JPS628660B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は自動変速機の油圧制御装置の改良に関
し、第４速達成時の変速シヨツク等を防止するよ
うにしたものである。 内燃機関等の原動機の出力トルクや回転数を所
望の値として従動機を駆動するため種々の自動変
速機が用いられており、この自動変速機の制御の
ため油圧制御装置を用いることも多い。 自動車用の自動変速機にあつても油圧制御装置
が用いられているが、少なくとも入力軸とラビニ
オ型遊星歯車組のキヤリアとを連結し第４速を達
成する油圧作動の摩擦クラツチを含む３組のクラ
ツチと２組のブレーキおよび１組のワンウエイク
ラツチを具えた前進４段達成型の自動変速機で
は、第３速達成のため２組のクラツチを係合する
必要がある一方、第４速達成のためには第３速の
ときと異なる摩擦クラツチと１組のブレーキとを
係合させる必要がある。このため、第３速達成の
ための２組のクラツチの解除と第４速達成のため
の摩擦クラツチおよび１組のブレーキの係合との
タイミング設定や初期係合トルクの設定が難し
く、変速シヨツクが発生したり、各クラツチやブ
レーキ等の耐久性や強度面の問題がある。 本発明はかかる従来の欠点を解消し、変速シヨ
ツクの発生を防止し、摩擦係合装置の耐久性や強
度面を改善した自動変速機の油圧制御装置の提供
を目的とする。かかる目的を達成する本発明の構
成は、入力軸とラビニオ型遊星歯車組のキヤリア
とを連結し第４速を達成する第１クラツチ及び第
２、第３のクラツチと２つのブレーキとを備え各
クラツチとブレーキを選択的に油圧で係合させる
ことにより前記入力軸と前記遊星歯車組に連結さ
れた出力軸との間に前進４段の変速段が達成され
るとともに第２速では前記第２クラツチと１つの
ブレーキが係合され第３速では前記３つのクラツ
チが係合されるように構成された自動変速機にお
いて、前記入力軸、出力軸または遊星歯車組の回
転部材のうちの少なくとも２つの要素の回転数を
検出することにより前記入力軸とキヤリアの回転
の同期を検出して信号を発する同期検出装置、前
記第２速から前記第３速への変速中に該第３速達
成時に係合される前記第３クラツチへの供給油圧
を低圧に制御するとともに前記信号を受けて当該
供給油圧を上昇させる油圧制御手段、前記供給油
圧の上昇により切り換え作動して前記第１クラツ
チへの油圧供給を開始する切換弁を備えたことを
特徴とする。 以下、本発明の一実施例を図面に基づき詳細に
説明する。 まず、制御対象となる自動変速機について、そ
の概略構造を第１図のパワートレーン図で説明す
る。 車両の動力源となるエンジン１のクランク軸２
はトルクコンバータ３のポンプ４に直結されてい
る。トルクコンバータ３は、ポンプ４、タービン
５、ステータ６、ワンウエイクラツチ７を有し、
ステータ６はワンウエイクラツチ７を介してケー
ス８に結合され、ワンウエイクラツチ７によつて
ステータ６はクランク軸２と同方向に回転する
が、その反対方向の回転は許されない構造となつ
ている。クランク軸２とタービンン５の間には直
結クラツチ９が設けられ、同クラツチ９は係合時
所定のスリツプ率を有して係合する。 従つて、エンジン１の出力は、直結クラツチ９
またはトルクコンバータ３を介してタービン５に
伝えられる。 タービン５に伝えられたトルクは入力軸１０に
よつてその後部に配置された前進４段後進１段を
達成する変速歯車列１００に伝えられる。 変速歯車列１００は、３つのクラツチ１１，１
２，１３，２つのブレーキ１４，１５，１つのワ
ンウエイクラツチ１６及び１組のラビニオ型遊星
歯車組１７で構成される。 遊星歯車組１７は、アニユラスギヤ１８、リバ
ースサンギヤ１９、フオワードサンギヤ２０、ロ
ングピニオン２１、シヨートピニオン２２、およ
びキヤリア２３により構成されている。 アニユラスギヤ１８は出力軸２４に固着され、
リバースサンギヤ１９はキツクダウンドラム２５
に固着され、同ドラム２５はキツクダウンブレー
キ１４を介してケース８に固定され、また、フロ
ントクラツチ１１を介して入力軸１０に一体化さ
れ、一方、フオワードサンギヤ２０はリヤクラツ
チ１２を介して入力軸１０に一体化され、また、
ロングピニオン２１及びシヨートピニオン２２を
保持するキヤリア２３はワンウエイクラツチ１６
を介してケース８に固定されるとともに変速歯車
列１００の後端に設けられた４速クラツチ１３を
介して入力軸１０に一体化され、さらにはローリ
バースブレーキ１５を介してケース８に固定され
る。ワンウエイクラツチ１６はキヤリア２３の逆
転を阻止するために設けてある。 上記３つのクラツチ１１，１２，１３及び２つ
のブレーキ１４，１５は油圧式摩擦係合装置であ
つて、これらの摩擦係合装置を作動する各油圧ピ
ストンに供給される油圧はオイルポンプ２６で発
生される。 変速歯車列１００を通つた出力は、出力軸２４
に固着されたトランスフアドライブギヤ２７より
トランスフアアイドルギヤ２８を経てトランスフ
アドリブンギヤ２９に伝達され、さらに同ドリブ
ンギヤ２９に一体のトランスフアシヤフト３０、
ヘリカルギヤ３１より差動歯車３２に伝達され
る。 図示しない運転席のセレクトレバー及び後述の
