JP6847535B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、シフトレバー操作により走行レンジ位置を切り替える自動変速機に関する。

特許文献１には、変速機ケーシングの下方に設置されたメインバルブボディと、変速機ケーシングの上方に設置され、シフトレバー操作に連動するマニュアルバルブを収装するサブバルブボディとを備えた自動変速機が開示されている。そして、メインバルブボディから供給された発進クラッチ用の油圧を、サブバルブボディを経由して発進クラッチに供給することで、マニュアルシャフトの小型化等を図っている。

特開平７−１７４１９８号公報

しかしながら、特許文献１の技術のように、サブバルブボディを変速機ケーシング上方に設置する場合、変速機ケーシング内の油面よりも上方に設置されるため、エンジン停止状態で長期間放置した場合、サブバルブボディ内の油が抜け落ち、油圧回路内に空気が混入するおそれがある。そうすると、次回にエンジンを作動させ、セレクト操作を行った際、発進クラッチへの油の供給が遅れ、車両の発進応答性が悪化するおそれがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、エンジン停止状態で長期放置した場合であっても、車両の発進応答性を確保可能な自動変速機を提供することを目的とする。

本発明の自動変速機では、変速機ケーシングの下方に設置され、発進クラッチに供給する油圧を調圧する調圧弁を備えたコントロールバルブボディと、前記変速機ケーシングの上方に設置され、前記コントロールバルブボディから前記発進クラッチへ供給する油圧の経路を、前記発進クラッチへ油圧を供給する供給位置と非供給位置とに切り替えるマニュアルバルブを備えたマニュアルバルブボディと、運転者のシフトレバー操作にかかわらず、前記マニュアルバルブの位置を切り替え可能なシフトアクチュエータと、前記シフトアクチュエータの作動と独立してパーキングロック機構の作動を実行可能なパーキングロックアクチュエータと、エンジンの停止時に、前記コントロールバルブボディに油圧を供給可能な電動オイルポンプと、前記調圧弁と、前記シフトアクチュエータと、前記パーキングロックアクチュエータと、前記電動オイルポンプと、の作動状態を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記エンジンの停止時に、前記パーキングロックアクチュエータをロック状態とし、前記電動オイルポンプを作動し、前記シフトアクチュエータにより前記マニュアルバルブの位置を前記非供給位置から前記供給位置に所定時間切り替えて、前記発進クラッチへ油圧を供給するエア抜き制御を行うこととした。

よって、エンジン停止時に、エア抜き制御を実施することで、エンジン停止状態で長期放置した後に、運転者が乗車し、エンジン再始動した場合であっても、車両の発進応答性を確保できる。

実施例１の自動変速機の構成を表す概略図である。 実施例１のシフトバイワイヤシステムの構成及び油圧回路の一部を表す概略図である。 実施例１のエア抜き制御処理を表すフローチャートである。 実施例２のエア抜き制御処理を表すフローチャートである。

〔実施例１〕
図１は、実施例１の自動変速機の構成を表す概略図、図２は、実施例１のシフトバイワイヤシステムの構成及び油圧回路の一部を表す概略図である。実施例１の自動変速機は、ベルト式無段変速機であるが、他の有段式変速機でもよく特に限定しない。自動変速機は、エンジンから出力された回転を変速して駆動輪に伝達する。変速機ケーシング２０内には、トルクコンバータ、前後進切替機構FRA、プライマリプーリPP、ベルトVB、セカンダリプーリSP、ディファレンシャルギヤDEF等を収容する。また、変速機ケーシング２０内には、セカンダリプーリSPと同軸上に配置されたパーキングギヤPGと、パーキングギヤPGと噛み合うことで変速機出力軸をロック可能なパーキングポール７と、からなるパーキングロック機構を有する。

変速機ケーシング２０の上方には、運転者が操作するシフトレバー３０の動作に応じて作動するシフトバイワイヤアクチュエータ３を有する。シフトバイワイヤアクチュエータ３内には、後述するマニュアルバルブ６を駆動するシフトアクチュエータ４と、パーキングポール７を駆動するパーキングロックアクチュエータ９と、を有する（図２参照）。

