(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、
トルクコンバータと、
このトルクコンバータに併設され、駆動側の動力を前記トルクコンバータに直接伝達可能なロックアップ装置と、
このロックアップ装置に加える締結油圧または解放油圧を制御する制御手段と、
前進レンジを検出する前進レンジ検出手段と、
変速段を検出する変速段検出手段と、
前記ロックアップ装置に接続する油路を切換えることにより、前記ロックアップ装置を締結許可および締結禁止のいずれか一方の状態にする切換弁とを備え、
前記切換弁は、前記制御手段の出力と、前記前進レンジ検出手段の出力と、前記変速段検出手段の出力とに応じて切換えられ、前進レンジを判定する圧力と、前記ロックアップ装置を締結禁止にする変速段を判定する圧力とが前記切換弁に対し互いに逆方向に作用す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】
前記ロックアップ装置を締結禁止にする変速段は１速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。
【請求項３】
前進レンジを検出する圧力はシフトレバーに連動して作動するマニュアルバルブを介して導入されることを特徴とする請求項１または２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には、本願出願人が出願した特願平７−２６４１７１号明細書に記載されたもののように、エンジンからの動力伝達時にトルクコンバータ内において発生するスリップを防止し動力伝達効率を向上させるためのロックアップクラッチを備えているものがある。特願平７−２６４１７１号明細書に記載されたものは、ロックアップ制御手段として、ロックアップクラッチの解放室および締結室の油路を切換える切換弁と、解放室油圧を制御する電磁弁とを備えている。通常このようなロックアップ制御手段には、車両の変速段に応じてロックアップ許可信号を生成し切換弁を切換駆動する変速段判定弁を備えることが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の油圧制御装置では、ロックアップ制御手段としてスプール弁で構成された方向切換弁に加え変速段判定弁が必要である。したがって、ロックアップ制御手段の油圧回路が複雑化し、かつ大型化するという問題があった。
【０００５】
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あり、ロックアップ制御の油圧回路を小型化し、かつ簡素化する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。
【０００６】
【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、切換弁が、ロックアップ装置の締結許可状態または締結禁止状態を切換えるとともに、この切換えを変速段を判定して行っている。切換弁が切換えおよび判定の両方の機能を併せ持つので、ロックアップ制御回路が小型化し、かつ簡素化される。
【０００７】
また、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、前進レンジ検出手段の出力油圧と変速段検出手段の出力油圧とを切換弁に導き、これら二つの出力油圧が切換弁に対し逆方向に作用することにより切換弁の切換制御を行っている。したがって、切換弁の切換制御回路を簡単な構成で実現できる。
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、１速の変速段だけをロックアップ禁止にし、他の変速段ではロックアップ許可にしているので、燃費を向上することができる。
【０００８】
本発明の請求項３記載の自動変速機用油圧制御装置によると、シフトレバーと連動して作動するマニュアルバルブを介して前進レンジ検出手段の出力を切換弁に導入するので、前進レンジの判定を確実に行うことができる。
【０００９】
【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。
【００１０】
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。
【００１１】
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（ロッックアップ装置）に加える油圧を調整するものである。
【００１２】
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６０、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。
【００１３】
図１において、手動切換手段としてのマニュアルバルブ６０はシフトレバーに連動して機械的に作動し、シフトレンジに応じて３ポジションを有している。マニュアルバルブ６０は、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PLあるいは制御圧PC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PLあるいは制御圧PC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６０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。
【００１４】
マニュアルバルブ６０の具体的構成を図５、図６および図７に示す。図５は前進（Ｄ、３、２、１）レンジを、図６は中立（Ｐ、Ｎ）レンジを、図７は後進（Ｒ）レンジを示す。
図５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の出力である制御圧通路である。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。
【００１５】
図６に示す中立レンジではマニュアルバルブ６０は図５に示す位置より左に移動し、圧力通路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはすべてドレイン通路に連通している。
