JP4005673B2 - Hydraulic piston device of automatic transmission - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変速時のブレーキ作動圧、或いはクラッチ作動圧を運転状態に応じて可変制御する自動変速機の油圧ピストン装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両に搭載されている自動変速機では、アクセルペダルの踏み加減、及び車速等に応じて変速段を自動的に切換える制御を行うが、この自動変速機の変速操作は、ブレーキとクラッチ等からなる摩擦係合要素に対する係合或いは解除により行っている。
【0003】
例えば、特開昭61−119852号公報には、変速段を1速から2速へ変速する際に、遊星歯車装置のサンギヤに連結するブレーキドラムを、摩擦係合要素の一例であるブレーキにより締結する技術が開示されている。
【0004】
この先行技術に開示されているブレーキ装置の動作を、図10の図面に従って説明する。
遊星歯車装置のサンギヤに連結するブレーキドラム1に巻装されたブレーキバンド2を締結、或いは解放するステム3の基部にバンドサーボピストン4が軸着され、このバンドサーボピストン4とリテーナ5との間に作動用サーボ室6が形成されている。この作動用サーボ室6に作用する作動圧2Aがドレーンされているときは、リターンスプリング7の付勢力により上記バンドサーボピストン4が後退動作してブレーキが解放状態となり、又、上記作動用サーボ室6に作動圧2Aが作用すると、上記バンドサーボピストン4がステム3を押し上げ、このステム3に連設するブレーキバンド2がブレーキドラム1を締結し固定する。その結果、遊星歯車装置サンギヤが固定され変速段が1速から2速へ変速される。
【0005】
そして、この状態から、上記作動用サーボ室6に対して上記バンドサーボピストン4を挟んで対設する位置に形成した解放用サーボ室8に解放圧3Rが作用すると、上記バンドサボピストン4が上記作動圧2Aと上記開放圧3Rとの差圧による圧力の釣り合いから後退し、上記ブレーキバンド2がブレーキドラム1を解放する。
【0006】
上記作動圧2Aの過渡特性(棚圧)は、エンジン負荷の代表であるスロットル開度等に基づいて設定されており、緩加速運転などスロットル開度量の少ない運転状態での変速では、エンジントルクが小さいため作動圧2Aを低く設定することで変速ショックの軽減を図っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記バンドサポートピストン4の上記作動圧2Aを受ける受圧面の面積は、スロットル弁全開時に出力されるエンジントルク(最大トルク)に抗して上記ブレーキドラム1を締結することが可能な値に設計されている。従って、エンジントルクの小さい運転領域での変速ショックを回避するためには、図11(b)に示すように、上記作動圧2Aの過渡特性の下限値を低く設定すると共に、変速初期の過渡特性を緩やかに設定する必要がある。又、ブレーキドラム1を締結するに十分な制動トルクを付与するためには、変速後期における過渡特性を比較的大きく変化させる必要がある。
【0008】
しかし、上記作動圧2Aの過渡特性の下限値は油圧制御系の能力から必然的に導き出されるため、それ以上低圧とすることはできず限界がある。その結果、低エンジン負荷運転時の変速制御では、上記バンドサーボピストン4のステム3に対する推力がエンジントルクに対して過大となり、変速ショックを十分に軽減することができない場合が生じる。
【0009】
即ち、図11(a)の領域Eに示すように、加速度aが殆ど変化しない緩加速運転においては、バンドサーボピストン4の受圧面の面積が広いため、作動初期の段階で作動圧2Aを低い値に設定したとしても、ブレーキドラム1に対する締結力が過大となり出力側に急激なトルク変動が生じ、このトルク変動により車体の前後方向の加速度a(m/S2)が短時間に変化し、これが搭乗者に変速ショックとして伝達されてしまう。
【0010】
又、変速段を2速から3速へ変速させるときは、上記解放室8に解放圧3Rが流入してブレーキバンド2がブレーキドラム1を解放すると同時に、エンジン出力を遊星歯車装置のプラネタリギヤに伝達するハイクラッチが係合動作される。
【0011】
上記ハイクラッチを動作させるハイクラッチ圧と上記解放圧3Rとは同じ油圧を使用している場合が多く、変速タイミングとしてハイクラッチが係合するより前にブレーキドラム1が解放されてしまうと、エンジン出力が遊星歯車装置に伝達されず、一時的にニュートラル状態となりエンジン回転が吹き上がってしまうため、ハイクラッチの係合動作が開始された後に、上記ブレーキドラム1の解放動作が開始されるように、バンドサーボピストン4に対するアキュムレータ特性が設定されている。
【0012】
しかし、ハイクラッチとブレーキドラム1とが共に係合するオーバラップ状態では、変速段が4速にセットされたと同じ状態になり、図12(a)の領域Fに示すように、トルク不足により駆動力が一時的に減少し、運転者に不快な引き込み感を与えてしまうことがある。尚、同図(b)に解放圧3Rとハイクラッチ圧H/Cの過渡特性(棚圧)を示す。
【0013】
尚、低エンジン負荷運転時の変速ショックは、フォワードクラッチ、及びオーバランニングクラッチ等の摩擦クラッチを係合させる際にも、係合前後のトルク変動により生じる場合がある。
【0014】