D₄，D₃，２，Ｌを選択する補助スイツチの操作
及び後述する種々の運転検出装置により検出され
た車両の運転状態に応じて、上記各摩擦係合装置
の選択的係合が行なわれ、種々の変速段が達成さ
れる。 セレクトパターンは、Ｐ（駐車）、Ｒ（後退）、
Ｎ（中立）、D₄（前進４段自動変速）、D₃（前進
３段自動変速）、２（前進２段自動変速）、Ｌ（１
速固定）となつていて、セレクトレバーはＰ，
Ｒ，Ｎ，Ｄの４位置を有し、同レバーをＤ位置に
選定した状態でインヒビタスイツチ及び切換スイ
ツチから成る補助スイツチを選定するとＬ，２，
D₃またはD₄が選択される構造となつている。 セレクトレバー及び補助スイツチを上記セレク
トパターンの各位置に置いた場合にそれぞれの摩
擦係合装置がどの様に働くかについては第２図の
作動エレメント図に示す通りで、第２図に示す摩
擦係合装置の選択的組合せにより、前進４段、後
退１段の変速比が得られる。 この図において、〇印は油圧作動によつて結合
状態にある摩擦係合装置を示し、●印は変速時の
ローリバースブレーキ１５が係合される直前にお
いてワンウエイクラツチ１６の作用でキヤリア２
３が止つていることを示し、セレクトレバー及び
補助スイツチ位置がD₄，D₃，２，Ｌの欄の1st，
2nd，3rd，4thは夫々第１速、第２速、第３速、
第４速の場合を示す。 同図から明らかなように第３速達成のためには
フロントクラツチ１１とリヤクラツチ１２との係
合が必要であり、第４速達成のためには、上記２
組のクラツチ１１，１２と異なるキツクダウンブ
レーキ１４と４速クラツチ１３との係合が必要と
なる。 次に、第３図により直結クラツチ９について説
明する。 この直結クラツチ９は常時滑りながら動力の伝
達を行なうスリツプ式クラツチであつて、同クラ
ツチ９作動時にはエンジン１からの動力は主に同
クラツチ９を介して入力軸１０へ伝達され、一部
の動力がトルクコンバータ３を介して伝達され、
以つてトルクコンバータ３のスリツプを減少して
燃費が向上し、また、この滑りによりエンジン１
からの衝撃トルクを緩和する作用（ダンピング作
用）を有するものである。 トルクコンバータ３と直結クラツチ９は一体的
に形成されており、クランク軸２にドライブプレ
ート３３が固着され、同ドライブプレート３３は
トルクコンバータ３のポンプ４の外殻３４及び直
結クラツチ９の摩擦板３５が固着されたプレート
３６に連結され、タービン５は入力軸１０にスプ
ライン嵌合されて一体的に回転するとともに、ト
ランスフアリング３７を介してピストン３８とも
一体的に回転するように連結され、ピストン３８
は入力軸１０に対し軸方向に摺動且つ回動自在に
嵌合され、しかもプレート３６に対向配置され、
摩擦板３５に当接する摩擦面３９を有しており、
ピストン３８とプレート３６との間には油圧室４
１が形成され、タービン５の外殻４０外周面とピ
ストン３８との間には油圧室４２が形成されてい
る。 上記直結クラツチ９の摩擦板３５と摩擦面３９
の動摩擦係数は速度差による変化率が小さくなる
ように設定されている。 上記摩擦板３５の表面には、半径方向、円周方
向、又は両者を組み合わせた方向に沿つて適宜複
数の溝が設けられ、同溝を通過する油によつて摩
擦板３５及び摩擦面３９の過熱が防止される。 上記トルクコンバータ３及び直結クラツチ９へ
の油の供給は後述する油圧制御により調圧された
油が供給される。油は第３図において矢印により
示すごとくポンプ４の入力軸１０に外嵌されたス
リーブ４３内側に形成された油路４４よりトルク
コンバータ３内に導びかれて循環し、さらに油圧
室４２に導びかれ、その後直結クラツチ９の摩擦
板３５と摩擦面３９間の隙間を通つて油圧室４１
に導びかれ、さらに入力軸１０に穿設された油路
４５を通つて排出されるか、または、その逆方向
に循環されるようになつている。 次に、上記自動変速機の各摩擦係合装置の制御
を行なう油圧制御装置およびこれに適用された４
速クラツチの油圧制御装置について、第４図によ
り説明する。 油圧制御装置は油溜４６よりオイルフイルタ４
７、油路４０２を通つてオイルポンプ２６より吐
出される油をトルクコンバータ３、直結クラツチ
９、フロントクラツチ１１、リヤクラツチ１２、
キツクダウンブレーキ１４、ローリバースブレー
キ１５、４速クラツチ１３の油圧ピストンを作動
するため、各油圧室に供給する油圧を運転状態に
応じて制御するもので、主に調圧弁５０、トルク
コンバータ制御弁７０、直結クラツチ制御弁９
０、減圧弁１１０、シフト制御弁１３０、手動弁
１５０、１速―２速シフト弁１７０、２速―３速
及び４速―３速シフト弁１９０、Ｎ―Ｄ制御弁２
１０、切換弁としての４速クラツチ制御弁２３
０、変速時の油圧制御弁２５０、Ｎ―Ｒ制御弁２
７０、リヤクラツチ制御弁２８０及び４個のソレ
ノイド弁３００，３１０，３２０，３２５を構成
要素としており、これらの弁のうち、４速クラツ
チ制御弁２３０、油圧制御手段としての油圧制御
弁２５０およびソレノイド弁３２５で第４図中、
破線で囲んで示した４速クラツチ１３の油圧制御
装置３４０が構成され、各要素は油路によつて結
ばれている。 ソレノイド弁３００，３１０，３２０，３２５
