JPH05256356A - 自動車の変速機の自動切換え装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車の変速機の自動切換え装置において，
速段位置制御弁の制御費用を少なくする。 【構成】 切換え装置の係合又は係合解除可能な摩擦結
合素子４としてのクラッチ又はブレーキが，電子制御装
置８の故障の際速段保持制御弁１１を介して現在の位置
に保持される。速段保持制御弁１１を操作するための制
御補助力は，制御装置８に関係する速段切換え用電磁制
御弁９の磁力から取出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，切換え操作部材により
係合可能な摩擦結合素子（クラツチ又はブレーキ）と，
切換え操作部材へ動作圧力を作用させる切換え弁と，切
換え操作部材及び切換え弁に接続されている速段保持制
御弁とを有する，自動車の変速機の自動切換え装置に関
する。

【０００２】このような切換え装置は，同日出願のドイ
ツ連邦共和国特許出願第Ｐ４１２４３８５．４−１２号
に提案されている。

【０００３】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第２２１
２６７９号明細書の対象は，圧力導管に接続されかつ電
磁石で操作される前置制御弁により切換え位置を変化可
能な速段切換え弁を持つ負荷時変速機用液圧切換え装置
であり，各速段切換え弁が圧力導管と速段クラツチとの
導管接続を制御し，速段切換え弁にある装置により，速
段切換えの際クラツチの係合解除又は係合が重なりをも
つて制御され，各速段切換え弁が，異なる大きさのスプ
ール面を有する２つのスプール部分を持つ切換えスプー
ルと制御スプールと複数の遮断スプールとを同軸的に含
んでおり，小さいスプール面を有するスプール部分が制
御スプールに近い方にあり，他方のスプール部分に遮断
スプールが続いており，クラツチへ通じる圧力導管が大
きいスプール面を有するスプール部分により開かれ，通
気穴が他方のスプール部分により開かれ，各クラツチが
それに付属する速段切換え弁の切換えスプールに接続さ
れ，かつ他の速段切換え弁のそれぞれの遮断スプールに
接続されている。この公知の切換え装置では，誤切換え
を回避することが望まれるので，切換え装置の電気部分
に万一欠陥が生じても，２つの速段が同時に入れられる
ことはない。この目的のため公知の切換え装置では，前
置制御弁と速段切換え弁との間に複数の中間弁が設けら
れて，制御導管により前置制御弁に接続され，これらの
中間弁が圧力導管のバイパス導管に直列に接続され，個
々に又は組合わせて操作可能な前置制御弁に関係して，
速段切換え弁に接続可能なバイパス導管のそれぞれ１つ
を中間弁が制御する。

【０００４】オーストリア国特許第２３２１３号明細書
から，多数の液圧負荷装置を制御する電気−液圧制御装
置が公知であり，この制御装置は多数しかも各負荷装置
に対してそれぞれ１つの多位置制御弁を持ち，それによ
り負荷装置への流体の流入又はそれからの流体の流出を
制御し，各制御弁は第１及び第２の液圧サーボ装置を持
ち，それにより制御弁をそれぞれ第１及び第２の位置へ
動かし，制御装置は更に電磁石巻線により操作される多
数しかも各制御弁に対してそれぞれ１つの前置制御弁を
含み，対応するサーボ装置の流体を供給しかつ対応する
制御弁を両方の終端位置の１つへ動かすために，各前置
制御弁が操作可能である。この公知の制御装置を改良す
る目的は，電磁石巻線により操作される量少数の弁を使
用しかつ動作の確実な電気−液圧制御装置を提供するこ
とである。この目的のため公知の制御装置では，制御弁
が２位置弁であり，電磁石巻線により操作される前置制
御弁が，対応する第１のサーボ装置へ流体を供給して，
それに付属する制御弁を第１の位置へ動かし，また電磁
石巻線により制御弁に対して共通に操作可能な逆止弁に
より，第２のサーボ装置へ流体を供給して，各制御弁を
第２の位置へ動かす。こうして電磁石巻線により操作さ
れる弁の必要な数を，負荷装置の数より１つたけ多くす
る。