コントロールバルブボディ１は、変速機ケーシング２０の下方に設置されている。コントロールバルブボディ１の内部には、エンジンにより駆動されるオイルポンプOP及び電動モータM1により駆動される電動オイルポンプEOPを油圧源とし、油圧源側への逆流を防止するチェック弁101，102を介して供給されたポンプ吐出圧を、各種制御油圧を調圧して油圧アクチュエータに供給する複数の制御弁を有する（図２参照）。尚、後述する二つの摩擦締結要素に供給する発進クラッチ締結油圧は、コントロールバルブボディ１内に設けられたクラッチレギュレータバルブ１０により調圧される。

コントロールバルブボディ１の上方には、油圧アクチュエータであるプライマリプーリPPとセカンダリプーリSPが設置されている。プライマリプーリPPと同軸上には、前後進切替機構FRAが設置されている。前後進切替機構FRAは、遊星歯車組と、油圧アクチュエータである二つの摩擦締結要素（締結により前進状態を達成するフォワードクラッチFWDCと、締結により後進状態を達成するリバースブレーキREVB）を有する。フォワードクラッチFWDCは、フォワードクラッチピストンに押圧力を発生させるフォワードクラッチ圧室を有する。リバースブレーキREVBは、リバースブレーキピストンに押圧力を発生させるリバースブレーキ圧室を有する。

変速機コントローラATCUは、シフトレバー３０の位置に応じて自動変速機内の前後進切替機構FRA内の摩擦締結要素の締結状態を制御し、車速とアクセルペダル開度に応じてベルト式無段変速機の変速比を制御し、シフトレバー３０のレンジ位置信号及びイグニッションスイッチIGNのON・OFF信号に応じて、複数の制御弁、電動オイルポンプEOP，シフトアクチュエータ４及びパーキングロックアクチュエータ９の作動を制御する。

マニュアルバルブボディ２は、変速機ケーシング２０内のプライマリプーリPPよりも上方に設置されている。マニュアルバルブボディ２内には、発進クラッチ締結油圧の供給先を切り替えるマニュアルバルブ６を有する。マニュアルバルブ６は、シフトアクチュエータ４との間でリンク機構５を介して接続され、シフトアクチュエータ４の作動に応じてマニュアルバルブ６の軸方向位置を切り替える。コントロールバルブボディ１とマニュアルバルブボディ２と間には、配管により発進クラッチ締結油圧を供給する第１導入油路１１を有する。マニュアルバルブボディ２とフォワードクラッチ圧室との間には、発進クラッチ締結油圧を供給する第２導入油路１２を有する。マニュアルバルブボディ２とリバースブレーキ圧室との間には、発進クラッチ締結油圧を供給する第３導入油路１４を有する。尚、変速機ケーシング２０の油面は、コントロールバルブボディ１の一部とディファレンシャルギヤDEFの下端が接触する程度の高さに設定されており、マニュアルバルブボディ２は、変速機ケーシング２０の油面よりも高い位置に設定されている。

オイルポンプOPもしくは電動オイルポンプEOPから吐出された油は、プレッシャレギュレータバルブにより調圧された油圧が各プーリに供給され、プレッシャレギュレータバルブよりも下流側のクラッチレギュレータバルブ１０により調圧された発進クラッチ締結油圧がコントロールバルブボディ１から第１導入油路１１を介してマニュアルバルブ６に供給される。

マニュアルバルブボディ２は、マニュアルバルブ６を収容するシリンダ200には、第１ドレン油路201と、第３導入油路１４と接続されたリバース油路202と、第１導入油路１１と接続された発進油路203と、第２導入油路１２と接続されたフォワード油路204と、シリンダ200の先端に設定された第２ドレン油路207と、を有する。

マニュアルバルブ６は、リンク機構５と係合する係合部６１と、第１スプール６２と、第２スプール６３と、を有する。第１スプール６２は、リバース油路202の接続先を切り替えるスプールであり、第１ドレン油路201と発進油路203との間を切り替える。第２スプール６３は、発進油路203の接続先を切り替えるスプールであり、リバース油路202とフォワード油路204との間を切り替える。

