JP2014047922A - トルクコンバータの油圧制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクコンバータの油圧制御回路が開示される。
【解決手段】前記油圧制御回路は、作動側チャンバと非作動側チャンバとの油圧差によって作動するか作動しないロックアップクラッチを備えたトルクコンバータの油圧を制御する。前記油圧制御回路は、前記非作動側チャンバに油圧を供給するか、非作動側チャンバから油圧を排出する第１流路と、前記作動側チャンバに油圧を供給するか、作動側チャンバから油圧を排出する第２流路と、スリップスイッチバルブに連結されており、前記作動側チャンバに供給された油圧を前記スリップスイッチバルブを介して選択的に排出する第３流路とを含むことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用自動変速機に適用されるトルクコンバータの油圧制御回路に関するものであって、より詳細には、トルクコンバータに内蔵されたロックアップクラッチの作動（ロックアップオン）のためのスリップスタート時に流体が循環するようにし、冷却効果を増大させることができるトルクコンバータの油圧制御回路に関するものである。

車両に適用されるトルクコンバータは、トルクを機械的に直接伝達するためのロックアップクラッチ（ｌｏｃｋ−ｕｐ ｃｌｕｔｃｈ）を有している。

前記ロックアップクラッチは、トルクコンバータの入力側回転部材のフロントカバー（ｆｒｏｎｔ ｃｏｖｅｒ）と出力側回転部材のタービン（ｔｕｒｂｉｎｅ）との間に配置される。

前記フロントカバーとタービンとの間の空間部は、前記フロントカバー側の非作動側チャンバ（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ ｓｉｄｅ ｏｉｌ ｃｈａｍｂｅｒ）と、タービン側の作動側チャンバ（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ ｓｉｄｅ ｏｉｌ ｃｈａｍｂｅｒ）とに分割されている。

これにより、前記ロックアップクラッチは、前記非作動側チャンバの油圧と作動側チャンバの油圧との差によって作動するか作動しない。

つまり、非作動側チャンバの流体がドレインされ、作動側チャンバに流体が供給されると、非作動側チャンバと比較して作動側チャンバの油圧が高くなる正領域の状態となり、ロックアップクラッチの摩擦部材がフロントカバーに摩擦結合される。

このようなロックアップクラッチの作動過程でロックアップクラッチの摩擦結合力が大きくなると、ロックアップクラッチはフロントカバーに完全に摩擦結合される。この状態をロックアップクラッチのロックアップオン（ｌｏｃｋ−ｕｐ ｏｎ）状態という。

この時、非作動側チャンバに流体を供給し、非作動側チャンバと作動側チャンバとの間の油圧の差を小さくすると、ロックアップクラッチがスリップされるようになる。

ロックアップクラッチが頻繁にスリップされると、スリップによる摩擦熱が発生し、劣化によって前記摩擦部材の耐久性が低下するという欠点がある。

特許第３２３９６９４号公報 特開２０１１−１０６５５２号公報 特許第４６８６９３８号公報 米国特許第６６６２９１８号明細書

上記の問題を解決するために、本発明の実施形態は、ロックアップクラッチのスリップスタート時、流体を循環させて油温の上昇を抑制することができるトルクコンバータの油圧制御回路を提供しようとする。これにより、ロックアップクラッチの耐久性が向上し、ロックアップクラッチの作動が適切に制御可能である。

本発明の一または複数の実施形態にかかるトルクコンバータの油圧制御回路は、作動側チャンバと非作動側チャンバとの油圧差によって作動するか作動しないロックアップクラッチを備えたトルクコンバータの油圧を制御する。

前記油圧制御回路は、前記非作動側チャンバに油圧を供給するか、非作動側チャンバから油圧を排出する第１流路と、前記作動側チャンバに油圧を供給するか、作動側チャンバから油圧を排出する第２流路と、スリップスイッチバルブに連結されており、前記作動側チャンバに供給された油圧を前記スリップスイッチバルブを介して選択的に排出する第３流路とを含むことができる。

前記スリップスイッチバルブは、オン／オフソレノイドバルブの制御圧によってバルブスプールが移動しながら、流路を切り換えるようになっていてよい。

前記スリップスイッチバルブは、オン／オフソレノイドバルブから制御圧が供給される第１ポートと、作動側チャンバの排出流路に連結される第２ポートと、前記第２ポートに供給される油圧を選択的に排出する第１排出ポートと、前記スリップスイッチバルブから漏油する油圧を排出する第２排出ポートとを備えたバルブボディと、前記第１ポートに供給される制御圧が作用する第１ランドと、前記第１排出ポートを選択的に開閉する第２ランドと、前記第２ランドとバルブボディとの間に配置される弾性部材とを備えたバルブスプールとを含むことができる。