【０００５】公知の切換え装置（ＡＴＺ８８（１９８
６），Ｈｅｆｔ１２，Ｓｅｉｔｅ６８１）においては，
電子部分と液圧部分への分割が行われている。液圧装置
は，そのつど操作される切換え操作部材へ圧力を作用さ
せ，電子装置は速段切換えを制御し，液圧の高さも一部
調整する。

【０００６】電子装置と液圧装置との接続は，通常は３
ポート２位置電磁切換え弁により実現される。これらの
弁は，その励磁の際，即ちそのコイルに電流が流れる
と，付属する切換え操作部材が液圧を受けるように，構
成されている。

【０００７】電子制御装置又は電源の故障によりこの弁
の通電が中断されると，動力の伝達が中断される。それ
により危険な走行状態が生ずることがある。なぜなら
ば，オーバランニング運転においてエンジンブレーキと
場合によつては変速機の前に設けられるリターダとが作
用しなくなるか，又は登り坂における牽引運転において
機関トルクがもはや利用不能になるからである。

【０００８】上述した問題を回避するため，例えはいわ
ゆる拘束電磁弁を使用することができる。この電磁弁は
永久磁石を持ち，これにより給電なしで電磁弁は一旦達
した位置に留まる。他の位置への切換えは，符号により
切換え位置を規定する短い電流パルスにより行われる。

【０００９】この手段の欠点は，電磁弁の費用のかかる
構造と切換え可能な電流方向による必要な付勢とに加え
て，コイルに電流が流れない場合，弁の位置が一義的で
ないことである。例えば前に接続位置にあつた弁が，振
動，外部磁界等により意に反して遮断位置へ移行し，こ
の位置に属する切換え操作部材が圧力なしになることが
ある。

【００１０】このような装置において，所定の遮断とい
う問題は一層重要である。電磁弁への電気接続が断たれ
ると，電磁弁従つてこれに付属する切換え操作部材はも
はや遮断されず，それにより車両の牽引が困難になる
か，又は他の摩擦結合素子（クラツチ又はブレーキ）の
１つの接続により，変速機が拘束されてしまう。

【００１１】前述した同日付け特許出願による切換え装
置では，上述の欠点が回避される。即ちこの切換え装置
では，速段保持制御弁が使用され，ばね力により速段保
持位置へ，また電磁石により速段解除位置へ操作可能で
ある。

【００１２】多数の切換え操作部材がある場合，このよ
うな速段保持制御弁はそれぞれ１つの切換え操作部材の
みに付属し，従つて切換え操作部材の数は速段保持制御
弁の数に等しい。

【００１３】他方複数又はすべての切換え操作部材に対
して共通な速段保持制御弁を使用することができる。

【００１４】あらゆる場合，複数の切換え操作部材に対
して共通な圧力調整弁が動作圧力を調整しかつ切換え弁
及び制御弁のためにそれぞれ１つの３ポート２位置電磁
切換え弁が使用されるような切換え装置に，速段保持制
御弁が使用可能である。

【００１５】各切換え操作部材用の動作圧力が別々に調
整されかつこの目的のため切換え弁及び制御弁のために
それぞれ圧力調整弁が使用されている切換え装置にも，
速段保持制御弁が同じように使用可能である。

【００１６】電子装置が故障すると，まず速段保持制御
弁が切換えられ，それにより切換え弁に接続されている
制御圧力導管の部分が対応する切換え操作部材の動作圧
力導管に接続される。制御圧力導管従つて動作圧力導管
が前もつて無圧になつていると，切換え操作部材は引続
き遮断されたままである。これに反し切換え操作部材の
動作圧力が特定の圧力レベル以上であると，切換え弁は
動作圧力により適当に開かれた位置に保持され，従つて
切換え操作部材は接続されたままである。

