JP2016084862A - クラッチ装置及び自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２種類の長さのリターンスプリングを有しながら、小さいクリアランスの位置にピストンが位置する際にプレロードを付与できると共に、ピストンの傾斜を抑制できるクラッチ装置を提供する。【解決手段】シリンダ部２２ｄに対して軸方向に位置決めされた支持部材４０と、ピストン２４をシリンダ部２２ｄの側に付勢する第１のリターンスプリング４１と、支持部材４０とピストン２４との間で軸方向に移動自在に配置された可動部材４３と、ピストン２４が完全解放位置と係合開始位置との間の待機位置からピストン２４への付勢を開始する第２のリターンスプリング４２と、を備え、可動部材４３は、保持部４３ａと、摺動部４３ｂと、保持部４３ａの位置が、ピストン２４が待機位置になる位置よりもシリンダ部２２ｄの側に移動することを規制する規制部４３ｃと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車両に搭載される変速装置に利用されるクラッチ装置に係り、詳しくは、２種類のリターンスプリングを有するクラッチ装置に関する。

従来、例えば、多段変速機を有する自動変速機において、油圧の供給により複数の変速段を形成するために、多板クラッチや多板ブレーキ（以下、クラッチ装置と呼ぶ）が使用されている。クラッチ装置としては、多板の摩擦板を係合するピストンと、ピストンを係合側に摺動させる油圧を供給するための作動油室と、油圧の供給が停止された時にピストンを作動油室側に移動させるリターンスプリングとを有したものが普及している。

近年では、リターンスプリングとして２種類の長さの複数のコイルばねを用いたクラッチ装置が開発されている（特許文献１参照）。このクラッチ装置では、２種類のリターンスプリングを使用することにより、ピストンの位置を油圧により制御する際に、クラッチ装置を係合する際の変速応答性を実現するための小さいクリアランスの位置と、動力損失低減を実現するための大きなクリアランスの位置との２つの位置に容易に制御できるようになっている。

特開２００６−３１２９５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載したクラッチ装置では、クラッチの完全解放時等にはピストンが短いリターンスプリングから離隔するため、短いリターンスプリングの自由端が開放されている。このため、クラッチの係合時にピストンが摩擦板に接近して短いリターンスプリングに接触する際に、短いリターンスプリングからのプレロードは無く、短いリターンスプリングによる付勢力は０から開始される。このため、短いリターンスプリングを設けても、変速応答性を実現するための小さいクリアランスの位置にピストンを正確に制御することは困難であった。

また、短いリターンスプリングの自由端の先端部には、各ばね間で軸方向に誤差があることがある。この場合、クラッチの係合時にピストンが摩擦板に接近して短いリターンスプリングに接触すると、複数の短いリターンスプリングの一部が最初に接触することから、ピストンが傾いて付勢されてしまう虞があった。

そこで、複数の長さのリターンスプリングを有しながら、小さいクリアランスの位置にピストンが位置する際にプレロードを付与できると共に、ピストンの傾斜を抑制できるクラッチ装置を提供することを目的とする。