コントロールバルブボディ１とシフトアクチュエータ４との間には、シフトアクチュエータ作動用の信号油圧を供給するシフト用油路１７を有する。シフトアクチュエータ４は、リンク機構５の一端が接続され、揺動中心01を介して揺動するリンクプレート５３を有する。リンクプレート５３は、リンク機構５と接続された第１揺動端部５１と、揺動中心O1を介してリンク機構５と反対側に位置する第２揺動端部５２と、を有する。第１揺動端部５１には、第１ピストンピン４３が当接し、第２揺動端部５２には、第２ピストンピン４４が当接する。第１ピストンピン４３には、シフト用油路１７から供給された油圧が第１ソレノイド４１を介して供給され、第２ピストンピン４４には、シフト用油路１７から供給された油圧が第２ソレノイド４２を介して供給される。

第１ソレノイド４１及び第２ソレノイド４２は、非通電状態（以下、OFF状態とも記載する。）でシフト用油路１７とドレンとの間を遮断し、シフト用油路１７から供給された油圧を第１ピストンピン４３及び第２ピストンピン４４にそのまま供給する。一方、通電状態（以下、ON状態とも記載する。）では、シフト用油路１７から供給された油圧をドレンする。

第１ソレノイド４１及び第２ソレノイド４２を共にOFF状態とすると、リンクプレート５３の両端に第１ピストンピン４３及び第２ピストンピン４４から押し出す力が作用して中立位置となり、マニュアルバルブ６の位置を、第１導入油路１１と第２導入油路１２との間及び第１導入油路１１と第３導入油路１４との間の両方を遮断したＮレンジ位置となる。

第１ソレノイド４１のみON状態とすると、第２ピストンピン４４が第２揺動端部５２を押し出し、第１ピストンピン４３は第１揺動端部５１から押し戻されるため、第１導入油路１１と第３導入油路１４との間を連通し、リバースブレーキREVBに発進クラッチ締結油圧が供給されるＲレンジ位置となる。

第２ソレノイド４２のみON状態とすると、第１ピストンピン４３が第１揺動端部５１を押し出し、第２ピストンピン４４は第２揺動端部５２から押し戻されるため、第１導入油路１１と第２導入油路１２との間を連通し、フォワードクラッチFWDCに発進クラッチ締結油圧が供給されるＤレンジ位置となる。すなわち、シフトアクチュエータ４は、変速機コントローラATCUによって制御された第１ソレノイド４１及び第２ソレノイド４２のON・OFF状態の組み合わせに応じてマニュアルバルブ６の位置をバイワイヤ制御する。

コントロールバルブボディ１とパーキングロックアクチュエータ９との間には、パーキングポール作動用の信号油圧を供給するパーキング用油路１６を有する。パーキングロックアクチュエータ９は、パーキング用油路１６から供給された油圧をパーキング作動油圧に調圧する調圧部９６と、調圧部９６からパーキング作動油圧を供給するパーキング油路９５と、パーキング作動油圧に基づいて作動するパーキングピストン９１と、パーキングピストン９１に付勢力を付与可能なパーキングソレノイド９０と、パーキングピストン９１の位置をロックするロック機構９２と、を有する。ロック機構９２は、パーキングロック状態もしくはパーキングアンロック状態で、パーキングピストン９１の位置を固定し、油圧状態に係らずパーキングピストン９１の位置を維持する。

パーキングロックアクチュエータ９は、パーキングポール７とパーキングギヤPGとの係合状態を制御するパーキングロッド８の一端が接続され、揺動中心を介して揺動するリンクプレート９３を有する。リンクプレート９３のパーキングロッド８が接続された他端には、パーキングロッド８を押し出す方向に付勢する弾性体９４を有する。リンクプレート９３の他端には、パーキングピストン９１が当接する。ロック機構９２が解除された状態で、パーキングピストン９１にパーキングソレノイド９０から付勢力が作用すると、この付勢力とパーキング作動油圧により、リンクプレート９３を弾性体９４の力に抗して押し出し、パーキングロッド８を引き戻す。

