JP3454523B2 - 自動変速機のクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機のクラッチ
制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の自動変速機のクラッチ制御装置と
して、ＥＰＣ出願第０３３９６６３Ａ１号に示されるも
のがある。これに示される自動変速機では、４−３変速
の際に第４速では解放状態にあるクラッチを締結させ同
時に、第４速では締結状態にあるブレーキを解放させる
必要がある。クラッチの締結及びブレーキの解放は所定
のタイミングで実行させる必要がある。もしクラッチの
締結よりもブレーキの解放が相対的に早く実施される
と、ニュートラル状態となってエンジンのいわゆる空吹
きが発生し、逆にクラッチの締結がブレーキの解放より
も相対的に早く行われると、ブレーキ及びクラッチが共
に締結状態となり（インターロック状態となり）大きい
変速ショックを発生する。このため上記特許出願では、
４−３変速時にクラッチの油圧を調節することにより、
入力回転加速度が目標値と一致するようにフィードバッ
ク制御を行っている。この場合に電子制御装置がクラッ
チを締結させる信号を出力してから実際にクラッチの締
結動作が開始されるまでに時間遅れが発生する。この時
間遅れは、クラッチの油室に油圧の供給が開始されてか
らピストンがクラッチプレート方向に移動し、これに接
触して実際に押圧力を作用させるまでの時間である。こ
の時間遅れに対処するために、上記時間遅れをあらかじ
め想定し、この時間分だけ早くクラッチ締結信号を出力
するように構成してある。自動変速機のユニットごとに
時間遅れのばらつきがあり、また同一のユニットであっ
ても運転条件に応じて時間遅れが変動するため、あらか
じめ設定した時間遅れを学習制御によって補正してい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術では、クラッチの締結時間遅れに対処するために特別
な制御が必要となる。すなわち、あらかじめ設定した時
間分だけクラッチ締結指令信号を早く出力するように構
成し、また時間遅れの値の補正を学習制御によって行わ
せる必要がある。このために電子制御装置に余分なプロ
グラムが必要となり、また多くのデータを格納する必要
が発生する。本発明はこのような課題を解決することを
目的としている。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明はクラツチの油室
にあらかじめ低い油圧を作用させ、次いでエンジン回転
速度が変速段の回転速度に対応する値直前になったこと
をもって、実際に締結させるべきタイミングであるとし
て、クラッチの油室の油圧を上昇させてクラッチを締結
させることにより上記課題を解決する。すなわち、本発
明による自動変速機のクラッチ制御装置（請求項１に対
応）は、シフトバルブ（５２）と、シフトバルブの切換
を制御するシフトソレノイドバルブ（５４）と、タイミ
ングバルブ（５８）と、タイミングバルブの切換を制御
するタイミングソレノイドバルブ（６０）と、アキュム
レータ（９１）と、電子制御装置（７４）と、電子制御
装置からの信号に応じてアキュムレータ制御圧油路（９
３）にアキュムレータ制御圧を出力可能なアキュムレー
タ制御ソレノイドバルブ（９２）とを有し、アキュムレ
ータはピストン（９５）によってこれの両面側にそれぞ
れ区画される調整圧室（９７）と背圧室（９８）とを有
しており、アキュムレータの調整圧室とクラッチの油室
（６８）とが第１油路（７１）によって接続されてお
り、第１油路とオリフィス（９０）を介して第２油路
（７０）が接続されており、シフトバルブは、シフトソ
レノイドバルブからの油圧に応じて締結側位置と解放側
位置との間を切換わり可能であるとともに、締結側位置
にあるときにはライン圧油路（７３）を第２油路に接続
し、解放側位置では第２油路をドレンさせるように構成
されており、タイミングバルブは、連通位置とドレン位
置との間をタイミングソレノイドバルブからの油圧に応
じて切換わり可能であるとともに、連通位置においては
アキュムレータ制御圧油路をアキュムレータの背圧室に
連通している背圧油路（９４）と連通させ、ドレン位置
では背圧油路をドレンするように構成されており、シフ
トソレノイドバルブはあらかじめ設定された運転状態と
