から３速に切り換えるには、電磁弁４の出力油圧を高圧に保持したまま電磁弁３の出力油圧を高圧にし、電磁弁２の出力油圧を低圧にする。
▲４▼３速から４速に切り換えるには、電磁弁３の出力油圧を高圧に保持したまま電磁弁２の出力油圧を高圧にし、電磁弁４の出力圧を低圧にする。
【００２１】
(2) 図６に示す後進レンジにおいて、圧力通路Ｂおよび圧力通路Ｃはマニュアルバルブ８０を介してドレイン９２と連通しているので電磁弁２、４、５の出力油圧は低圧である。したがって、２ＮＤ／Ｂ、ＯＤ／Ｃ、ＵＤ／Ｃに加わる油圧は低圧である。
一方、圧力通路Ｄはマニュアルバルブ８０を介してポート９３と連通している。ポート９３は電磁弁３と接続しており、電磁弁３にはライン圧PLが印加されている。したがって、後進レンジにおいては電磁弁５に代えて電磁弁３を制御することによりＬＲ／Ｂを高圧にできる。また、圧力通路Ａはマニュアルバルブ８０を介してライン圧PLのポート９１と連通しているので、後進レンジにおいてＲ／Ｃに加わる油圧は常に高圧である。したがって、後進レンジにおいて後進の変速段が選択される。
【００２２】
マニュアルバルブ８０の具体的構成を図７、図８および図９に示す。図７は前進（Ｄ、３、２、１）レンジを、図８は中立（Ｐ、Ｎ）レンジを、図９は後進（Ｒ）レンジを示す。
図７において、ポート９１はライン圧通路であり、ポート９２、９４、９５はドレイン通路であり、ポート９３は電磁弁３の制御圧通路である。圧力通路Ｂはポート９１と連通し、圧力通路Ｃはポート９３と連通し、圧力通路Ａは圧力通路９４と連通し、圧力通路Ｄはポート９２と連通している。
【００２３】
図８に示す中立レンジではマニュアルバルブ８０は図７に示す位置より左に移動し、圧力通路Ａ〜Ｄはすべてドレイン通路に連通している。
図９に示す後進レンジではマニュアルバルブ８０は図８に示す位置よりさらに左に移動し、圧力通路Ａがポート９１と連通し、圧力通路Ｄがポート９３と連通している。圧力通路Ｂ、Ｃはドレン通路と連通している。
【００２４】
図７〜図９に示す３位置の油路の切換で前進、中立、後進レンジを確立している。
ライン圧制御手段６４は、図１０に示すようにライン圧を生成する調圧弁としてのプライマリ調圧弁２０１と、プライマリ調圧弁２０１に指令圧を加える電磁弁２０５と、出力通路２１４の油圧を所定圧以下に設定する減圧弁２０３と、セカンダリ圧を生成するセカンダリ調圧弁２２０とから構成されている。セカンダリ調圧弁２２０は図１０では図示しない。
【００２５】
プライマリ調圧弁２０１は、制御通路２１２の油圧から受ける力とスプリング２０２の付勢力の合計と、ライン圧通路２１３の油圧から受ける力とのつり合いによって位置が決められ、プライマリ調圧弁２０１の力のつり合いによりライン圧通路２１３のライン圧が決定する。図１１に示すように、ライン圧通路２１３の油圧は制御通路２１２の油圧（指令圧）が高くなると上昇する。プライマリ調圧弁２０１とセカンダリ調圧弁２２０とは油路で接続されており、セカンダリ調圧弁２２０においてロックアップ装置に加える作動油圧の元圧を生成する。
【００２６】
減圧弁２０３は出力通路２１４の油圧から受ける力とスプリング２０４の付勢力とのつり合いにより位置が決定し、出力通路２１４の油圧を所定圧以下にしている。
電磁弁２０５はデューティ制御可能な三方向電磁弁であり、スロットル開度およびシフトレンジに応じてデューティ制御することにより制御通路２１２の油圧を低圧から最大で最大指令圧である出力通路２１４の油圧まで高精度に制御する。制御通路２１２の油圧は、スロットル開度が大きくなるにしたがい上昇し、前進レンジ（Ｄ、３、２、１レンジ）よりも後進レンジ（Ｒレンジ）の方が最大値が高くなるように制御される。
【００２７】
ロックアップ制御手段６５は、図１２に示すように電磁弁１１０とロックアップ切換弁１１３とから構成されている。電磁弁１１０はトルクコンバータ２００のロックアップ制御指令に基づいて制御されており、オン時間とオフ時間との比により電磁弁１１０の開度が制御されるいわゆるデューティ制御可能な構成を有する。非励磁時、ポート１１１とポート１２２とが連通し、ポート１２２とポート１２３とが遮断される。そのため、ポート１２２からはポート１１１に供給されるセカンダリ圧PL2 が制御油圧PCとして取出される。このとき、制御油圧PCはセカンダリ圧PL2 と等しい。