図７に示す後進レンジではマニュアルバルブ６０は図６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。
【００１６】
図５、図６および図７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８に示すようにライン圧PL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PL2 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８では図示しない。
【００１７】
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PLが決定する。図９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。
【００１８】
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。
【００１９】
ロックアップ制御手段６５は、図１０に示すように電磁弁１１０とロックアップ切換弁１１３とから構成されており、ロックアップクラッチ１１９に加える油圧を制御している。電磁弁１１０、ロックアップ切換弁１１３、ロックアップクラッチ１１９は、それぞれ特許請求の範囲に記載した、「制御手段」、「切換弁」、「ロックアップ装置」のことである。
【００２０】
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。電磁弁１１０への通電オフ時、スプリングの付勢力により電磁弁１１０は図１０に示す位置に保持されるので、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 が制御圧PCとして取出される。このとき、制御圧PCはセカンダリ圧PL2 と等しい。
【００２１】
また、電磁弁１１０への通電オン時においては、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１２３と連通し、ポート１２２からはドレン圧と等しい制御圧PCが取出される。この電磁弁１１０への通電オフと通電オン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圧PCを任意の圧力値に設定できるようになっている。
【００２２】
切換弁１１３には、軸方向の一方の端部に互いに隔離された油圧室１３１および１５１、他方の端部に油圧室１３２が設けられている。切り換え弁１１３の弁部材１３０の位置は、油圧室１３１、１３２、および１５１に加わる油圧から弁部材１３０が受ける力と、スプリング１３０ａの付勢力とにより規定される。油圧室１３１および１５１から弁部材１３０が受ける力と油圧室１３２から弁部材１３０が受ける力とはそれぞれ弁部材１３０に対し対向する方向、つまり逆方向に働き、スプリング１３０ａの付勢力は油圧室１３１および１５１の油圧から弁部材１３０が受ける力と同じ方向、つまり図１０の右方向に働く。油圧室１３１にセカンダリ圧PL2 、油圧室１３２にライン圧PL、油圧室１５１にライン圧PLが加わるとき、弁部材１３０が油圧室１３１および１５１と油圧室１３２とからそれぞれ逆方向に受ける力の大きさが等しくなるように、油圧室１３１、１３２、１５１にそれぞれ面する弁部材１３０の受圧面Ｘ、Ｙ、Ｚの受圧面積は設定されている。
【００２３】
次に、図１０、図１１および図１２に基づいてロックアップ制御手段６５の作動について説明する。
(1) 前進レンジの１速状態において、電磁弁１１０への通電はオフされるので、電磁弁１１０は図１０および図１１に示す位置に保持される。したがって、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 と等しい制御圧PCが取出されるので、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。前進レンジにおいて、圧力通路Ｂにはマニュアルバルブ６０を介してライン圧PLが加わっており、圧力通路Ｂと連通する「前進レンジ検出手段」としての圧力通路１５３も高圧のライン圧PLになる。したがって、圧力通路１５３と連通する油圧室１３２の圧力もライン圧PLになる。また、１速状態において、ＬＲ／Ｂには電磁弁５、フェイルセーフバルブ７を介して高圧のライン圧PLが加わっているので、フェイルセーフバルブ７の出力側と連通する圧力通路１５２にもライン圧PLが加わっており、油圧室１５１にもライン圧PLが作用する。
【００２４】
このように油圧室１３１にセカンダリ圧PL2 、油圧室１３２にライン圧PL、油圧室１５１にライン圧PLが加わっている状態において、▲１▼受圧面Ｘと、油圧室１３１に加わるセカンダリ圧PL2 との積から求められる弁部材１３０が受ける力と、▲２▼受圧面Ｙと、油圧室１３２に加わるライン圧PLとの積から求められる弁部材１３０が受ける力と、▲３▼受圧面Ｚと、油圧室１５１に加わるＬＲ／Ｂの油圧、つまりライン圧PLとの積から求められる弁部材１３０が受ける力とは釣り合っており、弁部材１３０は中立位置を保持しようとする。しかし、スプリング１３０ａの付勢力により弁部材１３０は図１０において右に移動し、図１０および図１１に示す位置に保持される。その結果、ポート１４４、ポート１６２、オフポート１７１を介してクラッチ解放油室１１８にセカンダリ圧PL2 が作用する。また、クラッチ締結油室１２０は、オンポート１７２、ポート１６３を介してオイルクーラと連通する。したがって、前進レンジの１速状態においてロックアップクラッチ１１９が解放され非ロックアップ状態になる。
【００２５】
(2) 前進レンジの２速、３速、４速状態において、電磁弁１１０はデューティ制御される。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の比が制御される。したがって、油圧室１３１の圧力もセカンダリ圧PL2 よりも低下する。また、電磁弁５の出力は低圧に制御されるので、圧力通路１５２の圧力は低圧になり、油圧室１５１の油圧は低圧のドレイン圧になる。前進レンジにおいては変速段に関わりなく圧力通路１５３にはライン圧PLが加わるので、油圧室１３２の圧力もライン圧PLになる。
【００２６】