本発明は、上記事情に鑑み、過渡特性を有する作動圧の下限値を必要以上に下げることなく、低エンジン負荷運転時の変速初期における変速ショック、及び引き込み感を緩和し、変速時の走行安定性の向上を図る自動変速機の油圧ピストン装置を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による第1の自動変速機の油圧ピストン装置は、摩擦係合要素を係合動作させるピストンに対する作動圧を過渡特性に沿って変化させる自動変速機において、上記ピストンを受圧面積の狭いプライマリピストンと受圧面積の広いセカンダリピストンとで構成し、上記プライマリピストンを付勢するプライマリリターンスプリングと、上記セカンダリピストンを付勢すると共に上記プライマリリターンスプリングが撓む作動圧より高い作動圧で撓むセカンダリリターンスプリングとを備え、上記作動圧が上記セカンダリリターンスプリングの付勢力を越えて高くなるに従い上記プライマリピストンに加え上記セカンダリピストンがアシスト動作することを特徴とする自動変速機の油圧ピストン装置。
【0016】
第2の自動変速機の油圧ピストン装置は、第1の自動変速機の油圧ピストン装置において、前記摩擦係合要素がブレーキであり、上記ブレーキに連設するステムに前記両ピストンを挿通し、前記作動圧が前記プライマリリターンスプリングが撓む作動圧よりも高く且つ前記セカンダリリターンスプリングが撓む作動圧よりも低い低作動圧のときは前記プライマリピストンが上記ステムを押圧することを特徴とする。
【0017】
第3の自動変速機の油圧ピストン装置は、第1の自動変速機の油圧ピストン装置において、前記摩擦係合要素がクラッチであり、上記クラッチに前記プライマリピストンが連設され、前記セカンダリピストンを上記プライマリピストンに進退自在に内装し、前記作動圧が前記プライマリリターンスプリングが撓む作動圧よりも高く且つ前記セカンダリリターンスプリングが撓む作動圧よりも低い低作動圧のときは前記プライマリピストンが上記クラッチを押圧することを特徴とする。
【0018】
即ち、第1の自動変速機の油圧ピストン装置では、摩擦係合要素を係合動作させるピストンを、受圧面積の狭いプライマリピストンと受圧面積の広いセカンダリピストンとで構成し、変速初期の低作動圧時には受圧面積の狭いプライマリピストンのみにて上記摩擦係合要素を係合動作させ、上記作動圧が過渡特性に沿って次第に高くなるに従い上記プライマリピストンに加えて受圧面積の広いセカンダリピストンをアシスト動作させて上記摩擦係合要素を締結固定する。
【0019】
第2の自動変速機の油圧ピストン装置では、第1の自動変速機の油圧ピストン装置において、前記摩擦係合要素がブレーキであり、このブレーキを構成するブレーキバンドに連設するステムを、変速初期の低作動圧時には受圧面積の狭いプライマリピストンのみにて押圧することで、上記ステムに対し制動トルクを抑えながらゆっくりと推力を伝達する。そして、上記作動圧の上昇に従い上記プライマリピストンに加えて受圧面積の広いセカンダリピストンをアシスト動作させることで上記ブレーキを締結させる。
【0020】
第3の自動変速機の油圧ピストン装置では、第1の自動変速機の油圧ピストン装置において、前記摩擦係合要素がクラッチであり、変速初期の低作動圧時には受圧面積の狭いプライマリピストンのみにて上記クラッチを上記作動圧の上昇に対してゆっくりと押圧し、上記作動圧の上昇に従い上記プライマリピストンに加えて受圧面積の広いセカンダリピストンをアシスト動作させることで上記クラッチを係合させる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図1〜図8に本発明の第1実施の形態を示す。図1に本実施の形態で採用する自動変速機の動力伝達列を示す。
【0022】
この動力伝達列には、入力側からトルクコンバータ11、オイルポンプ12、多段変速機13が配設され、エンジン出力軸14からの駆動力が上記トルクコンバータ11を経て上記多段変速機13の入力軸15に伝達されると共に、エンジンからの駆動力によりオイルポンプ12が駆動される。
【0023】
上記多段変速機13には、フロントプラネタリギヤ16とリヤプラネタリギヤ17とが上記入力軸15の軸上に併設されており、この各プラネタリギヤ16(17)が、プラネタリキャリヤ16a(17a)、リングギヤ16b(17b)、ピニオンギヤ16c(17c)、サンギヤ16d(17d)で構成されている。
【0024】
又、上記フロントプラネタリギヤ16の前方に、ハイクラッチ18、リバースクラッチ19、2&4ブレーキ20等の摩擦係合要素が並列に配設されている。
【0025】
又、上記リヤプラネタリギヤ17のプラネタリキャリヤ17aが、上記フロントプラネタリギヤ16のリングギヤ16bと一体に回転すると共に出力軸22に連設されている。
【0026】
又、上記両プラネタリギヤ16,17の外周に、フォワード(FW)クラッチドラム23cが配設され、このFWクラッチドラム23cがフロントプラネタリキャリヤ16aと一体回転すると共に、ローワンウェイクラッチ24bに連設されている。更に、上記FWクラッチドラム23cと上記リヤプラネタリギヤ17のリングギヤ17bとの間に、FWワンウェイクラッチ24aを介して摩擦係合要素の一例であるフォワードクラッチ23aが介装され、更に、上記FWワンウェイクラッチ24aと上記FWクラッチドラム23cとが、摩擦係合要素の一例であるオーバランニング(OVR)クラッチ23bを介して連設されている。尚、このOVRクラッチ23bは、セレクトレバーがD(ドライブ)レンジ、R(リバース)レンジ以外の走行レンジ(1速、2速、3速…)にセットされているときに、上記FWワンウェイクラッチ24aの作動を固定するものである。
