JP2006052747A - 流体伝動装置の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共通の油圧回路により形式の異なる流体伝動装置への対応を可能とする。
【解決手段】流体伝動装置の油圧制御装置は、ロックアップクラッチ１３を備える流体伝動装置１と、該流体伝動装置に油圧を供給する油圧供給回路Ｓ２，Ｓ３を内蔵するバルブボディ３と、流体伝動装置とバルブボディの油圧供給回路とをつなぐ連絡油路Ｌ１，Ｌ２とを備える。連絡油路中、例えばオイルポンプのケースに、ロックアップクラッチの作動形式に油路接続を適合させる変換回路２を配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体接手、トルクコンバータ等の流体伝動装置の油圧制御装置に関し、特に、ロックアップクラッチを備える流体伝動装置への油圧供給制御に関する。

流体伝動装置において、流体伝動室内に対向配置したポンプインペラとタービンランナとの間でトルクを伝達する流体のスリップが小さい領域におけるトルク伝達効率を向上させるべく、ポンプインペラとタービンランナを直結するロックアップクラッチを配置することが一般化している。ロックアップクラッチには、大別して２つの形式のものがある。その１つは、タービンハブに固定した可撓性の単板クラッチを流体伝動装置のケースに係脱させる形式のものである。他の１つは、流体伝動装置のケースとタービンランナとの間に多板構成の摩擦係合要素を配置し、これを流体伝動装置のケース内に流体伝動室とは隔離させて設けたサーボ油室に配置したサーボピストンで係脱させる形式のものである。

前記単板クラッチ形式のものでは、クラッチ板と流体伝動装置ケースとの間から油圧を供給することでクラッチを解放し、流体伝動室に入った油を排出させることでロックアップオフ状態が維持され、逆に、流体伝動室側から油圧を供給することでロックアップクラッチが係合し、流体伝動室内の油を少量ずつ排出することでロックアップオン状態が維持される。こうしたロックアップクラッチの作動から、この形式の流体伝動装置の油圧供給は、供給と排出が入れ替わる２本の供給油路（ロックアップオン油路及びロックアップオフ油路）を介して行われる。

これに対して、多板の摩擦係合要素をサーボピストンで係脱させる形式のものでは、流体伝動室へ油圧を供給すると、サーボピストンはサーボ油室内へ押込まれることになるため、前記単板クラッチのような単純なロックアップ制御を行うことはできない。そこで従来の技術では、流体伝動装置の油圧供給は、供給と排出が入れ替わる２本の供給油路により行い、これとは別にサーボ油室への油圧の供給を制御するロックアップ制御専用の供給油路を設けている（特許文献１参照）。
特許第２６４１４１９号公報

上記単板形式のロックアップクラッチは、その構造が単純であり、供給油路も２本で足りるため、回路構成上も有利であるが、大トルクに対応させる場合、それに応じてクラッチ外径も大きくなる。これに対して多板形式のロックアップクラッチは、積層数で伝達トルクを確保することができるため、クラッチ外径の大型化を避けながら大トルク伝達に対応することができる利点を持つ反面、構造が複雑になり、供給油路も前記のように３本必要となるため回路構成の複雑化も避けられない。

更に、従来技術のような油圧回路では、トルクコンバータを制御する制御弁のほかに、ロックアップクラッチを制御する制御弁を配置する必要があり、コストアップを招くばかりでなく、回路構成のためのスペースも大きくなる。