本開示に係るクラッチ装置（Ｃ１〜Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２）は（例えば、図３参照）、動力伝達を行う第１の動力伝達部材（３４）の外周部に設けられた複数の内摩擦板（２１ｂ）と、
前記第１の動力伝達部材（３４）の外周側に設けられた第２の動力伝達部材（２２）の内周部に、前記複数の内摩擦板（２１ｂ）に係合自在に設けられた複数の外摩擦板（２１ａ）と、
前記第１の動力伝達部材（３４）及び前記第２の動力伝達部材（２２）のいずれか一方の動力伝達部材（２２）に設けられ、前記内摩擦板（２１ｂ）及び前記外摩擦板（２１ａ）の軸方向一方側に配置されたストッパ（２９）と、
前記いずれか一方の動力伝達部材（２２）に設けられ、前記内摩擦板（２１ｂ）及び前記外摩擦板（２１ａ）の軸方向他方側に配置されたシリンダ部（２２ｄ）と、
前記シリンダ部（２２ｄ）に軸方向に摺動自在に設けられ、前記シリンダ部（２２ｄ）との間で作動油室（２７）を形成し、前記作動油室（２７）に供給される油圧により摺動し、前記内摩擦板（２１ｂ）及び前記外摩擦板（２１ａ）を前記ストッパ（２９）との間で前記軸方向に押圧可能なピストン（２４）と、
前記シリンダ部（２２ｄ）に対して軸方向に相対位置が位置決めされた支持部材（４０）と、
前記支持部材（４０）と前記ピストン（２４）との間に設けられ、前記ピストン（２４）を前記シリンダ部（２２ｄ）の側に前記ピストン（２４）が完全解放となる位置まで付勢する複数の第１のリターンスプリング（４１）と、
前記支持部材（４０）と前記ピストン（２４）との間で、前記第１のリターンスプリング（４１）に干渉しないように軸方向に移動自在に配置された可動部材（４３）と、
前記支持部材（４０）と前記可動部材（４３）との間に設けられ、前記ピストン（２４）が完全解放となる位置より前記内摩擦板（２１ｂ）及び前記外摩擦板（２１ａ）の側の待機位置から前記ピストン（２４）への付勢を開始する複数の第２のリターンスプリング（４２）と、を備え、
前記可動部材（４３）は、前記第２のリターンスプリング（４２）の前記ピストン（２４）の側の端部を保持する保持部（４３ａ）と、前記支持部材（４０）に対して摺動自在に支持される摺動部（４３ｂ）と、前記保持部（４３ａ）が、前記ピストン（２４）が前記待機位置になる位置よりも前記シリンダ部（２２ｄ）の側に移動することを規制する規制部（４３ｃ）と、を有することを特徴とする。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

本クラッチ装置によると、第２のリターンスプリングが可動部材により規制されることで待機位置、即ち小さいクリアランスの位置に保持されているので、待機位置にピストンが位置する際にプレロードを付与することができる。これにより、第２のリターンスプリングからの荷重が安定し、ピストンを待機位置に高精度に制御できるようになるので、変速応答性を向上することができる。また、複数の第２のリターンスプリングは可動部材により保持されているので、ピストンが可動部材から離隔している時でも第２のリターンスプリングの長さが一定に揃えられる。このため、ピストンが移動して可動部材に接触した際に、ピストンの傾斜を抑制することができる。

実施の形態に係る車両用駆動装置を示すスケルトン図。 実施の形態に係る自動変速機における係合表。 実施の形態に係るクラッチ装置を示す断面図。 実施の形態に係るクラッチ装置を示す説明図であり、（ａ）は完全解放状態、（ｂ）は完全解放状態の第２のリターンスプリング、（ｃ）は完全解放状態の第１のリターンスプリング、（ｄ）は待機状態、（ｅ）は係合開始状態。 実施の形態に係るクラッチ装置の第１のリターンスプリング及び第２のリターンスプリングの配置を示す説明図。 実施の形態に係るクラッチ装置の動作におけるピストンのストロークと作動油圧との関係を示すグラフ。

以下、本実施形態に係るクラッチ装置を備えた車両用駆動装置１を、図１乃至図６に沿って説明する。本実施の形態の車両用駆動装置１の概略構成について図１に沿って説明する。車両用駆動装置１は、自動変速機３と、制御装置（ＥＣＵ）４と、油圧制御装置５とを備えている。尚、この車両用駆動装置１は、例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃エンジンを駆動源とする車両に搭載されるものとする。

自動変速機３は、例えばＦＦタイプ（フロントエンジン、フロントドライブ）の車両に用いて好適であり、内燃エンジンに接続し得る自動変速機３の入力軸３０と、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３と、第１ブレーキＢ１と、第２ブレーキＢ２と、ワンウェイクラッチＦ１とを備え、複数の係合要素の係合状態に基づき伝達経路を変更して複数の変速段を形成し、走行レンジと非走行レンジとに切り換え可能になっている。各クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２は、いずれもクラッチ装置を構成している。尚、各クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２は、いずれも油圧サーボを有しており、油圧サーボへの油圧の給排により係脱するようになっている。このため、各クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２と、各油圧サーボとの組み合わせが、それぞれ本来のクラッチ装置を意味するが、本実施の形態では、便宜上、各クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２をクラッチ装置と呼ぶ。