【0027】
又、上記リヤプラネタリギヤ17の側方に、上記フロントプラネタリギヤ16のプラネタリキャリヤ16aとトランスミッションケース21との間を係脱する上記ローワンウェイクラッチ24と、このローワンウェイクラッチ24の空転を防止するローアンドリバース(L&R)ブレーキ25とが並列に配設されている。
【0028】
このような構成による上記多段変速機13は、前進4段、後進1段の変速段を有し、上記ハイクラッチ18、上記リバースクラッチ19、上記フォワードクラッチ23a、上記2&4ブレーキ20、L&Rブレーキ25の係合或いは解除動作により変速段が設定される。
尚、変速時の各クラッチ、ブレーキの作動関係を表1に示す。
【0029】
【表1】
【0030】
表1に示すように、変速段を1速から2速へ変速する際には、フォワードクラッチ23aを係合させると共に2&4ブレーキ20を締結動作させる。又、2速から3速へ変速させるときは、少なくとも
上記2&4ブレーキ20を解放すると共にハイクラッチ18を結合させる。
【0031】
図2に示すように、上記2&4ブレーキ20は、上記フロントプラネタリギヤ16のサンギヤ16dと一体回転するリバースクラッチドラム19aに巻装されたブレーキバンド20a等で構成されている。
【0032】
又、符号20はサーボユニットで、このサーボユニット20に設けたステム27の先端が上記ブレーキバンド20aの一端にストラット28を介して連設されている。尚、このブレーキバンド20aの他端はアンカエンドピンを介して上記トランスミッションケース21に固定されている。
【0033】
又、上記ステム27の基端がサーボユニット本体29に進退自在に挿通支持されている。上記ステム27の基端にはオーバドライブ(OD)ピストン30が挿通され、このODピストン30に対向する上記サーボユニット本体29の底部にODリテーナ31が配設され、上記ODピストン30とODリテーナ31との間にODサーボ室32が形成されている。
【0034】
又、上記ステム27の中途に、ツインピストンを構成するプライマリピストン33とセカンダリピストン34とが下から順に挿通されている。このプライマリピストン33は、その上端が上記ステム27の中途に形成された段部27aにワッシャ35を介して掛止され、更に、このプライマリピストン33の背面と上記ODピストン30の上方に掛止されたプライマリリテーナ36との間にODリターンスプリング37が介装されている。
【0035】
又、上記セカンダリピストン34は、その上端が上記ステム27に形成されたフランジ27bに掛止され、更に、このセカンダリピストン34の背面と上記プライマリピストン33の上面との間にプライマリリターンスプリング38が介装されている。更に、上記セカンダリピストン34の上面と上記サーボユニット本体29の上面との間に一対のセカンダリリターンスプリング39a,39bが介装されている。
【0036】
上記プライマリピストン33は、外周方向へ2段の段部を有して拡開されており、内周側の側面と上記ODピストン30の外周とが、上記サーボユニット本体29の内周に固設するサーボリテーナ40に摺動自在に支持されている。又、上記プライマリピストン33の外周が、上記セカンダリピストン34の袋状に形成された内周面に摺接されている。更に、このセカンダリピストン34の外周下端面が上記サーボリテーナ40の上端に掛止されている。
【0037】
又、上記サーボリテーナ40と上記プライマリピストン33の段部33aと上記セカンダリピストン34の外周下端面34aと上記サーボユニット本体29の内壁とで囲繞された領域に、2&4サーボ室41が形成されており、上記プライマリピストン33の段部33a、及びセカンダリピストン34の外周下端面34aが下受圧面を成している。この両下受圧面の面積は、上記セカンダリピストン34の下受圧面(外周下端面)34aがプライマリピストン33の下受圧面(段部)33aよりも広く設定されている。
【0038】
更に、このセカンダリピストン34の上受圧面34bと上記サーボユニット本体29との間に第1リリースサーボ室42aが形成され、又、この第1リリースサーボ室42aが上記セカンダリピストン34に穿設された流通孔34cを介して、上記セカンダリピストン34の底面及び内周面とプライマリピストン33の上受圧面33bとで郭成された第2リリースサーボ室42bに連通されている。
【0039】
尚、上記ODサーボ室32には作動圧4Aが供給され、2&4サーボ室41には作動圧2Aが供給され、第1リリースサーボ室42aには解放圧3Rが供給される。又、上記プライマリピストン33を押圧するプライマリリターンスプリング38は、上記プライマリピストン33の下受圧面33aにかかる単位面積当たりの圧力が、例えば0.5Kgf/cm2に達したとき撓むように設定され、一方、セカンダリピストン34を押圧する一対のセカンダリリターンスプリング39a,39bは、上記セカンダリピストン34の下受圧面34aにかかる単位面積当たりの圧力が、例えば4Kgf/cm2に達したとき撓むように設定されている。
【0040】
次に、上記構成による本実施の形態の作用について説明する。サーボユニット26の各サーボ室32,41に作用する作動圧4A,2A、及び第1、第2リリースサーボ室42a,42bに作用する解放圧3Rが全てドレーンされている状態では、上記各ピストン30,33,34はリターンスプリング37,38,39a,39bの付勢力で後退動作し、ステム27のブレーキバンド20aに対する締結を解除している(図2、又は図3の右半分の状態)。