【００１８】同日付けの前記特許出願による切換え装置
では，速段保持制御弁自体は電磁石により操作されるの
で，電子制御装置による特別な付勢とこの制御装置の特
別な機能的構成とを必要とする。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の根底にある課
題は，大体において，同日付け特許出願の提案による切
換え装置における速段保持制御弁の制御に要する費用を
少なくすることである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明による変速機の自動切換え装置は，クラッチ又は
ブレーキのような摩擦結合素子と，摩擦結合素子を係合
させる切換え操作部材と，切換え操作部材へ動作圧力を
作用させる少なくとも１つの速段位置と切換え操作部材
から動作圧力を遮断する零位置とを持つ切換え弁と，切
換え弁を零位置へ操作するばね力と，切換え弁を速段位
置へ操作するためばねに対して逆向きに制御圧力を受け
る圧力面と，電子制御装置により励磁を制御されかつこ
の励磁に比例して切換え弁を速段位置へ操作する制御圧
力を設定する電磁制御弁と，切換え弁を制御弁に接続す
る制御圧力導管と，制御圧力導管に設けられかつ速段解
除位置と速段保持位置とを持つ速段保持制御弁と，速段
保持制御弁を速段保持位置へ操作するばね力と，永久最
小励磁から生ずる制御弁の磁力から取出されて速段保持
制御弁を速段解除位置へ操作するのに使用される制御補
助力と，切換え弁を速段保持制御弁に接続しかつ速段解
除位置で制御弁に接続されると共に切換え操作部材から
遮断されかつ速段保持位置で切換え操作部材に接続され
ると共に制御弁から遮断される制御圧力導管の導管圧力
面と，量小励磁により発生される制御圧力から生ずる押
圧力が切換え弁を零位置へ操作するばね力より小さいよ
うに大きさを定められている制御弁の圧力面とを持つて
いる。

【００２１】

【発明の効果】本発明による切換え装置では，例えば制
御弁の最小永久励磁から生ずる制御圧力により速段保持
制御弁が速段解除位置へ操作され，制御装置に障害が生
ずる（副次的効果として制御弁の最小励磁もなくなる）
場合，ばね力により速段保持制御弁が速段保持位置へ操
作されるので，電子制御装置による速段保持制御弁の特
別な付勢は，この制御装置の特別な機能的構成と同様に
不要である。励磁が切換え弁を零位置へ操作するばね力
に打勝つ制御圧力の力を発生するのには不充分であるよ
うに，制御圧力を受ける切換え弁の圧力面が大きさを定
められている。

【００２２】

【実施態様】速段保持制御弁の圧力操作の際特別な圧力
媒体操作部材が必要であるが，請求項２は，制御弁の磁
力により機械的に行われる速段保持制御弁の操作を示し
ている。

【００２３】請求項３によれば，制御弁と速段保持制御
弁が構造的にも機能的にもまとめられる。

【００２４】切換え弁として圧力調整弁が使用される
と，調整される動作圧力を帰還するため，圧力調整弁は
請求項４による圧力面を持ち，速段保持制御弁を速段保
持位置へ操作する故障の際切換え弁のとるべき位置をこ
の圧力面が決定する。

【００２５】

【実施例】本発明の詳細は，図面に示されている実施例
の以下の説明から明らかになる。

【００２６】まず図１を参照して，図示してない遊星歯
車変速機の摩擦結合素子（クラツチ）４は，普通の軸線
方向ピストン構造の圧力媒体切換え操作部材５によつて
係合可能であり，動作圧力導管６を介してこの切換え操
作部材５は，切換え弁７として使用されかつ前置制御さ
れる圧力調整弁に接続され，この圧力調整弁は系統圧力
導管３６の系統圧力を供給される。制御弁９として使用
される電磁圧力調整弁から出る制御圧力導管１０と，動
作圧力導管６から分岐しかつ絞り３８を挿入される制御
圧力導管３７とが，切換え弁７に互いに逆向きに接続さ
れている。切換え弁７の調整又は弁スプール１８は，ば
ね力１９及びこれに加わる制御圧力導管３７の圧力によ
る力と，制御圧力導管１０の圧力による力との間で，平
衡状態にある。制御圧力導管１０には３ポート２位置速
段保持制御弁１１が挿入されて，帰還に使用される制御
圧力導管３７を介して動作圧力導管６に接続されてい
る。速段保持制御弁１１はばね力１３により速段保持位
置１４へ操作可能で，この速段保持位置１４で制御圧力
導管１０が遮断され，切換え弁７に接続される制御圧力
導管１０の部分１５が動作圧力導管６に接続されてい
る。速段保持制御弁１１は制御弁９の電磁石２３により
速段解除位置１２へ操作可能であり，この速段解除位置
１２で制御圧力導管１０（その制御弁９に接続される導
管部分１６は絞り３９を介して系統圧力導管３６から分
岐している）が開放され，制御圧力導管３７から遮断さ
れている。制御弁９の位置又は制御圧力の高さは，電磁
石２３の磁力と，ばね力１３及びこれに加わる制御圧力
導管１０の導管部分１６の制御圧力との間の平衡条件に
よつて決定される。電磁石２３の励磁は電子制御装置８
により設定される。