自動変速機３は、入力軸３０上において、プラネタリギヤＳＰと、プラネタリギヤユニットＰＵとが備えられている。プラネタリギヤＳＰは、サンギヤＳ１、キャリヤＣＲ１、及びリングギヤＲ１を備えており、該キャリヤＣＲ１に、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１を有している所謂シングルピニオンプラネタリギヤである。

また、プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素としてサンギヤＳ２、サンギヤＳ３、キャリヤＣＲ２、及びリングギヤＲ２を有し、該キャリヤＣＲ２に、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛合するロングピニオンＰＬと、サンギヤＳ３に噛合するショートピニオンＰＳとを互いに噛合する形で有している所謂ラビニヨ型プラネタリギヤである。

プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１は、ミッションケース３２に一体的に固定されているボス部に接続されて回転が固定されている。また、リングギヤＲ１は、入力軸３０の回転と同回転（以下、「入力回転」という。）になっている。更に、キャリヤＣＲ１は、固定されたサンギヤＳ１と入力回転するリングギヤＲ１とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３に接続されている。

プラネタリギヤユニットＰＵのサンギヤＳ２は、バンドブレーキからなる第１ブレーキＢ１に接続されてミッションケース３２に対して固定自在となっていると共に、第３クラッチＣ３に接続され、該第３クラッチＣ３を介してキャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。また、サンギヤＳ３は、第１クラッチＣ１に接続されており、キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。

更に、キャリヤＣＲ２は、入力軸３０の回転が入力される第２クラッチＣ２に接続され、該第２クラッチＣ２を介して入力回転が入力自在となっており、また、ワンウェイクラッチＦ１及び第２ブレーキＢ２に接続されて、ワンウェイクラッチＦ１を介してミッションケース３２に対して一方向の回転が規制されると共に、第２ブレーキＢ２を介して回転が固定自在となっている。そして、リングギヤＲ２は、出力軸と同義となるカウンタギヤ３３に接続されており、該カウンタギヤ３３は、出力軸及びディファレンシャル装置を介して車輪に接続されている。

上記のように構成された自動変速機３は、図２に示す係合表のように前進１速段〜前進６速段及び後進段において、各クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ２、ワンウェイクラッチＦ１が作動することにより、良好なステップ比をもって変速段のギヤ比を形成する。また、これらの複数のクラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ２同士を掴み換えすることで各変速制御が実行され、各変速段において前進１速段の駆動時（例えば発進時）を除き、各クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１〜Ｂ２のうちの２つが係合されて各変速段が達成される。

ＥＣＵ４は、例えば、ＣＰＵと、処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備えており、油圧制御装置５の各ソレノイドバルブ等への制御信号等、各種の信号を出力ポートから出力するようになっている。尚、車両には運転者が走行レンジを選択操作可能なシフトレバー１１と、シフトレバー１１のシフトポジションを検出するシフトポジション検出部１２とが設けられており、シフトポジション検出部１２は検出したシフトポジションをＥＣＵ４に入力ポートを介して入力するように接続されている。

ＥＣＵ４は、後述するように、自動変速機３の制御において一部待機モード及び全待機モードを有している。一部待機モードでは、ＥＣＵ４は、現在の変速段に対して１段違いの変速段を形成するためのクラッチ装置のうちの現在の変速段を形成するクラッチ装置以外のクラッチ装置に対して、当該クラッチ装置のピストン２４を移動させて可動部材４３に接触させ、当該クラッチ装置の可動部材４３が待機位置に位置する待機状態になるように油圧ｐ２〜ｐ３（図６参照）を供給するよう指令を発する。全待機モードでは、ＥＣＵ４は、現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の全てのクラッチ装置に対して、当該クラッチ装置のピストン２４を移動させて可動部材４３に接触させ、当該クラッチ装置の可動部材４３が待機位置に位置する待機状態になるように油圧ｐ２〜ｐ３（図６参照）を供給するよう指令を発する。