はそれぞれ同一構造を有しており、電子制御装置
２９０からの電気信号により、それぞれオリフイ
ス３０１，３１１，３２１，３２６を開閉制御す
る非通電時閉塞型のソレノイド弁であつて、ソレ
ノイド３０２，３１２，３２２および３２７、同
ソレノイド内に配置され各オリフイス３０１，３
１１，３２１，３２６を開閉する弁体３０３，３
１３，３２３および３２８、同弁体を閉方向に付
勢するスプリング３０４，３１４，３２４および
３２９を有している。 電子制御装置２９０は変速の開始を検出する変
速検出装置等を内蔵し車両の運転状態を検出して
デユーテイ制御が行なわれるソレノイド弁３０
０，３２５の作動、停止及び同ソレノイド弁に供
給される数〜数十Hz、例えば50Hzのパルス電流の
単一パルス電流幅を制御して開弁時間を変更して
油圧を制御するとともにON―OFF制御が行なわ
れるソレノイド弁３１０，３２０の開閉を制御す
るもので、その主な入力要素としては、エンジン
１の図示しないスロツトル弁開度または吸気マニ
ホルド負圧を検出するエンジン負荷検出装置３３
０、エンジン１の回転数検出装置３３１、第１図
に示すキツクダウンドラム２５の回転数検出装置
３３２、出力軸２４の回転数検出を行なうために
設けられたトランスフアドリブンギヤ２９の回転
数検出装置３３３、潤滑油温を検出する油温検出
装置３３４、セレクトレバーの選定位置検出装置
３４１及び補助スイツチの選定位置検出装置３４
２等から成つている。 オイルポンプ２６より吐出される油は油路４０
１を通つて調圧弁５０、手動弁１５０、直結クラ
ツチ制御弁９０及び減圧弁１１０に導びかれる。 調圧弁５０は受圧面５１，５２を有するスプー
ル５３及びスプリング５４を有し、受圧面５１に
はセレクトレバーの操作により手動弁１５０がＮ
または、Ｄ位置に選定されている時、同手動弁１
５０を通つて油路４０１の油圧が油路４０３より
オリフイス４０４を介して作用し、その結果油路
４０１の油圧は６Kg／cm²の一定圧（この圧力をラ
イン圧と呼ぶ。）に調圧され、受圧面５２には手
動弁１５０がＲ位置にある時、同手動弁１５０を
通つて油路４０１の油圧が油路４０５よりオリフ
イス４０６を介して作用し、その結果油路４０１
の油圧は14.6Kg／cm²に調圧される。なお、油路４
０１に設けられたリリーフ弁４０７は、オイルポ
ンプ２６から高圧油が吐出された場合の逃し弁で
ある。 油路４０１を通つて減圧弁１１０に導びかれた
油は同弁１１０によつて2.4Kg／cm²に調圧されて
油路４０８および４１０に導びかれる。減圧弁１
１０はスプール１１１、スプリング１１２を有
し、スプール１１１に対向して形成された受圧面
１１４，１１５の面積差による油圧力とスプリン
グ１１２とのバランスによつて調圧するものであ
る。 この油路４０８に導びかれる調圧油は４速クラ
ツチの油圧制御装置３４０への一定圧力の制御側
の制御油であり、オリフイス４２６を介して油圧
制御弁２５０の制御側、Ｎ―Ｒ制御弁２７０の制
御側及びソレノイド弁３２５のオリフイス３２６
に至り、電子制御装置２９０で制御されるソレノ
イド弁３２５の作動により、油路４０８のオリフ
イス４２６下流の制御圧を変化させ変速時運転状
態に応じた出力油圧を油路４２２または油路４０
９に発生させる。 Ｎ―Ｄ制御弁２１０は径の異なる２つのランド
２１６，２１７を具えたスプール２１１およびス
プリング２１２を有し、ランド２１６の両側の受
圧面２１３，２１４およびランド２１７のランド
２１６側の受圧面２１５に作用する油圧力とスプ
リング２１２の付勢力との合力の方向に応じてス
プール２１１を第４図に示された左端位置と図示
しない右端位置との間で選択的に切換えられる。 ４速クラツチ制御弁２３０は２つのランド２３
５，２３６を具えたスプール２３１およびスプリ
ング２３２を有し、スプール２３１のランド２３
５の左側にはライン圧が導びかれる油圧室２３３
が設けられ、ランド２３６の右側には油圧室２３
４が設けられ、スプール２３１は第４図に示され
た左端位置と図示しない右端位置との間で選択的
に切換えられる。 油圧制御弁２５０は受圧面２５１，２５２，２
５３を持つスプール２５４及びスプリング２５５
を有し、受圧面２５１に作用する油圧力と受圧面
２５２，２５３間の面積差による油圧力及びスプ
リング２５５の付勢力の合力とのバランスによつ
て油路４２２の油圧が所定圧に調圧される。 Ｎ―Ｒ制御弁２７０は受圧面２７１，２７２，
２７３を持つスプール２７４及びスプリング２７
５を有し、受圧面２７１に作用する油圧力と受圧
面２７２，２７３間の面積差による油圧力及びス
プリング２７５の付勢力の合力とのバランスによ
つて油路４０９の油圧が所定圧に調圧される。 この油圧制御弁２５０とＮ―Ｒ制御弁２７０と
は、一方が調圧作用を行なつている間は他方が調
圧作用を行なわないように構成されて油路４０８
のオリフイス４２６下流の制御圧の脈動を受圧面
２５１又は２７１からの油圧力とスプリング２５
５又は２７５の作用によつてアキユムレータとし
て吸収する。そして、油路４２２に導びかれた出
力油圧は前進時のフロントクラツチ１１、リヤク
ラツチ１２、キツクダウンブレーキ１４及びロー
リバースブレーキ１５の制御を行なう一方、油路