【００２８】
また、励磁時の電磁弁１１０においては、ポート１２２とポート１２３とが連通し、ポート１１１とポート１２２とが遮断される。そのため、ポート１２２がドレインと連通し、ポート１２２からはドレン圧と等しい制御油圧PCが取出される。この電磁弁１１０の非励磁状態と励磁状態とを高速に切換えることにより、ポート１２２から取出せる制御油圧PCがセカンダリ圧PL2 より小さくなるように制御でき、また切換周期を制御することにより制御油圧PCが任意の圧力値に設定できるようになっている。
【００２９】
そして、非ロックアップ時、電磁弁１１０を非励磁状態にすると、ポート１１１とポート１２２とが連通し、ポート１２２からはセカンダリ圧PL2 と等しい制御油圧PCが取出されるため、ロックアップ切換弁１１３の油圧室１３１にはポート１４１を介してセカンダリ圧PL2 が作用する。そのため、ロックアップ切換弁１１３の弁体１３０は図１２で右方向に移動する。その結果、セカンダリ圧PL2 がポート１４４およびポート１６２を介してトルクコンバータ２００のオフポート１７１に作用し、クラッチ制御油室１１８からトルクコンバータ油室１２０に圧油が流れ、クラッチ機構１１９がロックアップ状態から解除され、トルクコンバータ２００が非ロックアップ状態となる。
【００３０】
ロックアップ状態にするには、電磁弁１１０をデューティ制御することにより行われる。この状態では、前述したようにポート１２２から取出せる制御油圧PCがセカンダリ圧PL2 より小さくなるように電磁弁１１０のオン時間とオフ時間とに比が制御される。この制御によって制御油圧PCが低下すると、ロックアップ切換弁１１３の油圧室１３２にポート１４２を介して作用するライン圧PLの付勢力が、油圧室１３１に作用する圧油による圧力の付勢力とスプリング１３０ａの付勢力との和より大きくなり、弁部材１３０が図１２で左方向に移動する。すると、ロックアップ切換弁１１３のポート１４３とポート１６１、１６２とが連通するため、デューティ制御される電磁弁１１０のポート１２２から取出される制御油圧PCがオフポート１７１を介してクラッチ制御油室１１８に作用する。これと同時にロックアップ切換弁１１３のポート１４４とポート１６３とが連通するため、トルクコンバータ２００のオンポート１７２にセカンダリ圧PL2 が作用する。したがって、この状態ではクラッチ制御油室１１８内の圧力は、制御油圧PCと等しくなるため、ロックアップクラッチ１１９はトルクコンバータ油圧室１２０に供給されるセカンダリ圧PL2 との差に応じて中間の位置に制御される。これにより、いわゆるスリップ制御が実施される。このクラッチ機構１１９のスリップ状態は、電磁弁１１０のデューティ制御によって制御され、クラッチ制御油室１１８に供給される制御油圧PCを徐々に減少させることによって、クラッチ機構１１９が完全に締結され、ロックアップ状態となる。
【００３１】
次に、断線やＥＣＵフェイル等により各電磁弁が非作動状態になった場合の油圧制御装置４００の作動について説明する。
(1) 前進レンジにおいて、断線やＥＣＵフェイル等により電磁弁２、３、４、５が非作動状態になると、各電磁弁はスプリングの付勢力により一方向に付勢され、出力油圧が高圧または低圧の一方に固定される。電磁弁２の出力側はドレインと接続するので電磁弁２の出力は低圧になる。したがって２ＮＤ／Ｂは低圧になり解除状態になる。
【００３２】
電磁弁３の出力側はライン圧PLと連通しているので、電磁弁３の出力油圧は常に高圧になる。電磁弁３の出力油圧はポート９３、マニュアルバルブ８０、圧力通路Ｃを介してＯＤ／Ｃに加えられるので、ＯＤ／Ｃは高圧になり係合状態になる。
電磁弁４の入力側は圧力通路Ｂと接続し、圧力通路Ｂにはマニュアルバルブ８０を介してライン圧PLが印加され電磁弁４の出力側はライン圧PLと連通しているので電磁弁４の出力油圧は高圧になる。したがって、ＵＤ／Ｃは高圧になり係合状態になる。