このように油圧室１３１にセカンダリ圧PL2 よりも低圧の制御圧PC、油圧室１３２にライン圧PL、油圧室１５１にドレイン圧が加わっている状態において、▲１▼受圧面Ｘとセカンダリ圧PL2 よりも低圧の制御圧PCとの積から求められる弁部材１３０が受ける力と、▲２▼受圧面Ｙとライン圧PLとの積から求められる弁部材１３０が受ける力と、▲３▼受圧面Ｚとドレイン圧との積から求められる弁部材１３０が受ける力とにより、弁部材１３０は図１０の左方向に力を受ける。油圧室１３１、１３２、１５１から弁部材１３０が図１０の左方向に受ける力はスプリング１３０ａの付勢力よりも大きいので、弁部材１３０は図１０および図１１に示す位置から図１２に示す位置に移動する。
【００２７】
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圧PCがオフポート１７１を介してクラッチ解放油室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 が作用し、クラッチ締結油室１２０内の圧力はセカンダリ圧PL2 になる。ロックアップクラッチ１１９は、クラッチ解放油室１１８の制御圧PCとクラッチ締結油室１２０のセカンダリ圧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。このロックアップクラッチ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、クラッチ解放油室１１８に供給される制御圧PCを徐々に減少させることによって、ロックアップクラッチ１１９が完全に締結され、ロックアップ状態となる。
【００２８】
(3) 中立レンジおよび後進レンジにおいては、電磁弁１１０への通電はオフされるので、油圧室１３１の圧力は前述した１速状態と同様にセカンダリ圧PL2 になる。また、中立および後進の両レンジにおいて、マニュアルバルブ６０の切換えにより圧力通路Ｂはドレインと連通するので、圧力通路１５２および圧力通路１５３の圧力は低圧になり、油圧室１５１および油圧室１３２の圧力も低圧になる。
【００２９】
このような油圧室１３１、１３２、１５１の圧力設定にしたがい、ロックアップ切換弁１１３の弁部材１３０は図１０および図１１に示す位置に保持される。したがって、中立レンジおよび後進レンジにおいてはロックアップクラッチ１１９が解放され非ロックアップ状態になる。
以上説明した本発明の上記実施例では、▲１▼ロックアップクラッチ１１９のクラッチ解放油室１１８に加える油圧を低圧からセカンダリ圧PL2 の間で変化させる電磁弁１１０の出力、▲２▼前進レンジの１速状態において高圧になり、中立および後進レンジを含む他の変速段において低圧になる電磁弁５、フェイルセーフバルブ７を介してＬＲ／Ｂに加わる油圧、▲３▼前進レンジにおいて高圧になり、中立および後進レンジにおいて低圧になるマニュアルバルブ６０を介して供給される圧力通路Ｂの出力、の三つの油圧をロックアップ切換弁１１３に導入している。これら三つの油圧を生成する各機構は、ロックアップ切換弁１１３を切換えるために設けられた機構ではなく、各摩擦係合要素およびロックアップクラッチに加える油圧を制御するために設けられたものである。これら三つの制御油圧を切換用油圧として導入することにより、ロックアップ切換弁１１３はロックアップクラッチ１１９を締結許可状態または締結禁止状態にすべき変速段を判定し、クラッチ解放油室１１８およびクラッチ締結油室１２０に接続する油路を切換えている。したがって、ロックアップ切換弁１１３を切換えるためだけに切換用油圧を生成する弁手段等を設ける必要がないので、ロックアップ制御装置の油圧回路を小型化し、かつ簡素化できる。
【００３０】
また、ロックアップ切換弁１１３の油圧室１３２および１５１に面する弁部材１３０の受圧面積を適切に設定すれば、ＬＲ／Ｂが係合する１速状態において電磁弁１１０の出力油圧に関係なくロックアップ切換弁１１３を図１０および図１１に示す状態に保持することができるので、電磁弁１１０のフェイル時においても１速状態において非ロックアップ状態にすることができる。
【００３１】
また、急な上り坂等により大きな負荷がエンジンに急激に加わりエンジン停止になることをＥＣＵが検知すると、ＥＣＵからの指令により電磁弁２、３、４、５を制御して１速の変速段を選択することができる。これにより、ロックアップ切換弁１１３を切換えてロックアップ状態から非ロックアップ状態に素早く移行できるので、急激な負荷の増加等によるエンジン停止を防止可能である。
【００３２】
本実施例では、前進レンジにおいて１速状態のときだけロックアップ締結禁止にし、２速、３速、４速状態のときはロックアップ締結許可にしたが、本発明では１速状態だけに限らず前進レンジの任意の変速段でロックアップ締結禁止にすることは可能である。
【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を示す模式的構成図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】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１０】本実施例による自動変速機のロックアップ制御装置を示す構成図である。
【図１１】本実施例による１速状態におけるロックアップ制御装置を示す模式的油圧回路図である。
【図１２】本実施例による２速以上の状態におけるロックアップ制御装置を示す模式的油圧回路図である。
【符号の説明】
６０      マニュアルバルブ
６４      ライン圧制御手段
６５      ロックアップ制御手段
１１０      電磁弁（制御手段）
１１３      ロックアップ切換弁（切換弁）
１１９      ロックアップクラッチ（ロックアップ装置）
１５２      圧力通路（変速段検出手段）
１５３      圧力通路（前進レンジ検出手段）
２００      トルクコンバータ
４００      油圧制御装置
ＬＲ／Ｂ、ＯＤ／Ｃ、２ＮＤ／Ｂ、Ｒ／Ｃ、ＬＲ／Ｂ
摩擦係合要素
【図１】
0003791716.tif 000002
【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】
0003791716.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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