本発明は、上記のような事情に鑑み案出されたものであり、流体伝動装置とそれを制御する油圧回路との間に単純な変換回路を設けることで、共通の油圧回路により形式の異なる流体伝動装置への対応を可能とすることを主たる目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ロックアップクラッチ（１３）を備える流体伝動装置（１）と、該流体伝動装置に油圧を供給する油圧供給回路（Ｓ２，Ｓ３）を内蔵するバルブボディ（３）と、前記流体伝動装置とバルブボディの油圧供給回路とをつなぐ連絡油路（Ｌ１，Ｌ２）とを備える流体伝動装置の油圧制御装置において、前記連絡油路中に、ロックアップクラッチの作動形式に油路接続を適合させる変換回路（２）が配置されたことを基本的特徴とする。
具体的には、前記油圧供給回路は、２本の供給油路（Ｓ２，Ｓ３）を備えるものであり、前記変換回路は、前記２本の供給油路の一方を２本の連絡油路に分岐するものとされる。
この場合、前記供給油路は、前記流体伝動装置にロックアップのための油圧を供給するロックアップ用油路（Ｓ２）と、流体伝動装置の流体伝動室内に油循環のための油圧を供給する循環用油路（Ｓ３）とからなり、前記変換回路は、ロックアップ用油路を分岐して、その一方をロックアップクラッチのサーボ油室（Ｒ２）に接続し、他方を並列するオリフィス（２１）とチェック弁（２２）を介して流体伝動室（Ｒ１）に接続するものとされる。
より具体的には、前記変換回路は、前記バルブボディの油圧供給回路の油圧源を構成するオイルポンプ（５）のオイルポンプケース（５１）、オイルポンプカバー（５２）又は変速機ケースの何れかに内蔵される。

前記本発明の構成では、流体伝動装置の形式の変更に伴い、実質上変更を不可欠とする要素、例えば、流体伝動装置を支持する変速機の入力軸及びオイルポンプを交換するだけで、油圧回路を内蔵するバルブボディの変更なしで流体伝動装置の形式の変更が可能となる。したがって、この構成によれば、自動変速機の変速機構や自動変速機に付属するバルブボディを共用する流体伝動装置のトルク容量変更が容易に可能となる。
特に、変換回路をオイルポンプに内蔵させた場合には、流体伝動装置の形式の変更に伴い交換を要する要素中に変換回路が含まれることになり、一層合理的な変換回路配置とすることができる。

図１は流体伝動装置として多板の摩擦係合要素をサーボピストンで係脱させるロックアップクラッチ形式のものを用いた実施形態における油圧回路を示す。図示するように、流体伝動装置としてのトルクコンバータ１は、ポンプインペラ１１と、タービンランナ１２と、ロックアップクラッチ１３とを備える。そして、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２が配置された流体伝動室Ｒ１とロックアップクラッチ１３のサーボ油室Ｒ２との間に、ロックアップクラッチ１３の摩擦係合要素１３ａが配置されている。

この回路では、サーボ油室Ｒ２にロックアップ用の油圧を供給すると共に流体伝動室Ｒ１に循環用の油圧を供給する連絡油路Ｌ１が、油圧供給回路の２本の供給油路の一方、すなわちロックアップ用油路Ｓ２に接続されている。流体伝動室Ｒ１の他方の連絡油路Ｌ２は、油圧供給回路の２本の供給油路の他方、すなわち循環用油路Ｓ３に接続されている。

本発明の特徴に従い、連絡油路Ｌ１中には、ロックアップクラッチの作動形式に油路接続を適合させる変換回路２が配置されている。この変換回路２は、ロックアップ用油路Ｓ２を分岐してその一方をロックアップクラッチ１のサーボ油室Ｒ２に接続し、他方を並列するオリフィス２１と、チェック弁２２を介してトルクコンバータ１に接続するものである。

更に、細部構成を説明する。トルクコンバータ１は、サーボ油室Ｒ２を形成されたフロントカバーと、ポンプインペラ１１と一体化されたリヤカバーとを接合一体化したトルクコンバータカバーを備えてなり、リヤカバーに一体化されたポンプインペラ１１と対向配置したタービンランナ１２と、それらの内周側において、それらの間に配置されたステータ１４を備える。

ロックアップクラッチ１３は、サーボ油室Ｒ２に軸線方向可動に嵌挿したサーボピストン１３ｂと、外周側をフロントカバーに回り止め係合されたセパレータプレートと、内周側をタービンハブに回り止め係合された摩擦材ディスクとの組み合わせからなる摩擦係合要素１３ａとを備える。この配置関係から、サーボピストン１３ｂには、その前面側に流体伝動室Ｒ１の油圧が作用し、背面側にはサーボ油室Ｒ２の油圧が作用する。