前記油圧制御回路は、レギュレータバルブからドライブ圧が供給されるトルクコンバータコントロールバルブと、前記レギュレータバルブから供給されるドライブ圧を選択的に前記作動側チャンバまたは非作動側チャンバに供給するロックアップクラッチスイッチバルブと、油圧を冷却するクーラとをさらに含むことができる。

ロックアップクラッチのロックアップオフ状態では、レギュレータバルブのドライブ圧が、トルクコンバータコントロールバルブ、ロックアップクラッチスイッチバルブ、そして、第１流路を介して非作動側チャンバに供給できる。

前記非作動側チャンバに供給される油圧の一部は、第２流路を介して排出され、ロックアップクラッチスイッチバルブを介してクーラに循環できる。

前記非作動側チャンバに供給される油圧の他の一部は、第３流路を介してスリップスイッチバルブに供給されるが、スリップスイッチバルブを介しては排出されなくてよい。

ロックアップクラッチのロックアップオン状態またはスリップスタート状態では、レギュレータバルブのドライブ圧が、トルクコンバータコントロールバルブとロックアップクラッチスイッチバルブ、そして、第２流路を介して作動側チャンバに供給できる。

ロックアップクラッチのロックアップオン状態では、潤滑のための油圧がロックアップクラッチスイッチバルブから直接クーラに供給できる。

ロックアップクラッチのロックアップオン状態では、前記作動側チャンバに供給される油圧の一部は、第３流路を介してスリップスイッチバルブに供給されるが、スリップスイッチバルブを介しては排出されなくてよい。

ロックアップクラッチのスリップスタート状態では、前記作動側チャンバに供給される油圧の一部が第３流路を介してスリップスイッチバルブに供給され、前記油圧の一部はスリップスイッチバルブを介して排出できる。

本発明の実施形態は、ロックアップクラッチのスリップスタート時、流体の循環を通じて冷却性能を向上させ、油温の上昇を抑制することができる。したがって、ロックアップクラッチの耐久性を向上させ、ロックアップクラッチの作動制御が適切に実施できる。

また、このような流体の流れによってロックアップクラッチの作動制御が適切に実施できる。

本発明の実施形態が適用可能なトルクコンバータの断面図である。 本発明の実施形態にかかる油圧制御回路においてロックアップクラッチのロックアップオフ状態を示す概略図である。 本発明の実施形態にかかる油圧制御回路においてロックアップクラッチのロックアップオン状態を示す概略図である。 本発明の実施形態にかかる油圧制御回路においてロックアップクラッチのスリップスタート状態を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。

ただし、本実施形態を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付して説明する。

下記の説明において、構成の名称を第１、第２などと区分したのは、その構成の名称が同一でこれを区分するためのものであって、必ずしもその順序に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施形態が適用可能なトルクコンバータの断面図である。

図１を参照すれば、トルクコンバータＴＣは、フロントカバー２と、インペラ４と、タービン６と、ステータ８とを含んで構成される。

前記フロントカバー２は、エンジンのクランク軸（図示せず）に連結され、エンジンと共に回転する。

前記インペラ４は、前記フロントカバー２に連結され、前記フロントカバー２と共に回転する。

前記タービン６は、前記インペラ４に向き合って配置され、前記インペラ４から供給される流体によって回転しながら、タービンハブ１０を介して変速機の入力軸である被動軸１２を駆動させる。

前記ステータ８は、前記インペラ４とタービン６との間に配置されており、一方向クラッチ１４によって一方向にのみ回転できるようになっている。前記ステータ８は、タービン６から出る流体（自動変速機用オイル）の流れを変えてインペラ４に伝達する。

前記ステータ８は、フロントカバー２と同一の回転軸を有する。

そして、エンジンと変速機とを直接連結するためのロックアップクラッチ１６は、フロントカバー２とタービン６との間に配置される。

前記ロックアップクラッチ１６は、クラッチピストン１８と、ダンパ２０と、コイルスプリング２２とを含む。

前記クラッチピストン１８は、前記タービン６とフロントカバー２との間に配置されており、前記フロントカバー２に向かうか、前記フロントカバー２から遠くなるように移動可能である。