【0041】
この状態で、変速段を1速から2速へ変速する場合、先ず、サーボユニット26の2&4サーボ室41に作動圧2Aが供給される。この作動圧2Aはエンジン負荷の代表であるスロットル開度等に応じて過渡特性が、例えば図7(a)に示すように制御される。
【0042】
そして、上記作動圧2Aが上昇し、プライマリピストン33の下受圧面33aにかかる圧力が、作動点である例えば0.5Kg/cm2に達すると、この作動圧2Aがプライマリリターンスプリング38の付勢力に打ち勝ち、上記プライマリピストン33は上記プライマリスプリング38の付勢力に抗して上昇を開始する。このプライマリピストン33の上端にはワッシャ35を介してステム27の段部27aが掛止されており、上記プライマリピストン33の上昇により上記ステム27が押し上げられる(図3の左半分の状態)。
【0043】
このとき、上記作動圧2Aはセカンダリピストン34の下受圧面34aにも作用するが、上記セカンダリピストン34を押圧付勢する両セカンダリリターンスプリング39a,39bの付勢力が大きいため変位せず、図3の左半分に示すように、ステム27はプライマリピストン33によってのみ押し上げられ、セカンダリピストン34の上端面は上記ステム27の中途に形成したフランジ27bから相対的に離間する。
【0044】
又、上記プライマリピストン33の下受圧面33aの面積が小さいため上記ステム27は、図5に実線で示すように制動トルクの上昇を抑えた比較的緩いステム推力となり、ブレーキバンド20aを緩やかに押圧する。その結果、上記作動圧2Aの過渡特性の下限値を必要以上に下げることなく、リバースクラッチドラム19aに対する締結力の急激な変化が抑制され、低エンジン負荷状態における1速から2速への変速時の変速ショックが緩和される。
【0045】
そして、上記作動圧2Aが次第に上昇し、やがてセカンダリピストン34の下受圧面34aにかかる圧力が、作動点である例えば4Kgf/cm2に達すると、上記セカンダリピストン34が上記セカンダリリターンスプリング39a,39bの付勢力に抗して上昇を開始する。このとき、図3の左半分に示すように、上記セカンダリピストン34の上端面が上記ステム27の中途に形成したフランジ27bから相対的に離間されているため、先ず、上記セカンダリピストン34の上昇によりこの空隙が縮小され、やがて、図4の右半分に示すように上記セカンダリピストン34の上端面が上記ステム27のフランジ27bに当接すると、このステム27が、上記プライマリピストン33の下受圧面33aに作用する作動圧2Aに加え、セカンダリピストン34の下受圧面34aとの広い受圧面積に作用する作動圧2Aにて押し上げられる。
【0046】
その結果、図5に実線で示すように、ステム27はセカンダリピストン34のアシスト動作によりステム推力の変化が大きくなる。従って、このような高エンジン負荷運転時の作動圧2Aの高い領域においては、従来と同様、十分な制動トルクでリバースクラッチドラム19aを締結することができる。
【0047】
このように、本実施の形態では、ツインピストンによりステム27を2段階に押圧するようにしたことで、ステム27の変速初期におけるステム推力を比較的緩やかに設定することがでできると共に、ブレーキバンド20aの締結時には十分な制動トルクを付与することができる。
【0048】
その結果、図7(b)に示すように、作動圧2Aの過渡特性が、従来(図11(b)参照)のように短時間で急激に上昇することがなく、緩やかに設定することが可能となり、又、変速後期ではセカンダリピストン34がアシスト動作するため、十分な制動トルクを付与することができる。又、同図(a)の領域E’に示すように、初期段階ではプライマリピストン33のみの作動によりサーボピストン27を緩やかに上昇させることができるため、変速時の加速度a(m/S2)のピークが抑制され、変速ショックが緩和される。
【0049】
これに対して、図5に破線で示す従来のシングルピストンでは、作動圧2Aに比例したステム推力しか得られず、従って変速初期の段階でのステム推力の変化が相対的に大きくなってしまい、変速ショックを抑制することが困難である。
【0050】
一方、変速段が2速に変速されている状態から、3速へ変速させる場合、先ず、ハイクラッチ18に対して作動圧3Rを供給し、このハイクラッチ18を結合させ、更に、このハイクラッチ18の結合が開始された後、セカンダリピストン34の上面側に形成した第1リリースサーボ室42aに上記作動圧3Rと同一圧力の解放圧3Rを供給する。
【0051】
すると、上記第1リリースサーボ室42aに供給された解放圧3Rが上記セカンダリピストン34の上受圧面34bを押圧すると共に、上記セカンダリピストン34に穿設された流通孔34cを介して第2リリースサーボ室42bへ供給され、上記プライマリピストン33の上受圧面42bを押圧する。
【0052】
上記両ピストン33,34は、解放圧3Rが作用する上受圧面33b,34bと作動圧2Aが作用する下受圧面33a,34aとの受圧面積差及びリターンスプリング38,39a,39bの付勢力との差圧による圧力の釣り合いにより後退する。
【0053】