【００３３】
電磁弁５の出力側はドレインと接続されるので、電磁弁５の出力は低圧になる。また、圧力通路Ｄはドレイン９２と連通するので、ＬＲ／Ｂは低圧になり解除状態になる。
このような油圧設定により、各電磁弁の非作動時において３速の変速段が選択され車両の前進走行が可能となる。
【００３４】
(2) シフトレバーと連動しマニュアルバルブ８０が切換わって後進レンジを選択すると、圧力通路Ｂ、Ｃが低圧になるので２ＮＤ／Ｂ、ＯＤ／Ｃ、ＵＤ／Ｃは解除状態になる。圧力通路Ａ、Ｄにはライン圧PLが加わるので、Ｒ／Ｃ、ＬＲ／Ｂは係合状態になり、車両の後進走行が可能となる。
以上説明した本発明の上記実施例では、ＬＲ／Ｂに加える油圧を前進レンジでは電磁弁５で制御し、後進レンジでは電磁弁３で制御している。さらに、前進レンジにおいてＬＲ／Ｂと異なる変速段で係合するＯＤ／Ｃに加える油圧を電磁弁３で制御している。さらに、シフトレバーと連動して機械的に切換わるマニュアルバルブにより、前進レンジと後進レンジにおける油路の切換えが確実に行われる。また、断線やＥＣＵフェイル等により電磁弁３、５が非作動状態になっても、電磁弁３の出力油圧が高圧、電磁弁５の出力油圧が低圧に固定される。したがって、電磁弁３、５が非作動状態になっても、前進レンジにおけるＬＲ／ＢとＯＤ／Ｃの二重係合を防止できるとともに、前進レンジおよび後進レンジにおいて所定の変速段を選択可能である。さらに、このような各電磁弁の非作動時における二重係合の防止と変速段の選択とを電磁弁の個数を増やすことなく実現できる。
【００３５】
また、フェイルセーフバルブ６に入力される電磁弁２の出力、およびフェイルセーフバルブ７に入力される電磁弁５の出力は電磁弁５が非作動状態になると低圧に固定される。したがって、フェイルセーフバルブ６、７がロックしても、２ＮＤ／Ｂに加わる油圧は走行レンジに関わりなく低圧になり、ＬＲ／Ｂに加わる油圧は前進レンジでは低圧、後進レンジでは高圧になる。したがって、各電磁弁の非作動時にフェイルセーフバルブ６、７がロックしても、二重係合することなく前進レンジでは３速、後進レンジでは後進の変速段が選択される。したがって、各電磁弁の非作動時において、前進および後進の退避走行が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による油圧制御装置を示す模式的油圧回路図である。
【図２】本実施例による自動変速機のシステム構成を示すブロック図である。
【図３】本実施例の摩擦係合装置の係合または解除を表す図である。
【図４】本実施例の摩擦係合装置の模式的構成図である。
【図５】本実施例による前進時の油圧制御装置を示す模式的油圧回路図である。
【図６】本実施例による後進時の油圧制御装置を示す模式的油圧回路図である。
【図７】本実施例の前進時におけるマニュアルバルブの作動を示す断面図である。
【図８】本実施例の中立時におけるマニュアルバルブの作動を示す断面図である。
【図９】本実施例の後進時におけるマニュアルバルブの作動を示す断面図である。
【図１０】本実施例によるライン圧制御手段を示す模式的回路図である。
【図１１】本実施例の指令圧とライン圧との関係を示す特性図である。
【図１２】本実施例による自動変速機のロックアップ制御装置の構成図である。
【符号の説明】
２      電磁弁
３      電磁弁（第２制御手段、電気油圧制御弁）
４      電磁弁
５      電磁弁（第１制御手段、電気油圧制御弁）
６４      ライン圧制御手段
６５      ロックアップ制御手段
８０      マニュアルバルブ（切換手段）
２００      トルクコンバータ
４００      油圧制御装置
ＬＲ／Ｂ    第１摩擦係合要素
ＯＤ／Ｃ    第２摩擦係合要素
２ＮＤ／Ｂ、Ｒ／Ｃ、ＬＲ／Ｂ      摩擦係合要素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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