４０９に導びかれた出力油圧は後退時のローリバ
ースブレーキ１５の制御を行なう。 ソレノイド弁３２５は、エンジン負荷検出装置
３３０、回転数検出装置３３３及び油温検出装置
３３４等からの信号を受けて電子制御装置２９０
により運転状態を検出し、同運転状態に応じて数
〜数十Hz、例えば50Hzでのデユーテイ制御による
パルス幅の変更によりオリフイス３２６の開閉時
間を制御する。このソレノイド弁３２５による油
圧制御弁２５０の受圧面２５１あるいはＮ―Ｒ制
御弁２７０の受圧面２７１に作用する制御油圧
Psの制御は、オリフイス４２６が0.8φ、オリフ
イス３２６が1.4φに設定されて略0.3〜2.1Kg／cm²
の間で調圧される。 したがつて、油圧制御弁２５０では、この制御
油圧Psによつて油路４１４から供給されたライ
ン圧６Kg／cm²の油圧が出力圧Paとなつて油路４
２２に出力される際には、第５図に示すように０
〜６Kg／cm²の範囲で調圧され、Ｎ―Ｒ制御弁２７
０では、この制御油圧Psによつて油路４２１か
ら供給されたライン圧14.6Kg／cm²の油圧が出力圧
Pbとなつて油路４０９から出力される際には、
第６図に示すように、０〜14.6Kg／cm²の範囲で調
圧される。 また、ソレノイド弁３２５の作動開始及び作動
期間は、上記各種検出装置３３０，３３３，３３
４の他に、電子制御装置２９０に内蔵された変速
の開始を検出する変速検出装置、同期検出装置と
しての２つの回転数検出装置３３２，３３３から
成る係合時期検出装置等からの信号によつて決定
される。 シフト制御弁１３０はON―OFF制御される２
個のソレノイド弁３１０，３２０の開閉の組合せ
により制御され、前進４段の各変速段を得るもの
である。このシフト制御弁１３０は３個に分割さ
れたスプール１３１，１３２，１３３および２個
のストツパ１３４，１３５を有し、スプール１３
１には２つのランド１３６，１３７が設けられる
とともにランド１３６外側の油圧室１３８とラン
ド１３６，１３７との間を連通する油孔１３９が
設けてあり、スプール１３２には径の異なる２つ
のランド１４０，１４１が設けられるとともに両
端部にスプール１３１，１３３と当接する押圧部
が設けてあり、スプール１３３には、２つのラン
ド１４２，１４３が設けられるとともにランド１
４３外側の油圧室１４４とランド１４２，１４３
との間を連通する油孔１４５が設けてある。そし
て、スプール１３１とスプール１３２との間にス
トツパ１３４が介装され、スプール１３２端部の
押圧部が貫通する穴が形成されてケーシングに固
着され、スプール１３２とスプール１３３との間
にストツパ１３５が介装され、スプール１３２端
部の押圧部が貫通する穴が形成されてケーシング
に固着してある。 スプール１３２の２つのランド１４０，１４１
の間に常に連通する油路４７０は手動弁１５０の
油路４１４とも連通するとともにオリフイス４７
１を介してソレノイド弁３１０によつて開閉され
るオリフイス３１１に連通しており、さらに油圧
室１３８および油圧室１４４にも連通している。
また、油路４７０は、オリフイス４７２を介して
ソレノイド弁３２０によつて開閉されるオリフイ
ス３２１に連通されるとともに第４図に示す状態
でのスプール１３１，１３２間に連通されてい
る。そして、２つのソレノイド弁３１０および３
２０の開閉によつて１速〜４速の変速段を得るよ
う３個のスプール１３１，１３２，１３３を制御
するが、この場合のソレノイド弁３１０，３２０
の開閉と各変速段との関係は第１表に示す通りで
ある。尚、表中〇印はON、×印はOFFをそれぞ
れ示す。

【表】 １速―２速シフト弁１７０はスプール１７１と
スプリング１７２を有し、スプール１７１の左端
受圧面１７３に作用するライン圧の押圧力とスプ
リング１７２の付勢力との比較によりスプール１
７１を第４図に示された左端位置と図示しない右
端位置との間で選択的に切換える。 ２速―３速及び４速―３速シフト弁１９０は、
スプール１９１及びスプリング１９２を有し、ス
プール左側には、ライン圧が導かれる油圧室１９
３が設けられ、右側には油圧室１９４が設けられ
スプール１９１は第４図に示された左端位置と図
示しない右端位置との間で選択的に切換えられ
る。 リヤクラツチ制御弁２８０は５つのランド２８
１，２８２，２８３，２８４，２８５を具えたス
プール２９１とスプリング２９２とを有し、ラン
ド２８１の径はランド２８５より若干大きく形成
されており、ランド２８１の外側（第４図での左
側）の油圧室２９３に導びかれる油圧がランド２
８１の受圧面に作用する力と、ランド２８５の外
側（第４図での右側）の油圧室２９４に導びかれ
る油圧がランド２８５の受圧面に作用する力と、
スプリング２９２の付勢力とのバランスによつて
スプール２９１は、第４図に示した左端位置また
は図示しない右端位置との間で選択的に切換えら
れる。 次に、各摩擦係合装置の選択的係合による変速
制御について、油圧制御装置および４速クラツチ
油圧制御装置３４０との作用とともに説明する。 手動弁１５０が第４図に示されたＮからＤに切
換えられると、６Kg／cm²に調圧されたライン圧が
油路４０１から油路４１４に導びかれる。そし