このとき、図6に示すように、上記上受圧面33b,34bの面積が下受圧面33a,34aの面積よりも広く設定されているため、ステム27は変化量の多いステム推力で後退し、図に破線で示す従来のシングルピストンによるステム推力に比し、2&4ブレーキ20を速やかに解放する。
【0054】
変速段を2速から3速へ変速するとき、ニュートラル状態を形成させないために、先ずハイクラッチ18の係合を開始し、次いで2&4ブレーキ20を解放動作させるので、ハイクラッチ18と2&4ブレーキ20とが同時に係合するオーバラップ状態が一時的に生じる。このオーバラップ状態は、変速段が4速に変速された状態と同じであり(表1参照)、駆動力が一時的に低下し易いが、本実施の形態では2&4ブレーキ20が速やかに解放されるので、オーバラップ期間が短く、従って、図8(a)の領域F’に示すように、駆動力の一時的な低下を示す期間が短縮され、その分、運転者に付与される不快な引き込み感が緩和される。
【0055】
尚、本実施の形態では、摩擦ブレーキの一例として、2&4ブレーキ20を示したがL&Rブレーキ25等、他の摩擦ブレーキであっても採用可能である。
【0056】
又、図9に本発明の第2実施の形態を示す。本実施の形態では、自動変速機の各摩擦クラッチを作動させるピストンをツインピストン化したものである。尚、本実施の形態では、摩擦クラッチの一例としてオーバランニング(OVR)クラッチ23bを示す。
【0057】
このOVRクラッチ23bは、FWクラッチドラム23cとFWワンウェイクラッチ24aとに連設されており、セレクトレバーが3レンジ、2レンジ、1レンジの何れかにセットされた状態で前進走行する際に結合し、上記FWワンウェイクラッチ24aの作動を固定するものである。
【0058】
上記OVRクラッチ23bの後端に、サーボユニットを構成するOVRクラッチピストン51が配設されている。このOVRクラッチピストン51は、プライマリピストン52とセカンダリピストン53とを有するツインピストン構造を成し、プライマリピストン52が上記FWクラッチドラム23cに内装されていると共に、その開口端部が上記OVRクラッチ23bの後端に当接されている。
【0059】
又、上記セカンダリピストン53が、上記プライマリピストン52に内装されていると共に、その開口端部が上記プライマリピストン52にスナップリング54を介して掛止されている。
【0060】
セレクトレバーが3レンジ、2レンジ、1レンジの何れかにセットされると、上記プライマリピストン52の背面と上記FWクラッチドラム23cとで形成された第1サーボ室55aに、所定過渡特性の作動圧2A’が供給されて、このプライマリピストン52が押圧されると共に、上記プライマリピストン52に穿設された流通孔52aを経て、上記プライマリピストン52の内周と上記セカンダリピストン53の背面とで郭成された第2サーボ室55bに流入されて、このセカンダリピストン53を押圧する。
【0061】
そして、上記作動圧2A’が上記プライマリピストン52を反対方向へ付勢するプライマリリターンスプリング56に打ち勝つと、上記プライマリピストン52が上記プライマリリターンスプリング56の付勢力に抗して前進し、その開口端部がOVRクラッチ23bを押圧する。
【0062】
このとき、上記OVRクラッチ23bはプライマリピストン52のみによる緩い押圧力で係合されるため、係合動作が緩やかになり、結合時のトルクショックが緩和される。
【0063】
一方、セカンダリピストン53は、上記プライマリピストン52よりも大きいばね定数のセカンダリリリーススプリング57に反対方向へ付勢されているため、上記プライマリピストン52が動作を開始した際には、未だ動作せず、上記作動圧2A’が所定に上昇し、上記セカンダリリリーススプリング57の付勢力に打ち勝つと、このセカンダリリリーススプリング57の付勢力に抗して、図の左方向へ移動し、やがて、上記セカンダリピストン53の開口端部が、上記スナップリング54に当接すると、上記このセカンダリピストン53が上記プライマリピストン52をアシストし、上記OVRクラッチ23bを十分な押圧力で結合させる。
【0064】
その結果、OVRクラッチ23bは、作動圧2A’の低い作動初期の段階においてはプライマリピストン52のみの作動による緩やかな締結力で結合させることができるためトルクショックが緩和される。そして、作動圧2A’が上昇し、セカンダリリリーススプリング57の付勢力に打ち勝つと、上記セカンダリピストン53が上記プライマリピストン52をアシスト動作し強い締結力で上記FWワンウェイクラッチ24aの作動を固定する。
【0065】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、摩擦係合要素を係合動作させるピストンを受圧面積の狭いプライマリピストンと受圧面積の広いセカンダリピストンとのツインピストン構造としたので、作動圧の低い初期段階ではプライマリピストンのみにて上記摩擦係合要素をゆっくりと押圧することができ、その結果、低エンジン負荷運転時の変速初期に生じる変速ショックを、作動圧過渡特性の下限値を必要以上に下げることなく緩和することができる。又、上記摩擦係合要素を解放する際には、両ピストンに作用する作動圧を速やかに減少させることができるため、摩擦係合要素の解放タイミングが早くなり、その分、トルク不足によって生じる引き込み感が緩和される。その結果、変速時の走行安定性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施の形態による自動変速機の動力伝達列を示す模式図
【図2】同、サーボユニットの断面図
