JPS5949451B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動変速機の変速制御装置に関するものである
。

本発明の目的は自動変速機のシフトアップ作動に際し、
低速用摩擦要素の解放と高速用摩擦要素の保合との切換
作動をスムースに行いシフトアップを円滑に行おうとす
るものである。

更に詳しく述べれば、入力トルクの大きい場合は高速用
摩擦要素の内部圧力が所定の値以下の時には低速用摩擦
要素の圧油の排出をオリフィスを介して徐々に行〜・、
該内部圧力が所定の値以上になったら該オリフィスを介
さず低速用摩擦要素の圧油を速やかに排出することによ
り、低速用摩擦要素と高速用摩擦要素の締結解放の時間
的関係を締結状態が適切にオーバーラツプを生ずる関係
とすれば、両摩擦要素に滑りを生じてトルク変動の少な
い滑らかな変速が行なわれる。

また入力トルクの少ないスロットル全閉状態においては
、低速用摩擦要素の圧油をオリフィスを介さずに速やか
に排出してやれば、低速用摩擦要素の解放が高速用摩擦
要素の締結に比して早く行なわれ、ショックのない滑ら
かな変速が行なわれる。

本願発明は、入力軸、出力軸、該両軸間に設けられた遊
星歯車機構及び摩擦クラッチ又は摩擦ブレーキを含む複
数個の摩擦要素等から成り、該摩擦要素を油圧により適
宜に締結もしくは解放せしめることによって前進複数段
後進１段の歯車比が得られる自動変速機に於いて、油圧
源と、該油圧源で発生する油圧を制御する圧力調整弁と
、該圧力調整弁の作動により制御されたライン圧を導き
入れて低速用および高速用摩擦要素を作動せしめる低速
用および高速用油圧室と、車速の関数として表わされる
ガバナ圧を発生せしめるガバナ弁と、駆動エンジン負荷
の関数として表わされるスロットル圧を発生せしめるス
ロットル弁と、前記ガバナ圧に応じて切換制御せしめら
れガバナ圧が所定の値以上のとき前記高速用油圧室へラ
イン圧を供給すると共に前記低速用油圧室を排出用油路
へ連通せしめるシフト弁と、前記低速用油圧室の排出用
油路と常時連通する第１の排出路と、前記低速用油圧室
の排出用油路との連通を制御せしめられる前記第１の排
出路よりも流路面積の犬なる第２の排出路を有する切換
弁を備え、前記切換弁は前記高速用油圧室と連通される
第１の油室および前記スロットル弁の全閉状態で油圧を
供給される第２の油室を有し、前記両袖室に油圧が供給
されないとき前記第２の排出路と前記排出用油路との連
通を遮断せしめ、前記両袖室の少くともいずれか一方に
油圧が供給せしめられるとき前記第２の排出路と前記排
出用油路な連通せしめる構造を有する。

更に、変速時に前記シフト弁が切換えられた後、前記ス
ロットル弁の全閉状態でないときには前記低速用油圧室
は前記第１の排出路のみに連通され、前記高速用油圧室
の油圧が前記切換弁に供給された後前記低速用油圧室が
前記第２の排出路に連通せしめられ、前記スロットル弁
の全閉状態では前記第２の油室に供給される油圧によっ
て前記切換弁は前記低速用油圧室と前記第２の排出路と
を連通せしめる構造を有する。

又、前記第１の排出路はオリフィスを備えた構造を有す
る。

次に本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図において、本発明の自動変速機は原動機の出力軸
１、トルクコンバータ２０、入力軸２、中間軸３および
４、遊星歯車機構３０および４０、出力軸５、クラッチ
１０および１１、ブレーキ１２および１３、一方向クラ
ッチ１４等から構成されている。

トルクコンバータ２０はポンプインペラ２１、タービン
ランナ２２、一方向クラッチ２４およびこれに支持され
るステータ２３より成り、ポンプインペラ２１とタービ
ンランナ２２との速度差が太きいときにステータ２３が
流体の流れを整流してタービンランナ２２に入力トルク
より増大した大きなトルクを出力する。