なった場合に電子制御装置からの信号によってシフトバ
ルブを締結側又は解放側に位置させる信号を出力し、タ
イミングソレノイドバルブは電子制御装置がシフトソレ
ノイドバルブへ締結側から解放側へ切換える信号を出力
してから所定時間後に電子制御装置から出力される信号
によってタイミングバルブをドレン位置から連通位置に
切換える油圧を出力し、アキュムレータがこれのピスト
ンが移動中に調整する調整圧室のほぼ一定の低油圧は、
この低油圧がクラッチの油室に作用したときピストンを
クラッチ解放位置側の初期停止位置からクラッチプレー
ト（６７）に押圧力の作用を開始する動作開始位置まで
移動させるがピストンをクラッチ解除位置方向に押すリ
ターンスプリング（６６）の力と釣り合って、クラッチ
を締結開始させないような大きさに設定されており、電
子制御装置は、エンジン回転速度が変速段の回転速度に
対応する値直前になったとき、シフトソレノイドバルブ
にシフトバルブを締結側に位置させるよう信号を出力す
ることを特徴としている。なお、かっこ内の符号は後述
の第１実施例の対応する部材を示すものである。 【０００５】 【作用】請求項１に対応する発明の場合、シフトバルブ
が解放側位置にあるときには、第１油路がドレンされ、
クラッチの油室には油圧が作用してないので、クラッチ
のピストンはリターンスプリングによって押されて初期
停止位置にあり、クラッチプレートを解放状態としてい
る。この状態から電子制御装置によって変速信号が出力
されると、これによってシフトソレノイドバルブが作動
しシフトバルブが締結側に切換わる。これによって第２
油路にライン圧が作用し、第１油路にも油圧が発生する
が、この油圧はアキュムレータによって調整される低い
油圧となる。この低い油圧は、クラッチのピストンを、
これがクラッチプレートに押圧力を作用する直前の位置
まで移動させる値に設定されている。この状態で所定時
間が経過しエンジンの回転速度が変速後の変速段に適切
な回転速度の直前になると、電子制御装置がタイミング
ソレノイドバルブを切換え、タイミングバルブを連通側
に切換える。これによってアキュムレータ制御圧油路が
アキュムレータの背圧室と接続され、第１油路の油圧が
上昇する。クラッチの油室は油で満たされているため、
タイミングバルブの切換わりと同時に、ピストンがクラ
ツチプレートに押圧力を作用しクラッチが締結状態とな
る。クラッチの油室は油で満たされているため、締結が
開始されるまでの時間遅れがなく設定どおりのタイミン
グでクラッチを締結させることができる。なお、本明細
書の以上の記載において、クラッチという用語は、２つ
の回転部材同士を連結する通常のものに加えて、一方の
部材が固定されているもの、いわゆるブレーキ、も基本
的な機能は同様であるので、これを含むものとする。 【０００６】 【実施例】図２に、オーバドライブ付き前進４速後退１
速の自動変速機の動力伝達機構を骨組図として示す。こ
の動力伝達機構は、トルクコンバータ１０を介してエン
ジン出力軸１２からの回転力が伝えられる入力軸１３、
ファイナルドライブ装置へ駆動力を伝える出力軸１４、
第１遊星歯車組１５、第２遊星歯車組１６、リバースク
ラッチ１８、ハイクラッチ２０、ロークラッチ２４、ロ
ーアンドリバースブレーキ２６、バンドブレーキ２８、
及びローワンウェイクラッチ２９を有している。なお、
トルクコンバータ１０はロックアップクラッチ１１を内
蔵している。第１遊星歯車組１５は、サンギアＳ１と、
インターナルギアＲ１と、両ギアＳ１及びＲ１と同時に
かみ合うピニオンギアＰ１を支持するキャリアＰＣ１と
から構成されており、また遊星歯車組１６は、サンギア
Ｓ２と、インターナルギアＲ２と、両ギアＳ２及びＲ２
と同時にかみ合うピニオンギアＰ２を支持するキャリア
ＰＣ２とから構成されている。キャリアＰＣ１はハイク
ラッチ２０を介して入力軸１３と連結可能であり、また
サンギアＳ１は、リバースクラッチ１８を介して入力軸
１３と連結可能である。キャリアＰＣ１はロークラッチ
２４を介してインターナルギアＲ２とも連結可能であ
る。サンギアＳ２は入力軸１３と常に連結されており、
またインターナルギアＲ１及びキャリアＰＣ２は出力軸
１４と常に連結されている。ローアンドリバースブレー
キ２６はキャリアＰＣ１を固定することが可能であり、
またバンドブレーキ２８はサンギアＳ１を固定すること
が可能である。ローワンウェイクラッチ２９は、キャリ
アＰＣ１の正転（エンジン出力軸１２と同方向の回転）