【図3】同、図2の状態別の要部断面図
【図4】同、図2の状態別の要部断面図
【図5】同、作動圧の過渡特性に対するステム推力を示す特性図
【図6】同、解放圧の過渡特性に対するステム推力を示す特性図
【図7】同、1速から2速へ変速する際の加速度(変速ショック)と作動圧の過渡特性との関係を示す図表
【図8】同、2速から3速へ変速する際の加速度(変速ショック)と作動圧の過渡特性との関係を示す図表
【図9】第2実施の形態によるサーボユニットの断面図
【図10】従来のサーボユニットの断面図
【図11】従来の1速から2速へ変速する際の加速度(変速ショック)と作動圧の過渡特性との関係を示す図表
【図12】従来の2速から3速へ変速する際の加速度(変速ショック)と作動圧の過渡特性との関係を示す図表
【符号の説明】
2A,2A’…作動圧
20…摩擦係合要素(2&4ブレーキ)
23b…摩擦係合要素(オーバランニングクラッチ)
27…ステム
33,52…プライマリピストン
33a,34a…受圧面
34,53…セカンダリピストン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic piston device for an automatic transmission that variably controls a brake operating pressure or a clutch operating pressure at the time of shifting according to an operating state.
[0002]
[Prior art]
In general, in an automatic transmission mounted on a vehicle such as an automobile, control is performed to automatically change the gear position according to the acceleration / deceleration of an accelerator pedal and the vehicle speed. And engagement or disengagement with respect to a frictional engagement element such as a clutch.
[0003]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-119852, a brake drum connected to a sun gear of a planetary gear device is fastened by a brake, which is an example of a friction engagement element, when shifting the speed stage from the first speed to the second speed. Techniques to do this are disclosed.
[0004]
The operation of the brake device disclosed in this prior art will be described with reference to the drawing of FIG.
A
[0005]
From this state, when the
[0006]
The transient characteristic (shelf pressure) of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the area of the pressure receiving surface that receives the
[0008]
However, since the lower limit value of the transient characteristic of the
[0009]
That is, as shown in a region E of FIG. 11A, in the slow acceleration operation in which the acceleration a hardly changes, the area of the pressure receiving surface of the
[0010]
When shifting the gear stage from the second speed to the third speed, the
[0011]
The high clutch pressure for operating the high clutch and the
[0012]
However, in the overlap state where both the high clutch and the
[0013]
Note that a shift shock during low engine load operation may occur due to torque fluctuations before and after engagement even when a friction clutch such as a forward clutch or an overrunning clutch is engaged.