遊星歯車機構３０．４０は各々サンギヤ３１．４１、プ
ラネタリピニオン３２．４２、リングギヤ３３．４３゜
キャリヤ３４．４４を有している。

原動機の出力軸１はトルクコンバータ２０のポンプイン
ペラ２１に連結し、トルクコンバータ２０のタービンラ
ンナ２２は入力軸２に連結する。

入力軸２は中間軸３との間にクラッチ１０を設けるとと
もに中間軸４との間にクラッチ１１を設けている。

中間軸３は遊星歯車機構４０のリングギヤ４３に連結し
、中間軸４は遊星歯車機構３０．４０のサンギヤ３１．
４１に連結してブレーキ１２を備える。

出力軸５は遊星歯車機構３０のリングギヤ３３に連結す
るとともに遊星歯車機構４０のキャリヤ４４に連結して
いる。

遊星歯車機構３０のキャリヤ３４は一方向クラッチ１４
とブレーキ１３を備えている。

このような構成より成る本発明の自動変速機の各変速段
におけるクラッチ１０．１１、ブレーキ１２．１３、一
方向クラッチ１４の作動をまとめると第１表のようにな
る。

第１表において、○印は圧油作動機構により作動中であ
ることを表わす。

Δ印はエンジンブレーキ必要時圧油作動機構により作動
中であることを表わす。

※印はエンジンドライブ時のみ一方向クラッチがロック
されることを表わす。

第２図は本発明の油圧制御装置の一実施例を示す油圧回
路である。

この油圧制御装置は油溜め１００、油ポンプ１０１、圧
力調整弁２００、選速弁２１０、■−２シフト弁２２０
．２−３シフト弁２３０、スロットル弁２４０、カット
バック弁２５０、ガバナ弁２６０、切換弁２７０．２８
０、リリーフ弁２９０、チェック弁３００の各種弁とそ
の他クラッチ１０．１１およびブレーキ１２．１３を作
動させる油圧ピストンの油圧室たる油圧シリンダ３１０
．３２０．３３０．３４０とその他これらの各種弁や油
圧シリンダ相互間に配される各種油圧回路で構成される
。

以下この油圧制御装置の作動について説明する。

油圧制御装置の作動油圧、トルクコンバータ２０の作動
油および各部潤滑油の供給源は油ポンプ１０１であって
、エンジンにより直接油ポンプ１０１が駆動されること
により油溜め１００より油を吸い込み油路１０２へ吐出
している。

油路１０２の油圧は全ての作動油圧の源でありライン圧
と呼ぶ。

ライン圧は圧力調整弁２００により後述するように所定
の圧力に調整される。

リリーフ弁２９０はライン圧が異常に高くなったときの
逃がし弁である。

圧力調整弁２００を通って油路１０３よりトルクコンバ
ータ２０および各潤滑箇所へ油が供給される。

選速弁２１０は運転席レバーを操作することにより移動
するスプール２１１より成り、レバー選択位置により油
路１０２のライン圧を第２表のように油路１０４．１０
５．１０６．１０７へ導く役目をする。

第２表における○印は各選択位置においてライン圧が該
○印の油路に導かれていることを表わし、−印はその選
択位置においてライン圧がその欄の油路に導かれないこ
とを表わす。

各位置での変速機の動作はＲ位置は後退、Ｎ位置は中立
、Ｄ位置は前進３速自動変速、２位置は前進第１速、第
、２速間の自動変速、Ｌ位置は前進第１速固定位置であ
る。

Ｄ位置においては、ライン圧は油路１０４より油圧シリ
ンダ３１０に送られクラッチ１０が常に締結される。

又油路１０４はライン圧を１−２シフト弁２２０および
ガバナ弁２６０に導く。

１−２シフト弁２２０はスプール２２１．２２２および
スプリング２２３から成り、第１速では不プール２２１
は下方に位置し油路１０４ ライン圧をいずれへも導か
ない。

第２速、第３速では油路１１１からのガバナ圧の作用に
よりスプール２２１が上方に移動した状態になり油路１
０４のライン圧を油路１１２に導く。

油路１１２は２−３シフト弁２３０に連絡し、２−３シ
フト弁２３０のスプール２３１が図示下方に位置してい
るときは油路１１２のライン圧を油路１１３へ導き、ブ
レーキ１２の油圧シリンダ３３０にライン圧を送りブレ
ーキ１２を作動させる。

ブレーキ１２が締結されると第１表に示したように動力
伝達機構は第２速の状態になる。

２−３シフト弁２３０はスプール２３１．２３２および
スプリング２３３から成り、第１′速、第２速ではスプ
ール２３１は図示下方に位置し、第３速では油路１１１
からのガバナ圧の作用によりスプール２３１が図示上方
へ移動した状態になり油路１１２のライン圧を油路１１
４に導き、クラッチ１１の油圧シリンダ３２０にライン
圧を送りクラッチ１１を作動させるとともに、油路１１
３を油路１１５に導き油圧シリンダ３３０内のライン圧
を油路１１３．１１５、切換弁２８０を介して排出しブ
レーキ１２を解放する。