これにより、パーキングポール７とパーキングギヤPGとの噛み合いを解除する。一方、パーキングソレノイド９０からの付勢力が作用しない場合、弾性体９４の作用によりパーキングロッド８が押し込まれ、これによりパーキングポール７とパーキングギヤPGとが噛み合う。パーキングロックアクチュエータ９は、シフトレバー３０の位置によらず変速機コントローラATCUによってパーキングロック状態を切り替え可能である。

（エア抜き制御処理について）
マニュアルバルブボディ２を変速機ケーシング２０の上方に設置する場合、変速機ケーシング２０内の油面よりも上方に設置されるため、エンジン停止状態で長期間放置した場合、マニュアルバルブボディ２内の油が抜け落ち、油圧回路内に空気が混入するおそれがある。そうすると、次回にエンジンを作動させ、セレクト操作を行った際、発進クラッチへの油の供給が遅れ、車両の発進応答性が悪化するおそれがあった。そこで、実施例１では、エンジン停止中は、オイルポンプOPが停止しているため、電動オイルポンプEOPを作動させ、パーキングロックアクチュエータ９をロック状態としたままで、シフトアクチュエータ４をＮレンジ位置からＤレンジ位置もしくはＲレンジ位置に作動させ、フォワードクラッチFWDC及びリバースブレーキREVBに油圧を供給する経路に油を供給するエア抜き制御を行うこととした。

尚、パーキングロックアクチュエータ９やシフトアクチュエータ４を備えていない通常の車両では、マニュアルバルブとパーキングロック機構とがマニュアルシャフトを介して連結されており、マニュアルバルブを作動させるとパーキングロック機構もロック解除してしまい、車両が移動するおそれがある。よって、イグニッションスイッチIGNがOFFのときにエア抜き制御を行うことはできない。これに対し、実施例１では、シフトアクチュエータ４とパーキングロックアクチュエータ９とが独立して作動可能な構成としたため、エア抜き制御中に車両が移動するという問題は生じない。

図３は、実施例１のエア抜き制御処理を表すフローチャートである。
ステップS1では、イグニッションスイッチIGNがONか否かを判断し、ONの場合は本制御フローを終了し、OFFの場合はステップS2に進む。
ステップS2では、待機状態とする。
ステップS3では、設定時間T1が経過したか否かを判断し、設定時間T1が経過したと判断したときはステップS4へ進み、それ以外の場合はステップS2に戻って待機状態を継続する。ここで、設定時間T1とは、油圧回路内から油が抜け落ちるまでにかかる時間であり、実験等により定められる。油が抜け落ちていなければ、油圧回路内に油を充填する必要が無いからである。

ステップS4では、電動オイルポンプEOPを作動する。
ステップS5では、シフトアクチュエータ４によりマニュアルバルブ６を作動し、Ｎレンジ位置からＤレンジ位置へのＮ→Ｄセレクトを行う。これにより、第１導入油路１１と第２導入油路１２とが接続され、フォワードクラッチFWDCに至る油圧回路内のエア抜きが実施される。すなわち、イグニッションスイッチIGNがOFFのときに、定期的にエア抜き制御を実施することで、エンジン停止状態で長期放置した後に乗車し、エンジン再始動した場合であっても、車両の発進応答性を確保できる。

ステップS6では、待機状態とする。
ステップS7では、設定時間T2が経過したか否かを判断し、設定時間T2が経過したと判断したときはステップS7に進み、それ以外の場合はステップS6に戻って待機状態を継続する。ここで、設定時間T2とは、フォワードクラッチFWDCに至る油圧回路内のエア抜きにかかる時間であり、実験等により定められる。
ステップS8では、シフトアクチュエータ４によりマニュアルバルブ６を作動し、Ｄレンジ位置からＮレンジ位置へのＤ→Ｎセレクトを行う。