【００２７】図２及び３を参照して，弁ハウジング２５
は，制御圧力導管３７及び制御圧力導管１０の導管部分
１５，１６を接続するための速段保持制御弁１１の３つ
のハウジング接続口２６〜２８と，圧力を除かれる戻り
通路用の付加的なハウジング接続口２９と，速段保持制
御弁１１の弁スプール２１用中心穴３０とを持つてい
る。弁スプール２１は制御弁９の遮断弁３２用の軸線方
向弁通路３１を持つている。

【００２８】弁通路３１の一端３３は制御圧力導管１０
の導管部分１６用のハウジング接続口２８に常に接続さ
れ，弁通路３１の他端はハウジング接続口２８と２９と
の接続を制御する遮断弁３２の弁閉鎖部材３５用の弁座
３４として構成されている。弁閉鎖部材３５は押圧片２
４により電磁石２３の接極子２２に相対運動しないよう
に結合されている。弁スプール２１はばね力１３により
切換えられる速段保持位置１４で示され，電磁石２３の
最小励磁によりこの速段保持位置１４から速段解除位置
１２へ切換え可能である。

【００２９】速段保持位置１４において導管部分１５及
び１６のハウジンク接続口２７及び２８は，弁スプール
２１の制御縁４０により互いに遮断され，それにより制
御圧力導管１０が遮断され，一方切換え弁７へ至る制御
圧力導管１０の導管部分１５は，弁スプール２１の制御
溝４１を介して，動作圧力導管６に接続される制御圧力
導管３７のハウジング接続口２６に接続されている。

【００３０】弁スプール２１の速段解除位置１２では，
制御縁４０がハウジング接続口２７と２８との接続従つ
て制御圧力導管１０の接続を行い，一方制御溝４１はハ
ウジング接続口２６と２７との接続を遮断し，従つて制
御圧力導管１０の制御圧力導管３７から遮断する。

【００３１】切換え弁７，制御弁９及び速段保持制御弁
１１は弁ハウジング２５によりいわゆる圧力制御装置に
まとめられている。この目的のため弁ハウジング２５
は，第１の中心穴３０に対して同一直線をなす中心穴４
２を弁スプール１８の収容用のために持ち，またこの中
心穴４２自体に接続されるハウジング接続口４３〜４８
を，制御圧力導管１０の導管部分１５，切換え弁７と絞
り３８との間にある導管部分３７ａ， 圧力を除かれて
いる戻り通路，動作圧力導管６，系統圧力導管３６及び
別の戻り通路の接続のために持つている。

【００３２】弁スプール１８は２つの制御縁４９及び５
０を持ち，これらの制御縁４９，５０は，ばね力１９に
より切換えられる弁スプール１８の図示した遮断位置
で，動作圧力導管６のハウジング接続口４６を戻り通路
用ハウジシグ接続口４５に接続すると共に，ハウジング
接続口４６を系統圧力導管３６から遮断し，これに反し
制御圧力により操作される弁スプール１８の速段位置
で，ハウジング接続口４６を系統圧力導管３６のハウジ
ング接続口４７に大きく又は小さく接続すると共に，ハ
ウジング接続口４６を戻り通路用ハウジング接続口４５
に対して絞る。

【００３３】弁スプール１８は，端面にあるスプール圧
力面２０と逆向きに作用する環状スプール圧力面５１と
を有するカラー１７を持つている。スプール圧力面２０
は，制御圧力導管１０の導管部分１５用ハウジング接続
口４３の圧力を常に受けている。他方のスプール圧力面
５１は，動作圧力導管６に接続される制御圧力導管３７
の導管部分３７ａ用のハウジング接続口４４の圧力を常
に受けている。