クラッチ１１が締結されブレーキ１２が解放されると、
第１表に示したように動力伝達機構は第３速の状態にな
る。

２位置においては、油路１０４と油路１０５にライン圧
が供給される。

油路１０５に導かれたライン圧は２−３シフト弁２３０
の油室２３４に導かれスプール２３１．２３２を図示下
方に保持する。

油路１０４のライン圧はクラッチ１０の油圧シリンダ３
１０に導かれるとともに１−２シフト弁２２０に導かれ
る。

１−２シフト弁２２０が第１速の状態でない時は油路１
０４のライン圧は油路１１２．１１３を介して油圧シリ
ンダ３３０に導かれ、ブレーキ１２が締結される。

クラッチ１０、ブレーキ１２が締結されると第１表に示
したように動力伝達機構は第２速の状態になる。

１−２シフト弁２２０が第１速の状態になると、スプー
ル２２１が図示下方に位置し油路１１２が排油口２２５
に連絡され、油圧シリンダ３３０内の圧油が油路１１３
．１１２を介して排油口２２５より排出されブレーキ１
２が解放され、動力伝達機構は第１速状態になる。

Ｌ位置においては、油路１０４．１０５．１０６にライ
ン圧が導かれる。

油路１０４に導かれたライン圧はＤ位置各変速段におけ
ると同様にクラッチ１０を作動させる。

油路１０５に導かれたライン圧は２−３シフト弁２３０
のスプール２３１．２３２を図示下方に保持する。

油路１０６に導かれたライン圧は１−２シフト弁２２０
の油室２２４に作用しスプール２２１．２２２を図示下
方に保持するとともに、油路１１６を通してブレーキ１
３の油圧シリンダ３４０に送られブレーキ１３を作動さ
せる。

ブレーキ１３が作動すると遊星歯車機構３０のキャリヤ
３４をいずれの回転方向に対しても固定するのでいわゆ
るエンジンブレーキが効くようになる。

このようにしてクラッチ１０、ブレーキ１３が締結され
ると、第１表に示したように動力伝達機構は第１速の状
態になる。

Ｒ位置においては、油路１０６．１０７にライン圧が導
かれる。

油路１０７に導かれたライン圧は圧力調整弁２００の油
室２０６に導かれライン圧を増大させるように作用する
とともに、２−３シフト弁２３０を介して油ｍ１１４に
導かれクラッチ１１を作動させる。

又油路１０７のライン圧は１−２シフト弁２２０を介し
て油路１１６に導かれブレーキ１３を作動させる。

このようにしてクラッチ１１、ブレーキ１３が締結され
ると第１表に示したように動力伝達機構は後進の状態に
なる。

ガバナ弁２６０はガバナバルブ２６１、ガバナウェイト
２６２、ガバナシャフト２６３、スプリング２６４およ
び油室２６５から成り、第１図の出力軸５に取り付けら
れている。

ガバナ弁２６０はガバナバルブ２６１、ガバナウェイト
２６２、ガバナシャフト２６３およびスプリング２６４
に作用する遠心力と、スプリング２６４の力と、油室２
６５に作用する油圧とのつり合いによって出力軸回転数
の関数となるような油圧即ち出力軸回転数の増加に応じ
て上昇するような油圧（ガバナ圧）を油路１１１に発生
している。

スロットル弁２４０はスプール２４１、ダウンシフトプ
ラグ２４２、スプリング２４３．２４４、油室２４５．
２４６から成り、アクセルペダルの動きに連動するダウ
ンシフトプラグ２４２の移動によるスプリング２４４の
力と油室２４５．２４６に作用する油圧の力との平衡に
より、油路１０８にスロットル開度に比例したスロット
ル圧を発生している。

油路１０８のスロットル圧は１−２シフト弁２２０およ
び２−３シフト弁２３０に連絡され、エンジン負荷の状
態に応じて変速の時期を制御している。

又キックダウン必要時にはアクセルペダルを強く踏み込
めば、ダウンシフトプラグ２４２が上方へ移動して油路
１０２が油路１０９に連絡し、油路１０２のライン圧が
油路１０９を通して１−２シフト弁２２０．２−３．シ
フト弁２３０に導かれスプール２２１．２３１の下端に
作用するガバナ圧とのかねあいで第３速から第２速へ、
又は第２速から第１速へとシフトダウンを行う。

カットバック弁２５０はスプール２５１、油室２５２．
２５３から成り、油室２５２に作用する圧油と油室２５
３に作用する圧油とのつり合いによって油路１１０にカ
ットバック圧を発生している。