て、油路４１４のライン圧は油圧制御弁２５０、
油路４２２、Ｎ―Ｄ制御弁２１０、油路４１６、
リヤクラツチ制御弁２８０、油路４１７を介して
リヤクラツチ１２の油圧室に導びかれるとともに
油路４２２、１速―２速シフト弁１７０、油路４
５３を介してローリバースブレーキ１５の油圧室
に導びかれ、リヤクラツチ１２及びローリバース
ブレーキ１５の係合により１速の変速段が達成さ
れるが、この変速中にあつては、油圧制御弁２５
０の作動により、リヤクラツチ１２へ供給される
油圧が調整されシヨツクが防止される。すなわ
ち、コンピユータ等の電子制御装置２９０に内蔵
された変速の開始を検出する変速検出装置によつ
て変速開始が検出されると電子制御装置２９０で
制御されるソレノイド弁３２５のデユーテイ制御
により油路４０８のオリフイス４２６下流の制御
油圧Psを調整し、油路４１４から油路４２２へ
出力される出力圧Paを変化させ、リヤクラツチ
１２の油圧室における急激な油圧の立ち上りを防
止して変速時のシヨツクを防止する。このとき、
油路４０８のオリフイス４２６下流に連通するＮ
―Ｒ制御弁２７０のスプール２７４は受圧面２７
１とスプリング２７５との作用でアキユムレータ
として機能し制御油圧Psの脈動を吸収するので
ある。 油圧制御弁２５０により立上り時制御される油
路４２２の出力油圧Paの時間及びエンジン回転
数に対する特性を第７図及び第８図に示す。図
中、Paoはシフト開始時の出力油圧を、Paeはシ
フト完了時の出力油圧をそれぞれ示す。 次に、Ｎ―Ｄ制御弁２１０の作動について説明
すると、油路４２２より２つのランド２１６，２
１７間に油圧が導びかれると、受圧面２１４，２
１５の面積差によりスプール２１１はスプリング
２１２の付勢力に抗して第４図右方に押圧され、
その結果、油路４２２と油路４１６とは連通が遮
断され、逆に油路４１４がオリフイス４７３が介
装された油路４１５を通して油路４１６に連通
し、また油路４１４は油路４７４にも連通する。 その結果、手動弁１５０がＤ位置に保持される
限り油路４１４は油圧制御弁２５０を介すること
なく油路４１６に連通され、リヤクラツチ１２の
油圧室は油圧制御弁２５０およびソレノイド弁３
２５による変速時の油圧低減制御の影響を受ける
ことが無く、変速時、リヤクラツチ１２の滑りに
よる変速シヨツクやエンジンの空ぶかし等による
不具合の発生が防止される。 ところで、手動弁１５０がＮからＤに切換えら
れると、シフト制御弁１３０にも油路４１４より
油圧が導びかれるが、ソレノイド弁３１０，３２
０が共に通電されてオリフイス３１１，３２１が
開いた状態にある１速達成時は、オリフイス４７
１，４７２の介装により、同オリフイス４７１，
４７２より後流の油圧は略０Kg／cm²となり、スプ
ール１３２のランド１４０，１４１間に発生する
高油圧によつて、ランド１４０，１４１の受圧面
積差による左方への押圧力を受け、スプール１３
２は第４図に示す最左端位置にて停止する。 さらに、アクセルが踏み込まれて車速が増加す
ると、電子制御装置２９０からソレノイド弁３１
０及び３２０に２速達成の指令が出され、ソレノ
イド弁３１０は通電が遮断され、ソレノイド弁３
２０は通電状態に保持される。 この切換えにより油路４７０の高圧油がオリフ
イス４７１を介してスプール１３１の２つのラン
ド１３６，１３７間、油孔１３９、油圧室１３８
及び油圧室１４４、スプール１３３の２つのラン
ド１４２，１４３間に導びかれ、スプール１３１
はスプール１３２と一体的に右方に移動しスプー
ル１３１がストツパ１３４に当接した状態で停止
する。すると、油路４１４のライン圧はスプール
１３２の２つのランド１４０，１４１間を通つて
油路４１２に導びかれ、ライン圧は１速―２速シ
フト弁１７０の油圧室１７３に作用してスプール
１７１を第４図の右端位置に移動し、また、４速
クラツチ制御弁２３０の油圧室２３３にも作用し
てスプール２３１を第４図の右端位置に移動し、
１速―２速シフト弁１７０では油路４２２に導び
かれていたライン圧が油路４２８を介してキツク
ダウンブレーキ１４の係合側油圧室４２３に供給
され、ロツド４２４がスプリング４２５に抗して
左方に移動して図示しないブレーキバンドをキツ
クダウンドラム２５に係合する一方、油路４５３
の油圧はＮ―Ｒ制御弁２７０に連通する油路４０
９を介して排出されてローリバースブレーキ１５
の係合が解除されて２速が達成される。 この２速への変速中にあつても油圧制御弁２５
０はソレノイド弁３２５の制御油圧によつて制御
され、油路４２２の油圧を減圧し、変速シヨツク
を防止する。 次に、電子制御装置２９０の指令により３速を
達成するためソレノイド弁３１０および３２０へ
の通電が共に遮断されると、ライン圧がシフト制
御弁１３０のスプール１３１のランド１３７外側
とストツパ１３４との間に供給され、スプール１
３２はランド１４０の受圧面に作用するライン圧
によつて第４図の右方に移動し、スプール１３３
に押圧部が当接した状態にて停止し、油路４１４
は、新たに油路４３０と連通してライン圧は２速
―３速及び４速―３速シフト弁１９０の油圧室１
９３に導びかれ、２速―３速及び４速―３速シフ
ト弁１９０のスプール１９１を右端に切換る。 この時、同シフト弁１９０に連通する油路４２