次に、トルクコンバータ１の制御回路は、バルブボディ３内に内蔵されており、図示しないプライマリレギュレータバルブにより生成される回路のライン圧をセカンダリレギュレータバルブ３４により減圧したセカンダリ圧を基圧として作動するものとされている。このセカンダリ圧の油路が図に符号Ｓ１で示されている。トルクコンバータ１の制御回路は、トルクコンバータ１からの排圧を制御するロックアップコントロールバルブ３２と、トルクコンバータ１への油圧供給を切換えるロックアップリレーバルブ３１を主体として構成されており、ロックアップリレーバルブ３１の切換えのためのリニアソレノイドバルブ３３が設けられている。

ロックアップリレーバルブ３１は、スプールの一端（図上で下端）に径差付のスプールの荷重をスプリングを介して印加され、他端に１−２シフトバルブ３５経由のリニアソレノイドバルブ３３の出力するソレノイド圧を印加されて切換わるスプールバルブとされている。ロックアップリレーバルブ３１は、６つの切換ポートａ〜ｆを備えており、セカンダリ圧油路Ｓ１に通じるポートａはインポートとされている。ロックアップリレーバルブ３１は、図示右半分に示す下降位置への切換状態において、インポートａがロックアップ用油路Ｓ２に通じるポートｂに連通し、もう１つの循環用油路Ｓ３に通じるポートｄがロックアップコントロールバルブ３２のインポートに通じるポートｃに連通し、潤滑圧の回路に通じるポートｅがクーラに通じるポートｆに連通する。また、図示左半分に示す上昇位置への切換状態では、インポートａがポートｄに連通し、ポートｂがポートｆに連通する。

ロックアップコントロールバルブ３２は、径差受圧部を持つスプールバルブとされており、スプールの大径側の端部にプランジャを介してスプリング荷重が負荷され、径差受圧部には、ロックアップリレーバルブと同様に１−２シフトバルブ３５経由のリニアソレノイドバルブ３３のソレノイド圧が印加される。また、スプールの小径側の端部には油圧供給回路Ｓ３の油圧が印加される。かくしてロックアップコントロールバルブ３２は、ロックアップ用油路Ｓ２の油圧とスプリング荷重に対するソレノイド圧と循環用油路Ｓ３の油圧の対向で調圧作動する。

以上のように構成された油圧回路において、ロックアップを行わない第１速時は、ロックアップリレーバルブ３１は、１−２シフトバルブ３５によるドレン連通でスプール端受圧部の油圧が解放されるため、図示左半分の上昇位置に切り替わる。これによりインポートａのセカンダリ圧はポートｄに連通し、循環用油路Ｓ３からトルクコンバータ１の流体伝動室Ｒ１に供給される。また、流体伝動室Ｒ１内の油は、変換回路２のチェック弁２２を押し開いてロックアップ用油路Ｓ２に排出され、ロックアップリレーバルブ３１のポートｂ、ｆを経てクーラに排出される。こうした油の流れで、ロックアップオフ状態が達成される。この際、トルクコンバータ１からの油の排出は、チェック弁２２の開放により十分に行われ、大きな循環量が確保される。

これに対して、ロックアップを行う第２速以上では、１−２シフトバルブ３５経由によるリニアソレノイドバルブ３３の出力圧のロックアップリレーバルブ３１への印加が常時可能となる。この場合も、リニアソレノイドバルブ３３の非出力時は先のロックアップオフ状態が保たれるが、リニアソレノイドバルブ３３を出力状態とすると、ロックアップリレーバルブ３１は、図示右半分の下降位置に切換わる。これによりインポートａのセカンダリ圧はロックアップ用油路Ｓ２から連絡用油路Ｌ１に出力されるようになり、流体伝動室Ｒ１へはチェック弁２２のチェック作用でオリフィス２１経由の減圧された油圧が供給される。一方、サーボ油室Ｒ２へは同じくロックアップ用油路Ｓ２からセカンダリ圧がそのまま供給される。このようにして同時に流体伝動室Ｒ１とサーボ油室Ｒ２に供給される油圧にはオリフィス経由分の差圧があるため、ロックアップピストン１３ｂは流体伝動室Ｒ１側に押出され、それにより摩擦係合要素１３ａが係合する。かくしてロックアップオン状態が達成される。なお、このロックアップオン状態では、流体伝動室Ｒ１側の油は、ロックアップリレーバルブ３１のポートｄ、ｃ経由で排出油路Ｓ５に排出され、ロックアップコントロールバルブ３２経由でドレンされる。そして、このドレン量をロックアップコントロールバルブ３２で制御することにより必要に応じてロックアップスリップ状態も達成される。