油路１１０のカットバック圧はスロットル弁２４０に作
用してスロットル圧を低下させオイルポンプによる不必
要な動力損失を防止している。

圧力調整弁２００はスプール２０１．２０２、スプリン
グ２０３、油室２０４．２０５．２０６、油室２０４の
入口に設けられたオリフィス２０７より成り、油室２０
４．２０５．２０６に作用する圧油とスプリング２０３
の力とのつり合いで油路１０２にライン圧を発生してい
る。

切換弁２７０はスプール２７１、スプリング２７２、・
油室２７３から成り、油室２７３に作用するスロットル
圧の大きさとに関連して油路１０２と油路１１７との連
絡を制御している。

スロットル開度零の時には、油室２７３にはスロットル
圧は作用せずスプール２７１はスプリング２７２により
図示上方に位置し油路１０２と油路１１７とを連絡する
。

油室２７３にスロットル圧が発生すると、スプール２７
１はスプリング２７２に抗して図示下方に移動し油路１
０２と油路１１７との連絡を断ち油路１１７を排出口２
７４に連絡する。

切換弁２８０はスプール２８１、プラグ２８２、スプリ
ング２８３、油室２８４．２８５から成り、油室２８４
．２８５に作用する圧油とスプリング２８３の力とのつ
り合いで油路１１５をオリフィス２８８を有する排出路
２８６に連絡するか、油路１１５をオリフィスを有しな
い排出路２８７に連絡するかを切換えている。

次に本発明の主旨である２−３シフトアップ時の油圧コ
ントロールについて説明する。

前進第２速走行時には、ライン圧は油路１１２に導かれ
２−３シフト弁２３０を介して油路１１３を通って油圧
シリンダ３３０に供給されブレーキ１２が締結される。

この状態から車速が増加して２−３シフト弁２３０のス
プール２３１が図示上方に移動すると、油路１１２が油
路１１４に連絡され、油路１１３が油路１１５に連絡さ
れる。

油路１１２内のライン圧は油路１１４、チェック弁３０
０のオリフィス３０１、油路１１８を通って徐々にクラ
ッチ１１の油圧シリンダ３２０に導かれる。

またブレーキ１２の油圧シリンダ３３０内の圧油は油路
１１３．１１５、切換弁２８０を通して排出される。

油路１１８は切換弁２８０の油室２８５に連絡しており
、油圧シリンダ３２０内の内部圧力が所定の値以下の時
には、切換弁２８０のスプール２８１はスプリング２８
３により図示左方に位置し、油路１１５をオリフィス２
８８を有する排出路２８６に連絡し油圧シリンダ３３０
内の圧油を油路１１３．１１５、オリフィス２８８を介
して徐々に排出する。

油圧シリンダ３２０内の内部圧力が所定の値以上になる
と、切換弁２８０のスプール２８１がスプリング２８３
に抗して図示右方に移動し、油路１１５をオリフィスの
ない排出路２８７に連絡し油圧シリンダ３３０内の圧油
を油路１１３．１１５、排出路２８７を介して速やかに
排出する。

このように入力トルクの大きい時には、クラッチ１１の
締結とブレーキ１２の解放との間に適切なオーバーラツ
プを設けることにより、クラッチ１１とブレーキ１２に
滑りを生じトルク変動の少ない滑らかな変速が行なわれ
る。

また入力トルクの少ないスロットル全閉状態においては
、油路１０２の圧油が切換弁２７０、油路１１７を介し
て切換弁２８０の油室２８４に導かれ、スプール２８１
、プラグ２８２をスプリング２８３に抗して図示右方に
移動させ油路１１５をオリフィスのない排出路２８７に
連絡する。

油圧シリンダ３３０内の圧油は２−３シフト弁２３０の
スプール２３１が図示上方へ移動すると直ちに油路１１
３．１１５、排出路２８７を通って速やかに排出される
ので、ブレーキ１２の解放がクラッチ１１の締結に比し
て早く行なわれる。

このように入力トルクの少ないスロットル全閉状態にお
〜・ては、ブレーキ１２の解放がクラッチ１１の締結に
比して早く行なわれるので、ショックもなく滑らかな変
速が行な゛われる。

第３図は本発明の油圧制御装置の他の実施例を示す油圧
回路であり、スロットル全閉状態の検出を切換弁２７０
の代りにスロットル弁２４０により行なうものである。

これによればスロットル全閉状態において、スロットル
弁２４０のダウンシフトプラグ２４２は図示位置にあり
油路１０２と油路１１９とを連絡して〜・る。

油路１０２の圧油は油路１１９を通って切換弁２８０の
油室２８４に導かれる。

またスロットル弁２４０が開いた状態においては、油路
１０２と油路１１９との連絡が断たれ、切換弁２８０の
油室２８４内の圧油はオリフィス１２０を通って排出さ
れる。