８はオリフイス４２９を介して油路４３２に連通
される。油路４３２は切換弁４５２を介して４速
クラツチ制御弁２３０の右端の油圧室２３４に至
るとともにキツクダウンブレーキ１４の解放側油
圧室４３３および切換弁４３４を介してフロント
クラツチ１１の油圧室に連通する。 この油路４３２がキツクダウンブレーキ１４の
解放側油圧室４３３及びフロントクラツチ１１の
油圧室に連通された構造により、両者の係合と解
放はオーバラツプを持つて行なわれる。 この２速から３速への変速途中においても上記
１速から２速への変速時と全く同様に油圧制御弁
２５０が作動して短時間油路４２２の供給油圧が
低く保持される。また、油路４２８にはオリフイ
ス４２９が介装されており、同オリフイス４２９
の作用で上記油圧制御弁２５０の作動中は油圧室
４３３及びフロントクラツチ１１の油圧室の油圧
が同一の低油圧に保持されて、キツクダウンブレ
ーキ１４の解除に並行してフロントクラツチ１１
の係合が行なわれる。その後、油圧制御弁２５０
の作動停止により油圧が６Kg／cm²まで昇圧される
とフロントクラツチ１１の係合が完成して３速が
達成されるが、この３速が達成された場合、入力
軸１０とキヤリア２３の回転速度が出力軸２４の
回転速度に近づき一致する同期回転状態となるた
め、この一致した状態またはその直前を変速完了
として回転数検出装置３３２，３３３により検出
し、この検出によつて油圧制御弁２５０の作動を
停止してフロントクラツチ１１への供給圧が６
Kg／cm²に昇圧される。この昇圧により、４速クラ
ツチ制御弁２３０の右端油圧室２３４の油圧も昇
圧され、スプール２３１は第４図の左端位置に切
換り、油路４３０のライン圧が油路４４５を介し
て４速クラツチ１３に供給され、４速クラツチは
係合状態に保持される。油路４４５は切換弁４５
２を介して油路４５１より油圧室２３４に連通し
ており、油路４４５に一度油圧が供給されると油
路４４５の油圧が排出されるまで４速クラツチ制
御弁２３０のスプール２３１は第４図の左端位置
に保持され、３速と４速との間での変速中に４速
クラツチ１３が解除またはスリツプして変速不能
やニユートラル状態となる不具合を防止してい
る。 次に、補助スイツチがD₄に選定された状態
で、電子制御装置２９０の指令により４速を達成
するためソレノイド弁３１０は通電、ソレノイド
弁３２０は非通電状態に保持されると、シフト制
御弁１３０の油圧室１４４の油圧が低下し、スプ
ール１３３はスプール１３２と共に右方に移動し
て第４図の最右端位置となる。その結果、油路４
１４のライン圧が油路４３６を介してリヤクラツ
チ制御弁２８０の油圧室２９３及びチエツク弁２
３５を介して油路４４５へ導びかれる。 リヤクラツチ制御弁２８０のスプール２９１は
油圧室２９３に供給されたライン圧により第４図
の右端位置に移動し油路４３６と油路４５６とが
連通し、２速―３速及び４速―３速シフト弁１９
０の油圧室１９４にライン圧が供給され同弁１９
０のスプール１９１は第４図に示す左端位置に切
換わる。 この時、リヤクラツチ１２の油圧室の油はリヤ
クラツチ制御弁２８０の排油口２９５より直ちに
排出されて、リヤクラツチ１２は直ちに解除さ
れ、またフロントクラツチ１１の油圧室及びキツ
クダウンブレーキ１４の油圧室４３３の油が２速
―３速及び４速―３速シフト弁１９０の排油口１
９５からオリフイス１９６を介して排出されてフ
ロントクラツチ１１は解除され、キツクダウンブ
レーキ１４は係合されるが、上記１速から２速、
あるいは２速から３速への変速と同様に油圧制御
弁２５０が作動して油路４２２の油圧が変速中の
短時間減圧されることにより、キツクダウンブレ
ーキ１４の油圧室４２３に作用している係合油圧
を低くして滑らかな係合が行なわれ、その後、係
合油圧が６Kg／cm²に立ち上ると係合が達成されて
４速が完成する。 斯様に、第２速から第３速への変速が達成さ
れ、フロントクラツチ１１が係合された状態で入
力軸１０とラビニオ型遊星歯車組のキヤリア２３
とが同期回転していることを回転数検出装置３３
２，３３３で検出して、あらかじめ４速クラツチ
１３を係合するよう構成したので、初期係合トル
クの設定が困難となつて変速シヨツクを生じたり
することが無く、４速クラツチ１３の耐久性や強
度面で有利となる。 次に、ダウンシフトについて説明すると、油圧
の作動系路の切換りは上記アツプシフトの場合の
逆となり、まず、電子制御装置２９０の指令によ
り４速から３速に移すため両ソレノイド弁３１
０，３２０が非通電状態になると、油路４３６の
ライン圧は排出され、リヤクラツチ制御弁２８０
のスプール２９１は左端に切換り、２速―３速及
び４速―３速シフト弁１９０のスプール１９１は
右端に切換り、油路４１７，４３２に油圧が供給
される。 この時、油はキツクダウンブレーキ１４の油圧
室４３３及びフロントクラツチ１１の油圧室へは
オリフイス４２９を介して滑らかに供給され、リ
ヤクラツチ１２の油圧室へはオリフイス４７３を
介してフロントクラツチ１１に比較すると充分な
遅れを有して徐々に供給される。したがつて、キ
ツクダウンブレーキ１４は直ちに解除されるが、