【００３４】充分な系統圧力が存在し，電子制御装置が
動作準備状態にあると，制御弁９は例えば最大電流強さ
の２％の最小電流強さで永続的に給電される。この最小
電流強さは，ばね力１３に抗して弁スプール２１を速段
解除位置１２へ操作するのに充分な磁力を接極子２２に
生ずる。その際制御圧力導管１０の前置制御圧力はスプ
ール圧力面２０へ作用するが，生ずる力はばね力１９に
打勝つには小さすぎ，従つて切換え弁７は遮断位置にあ
り，調整器出力端としてのハウジング接続口４６におけ
る圧力は零である。

【００３５】切換え操作部材５へ圧力を加えることによ
りクラツチ４を係合させようとすれば，電磁石２３を励
磁するため制御装置８が最大電流強さの３ないし１００
％の大きさの電流を発生し，電磁石２３がこの電流に比
例する制御圧力を遮断弁３２に設定し，制御圧力導管１
０を介して切換え弁７が，制御圧力に比例する動作圧力
を調整器出力端４６に生ずる。

【００３６】クラツチ４の係合を解除するため動作圧力
を切換え操作部材５から遮断しようとすれば，制御装置
８が電磁石２３の励磁電流を最大電流強さの２％の値に
戻し，弁スプール２１は速段解除位置１２に留まる。

【００３７】カラー１７のスプール圧力面２０及び５１
とばね力１９とから形成される圧力限界値は，電磁石２
３の励磁電流消失の際特別な意味を持つている。なぜな
らば，その時弁スプール２１へ作用する磁力はなくな
り，この弁スプールはばね力１３により速段保持位置１
４へ操作されるからである。それにより両方のスプール
圧力面２０及び５１へ動作圧力導管６の動作圧力又は調
整圧力が作用するので，スプール圧力面２０及び５１の
差から生ずるスプール押圧力のみがばね力１９に抗して
作用する。この圧力限界値１９−２０−５１は，戻り通
路用ハウジンク接続口４５を遮断しかつ動作圧力導管６
及び系統動作圧力３６のハウジング接続口４６及び４７
を互いに絞られることなく接続しながら，弁スプール１
８を速段位置へ操作する際，抵抗として作用する。

【００３８】電流消失の際動作圧力の高さが圧力限界値
１９−２０−５１に打勝つのに充分でないと，切換え弁
７従つて動作圧力が遮断される。これは，複数の切換え
操作部材への圧力印加従つて変速機の拘束を防止するた
めに有利である。

【００３９】ケーブルの破断又は電源の故障により電子
制御装置８が故障すると，前述した圧力限界値１９−２
０−５１は，規定可能な圧力保持範囲内で系統圧力によ
り，入れられている速段の液圧による保持を可能にす
る。なぜならば，電流消失の際調整される動作圧力の高
さが前記の圧力限界値１９−２０−５１に打勝つのに充
分であると，切換え弁７が動作圧力導管６を系統動作圧
力３６に接続するからである。この状態は，車両におい
て機関が切離される場合のように，系統圧力が圧力限界
値１９−２０−５１以下に低下するまで維持される。

【００４０】電子制御装置の欠陥又は電流の故障のため
制御弁９の電磁石２３の励磁中断による障害は，前記の
圧力限界値１９−２０−５１より高い動作圧力では，変
速機における動力伝達の中断をひき起すことがない。そ
れにより，ちようど入つている速段位置が維持されるの
で，危険な走行状態が回避される。

【００４１】切換え弁７，制御弁９及び速段保持制御弁
１１に対して共通な弁ハウジングを持つこじんまりした
弁構造は，故障の場合速段保持機能１４が直ちに反応す
るのを可能にする。この反応段階中圧力の落ち込みは生
ずることがない。系統圧力導管３６の遮断の際即ち機能
停止の際，所定の不動作圧力″中立″（変速機の動力伝
達なし）が得られる。

【００４２】制御弁９が永続的に給電されるので，制御
装置８は電気的欠陥を検出するか又はその位置を確認す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動切換え装置のブロツク線図で
ある。