このようにしてスロットル全閉状態の信号が切換弁２８
０に供給される。

なお、この作動については第２図の場合と同様であるの
で省略する。

以上説明したように、本発明は自動変速機の変速制御装
置に関するものであり、特に２−３シフトアップ時のク
ラッチおよびブレーキの締結・解放タイミングの制御方
式に関するものである。

本発明によれば、入力トルクの大きいときにはクラッチ
およびブレーキの締結解放にオーバーラツプを持たせる
ことにより、また入力トルクの少ないスロットル全閉状
態においてはブレーキの解放をクラッチの締結に比して
早く行なうことにより、変速時のショックを防止し滑ら
かな変速を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される自動変速機の動力伝達機構
を示す骨子図、第２図は本発明の油圧制御装置の一実施
例を示す油圧回路図、第３図は本発明の油圧制御装置の
他の実施例を示す油圧回路図である。 符号の説明、１・・・原動機の出力軸、２・・・入力機
、３゜４・・・中間軸、５・・・出力軸、１０・・・ク
ラッチ、１１・・・クラッチ（高速用摩擦要素）、１２
・・・ブレーキ（低速用摩擦要素）、１３・・・ブレー
キ、１４・・・一方向クラッチ、２０・・・トルクコン
バータ、３０．４０・・・遊星歯車機構、１００・・・
油溜め、１０１・・・油ポンプ（油圧源）、１１３・・
・油路（低速用油圧室）、１１８・・・油路（高速用油
圧室）、２００・・・圧力調整弁、２１０・・・選速弁
、２２０・・・１−２シフト弁、２３０・・・２−３シ
フト弁、２４０・・・スロットル弁、２５０・・・カッ
トバック弁、２６０・・・ガバナ弁、２７０・・・切換
弁、２８０・・・切換弁、２９０・・・ＩＪ ＩＪ−フ
弁、３００・・・チェック弁、３１０．３２０．３３０
．３４０・・・油圧シリンダ、２８６・・・排出路（第
１の排出路）、２８７・・・排出路（第２の排出路）、
２８８．１２０・・・オリフィス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人力軸、出力軸、該両軸間に設けられた遊星歯車機
   構及び摩擦クラッチ又は摩擦ブレーキを含む複数個の摩
   擦要素等から成り、該摩擦要素を油圧により適宜に締結
   もしくは解放せしめることによって前進複数段後進１段
   の歯車比が得られる自動変速機に於いて、油圧源と、該
   油圧源で発生する油圧を制御する圧力調整弁と、該圧力
   調整弁の作動により制御されたライン圧を導き入れて低
   速用および高速用摩擦要素を作動せしめる低速用および
   高速用油圧室と、車速の関数として表わされるガバナ圧
   を発生せしめるガバナ弁と、駆動エンジン負荷の関数と
   して表わされる。 スロットル圧を発生せしめるスロットル弁と、前記ガバ
   ナ圧に応じて切換制御せしめられガバサ圧が所定の値以
   上のとき前記高速用油圧室へライン圧を供給すると共に
   前記低速用油圧室を排出用油路へ連通せしめるシフト弁
   と、前記低速用油圧室の排出用油路と常時連通する第１
   の排出路と、前記低速用油圧室の排出用油路との連通を
   制御せしめられる前記第１の排出路よりも流通面積の犬
   なる第２の排出路を有する切換弁を備え、前記切換弁は
   前記高速用油圧室と連通される第１の油室および前記ス
   ロットル弁の全開状態で油圧を供給される第２の油室を
   有し、前記両袖室に油圧が供給されないとき前記第２の
   排出路と前記排出用油路との連通を遮断せしめ、前記両
   袖室の少くともいずれか一方に油圧が供給せしめられる
   とき前記第２の排出路と前記排出用油路を連通せしめた
   ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 ２ 変速時に前記シフト弁が切換えられた後、前記スロ
   ットル弁の全閉状態でないときには前記低速用油圧室は
   前記第１の排出路のみに連通され、前記高速用油圧室の
   油圧が前記切換弁に供給された後前記低速用油圧室が前
   記第２の排出路に連通せしめられ、前記スロットル弁の
   全閉状態では前記第２の油室に供給される油圧によって
   前記切換弁は前期低速用油圧室と前記第２の排出路とを
   連通せしめたことを特徴とする特許請求の路囲第１項記
   載の自動変速機の変速制御装置。 ３ 前記第１の排出路はオリフィスを備えセいることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の自
   動変速機の変速制御装置。