また、前記クラッチピストン１８とインペラ４との間の空間、つまり、入力要素のインペラ４と出力要素のタービン６との間の空間部には作動側チャンバ２４が形成される。

前記ダンパ２０は、前記クラッチピストン１８とタービン６との間に配置され、前記ダンパ２０の内周部は、リベット２６によって前記タービン６およびタービンハブ１０に固定される。したがって、前記ダンパ２０が回転すると、タービンハブ１０および被動軸１２が共に回転する。

前記コイルスプリング２２は、前記クラッチピストン１８とダンパ２０の外周部との間に配置され、前記クラッチピストン１８とダンパ２０の相対回転を一定範囲内で許容する。前記コイルスプリング２２は、前記クラッチピストン１８とダンパ２０と共に回転する。

前記クラッチピストン１８は、前記フロントカバー２に対向する一面を有し、前記一面には摩擦部材２８が固定されている。前記摩擦部材２８は、耐久性および耐摩耗性がよく、熱伝導率が比較的少ない材質で形成される。

前記フロントカバー２とタービンハブ１０との間には第１流路３０が形成され、前記第１流路３０は、前記フロントカバー２とクラッチピストン１８との間の空間部に形成された非作動側チャンバ３２に連結される。

また、前記インペラ４とステータ８との間には第２流路３４が形成され、前記タービンハブ１０とステータ８との間には第３流路３６が形成される。

前記第２流路３４と第３流路３６は、前記作動側チャンバ２４に連結され、前記作動側チャンバ２４によって互いに連結される。

前記トルクコンバータＴＣのロックアップクラッチ１６は、作動側チャンバ２４の油圧と非作動側チャンバ３２の油圧との間の差によってフロントカバー２にタービン６を摩擦結合させる流体クラッチである。前記ロックアップクラッチ１６が完全に結合すると、インペラ４とタービン６とが一体に回転する。

そして、前記ロックアップクラッチ１６のスリップ量は、作動側チャンバ２４の油圧と非作動側チャンバ３２の油圧との間の差、つまり、結合トルクによってフィードバック制御される。

前記ロックアップクラッチ１６を制御できる油圧制御回路については、以下、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態にかかる油圧制御回路においてロックアップクラッチのロックアップオフ状態を示す概略図である。

図２を参照すれば、トルクコンバータＴＣに供給されるか排出される油圧は、トルクコンバータコントロールバルブ５０、トルクコンバータ圧力制御バルブ６０、ロックアップクラッチスイッチバルブ７０、スリップスイッチバルブ８０によって制御される。

前記トルクコンバータコントロールバルブ５０は、スプールバルブからなり、比例制御ソレノイドバルブ（図示せず）から供給される制御圧によって制御される。前記トルクコンバータコントロールバルブ５０は、車両の加速時にトルクコンバータＴＣのトルクを増倍し、車両が高速で走行する時、燃費を向上させるために、レギュレータバルブＲＥＶから供給される油圧を低下させ、トルクコンバータＴＣにライン圧として供給するようになっている。

前記トルクコンバータ圧力制御バルブ６０は、スプールバルブからなり、前記トルクコンバータコントロールバルブ５０から供給される油圧と、比例制御ソレノイドバルブＶＦＳから供給される制御圧によって制御されながら、ロックアップクラッチ１６の結合圧および解除圧を制御するようになる。

前記ロックアップクラッチスイッチバルブ７０は、スプールバルブからなり、比例制御ソレノイドバルブＶＦＳの制御圧によって制御されながら、ロックアップクラッチ１６に油圧を供給するか、ロックアップクラッチ１６の作動油圧を排出するようになっている。

前記スリップスイッチバルブ８０は、スプールバルブからなり、オン／オフソレノイドバルブ９０から供給される制御圧によって制御されながら、選択的にロックアップクラッチ１６の作動油圧を排出する。

以下、前記バルブ５０、６０、７０、８０のうち、本発明の実施形態の作動と直接的に関係するスリップスイッチバルブ８０をより詳細に説明する。

前記スリップスイッチバルブ８０は、第１、第２ポート８０１、８０２と、第１、第２排出ポートＥＸ１、ＥＸ２とを有するバルブボディと、第１、第２ランド８１１、８１２を有するバルブスプール８１０と、弾性部材８２０とを含む。