は許すが逆転（正転と逆方向の回転）は許さない向きに
配置してある。 【０００７】上記自動変速機は、クラッチ１８、２０及
び２４、及びブレーキ２６及び２８を種々の組み合わせ
で作動させることによって遊星歯車組１５及び１６の各
要素（Ｓ１、Ｓ２、Ｒ１、Ｒ２、ＰＣ１、及びＰＣ２）
の回転状態を変えることができ、これによって入力軸１
３の回転速度に対する出力軸１４の回転速度を種々変え
ることができる。クラッチ１８、２０及び２４、及びブ
レーキ２６及び２８を図３のような組み合わせで作動さ
せることにより、前進４速後退１速を得ることができ
る。なお、図３中〇印は作動しているクラッチ及びブレ
ーキを示し、α１及びα２はそれぞれインターナルギア
Ｒ１及びＲ２の歯数に対するサンギアＳ１及びＳ２の歯
数の比であり、またギア比は出力軸１４の回転数に対す
る入力軸１３の回転数の比である。 【０００８】図１にロークラッチ５０の作動を制御する
油圧回路を示す。この油圧回路は、３−４シフトバルブ
５２、シフトソレノイバルブド５４、タイミングバルブ
５８、タイミングソレノイドバルブ６０、一方向オリフ
ィス９０、アキュムレータ９１、アキュムレータ制御ソ
レノイドバルブ９２などを有している。ロークラッチ５
０は、ドラム６４、ピストン５６、リターンスプリング
６６及びクラッチプレート６７を有している。ピストン
６５は油室６８に油圧が作用したときリターンスプリン
グ６６の力に抗して図１中で左方向に移動し、クラッチ
プレート６７に押圧力を作用させ、これを締結状態とす
ることができる。ピストン６５のストロークには遊びが
設けられており、ピストン６５は遊びの分だけストロー
クした後、実際にクラッチプレート６７に押圧力を作用
可能である。３−４シフトバルブ５２は、シフトソレノ
イドバルブ５４から油路６９を介して作用する油圧に応
じて、４速位置（解放位置）と３速位置（締結位置）と
の間を切換わり可能である。３−４シフトバルブ５２
は、第４速位置においては、第２油路７０をドレンポー
トに連通させる。また、３−４シフトバルブ５２は、第
３速位置では第２油路７０をライン圧が供給される油路
７３と連通させる。シフトソレノイドバルブ５４は、電
子制御装置７４からの電気信号に応じて油路６９に油圧
を出力する状態と、油路６９の油圧をドレンする状態と
を切換わり可能である。タイミングバルブ５８は、油路
７６の油圧に応じて、連通位置とドレン位置との間を切
換わり可能である。タイミングバルブ５８は、連通位置
においては背圧油路９４とアキュムレータ制御圧油路９
３とを連通させ、一方ドレン位置では背圧油路９４をド
レンさせる。タイミングソレノイドバルブ６０は、電子
制御装置７４からの電気信号によって、油路７６に油圧
を出力する状態と、油路７６の油圧をドレンする状態と
を切換わり可能である。アキュムレータ９１は、シリン
ダ９４と、ピストン９５と、スプリング９６とを有して
いる。シリンダ９４はピストン９５によって調整圧室９
７と背圧室９８とに区画されている。調整圧室９７に第
１油路７１が接続され、また背圧室９８に背圧油路９４
が接続されている。また、第１油路７１はロークラッチ
５０の油室６８とも接続されている。更に、第１油路７
１は、第２油路と一方向オリフィス９０を介して接続さ
れている。一方向オリフィス９０は第２油路７０から第
１油路７１に油が流れるとき絞り効果を発生する向きに
配置してある。アキュムレータ制御ソレノイドバルブ９
２は、電子制御装置７４からの信号に応じてアキュムレ
ータ制御圧油路９３の油圧を後述のように制御可能であ
る。 【０００９】次にこの実施例の動作について説明する。
まず第４速から第３速への変速について説明する。第４
速状態では、タイミングソレノイドバルブ６０が油路７
６に油圧を出力しタイミングバルブ５８はドレン位置に
ある。シフトソレノイドバルブ５４は油路６９に油圧を
出力し、３−４シフトバルブ５２は第４速位置にある。
したがって、第２油路７０はドレンされている。したが
って、第１油路７１もドレンされ、クラッチ５０の油室
６８には油圧が作用せず、ピストン６５が締結側に移動
することはなく、ロークラッチ５０は解放状態にある。
この第４速状態から、電子制御装置７４がスロットル開
度信号、車速信号などに基づいて第４速から第３速への
変速をすべき運転条件にあると判断すると、シフトソレ
ノイドバルブ５４に電気信号が出力され、シフトソレノ