ステップS9では、シフトアクチュエータ４によりマニュアルバルブ６を作動し、Ｎレンジ位置からＲレンジ位置へのＮ→Ｒセレクトを行う。これにより、第１導入油路１１と第３導入油路１４とが接続され、リバースブレーキREVBに至る油圧回路内のエア抜きが実施される。

ステップS10では、待機状態とする。
ステップS11では、設定時間T3が経過したか否かを判断し、設定時間T3が経過したと判断したときはステップS12に進み、それ以外の場合はステップS10に戻って待機状態を継続する。ここで、設定時間T3とは、リバースブレーキREVBに至る油圧回路内のエア抜きにかかる時間であり、実験等により定められる。
ステップS12では、シフトアクチュエータ４によりマニュアルバルブ６を作動し、Ｒレンジ位置からＮレンジ位置へのＲ→Ｎセレクトを行う。尚、車両設計上、リバースブレーキREVBの応答性が必要ないと判断したときは、ステップS9からS11の処理を行わなくてもよい。
ステップS13では、電動オイルポンプEOPを停止する。

上述のエア抜き制御処理が実行されている間は、以下のフローを割り込み処理として実施する。
ステップS21では、イグニッションスイッチIGNがONか否かを判断し、ONの場合はステップS22に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了し、ステップS21から繰り返す。
ステップS22では、シフトアクチュエータ４によりマニュアルバルブ６を作動し、マニュアルバルブ６のレンジ位置がどの位置であって、Ｎレンジ位置に戻す。
ステップS23では、電動オイルポンプEOPの作動を停止する。

すなわち、エア抜き制御処理中であっても、イグニッションスイッチIGNがONとなった場合は、マニュアルバルブ６をＮレンジ位置に戻し、電動オイルポンプEOPを停止することで、通常時の制御に移行する。これにより、運転者の意図と異なる各アクチュエータの作動を終了することで、運転者に与える違和感がない。

以上説明したように、実施例１にあっては、下記の作用効果が得られる。
（１）変速機ケーシング２０の下方に設置され、フォワードクラッチFWDC及びリバースブレーキREVB（発進クラッチ）に供給する油圧を調圧するクラッチレギュレータバルブ１０（調圧弁）を備えたコントロールバルブボディ１と、変速機ケーシング２０の上方に設置され、コントロールバルブボディ１からフォワードクラッチFWDC及びリバースブレーキREVBへ供給する油圧の経路を、フォワードクラッチFWDC及びリバースブレーキREVBへ油圧を供給する供給位置と非供給位置とに切り替えるマニュアルバルブ６を備えたマニュアルバルブボディ２と、運転者のシフトレバー３０の操作にかかわらず、マニュアルバルブ６の位置を切り替え可能なシフトアクチュエータ４と、シフトアクチュエータ４の作動と独立してパーキングロック機構の作動を実行可能なパーキングロックアクチュエータ９と、エンジンの停止時に、コントロールバルブボディ１に油圧を供給可能な電動オイルポンプEOPと、クラッチレギュレータバルブ１０と、シフトアクチュエータ４と、パーキングロックアクチュエータ９と、電動オイルポンプEOPと、の作動状態を制御する変速機コントローラATCUと、を有し、変速機コントローラATCUは、エンジンの停止時に、パーキングロックアクチュエータ９をロック状態とし、電動オイルポンプEOPを作動し、シフトアクチュエータ４によりマニュアルバルブ６の位置を非供給位置から供給位置に所定時間（T2もしくはT3）切り替えて、フォワードクラッチFWDC及びリバースブレーキREVBへ油圧を供給するエア抜き制御を行う。
よって、エンジン停止時に、オイルポンプOPが停止している状態であっても、エア抜き制御を実施することで、エンジン停止状態で長期放置した後に乗車し、エンジン再始動した場合であっても、車両の発進応答性を確保できる。