前記第１ポート８０１は、オン／オフソレノイドバルブ９０から制御圧が供給できるようにオン／オフソレノイドバルブ９０に連結される。

前記第２ポート８０２は、トルクコンバータＴＣの第３流路３６に連結される。

前記第１排出ポートＥＸ１は、前記第２ポート８０２に供給される油圧を選択的に排出する。

前記第２排出ポートＥＸ２は、前記スリップスイッチバルブ８０から漏油する油圧を排出する。

前記第１ランド８１１には、前記第１ポート８０１に供給される制御圧が作用する。

前記第２ランド８１２は、選択的に前記第１排出ポートＥＸ１を開閉する。

そして、弾性部材８２０は、圧縮コイルスプリングであり得、前記第２ランド８１２とバルブボディとの間に配置され、バルブスプール８１０を常に第１ポート８０１側に押す弾性力を提供する。

平常時は、前記弾性部材８２０の弾性力によってバルブスプール８１０が図中の右側に移動し、第１排出ポートＥＸ１が閉鎖される。したがって、前記第２ポート８０２の油圧が排出されるのを防止する。

これとは異なり、第１ポート８０１に制御圧が供給されると、バルブスプール８１０が図中の左側に押されながら、前記第１排出ポートＥＸ１を開放する。したがって、前記第２ポート８０２に供給される油圧を排出する。

本発明の実施形態にかかるトルクコンバータの油圧制御回路によってロックアップクラッチ１６が作動しない場合が、図２に示されている。

つまり、ロックアップクラッチ１６が作動しないロックアップオフ状態では、レギュレータバルブＲＥＶのドライブ圧が、トルクコンバータコントロールバルブ５０とロックアップクラッチスイッチバルブ７０、そして、第１流路３０を介して非作動側チャンバ３２に供給される。

これにより、ロックアップクラッチ１６のクラッチピストン１８が前記油圧によってタービン６に向かって押されながら、摩擦部材２８がフロントカバー２から遠くなる。したがって、ロックアップクラッチ１６はロックアップオフ状態となる。

この時、前記非作動側チャンバ３２に供給される油圧の一部は、第２流路３４を介して排出され、ロックアップクラッチスイッチバルブ７０を介してクーラ１００に循環する。前記油圧は、クーラ１００で冷却され、自動変速機の各潤滑部に供給される。

そして、前記油圧の他の一部は、第３流路３６を介してスリップスイッチバルブ８０に供給されるが、バルブスプール８１０によって第１排出ポートＥＸ１が閉鎖されることによって排出されない。

図３は、本発明の実施形態にかかる油圧制御回路においてロックアップクラッチのロックアップオン状態を示す概略図である。

図３を参照すれば、ロックアップクラッチ１６のロックアップオン状態では、レギュレータバルブＲＥＶのドライブ圧が、トルクコンバータコントロールバルブ５０とロックアップクラッチスイッチバルブ７０、そして、第２流路３４を介して作動側チャンバ２４に供給される。

これにより、ロックアップクラッチ１６のクラッチピストン１８が前記油圧によってフロントカバー２に向かって押されながら、摩擦部材２８がフロントカバー２と摩擦結合される。したがって、エンジンの回転動力が機械的にタービン６と被動軸１２を介して自動変速機に入力される。

この時、潤滑のための油圧は、前記ロックアップクラッチスイッチバルブ７０から直接クーラ１００に供給される。前記油圧は、クーラ１００で冷却され、自動変速機の各潤滑部に供給される。

そして、作動側チャンバ２４に供給された油圧の一部は、第３流路３６を介してスリップスイッチバルブ８０に供給されるが、バルブスプール８１０の第２ランド８１２によって第１排出ポートＥＸ１が閉鎖されることによって排出されない。

図４は、本発明の実施形態にかかる油圧制御回路においてロックアップクラッチのスリップスタート状態を示す概略図である。

図４を参照すれば、ロックアップクラッチのスリップスタート状態では、前記ロックアップクラッチ１６のロックアップオン状態と同様に、レギュレータバルブＲＥＶのドライブ圧が、トルクコンバータコントロールバルブ５０とロックアップクラッチスイッチバルブ７０、そして、第２流路３４を介して作動側チャンバ２４に供給される。

これにより、ロックアップクラッチ１６のクラッチピストン１８が前記油圧によってフロントカバー２に向かって押されながら、摩擦部材２８がフロントカバー２と徐々に摩擦結合される。

そして、前記作動側チャンバ２４に供給される油圧の一部は第３流路３６を介してスリップスイッチバルブ８０に供給される。前記油圧の一部はスリップスイッチバルブ８０を介して排出されることにより、油圧の循環が行われる。