イドバルブ５４は油路６９の油圧をドレンする状態に切
換わる。これにより３−４シフトバルブ５２は第３速位
置に切換わる。このため油路７３と第２油路７０とが連
通する。油路７３と第２油路７０とが連通することによ
り、油路７３のライン圧が第２油路７０に供給される。
第２油路７０に供給された油圧は一方向オリフィス９０
を介して第１油路７１に供給される。第１油路７１の油
圧はアキュムレータ９１の調整圧室９７に作用し、ピス
トン９５を移動させる。スプリング９６の力は非常に小
さく設定してあるため、ピストン９５が移動中は第１油
路７１の油圧は非常に低い値に保持される。この油圧の
値は、クラッチ５０のピストン６５をクラッチプレート
６７に押圧力を作用する直前の位置まで移動させたとき
のリターンスプリング６６の力とつりあうように設定し
てある。したがって、アキュームレータ９１のピストン
９５が移動中はクラッチプレート６７には押圧力は作用
しない。この状態でエンジン回転速度が上昇し、第３速
の回転速度に対応する回転速度直前になると、電子制御
装置７４がタイミングソレノイドバルブ６０に電気信号
を出力し、油路７６の油圧をドレンする。このためタイ
ミングバルブ５８が連通側に切換わり、アキュムレータ
制御圧油路９３が背圧油路９４と連通する。このためア
キュムレータ制御圧が背圧室９８に作用する。アキュム
レータ制御圧は高い値に設定されている（なお、この油
圧は、アキュームレータ制御ソレノイドバルブ９２によ
って時間の関数として制御可能である）ので、これに応
じて調整圧室９７の油圧も上昇し、この油圧が第１油路
７１を介してクラッチ５０の油室６８に作用する。これ
によりピストン６５はクラツチプレート６７に押圧力を
作用し、ロークラッチ５０が締結状態となる。ロークラ
ッチ５０のピストン６５はクラッチプレート６７に押圧
力を作用する直前の位置まで移動しているので、電子制
御装置７４からタイミングソレノイドバルブ６０へ電気
信号が出力されてからロークラッチ５０が締結となるま
での時間は非常に短い。したがって、特別な制御を行わ
なくても、温度変化や経時変化によるロークラッチ５０
の締結タイミングのばらつきは小さくなり、変速ショッ
クの変動を小さくすることができる。またロークラッチ
５０の締結タイミングが変動しないので、バンドブレー
キ２８の引きずり時間（クラッチを半クラツチ状態で滑
らせる状態）を長く設定する必要がなく、バンドブレー
キ２８の耐久性を向上することができる。 【００１０】次に第３速から第４速への変速について説
明する。上述の第３速状態から第４速状態へ変速すべき
運転条件になると、電子制御装置７４がシフトソレノイ
ドバルブ５４に電気信号を出力し、シフトソレノイドバ
ルブ５４は油路６９に油圧を出力する。これにより３−
４シフトバルブ５２は第４速位置に切換わり、第２油路
７０がドレンポートに連通する。このためロークラッチ
５０の油室６８の油圧は、第１油路７１、一方向オリフ
ィス９０、第２油路７０及び３−４シフトバルブ５２を
介してドレンされることになる。なお、この間の第１油
路７１の油圧の低下状態はアキュムレータ９６及びアキ
ュムレータ制御ソレノイドバルブ９２によって制御可能
である。これによりロークラッチ５０が解放され、これ
と同時に図１には図示してないバンドブレーキ２８が締
結され第４速状態が実現される。ロークラッチ５０が解
放される途中又は後で、タイミングソレノイドバルブ６
０が電子制御装置７４からの電気信号によって切換わ
り、油路７６に油圧を出力する。これによりタイミング
バルブ５８はドレン位置に切換わる。 【００１１】 【００１２】 【発明の効果】以上説明してきたように本発明による
と、あらかじめクラッチのピストンに低い油圧を作用さ
せて、締結開始位置までクラッチプレートを移動させて
おくが、リターンスプリングの締結解除方向の力と釣り
合って締結動作は開始しないようにしておき、エンジン
回転速度が、変速段の回転速度に対応する値直前になっ
たときに、実際にクラッチを締結させるべきタイミング
であるとして、クラッチの締結を指令するので、所望の
タイミングで直ちにクラッチの締結を開始させることが
でき、変速タイミングを正確に制御することができる。
このために特別な電子制御装置の構成を必要としないと
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１実施例を示す図である。 【図２】自動変速機の骨組図を示す図である。 【図３】自動変速機の各変速段で作用する要素の組み合