以上詳述したように、この実施形態によれば、トルクコンバータ１のロックアップクラッチサーボへの供給回路Ｓ２を途中で分岐させ、トルクコンバータ内へ導き、分岐させたトルクコンバータ内循環回路の途中にオリフィス２１とチック弁２２を併設しているため、ロックアップオン時は、チェック弁２２が閉じ、オリフィス２１を介して油圧が供給されることで、流量が制限され、それによりロックアップ差圧が確保される。また、ロックアップオフ時は、チェック弁２２が開放し、油が大量に流れることで必要潤滑油量が確保される。

この構造により、ロックアップオン圧とトルクコンバータ循環圧の制御用バルブを共用でき、従来のロックアップ３本回路よりも１つ制御バルブを減らすことができ、コスト低減となり、バルブボディ構造を組む上でスペース的に有利となる。

次に示す図２は、流体伝動装置としてタービンハブに固定した可撓性の単板クラッチを流体伝動装置のケースに係脱させる形式ロックアップクラッチを備えるものを用いた実施形態における油圧回路を示す。図示するように、流体伝動装置としてのトルクコンバータ１は、実質上先の実施形態のものと同様であり、ロックアップクラッチ１３の形式のみが異なる。この形態における単板クラッチは、タービンランナ１２のハブに配置され、フロントカバーに係脱するものとされている。そして、フロントカバーと単板クラッチの間の空間がロックアップオフ時の油圧を供給する油室Ｒ３として連絡油路Ｌ２を介して油圧回路の循環用油路Ｓ３に接続されている。

この回路では、流体伝動室Ｒ１にロックアップ用の油圧を供給する連絡油路Ｌ１と、油室Ｒ３に循環用の油圧を供給する連絡油路Ｌ２が、それぞれ直接別のロックアップ油路Ｓ２と循環用油路Ｓ３に接続されている。

バルブボディ３内に内蔵されたトルクコンバータ１の制御回路は、図１に示すものと全く同様であるので、対応する要素に同じ参照符号を付して説明に代える。

この油圧回路において、ロックアップを行わない第１速時は、ロックアップリレーバルブ３１は、１−２シフトバルブ３５によるドレン連通でスプール端受圧部の油圧が解放されるため、図示左半分の上昇位置に切り替わる。これによりインポートａのセカンダリ圧はポートｄに連通し、循環用油路Ｓ３からトルクコンバータ１のロックアップオフ室Ｒ３に供給される。また、ロックアップオフ室Ｒ３から流体伝動室Ｒ１内に入った油は、ロックアップ用油路Ｓ２に排出され、ロックアップリレーバルブ３１のポートｂ、ｆを経てクーラに排出される。こうした油の流れで、ロックアップオフ状態が達成される。この際、トルクコンバータ１からの油の排出は、大口径のオリフィスにより十分に行われ、大きな循環量が確保される。

これに対して、ロックアップを行う第２速以上では、１−２シフトバルブ３５経由によるリニアソレノイドバルブ３３の出力圧のロックアップリレーバルブ３１への印加が常時可能となる。この場合も、リニアソレノイドバルブ３３の非出力時は先のロックアップオフ状態が保たれるが、リニアソレノイドバルブ３３を出力状態とすると、ロックアップリレーバルブ３１は、図示右半分の下降位置に切換わる。これによりインポートａのセカンダリ圧はロックアップ用油路Ｓ２から連絡油路Ｌ１に出力されるようになり、流体伝動室Ｒ１へ油圧が供給される。このようにして流体伝動室Ｒ１に供給される油圧は、単板クラッチをケースに係合させる。かくしてロックアップオン状態が達成される。なお、このロックアップオン状態では、流体伝動室Ｒ１側の油は、タービンハブに形成したオリフィス経由で徐々に循環用油路Ｓ３に排出され、ロックアップリレーバルブ３１のポートｄ、ｃ経由で排出油路Ｓ５に排出され、ロックアップコントロールバルブ３２経由でドレンされる。この場合も、このドレン量をロックアップコントロールバルブ３２で制御することにより必要に応じてロックアップスリップ状態も達成される。