つまり、ロックアップクラッチ１６のスリップスタート状態では、スリップスイッチバルブ８０の前記第１ポート８０１にオン／オフソレノイドバルブ９０の制御圧が供給され、前記バルブスプール８１０を図中の左側に移動させる。したがって、前記第２ポート８０２と第１排出ポートＥＸ１とが連結されながら、作動側チャンバ２４の油圧の一部を排出するようになる。

これにより、ロックアップクラッチ１６のスリップスタート状態では、トルクコンバータＴＣ内の流体の循環がロックアップオン状態より速く行われる。したがって、冷却性能が向上し、摩擦部材の劣化を防止することができ、ロックアップクラッチ１６の耐久性を向上させることができるのである。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の実施形態から当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって容易に変更され、均等と認められる範囲のすべての変更を含む。

１６：ロックアップクラッチ
２４：作動側チャンバ
３０：第１流路
３２：非作動側チャンバ
３４：第２流路
３６：第３流路
５０：トルクコンバータコントロールバルブ
６０：トルクコンバータ圧力制御バルブ
７０：ロックアップクラッチスイッチバルブ
８０：スリップスイッチバルブ

Claims (11)

1. 作動側チャンバと非作動側チャンバとの油圧差によって作動するか作動しないロックアップクラッチを備えたトルクコンバータの油圧制御回路において、
   前記非作動側チャンバに油圧を供給するか、非作動側チャンバから油圧を排出する第１流路と、
   前記作動側チャンバに油圧を供給するか、作動側チャンバから油圧を排出する第２流路と、
   スリップスイッチバルブに連結されており、前記作動側チャンバに供給された油圧を前記スリップスイッチバルブを介して選択的に排出する第３流路とを含むことを特徴とするトルクコンバータの油圧制御回路。
2. 前記スリップスイッチバルブは、オン／オフソレノイドバルブの制御圧によってバルブスプールが移動しながら、流路を切り換えるようになっていることを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
3. 前記スリップスイッチバルブは、
   オン／オフソレノイドバルブから制御圧が供給される第１ポートと、作動側チャンバの排出流路に連結される第２ポートと、前記第２ポートに供給される油圧を選択的に排出する第１排出ポートと、前記スリップスイッチバルブから漏油する油圧を排出する第２排出ポートとを備えたバルブボディと、
   前記第１ポートに供給される制御圧が作用する第１ランドと、前記第１排出ポートを選択的に開閉する第２ランドと、前記第２ランドとバルブボディとの間に配置される弾性部材とを備えたバルブスプールとを含むことを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
4. レギュレータバルブからドライブ圧が供給されるトルクコンバータコントロールバルブと、
   前記レギュレータバルブから供給されるドライブ圧を選択的に前記作動側チャンバまたは非作動側チャンバに供給するロックアップクラッチスイッチバルブと、
   油圧を冷却するクーラとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
5. ロックアップクラッチのロックアップオフ状態では、レギュレータバルブのドライブ圧が、トルクコンバータコントロールバルブ、ロックアップクラッチスイッチバルブ、そして、第１流路を介して非作動側チャンバに供給されることを特徴とする請求項４記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
6. 前記非作動側チャンバに供給される油圧の一部は、第２流路を介して排出され、ロックアップクラッチスイッチバルブを介してクーラに循環することを特徴とする請求項５記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
7. 前記非作動側チャンバに供給される油圧の他の一部は、第３流路を介してスリップスイッチバルブに供給されるが、スリップスイッチバルブを介しては排出されないことを特徴とする請求項５記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
8. ロックアップクラッチのロックアップオン状態またはスリップスタート状態では、レギュレータバルブのドライブ圧が、トルクコンバータコントロールバルブとロックアップクラッチスイッチバルブ、そして、第２流路を介して作動側チャンバに供給されることを特徴とする請求項４記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
9. ロックアップクラッチのロックアップオン状態では、潤滑のための油圧がロックアップクラッチスイッチバルブから直接クーラに供給されることを特徴とする請求項８記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
10. ロックアップクラッチのロックアップオン状態では、前記作動側チャンバに供給される油圧の一部は、第３流路を介してスリップスイッチバルブに供給されるが、スリップスイッチバルブを介しては排出されないことを特徴とする請求項８記載のトルクコンバータの油圧制御回路。
11. ロックアップクラッチのスリップスタート状態では、前記作動側チャンバに供給される油圧の一部が第３流路を介してスリップスイッチバルブに供給され、前記油圧の一部はスリップスイッチバルブを介して排出されることを特徴とする請求項８記載のトルクコンバータの油圧制御回路。

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