油圧制御装置５は、例えばバルブボディにより構成されている。油圧制御装置５は、不図示のオイルポンプから供給された油圧を、不図示のプライマリレギュレータバルブ、セカンダリレギュレータバルブ、モジュレータバルブ等により、スロットル開度に基づきライン圧及びモジュレータ圧に調圧するようになっている。また、油圧制御装置５は、複数のリニアソレノイドバルブを有し、各クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２の油圧サーボに、油圧を給排可能になっている。ＥＣＵ４が油圧制御装置５に制御信号を送信し、油圧制御装置５が適宜油圧を給排して各クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２を係脱することにより、自動変速機３の変速段が形成されるようになっている。

次に、本自動変速機３の第１クラッチＣ１について、図３に沿って説明する。本実施の形態では、第１クラッチＣ１は湿式多板のクラッチとしている。

第１クラッチＣ１は、外摩擦板２１ａ及び内摩擦板２１ｂからなる摩擦板２１と、この摩擦板２１を接断させる油圧サーボ２０とを備えている。内摩擦板２１ｂは、ハブ部（第１の動力伝達部材）３４のスプライン歯３４ｓにスプライン係合されている。ハブ部３４は、プラネタリギヤＳＰのキャリヤＣＲ１に連結され、ハブ部３４は、略中空円板状に形成された支持部材３５の外径端部に固着されている。支持部材３５は、内周側において、ベアリングｂ１を介して、後述する第１クラッチＣ１のクラッチドラム２２の中空軸部２２ｃに回転自在に支持されている。即ち、内摩擦板２１ｂは、動力伝達を行うハブ部３４の外周部に設けられている。

油圧サーボ２０は、クラッチドラム（第２の動力伝達部材）２２と、ピストン２４と、キャンセルプレート２５と、リターン部２６とを有しており、これらにより作動油室２７及びキャンセル油室２８を構成している。

クラッチドラム２２は、外周側部材２２Ａと内周側部材２２Ｂとが固着されて一体に構成されており、前方側（図３中、右側）に向けて開口していると共に、内周側から外周側に延びるフランジ部２２ｂと、フランジ部２２ｂの外周側から前方側にハブ部３４の外周側まで延びるドラム部２２ａと、フランジ部２２ｂの内周側において、前方側に延びると共に中空軸状に形成された中空軸部２２ｃとを有している。

フランジ部２２ｂの前方側には、ピストン２４と対向する部分に、作動油室２７を構成するためのシリンダ部２２ｄが形成されている。即ち、シリンダ部２２ｄは、いずれか一方の動力伝達部材であるクラッチドラム２２に設けられ、内摩擦板２１ｂ及び外摩擦板２１ａの軸方向他方側に配置されている。中空軸部２２ｃは、スリーブ部材３１に被嵌される形で配置されており、スリーブ部材３１は、ベアリングｂ２によって入力軸３０に対して回転自在となるように配置されている。つまり、中空軸部２２ｃは、スリーブ部材３１を介して入力軸３０に対して回転自在に配置されている。

クラッチドラム２２のドラム部２２ａは、ハブ部３４の外周側において、内周面にスプライン歯２２ｓを備えており、スプライン歯２２ｓに外摩擦板２１ａがスプライン係合されている。即ち、外摩擦板２１ａは、ハブ部３４の外周側に設けられたクラッチドラム２２の内周部に、複数の内摩擦板２１ｂに係合自在に設けられている。また、摩擦板２１は、スプライン歯２２ｓの前方側において嵌合されたスナップリング（ストッパ）２９によって前方側への移動が規制されている。即ち、スナップリング２９は、ハブ部３４及びクラッチドラム２２のいずれか一方の動力伝達部材であるクラッチドラム２２に設けられ、内摩擦板２１ｂ及び外摩擦板２１ａの軸方向一方側に配置されている。