上記のように、ロックアップクラッチの形式が異なるトルクコンバータについて、この油圧回路では、全く同様の油圧制御でロックアップのオンオフ及びスリップ制御が可能となる。そこで、バルブボディ３に内蔵させるべき回路部分については、両回路について全く同様とし、トルクコンバータ１とバルブボディ３とをつなぐ連絡油路部分に変換回路２として、２本油路と３本油路とに対応する回路を構成することで、バルブボディ３を共用化した異なるロックアップクラッチ形式のトルクコンバータへの対応が可能となる。

本発明はこうした着眼点に立ち、上記変換回路２をバルブボディ３外に設けたものである。この場合の変換回路２は、前記のように分岐油路とその一方に配したオリフィス２１及びチェック弁２２といった配置スペースの極めて小さいものであることから、適宜の部位に配置可能であるが、具体的には変速機ケース又はそれに順ずるオイルポンプケースを配置部位とするのが現実的である。

次に示す図３は、前記変換回路２を構成するオリフィス２１とチェック弁２２の具体的配置個所の一例を示す。この例では、通常、自動変速機にトルクコンバータハウジングと変速機ケースを隔てる隔壁として配置されるオイルポンプ５のケースを利用してこれらが配置されている。

図３は、オイルポンプ５のケース（オイルポンプボディを除去）を前方から見た状態での各油路配置を示す。図示するように、外周側でロックアップ用油路Ｓ２につながる連絡油路Ｌ１は、途中で分岐し、そのまま直線状に延びて軸周に達する連絡油路がサーボ油室への連絡油路Ｌ１ａとされ、分岐して周方向に延びる連絡油路Ｌ１が別の放射方向連絡油路Ｌ１ｂにつながる部分に、ケースの厚さ方向に重ねてオリフィス２１とチェック弁２２が配置されている。この配置により、オリフィス２１とチェック弁２２は、オイルポンプ５のケース内に、格別配置スペースを要することなく内蔵されている。この連絡油路もサーボ油室への連絡油路Ｌ１ａとは異なる周方向位置で軸周に達している。また、外周側で循環用油路Ｓ３につながる連絡油路Ｌ２は、屈曲して軸周方向に延び、軸周に並行する油路に接続されている。

これに対して、次に示す図４は、変換回路を設けない場合のオイルポンプのケース（オイルポンプボディを除去）を前方から見た状態での各油路配置を示す。図示するように、外周側でロックアップ用油路Ｓ２につながる連絡油路Ｌ１は、そのまま直線状に延びて軸周に達する連絡油路とされている。また、外周側で循環用油路Ｓ３につながる連絡油路Ｌ２は、屈曲して軸周方向に延び、軸周に並行する油路に接続されている。

次に示す図５は、多板クラッチをロックアップクラッチとするトルクコンバータを配した自動変速機の前部のみの具体的断面を示す。この断面図に現れる前記回路説明で既に説明した要素については、同様の参照符号を付して説明に代え、回路図上に現れない油路構成について次に説明する。

先に図３を参照して説明した連絡油路Ｌ１ａは、変速機の入力軸の径方向油路を経て軸方向油路として入力軸内を延び、軸端からトルクコンバータのフロントカバー内の油路を経てサーボ油室に通じている。また、連絡油路Ｌ１ｂは、トルクコンバータインペラハブ軸とその内周のステータシャフトの間の空間を油路として流体伝動室Ｒ１内に通じている。そして、連絡油路Ｌ２は、ステータシャフトとその内側の入力軸との間の空間を油路としてオイルポンプケースの前記軸周に並行する油路に通じている。オイルポンプ５は、ポンプギヤを収容するオイルポンプケース５１と、該ケースの開放面を覆うオイルポンプカバー５２を備えている。