この減速変速においても変速時の短時間、油圧制
御弁２５０が作動して油路４２８，４３２への供
給油圧は低圧に保持される。 これは、トルク容量の大きいリヤクラツチ１２
からの係合による変速シヨツクを防止するために
行なわれるものである。 ３速から２速へ変速される時はソレノイド弁３
１０が非通電、ソレノイド弁３２０が通電状態と
なり、シフト制御弁１３０のスプール１３１と１
３２との間の油圧が低下し、スプール１３２が第
４図左方へ一段移動して油路４３０の油圧が排出
され、その結果、２速―３速及び４速―３速シフ
ト弁１９０のスプール１９１が左端に移動し、油
路４３２の油圧が排出されるとともに４速クラツ
チ制御弁２３０のスプール２３１は右端に移動し
て油路４４５の油圧も排出され、４速クラツチ１
３の係合は直ちに解除され、フロントクラツチ１
１の係合の解除及びキツクダウンブレーキ１４の
係合は上記４速から３速への変速と同様油圧制御
弁２５０の変速時の作動により徐々に行なわれて
円滑に２速が達成される。 ２速から１速へ変速される時は、ソレノイド弁
３１０および３２０が共に通電状態となり、シフ
ト制御弁１３０は最左端位置にスプール１３１，
１３２が移動し、油路４１２の油圧が排出され
て、１速―２速シフト弁１７０のスプール１７１
及び４速クラツチ制御弁２３０のスプール２３１
が左端に移動し、キツクダウンブレーキ１４の油
圧室の油が排出されて同ブレーキ１４の係合が解
除される一方、ローリバースブレーキ１５が係合
されて１速が達成される。 セレクトレバー及び補助スイツチの操作により
D₃または２位置を選定した時、手動弁１５０に
よる油路の切換は全く行なわれず、セレクトレバ
ーの選定位置検出装置３４１及び補助スイツチの
選定位置検出装置３４２によりその位置検出を行
ない、電子制御装置２９０に信号を与え、４速あ
るいは３速以上の変速が行なわれないようにソレ
ノイド弁３１０，３２０を制御する。 手動弁１５０がＬ位置に選定されると、セレク
トレバーの選定位置検出装置３４１による位置検
出で、選定初期において車速が50Km／Ｈ等の所定
値以上にあると２速に保持され、その後車速が所
定値以下になるとソレノイド弁３１０，３２０の
制御による１速固定が達成される。 尚、上記各変速時と同様油圧制御弁２５０の作
動により、切換時（変速時）の供給油圧は低圧に
保持されシヨツクが防止される。 次に、後退する場合について説明する。 手動弁１５０がＲ位置に選定されると、油路４
０１は油路４２１に連通され、油路４２１はＮ―
Ｒ制御弁２７０、油路４０９、１速―２速シフト
弁１７０、油路４５３を介してローリバースブレ
ーキ１５に導びかれ、一方、油路４０１は油路４
０５を介して切換弁４３４に接続され、フロント
クラツチ１１の油圧室にも油が供給され、クラツ
チ１１およびブレーキ１５の係合により後退が達
成される。 この後退時の変速中にあつてもＮ―Ｒ制御弁２
７０が油圧調整弁として作動し、油圧制御弁２５
０のスプール２５４およびスプリング２５５が脈
動緩和用のアキユムレータとして機能し、油路４
０９からの出力圧Pdを第９図および第１０図に
示すように変化させる。 ところで、調圧弁５０を通つて油路４５９より
トルクコンバータ制御弁７０に導びかれた油は、
スプール７１の第４図右端受圧面に作用する制御
油圧とスプリング７２の付勢力とのバランスによ
り、2.5Kg／cm²に調圧されて油路４６０より直結
クラツチ制御弁９０に至る。また、油路４６０の
油はオリフイス４６３を介してエンジン１とは反
対側の潤滑系統に供給される。 以上、説明したアツプシフトおよびダウンシフ
トにおける油圧制御装置の油圧制御特性の代表例
を第１１図〜第１３図に示した。 第１１図〜第１３図は通常のアツプシフトであ
るパワーONアツプシフトの場合の１速→２速、
２速→３速、３→４速の変速にかかり、Niは入
力軸回転速度、Noは出力軸回転速度、Nkはキツ
クダウンドラム回転速度、Paは出力油圧をそれ
ぞれ示す。 次に、トルクコンバータ３内でのすべりを低減
するため設けられた直結クラツチ９の制御につい
て説明する。 減圧弁１１０により2.4Kg／cm²に調圧されて油
路４１０に導びかれた油はオリフイス４６４を介
してソレノイド弁３００が開閉制御するオリフイ
ス３０１に至る。 直結クラツチ制御弁９０は４つのランド９２，
９３，９４，９５を具えたスプール９１を有し、
ソレノイド弁３００によつて0.3〜1.9Kg／cm²の間
でデユーテイ制御によつて調圧された制御油圧が
ランド９２の外側の受圧面９６に作用する一方、
油路４１０はランド９４，９５間に連通し、減圧
弁１１０により調圧された調圧油がランド９４，
９５に作用し、その受圧面積差によつて第４図左
方への押圧力をスプール９１に作用し、また、ラ
ンド９２の受圧面はランド９３の受圧面より小さ
く設定され、上記受圧面９６に作用する第４図右
方への油圧力とランド９４，９５間の油圧によつ
て生じる第４図左方への押圧力と、ランド９２，
９３間の油圧によつて生じる第４図右方への押圧
力とのバランスによつてトルクコンバータ３及び
直結クラツチ９に供給される油の流れ方向とその
油圧が制御される。トルクコンバータ３に続く油
路４４は油路４６５に接続され、直結クラツチ９