わせを示す図である。 【符号の説明】 ５０ ロークラッチ ５２ ３−４シフトバルブ（シフトバルブ） ５４ シフトソレノイドバルブ ５８ タイミングバルブ ６０ タイミングソレノイドバルブ ６７ クラッチプレート ６８ 油室 ７０ 第２油路 ７１ 第１油路 ７３ ライン圧油路 ７４ 電子制御装置 ９０ オリフィス ９１ アキュムレータ ９２ アキュムレータ制御ソレノイドバルブ ９３ アキュムレータ制御圧油路 ９５ ピストン ９７ 調整圧室 ９８ 背圧室

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−261960（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−109941（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−41258（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−48063（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−289359（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 61/04

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 油室に作用する油圧によってピストンが
   リターンスプリングの力に抗して移動することによりク
   ラッチプレートに押圧力を作用させて締結状態となるク
   ラッチを有する自動変速機のクラッチ制御装置におい
   て、 シフトバルブと、シフトバルブの切換を制御するシフト
   ソレノイドバルブと、タイミングバルブと、タイミング
   バルブの切換を制御するタイミングソレノイドバルブ
   と、アキュムレータと、電子制御装置と、電子制御装置
   からの信号に応じてアキュムレータ制御圧油路にアキュ
   ムレータ制御圧を出力可能なアキュムレータ制御ソレノ
   イドバルブとを有し、アキュムレータはピストンによっ
   てこれの両面側にそれぞれ区画される調整圧室と背圧室
   とを有しており、アキュムレータの調整圧室とクラッチ
   の油室とが第１油路によって接続されており、第１油路
   とオリフィスを介して第２油路が接続されており、シフ
   トバルブは、シフトソレノイドバルブからの油圧に応じ
   て締結側位置と解放側位置との間を切換わり可能である
   とともに、締結側位置にあるときにはライン圧油路を第
   ２油路に接続し、解放側位置では第２油路をドレーンさ
   せるように構成されており、タイミングバルブは、連通
   位置とドレン位置との間をタイミングソレノイドバルブ
   からの油圧に応じて切換わり可能であるとともに、連通
   位置においてはアキュムレータ制御圧油路をアキュムレ
   ータの背圧室に連通している背圧油路と連通させ、ドレ
   ン位置では背圧油路をドレンするように構成されてお
   り、シフトソレノイドバルブはあらかじめ設定された運
   転状態となった場合に電子制御装置からの信号によって
   シフトバルブを締結側又は解放側に位置させる信号を出
   力し、タイミングソレノイドバルブは電子制御装置がシ
   フトソレノイドバルブへ締結側から解放側へ切換える信
   号を出力してから所定時間後に電子制御装置から出力さ
   れる信号によってタイミングバルブをドレン位置から連
   通位置に切換える油圧を出力し、アキュムレータがこれ
   のピストンが移動中に調整する調整圧室のほぼ一定の低
   油圧は、この低油圧がクラッチの油室に作用したときピ
   ストンをクラッチ解放位置側の初期停止位置からクラッ
   チプレートに押圧力の作用を開始する動作開始位置まで
   移動させるがピストンをクラッチ解除位置方向に押すリ
   ターンスプリングの力と釣り合って、クラッチを締結開
   始させないような大きさに設定されており、電子制御装
   置は、エンジン回転速度が変速段の回転速度に対応する
   値直前になったとき、シフトソレノイドバルブにシフト
   バルブを締結側に位置させるよう信号を出力することを
   特徴とする自動変速機のクラッチ制御装置。