[0014]
In view of the above circumstances, the present invention alleviates shift shock and pull-in feeling at the initial stage of gear shifting during low engine load operation without unnecessarily lowering the lower limit value of the operating pressure having transient characteristics, and stabilizes running during gear shifting. It is an object of the present invention to provide a hydraulic piston device for an automatic transmission that improves performance.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a hydraulic piston device of a first automatic transmission according to the present invention is an automatic transmission that changes an operating pressure with respect to a piston that engages a frictional engagement element along a transient characteristic. It consists of a primary piston with a small pressure receiving area and a secondary piston with a large pressure receiving area. A primary return spring that urges the primary piston; and a secondary return spring that urges the secondary piston and deflects at an operating pressure higher than the operating pressure at which the primary return spring bends. The secondary piston assists in addition to the primary piston as the return spring becomes higher than the biasing force. A hydraulic piston device for an automatic transmission.
[0016]
The hydraulic piston device of the second automatic transmission is the hydraulic piston device of the first automatic transmission, wherein the friction engagement element is a brake, and the both pistons are inserted into a stem connected to the brake, The operating pressure is higher than the operating pressure at which the primary return spring is bent and lower than the operating pressure at which the secondary return spring is bent. When the operating pressure is low, the primary piston presses the stem. Ru It is characterized by that.
[0017]
The hydraulic piston device of the third automatic transmission is the hydraulic piston device of the first automatic transmission, wherein the friction engagement element is a clutch, the primary piston is connected to the clutch, and the secondary piston is connected to the secondary piston. The primary piston can be moved forward and backward, The operating pressure is higher than the operating pressure at which the primary return spring is bent and lower than the operating pressure at which the secondary return spring is bent. When the operating pressure is low, the primary piston presses the clutch Ru It is characterized by that.
[0018]
That is, in the hydraulic piston device of the first automatic transmission, the piston that engages the friction engagement element is composed of a primary piston having a small pressure receiving area and a secondary piston having a large pressure receiving area, and a low operating pressure at the initial stage of shifting. Occasionally, the friction engagement element is engaged only with a primary piston with a small pressure receiving area, and the secondary piston with a large pressure receiving area is assisted in addition to the primary piston as the operating pressure gradually increases along the transient characteristics. Then, the friction engagement element is fastened and fixed.
[0019]
In the hydraulic piston device of the second automatic transmission, in the hydraulic piston device of the first automatic transmission, the friction engagement element is a brake, and a stem that is connected to a brake band that constitutes the brake is provided at the initial stage of shifting. When the operating pressure is low, the thrust is transmitted slowly to the stem while suppressing the braking torque by pressing only with the primary piston having a small pressure receiving area. Then, as the operating pressure increases, the brake is fastened by assisting the secondary piston having a large pressure receiving area in addition to the primary piston.
[0020]
In the hydraulic piston device of the third automatic transmission, in the hydraulic piston device of the first automatic transmission, the friction engagement element is a clutch, and only a primary piston having a small pressure receiving area is used at a low operating pressure in the initial stage of gear shifting. The clutch is slowly pressed against the increase in the operating pressure, and the secondary piston having a large pressure receiving area is assisted in addition to the primary piston in accordance with the increase in the operating pressure, thereby engaging the clutch.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 8 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a power transmission train of an automatic transmission employed in the present embodiment.
[0022]
In this power transmission train, a
[0023]
In the
[0024]
Further, in front of the front
[0025]
A planetary carrier 17 a of the rear
[0026]
Further, a forward (FW)
[0027]
The low one-way clutch 24 that engages and disengages the planetary carrier 16a of the front
[0028]
The
Table 1 shows the operating relationship of each clutch and brake during shifting.
[0029]
[Table 1]
[0030]
As shown in Table 1, when shifting the gear stage from the first speed to the second speed, the forward clutch 23a is engaged and the 2 & 4
The 2 & 4
[0031]
As shown in FIG. 2, the 2 & 4
[0032]
[0033]
The base end of the
[0034]
Further, in the middle of the
[0035]
The upper end of the
[0036]
The
[0037]
A 2 & 4
[0038]
Further, a first
[0039]
The
[0040]
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described. Each
[0041]
In this state, when shifting the gear position from the first speed to the second speed, first, the operating
[0042]
Then, the operating
[0043]
At this time, the operating
[0044]
Further, since the area of the lower
[0045]
Then, the operating
[0046]
As a result, as shown by the solid line in FIG. 5, the
[0047]
As described above, in the present embodiment, the
[0048]
As a result, as shown in FIG. 7B, the transient characteristic of the
[0049]
On the other hand, in the conventional single piston shown by the broken line in FIG. 5, only the stem thrust proportional to the
[0050]
On the other hand, when shifting from the state where the gear stage is shifted to the second speed to the third speed, first, the operating
[0051]
Then, the
[0052]
The
[0053]
At this time, as shown in FIG. 6, since the area of the upper
[0054]
When shifting the gear stage from the 2nd speed to the 3rd speed, in order not to form a neutral state, first the engagement of the
[0055]
In the present embodiment, the 2 & 4
[0056]
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the piston that operates each friction clutch of the automatic transmission is made into a twin piston. In the present embodiment, an overrunning (OVR) clutch 23b is shown as an example of a friction clutch.