に続く油路４５は油路４６６に接続され、直結ク
ラツチ制御弁９０の切換制御により油路４６５は
供給油路４０１またはオイルクーラ４６２から変
速機のエンジン１側の潤滑系統に接続された排出
油路４６７に選択的に連通され、油路４６６は供
給油路４６０または排出油路４６７に選択的に連
通される。 電子制御装置２９０によりソレノイド弁３００
に直結クラツチ９の係合指令が与えられている時
は、第４図に実線の矢印で示すごとく直結クラツ
チ制御弁９０により調圧された油が油路４０１よ
り４６５に供給され、直結クラツチ９は油圧室４
２に作用する油圧でピストン３８が左方に押圧さ
れ、所定のスリツプ量を有して係合される。 直結クラツチ制御弁９０による油圧特性を第１
４図に示す。スプール９１の受圧面９６に作用す
る制御油圧Psに対して油路４６５に発生する出
力油圧Pcは第１４図に示す特性を有す。 ピストン３８に作用する油圧をコンピユータで
制御し、エンジン１の変動トルクによるクランク
軸２の速度変動域より若干下まわる程度のスリツ
プ量を与えるようにすると、クランク軸２の変動
トルクをほとんど伝達することなく、効率の高い
動力伝達が達成され、燃費が向上する。ところ
で、発進時、急加速時はフイーリング上トルクコ
ンバータ３の特性を利用するため直結クラツチ９
を外す必要があり、この時は、電子制御装置２９
０によりソレノイド弁３００への通電が停止さ
れ、直結クラツチ制御弁９０は切換つて第４図に
破線の矢印で示す上記とは逆方向に油が流れる。
すなわち、トルクコンバータ制御弁７０による
2.5Kg／cm²の低油圧の油が油路４６０より４６６
に供給され、直結クラツチ９は油圧室４１に作用
する油圧でピストン３８が右方に移動し、その係
合が解除される。 以上、実施例とともに具体的に説明したように
本発明によれば、第３速達成時、フロントクラツ
チ１１と４速クラツチ１３とに同時に係合油圧が
供給されると両クラツチの係合タイミングが場合
によつて異なり、初期係合トルクの設定が困難と
なつて変速シヨツクが発生するが、フロントクラ
ツチが完全に係合した後、４速クラツチを係合す
るので、スムーズな変速が達成されるとともに４
速クラツチの耐久性や強度面で有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用対象のひとつである車両
用自動変速機のパワートレーン図、第２図は上記
自動変速機における各摩擦係合装置の係合状態を
セレクトレバー位置との関係で示した作動エレメ
ント図、第３図はトルクコンバータ及び直結クラ
ツチの断面図、第４図は本発明の一実施例の４速
クラツチの油圧制御装置を具えた上記自動変速機
の油圧制御装置を示す系統図、第５図および第６
図は４速クラツチの油圧制御装置における制御圧
Psに対する前進時の出力圧Paおよび後退時の出
力圧Pbとの関係を表わすグラフ、第７図〜第１
０図は４速クラツチの油圧制御装置による油圧制
御の時間に対する特性およびエンジン回転数に対
する特性を示すグラフ、第１１図〜第１３図はア
ツプシフトのそれぞれの変速段における油圧制御
特性を示すグラフ、第１４図は直結クラツチ制御
弁による油圧特性を示すグラフである。 図面中、１はエンジン、３はトルクコンバー
タ、９は直結クラツチ、１０は入力軸、１１はフ
ロントクラツチ、１３は４速クラツチ、１７は遊
星歯車組、５０は調圧弁、７０はトルクコンバー
タ制御弁、９０は直結クラツチ制御弁、１１０は
減圧弁、１３０はシフト制御弁、１５０は手動
弁、１７０は１速―２速シフト弁、１９０は２速
―３速及び４速―３速シフト弁、２１０はＮ―Ｄ
制御弁、２３０は４速クラツチ制御弁（切換
弁）、２５０は油圧制御弁、２７０はＮ―Ｒ制御
弁、２８０はリヤクラツチ制御弁、２９０は電子
制御装置、３００，３１０，３２０，３２５はソ
レノイド弁、３３２，３３３は回転数検出装置、
３４０は４速クラツチの油圧制御装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力軸とラビニオ型遊星歯車組のキヤリアと
   を連結し第４速を達成する第１クラツチ及び第
   ２、第３のクラツチと２つのブレーキとを備え各
   クラツチとブレーキを選択的に油圧で係合させる
   ことにより前記入力軸と前記遊星歯車組に連結さ
   れた出力軸との間に前進４段の変速段が達成され
   るとともに第２速では前記第２クラツチと１つの
   ブレーキが係合され第３速では前記３つのクラツ
   チが係合されるように構成された自動変速機にお
   いて、前記入力軸、出力軸または遊星歯車組の回
   転部材のうち少なくとも２つの要素の回転数を検
   出することにより前記入力軸とキヤリアの回転の
   同期を検出して信号を発する同期検出装置、前記
   第２速から前記第３速への変速中に該第３速達成
   時に係合される前記第３クラツチへの供給油圧を
   低圧に制御するとともに前記信号を受けて当該供
   給油圧を上昇させる油圧制御手段、前記供給油圧
   の上昇により切り換え作動して前記第１クラツチ
   への油圧供給を開始する切換弁を備えたことを特
   徴とする自動変速機の油圧制御装置。