（２）変速機コントローラは、イグニッションスイッチIGNのオフ時に、エア抜き制御を定期的に実施する。よって、エンジン停止状態が継続していたとしても、電力消費を抑制しつつ、油圧回路内の油を充填しておくことができる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図４は、実施例２のエア抜き制御処理を表すフローチャートである。実施例１では、イグニッションスイッチIGNがOFF時に、定期的な割り込み処理としてエア抜き制御を実施した。これに対し、実施例２では、運転者の乗車タイミング、すなわち、イグニッションスイッチIGNをONとする直前であり、運転者が車両を発進させる蓋然性が高い状況か否かを検出し、車両を発進させる蓋然性が高いと判断したときは、イグニッションスイッチIGNがONとなる前に、エア抜き制御を実施することとした。

具体的には、実施例１のステップS3に代えて、ステップS31とし、ドアロックが解除されたか否かを判断する。ドアロックが解除された場合は、車両を発進させる蓋然性が高いと判断してステップS4に進み、それ以外の場合はステップS2に戻って待機状態を継続する。これにより、イグニッションスイッチIGNがOFFのときに、定期的にエア抜き制御を実施する場合に比べて、電力消費量を抑制することができる。また、ドアロックの解除に基づいて判断することで、運転者の乗車タイミングを容易に検出できる。

〔他の実施例〕
以上、本発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に示した構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、実施例１では、シフトアクチュエータ４やパーキングロックアクチュエータ９を油圧により作動する構成としたが、電動モータや電磁的アクチュエータにより作動する構成としてもよい。

例えば、実施例１では、

１ コントロールバルブボディ
２ マニュアルバルブボディ
３ シフトバイワイヤアクチュエータ
４ シフトアクチュエータ
５ リンク機構
６ マニュアルバルブ
７ パーキングポール
８ パーキングロッド
９ パーキングロックアクチュエータ
１０ クラッチレギュレータバルブ
１１ 第１導入油路
１２ 第２導入油路
１３ フォワードクラッチ圧室
１４ 第３導入油路
１５ リバースブレーキ圧室
１６ パーキング用油路
１７ シフト用油路
２０ 変速機ケーシング
ATCU 変速機コントローラ
DEF ディファレンシャルギヤ
FRA 前後進切替機構
FWDC フォワードクラッチ
OP オイルポンプ
EOP 電動オイルポンプ
PP プライマリプーリ
REVB リバースブレーキ
SP セカンダリプーリ
PG パーキングギヤ
VB ベルト

Claims (4)

1. 変速機ケーシングの下方に設置され、発進クラッチに供給する油圧を調圧する調圧弁を備えたコントロールバルブボディと、
   前記変速機ケーシングの上方に設置され、前記コントロールバルブボディから前記発進クラッチへ供給する油圧の経路を、前記発進クラッチへ油圧を供給する供給位置と非供給位置とに切り替えるマニュアルバルブを備えたマニュアルバルブボディと、
   運転者のシフトレバー操作にかかわらず、前記マニュアルバルブの位置を切り替え可能なシフトアクチュエータと、
   前記シフトアクチュエータの作動と独立してパーキングロック機構の作動を実行可能なパーキングロックアクチュエータと、
   エンジンの停止時に、前記コントロールバルブボディに油圧を供給可能な電動オイルポンプと、
   前記調圧弁と、前記シフトアクチュエータと、前記パーキングロックアクチュエータと、前記電動オイルポンプと、の作動状態を制御するコントローラと、
   を有し、
   前記コントローラは、前記エンジンの停止時に、前記パーキングロックアクチュエータをロック状態とし、前記電動オイルポンプを作動し、前記シフトアクチュエータにより前記マニュアルバルブの位置を前記非供給位置から前記供給位置に所定時間切り替えて、前記発進クラッチへ油圧を供給するエア抜き制御を行うことを特徴とする自動変速機。
2. 請求項１に記載の自動変速機において、
   前記コントローラは、イグニッションスイッチのオフ時に、前記エア抜き制御を定期的に実施することを特徴とする自動変速機。
3. 請求項１に記載の自動変速機において、
   前記コントローラは、運転者の乗車タイミングを検出したときに、前記エア抜き制御を実施することを特徴とする自動変速機。
4. 請求項３に記載の自動変速機において、
   前記運転者の乗車タイミングは、ドアロックが解除されたタイミングであることを特徴とする自動変速機。

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