[0057]
The OVR clutch 23b is connected to the FW
[0058]
An OVR
[0059]
The
[0060]
When the select lever is set to any one of the 3 range, 2 range and 1 range, the
[0061]
When the
[0062]
At this time, since the OVR clutch 23b is engaged by a loose pressing force only by the
[0063]
On the other hand, since the
[0064]
As a result, the OVR clutch 23b can be coupled with a moderate engagement force by the operation of only the
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the piston for engaging and engaging the friction engagement element has a twin piston structure of a primary piston having a small pressure receiving area and a secondary piston having a large pressure receiving area. At this stage, the friction engagement element can be slowly pressed only by the primary piston, and as a result, the shift shock that occurs at the beginning of the shift during low engine load operation is lowered more than necessary. Can be relaxed without any problems. Further, when releasing the friction engagement element, the operating pressure acting on both pistons can be quickly reduced, so the release timing of the friction engagement element is advanced, and the pull-in caused by the torque shortage correspondingly. The feeling is eased. As a result, it is possible to improve the running stability during shifting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a power transmission train of an automatic transmission according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view of the servo unit.
3 is a cross-sectional view of the main part according to the state of FIG.
4 is a cross-sectional view of the main part according to the state of FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing stem thrust with respect to transient characteristics of operating pressure.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing stem thrust with respect to a transient characteristic of release pressure.
FIG. 7 is a chart showing a relationship between acceleration (shift shock) and a transient characteristic of operating pressure when shifting from the first gear to the second gear.
FIG. 8 is a chart showing the relationship between acceleration (shift shock) and transient characteristics of operating pressure when shifting from 2nd gear to 3rd gear.
FIG. 9 is a sectional view of a servo unit according to a second embodiment.
FIG. 10 is a sectional view of a conventional servo unit.
FIG. 11 is a chart showing a relationship between acceleration (shift shock) and a transient characteristic of operating pressure when shifting from the first speed to the second speed in the related art.
FIG. 12 is a chart showing a relationship between acceleration (shift shock) and a transient characteristic of operating pressure when shifting from the second speed to the third speed in the related art.
[Explanation of symbols]
2A, 2A '... Working pressure
20 ... friction engagement element (2 & 4 brake)
23b ... Friction engagement element (overrunning clutch)
27 ... Stem
33, 52 ... Primary piston
33a, 34a ... pressure receiving surface
34, 53 ... Secondary piston
Claims (3)
上記ピストンを受圧面積の狭いプライマリピストンと受圧面積の広いセカンダリピストンとで構成し、
上記プライマリピストンを付勢するプライマリリターンスプリングと、上記セカンダリピストンを付勢すると共に上記プライマリリターンスプリングが撓む作動圧より高い作動圧で撓むセカンダリリターンスプリングとを備え、
上記作動圧が上記セカンダリリターンスプリングの付勢力を越えて高くなるに従い上記プライマリピストンに加え上記セカンダリピストンがアシスト動作する
ことを特徴とする自動変速機の油圧ピストン装置。In an automatic transmission that changes an operating pressure for a piston that engages and operates a frictional engagement element along a transient characteristic,
The piston is composed of a primary piston with a small pressure receiving area and a secondary piston with a large pressure receiving area ,
A primary return spring that biases the primary piston, and a secondary return spring that biases the secondary piston and bends at an operating pressure higher than the operating pressure at which the primary return spring is deflected,
The hydraulic piston device for an automatic transmission, wherein the secondary piston assists in addition to the primary piston as the operating pressure increases beyond the urging force of the secondary return spring .
上記ブレーキに連設するステムに前記両ピストンを挿通し、
前記作動圧が前記プライマリリターンスプリングが撓む作動圧よりも高く且つ前記セカンダリリターンスプリングが撓む作動圧よりも低い低作動圧のときは前記プライマリピストンが上記ステムを押圧する
ことを特徴とする請求項1記載の自動変速機の油圧ピストン装置。The friction engagement element is a brake;
Insert both pistons into the stem connected to the brake,
The primary piston that <br/> you press the stem when the actuation pressure is the primary return spring flexes higher than the working pressure and the secondary return spring flexes operation lower than pressure lower working pressure The hydraulic piston device for an automatic transmission according to claim 1.
上記クラッチに前記プライマリピストンが連設され、
前記セカンダリピストンを上記プライマリピストンに進退自在に内装し、
前記作動圧が前記プライマリリターンスプリングが撓む作動圧よりも高く且つ前記セカンダリリターンスプリングが撓む作動圧よりも低い低作動圧のときは前記プライマリピストンが上記クラッチを押圧する
ことを特徴とする請求項1記載の自動変速機の油圧ピストン装置。The friction engagement element is a clutch;
The primary piston is connected to the clutch;
The secondary piston is mounted on the primary piston so as to freely advance and retract,
The primary piston that <br/> you press the clutch when the operating pressure is the primary return spring flexes higher than the working pressure and the secondary return spring flexes operation lower than pressure lower working pressure The hydraulic piston device for an automatic transmission according to claim 1.
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