次に示す図６は、単板クラッチをロックアップクラッチとするトルクコンバータを配した自動変速機の前部のみの具体的断面を示す。この場合も断面図に現れる前記回路説明で既に説明した要素については、同様の参照符号を付して説明に代え、回路図上に現れない油路構成について説明する。

先に図４を参照して説明した連絡油路Ｌ２は、変速機の入力軸の軸方向油路として入力軸内を延び、軸端からトルクコンバータのフロントカバーと単板クラッチの間のロックアップオフ油室Ｒ３に通じている。また、連絡油路Ｌ１は、ステータシャフトとその外側のインペラハブ軸との間の空間を油路としてオイルポンプケースの前記軸周に並行する油路に通じている。

以上の実体的構成から分かるように、トルクコンバータの形式を変更するに際して、それに併せて、変速機の入力軸と、変換回路の内蔵の有無に係るオイルポンプを変更することで、油圧回路を内蔵するバルブボディを変更することなく対応が可能である。

以上本発明を好適な実施形態に基づき詳述したが、本発明はこの実施形態に限るものではなく、各請求項に記載の事項の範囲内で、種々の形態で実施可能なものである。

本発明を多板クラッチをロックアップクラッチとする流体伝動装置に適用した実施形態の油圧回路図である。 本発明を単板クラッチをロックアップクラッチとする流体伝動装置に適用した油圧回路図である。 多板クラッチ用の変換回路を内蔵するオイルポンプの正面図である。 単板クラッチ用の変換回路を内蔵するオイルポンプの正面図である。 多板クラッチをロックアップクラッチとする流体伝動装置を含む自動変速機前部の断面図である。 単板クラッチをロックアップクラッチとする流体伝動装置を含む自動変速機前部の断面図である。

符号の説明

１ トルクコンバータ（流体伝動装置）
２ 変換回路
３ バルブボディ
５ オイルポンプ
１３ ロックアップクラッチ
２１ オリフィス
２２ チェック弁
Ｌ１，Ｌ２ 連絡油路
Ｓ２ ロックアップ用油路（油圧供給回路）
Ｓ３ 循環用油路（油圧供給回路）
Ｒ１ 流体伝動室
Ｒ２ サーボ油室

Claims (4)

1. ロックアップクラッチ（１３）を備える流体伝動装置（１）と、該流体伝動装置に油圧を供給する油圧供給回路（Ｓ２，Ｓ３）を内蔵するバルブボディ（３）と、前記流体伝動装置とバルブボディの油圧供給回路とをつなぐ連絡油路（Ｌ１，Ｌ２）とを備える流体伝動装置の油圧制御装置において、
   前記連絡油路中に、ロックアップクラッチの作動形式に油路接続を適合させる変換回路（２）が配置されたことを特徴とする流体伝動装置の油圧制御装置。
2. 前記油圧供給回路は、２本の供給油路（Ｓ２，Ｓ３）を備えるものであり、前記変換回路は、前記２本の供給油路の一方を２本の連絡油路に分岐するものである、請求項１記載の流体伝動装置の油圧制御装置。
3. 前記供給油路は、前記流体伝動装置にロックアップのための油圧を供給するロックアップ用油路（Ｓ２）と、流体伝動装置の流体伝動室内に油循環のための油圧を供給する循環用油路（Ｓ３）とからなり、前記変換回路は、ロックアップ用油路を分岐して、その一方をロックアップクラッチのサーボ油室（Ｒ２）に接続し、他方を並列するオリフィス（２１）とチェック弁（２２）を介して流体伝動室（Ｒ１）に接続するものである、請求項２記載の流体伝動装置の油圧制御装置。
4. 前記変換回路は、前記バルブボディの油圧供給回路の油圧源を構成するオイルポンプ（５）のオイルポンプケース（５１）、オイルポンプカバー（５２）又は変速機ケースの何れかに内蔵される、請求項１又は２記載の流体伝動装置の油圧制御装置。

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