【図２】速段保持制御弁と制御弁と切換え弁を弁ハウジ
ングにまとめられている図１の切換え装置の実施例の断
面図である。

【図３】図２による切換え装置の制御弁の拡大図であ
る。

【符号の説明】

４ 摩擦結合素子 ５ 切換え操作部材 ６ 動作圧力導管 ７ 切換え弁 ８ 電子制御装置 ９ 制御弁 １０ 制御圧力導管 １１ 速段保持制御弁 １２ 速段解除位置 １３，１９ ばね力 １４ 速段保持位置 １５ 導管部分 ２０ 圧力面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラツチ又はブレーキのような摩擦結合素
   子（４）と，摩擦結合素子（４）を係合させる切換え操
   作部材（５）と，切換え操作部材（５）へ動作圧力を作
   用させる少なくとも１つの速段位置と切換え操作部材
   （５）から動作圧力を遮断する零位置とを持つ切換え弁
   （７）と，切換え弁（７）を零位置へ操作するばね力
   （１９）と，切換え弁（７）を速段位置へ操作するため
   ばね力（１９）に対して逆向きに制御圧力を受ける圧力
   面（２０）と，電子制御装置（８）により励磁を制御さ
   れかつこの励磁に比例して切換え弁（７）を速段位置へ
   操作する制御圧力を設定する電磁制御弁（９）と，切換
   え弁（７）を制御弁（９）に接続する制御圧力導管（１
   ０）と，制御圧力導管（１０）に設けられかつ速段解除
   位置（１２）と速段保持位置（１４）とを持つ速段保持
   制御弁（１１）と，速段保持制御弁（１１）を速段保持
   位置（１４）へ操作するはね力（１３）と，永久最小励
   磁から生ずる制御弁（９）の磁力から取出されて速段保
   持制御弁（１１）を速段解除位置（１２）へ操作するの
   に使用される制御補助力と，切換え弁（７）を速段保持
   制御弁（１１）に接続しかつ速段解除位置（１２）で制
   御弁（９）に接続されると共に切換え操作部材（５）か
   ら遮断されかつ速段保持位置（１４）で切換え操作部材
   （５）に接続されると共に制御弁（９）から遮断される
   制御圧力導管（１０）の導管部分（１５）と，最小励磁
   により発生される制御圧力から生ずる押圧力が切換え弁
   （７）を零位置へ操作するばね力（１９）より小さいよ
   うに大きさを定められている制御弁（７）の圧力面（２
   ０）とを有する自動車の変速機の自動切換え装置。
2. 【請求項２】 速段保持制御弁（１１）の弁スプール
   （２１）が，制御弁（９）の電磁石（２３）の接極子
   （２２）に相対運動しないように結合される押圧片（２
   ４）によつて，速段解除位置（１２）へ操作可能である
   ことを特徴とする，請求項１に記載の切換え装置。
3. 【請求項３】 弁ハウジング（２５）が，速段保持制御
   弁（１１）のハウジング接続口（２６〜２８）のほか
   に，圧力を除かれる戻り通路用の付加的なハウジング接
   続口（２９）と，ハウジング接続口（２６〜２９）に接
   続される弁スプール（２１）用中心穴（３０）とを持
   ち，弁スプール（２１）が制御弁（９）の遮断弁（３
   ２）用弁通路（３１）を持ち，弁通路（３１）の一端
   （３３）が，制御弁（９）に属する制御圧力導管（１
   ０）の部分（１６）用のハウジンク接続口（２８）に接
   続され，弁通路（３１）の他端が，押圧片（２４）によ
   り操作可能で弁通路（３１）と戻り通路用ハウジング接
   続口（２９）との接続を制御する弁閉鎖部材（３５）用
   の弁座（３４）を持つていることを特徴とする，請求項
   １又は２に記載の切換え装置。
4. 【請求項４】 切換え弁（７）が，制御弁（９）の制御
   圧力を受ける圧力面（２０）に対して逆向きに作用する
   圧力面（５１）を持ち，この圧力面（５１）が切換え操
   作部材（５）の動作圧力に比例する制御圧力を受けるこ
   とを特徴とする，請求項１ないし３の１つに記載の切換
   え装置。