ピストン２４は、クラッチドラム２２のフランジ部２２ｂの前方側にあって、中空軸部２２ｃの前方側に嵌合する形でシリンダ部２２ｄに対向して軸方向に移動自在に配置されている。また、ピストン２４は、シールリング６１及びシール部材６２によってシールされることにより、クラッチドラム２２との間に油密状の作動油室２７を構成している。更に、ピストン２４の外周側には、押圧部２４ａが延設されており、押圧部２４ａは、その前端が摩擦板２１に対向配置されている。また、押圧部２４ａの外周端部には、スプライン歯が形成されており、クラッチドラム２２のドラム部２２ａの内周側に形成されたスプライン歯２２ｓにスプライン係合している。即ち、ピストン２４は、シリンダ部２２ｄに軸方向に摺動自在に設けられ、シリンダ部２２ｄとの間で作動油室２７を形成し、作動油室２７に供給される油圧により摺動し、内摩擦板２１ｂ及び外摩擦板２１ａをスナップリング２９との間で軸方向に押圧可能になっている。

本実施の形態では、ピストン２４は、作動油室２７の中に押し戻されて摩擦板２１から大きなクリアランスを開け、第１クラッチＣ１を完全解放させた最も後端側の位置である完全解放位置と、作動油室２７から押し出されて摩擦板２１に接触して第１クラッチＣ１の係合を開始する位置である係合開始位置と、完全解放位置と係合開始位置との間で摩擦板２１から小さなクリアランスを開けた位置である待機位置とに移動可能になっている。
尚、ピストン２４が完全解放位置にある場合は、動力損失が小さくエネルギ効率が高く、ピストン２４が待機位置にある場合は、変速応答性が高い。

本実施の形態では、待機位置は、内摩擦板２１ｂと、外摩擦板２１ａと、ピストン２４との間のクリアランスがゼロとなるピストン２４の位置としている。この待機位置は、内摩擦板２１ｂと外摩擦板２１ａとピストン２４との間のクリアランスがゼロでありながらピストン２４は摩擦板２１ａ，２１ｂを押圧はしておらず、第１クラッチＣ１の係合が開始されていない位置としている。即ち、ピストン２４が各摩擦板２１ａ，２１ｂに向けて移動する際には、待機位置は係合開始位置の直前に位置している。尚、待機位置が係合開始位置に近い程、第１クラッチＣ１の変速応答性を高めることができ、待機位置が係合開始位置から遠い程、内摩擦板２１ｂ及び外摩擦板２１ａの引き摺りを低減して燃費を向上することができる。このため、待機位置は、変速応答性及び燃費を考慮して適宜設定することができる。

キャンセルプレート２５は、中空軸部２２ｃの前方側において嵌合されたスナップリング６３によって前方側への移動が規制されている。キャンセルプレート２５は、その後方側に配置されたピストン２４との間で、キャンセルプレート２５の外周部に配置されたシール部材６４により油密状のキャンセル油室２８を構成している。尚、リターン部２６は、ピストン２４を後方側に付勢するようになっている。リターン部２６の詳細な構成については後述する。

上述した第１クラッチＣ１では、完全解放位置にあるピストン２４は作動油室２７に生じる油圧によって軸方向に移動され、摩擦板２１を押圧することにより第１クラッチＣ１の係合を行う。作動油室２７には、油圧制御装置５から第１クラッチＣ１用の作動油圧が供給される。また、作動油室２７には遠心油圧が働くため、ピストン２４を挟んで対向するキャンセル油室２８にクラッチドラム２２に形成された油路（不図示）を介して潤滑油が供給され、作動油室２７に発生した遠心油圧と平衡させている。一方、油圧制御装置５から第１クラッチＣ１用の作動油圧が最低油圧ｐ０（図６参照）に低減されると、リターン部２６の付勢力によりピストン２４は作動油室２７に押し込まれ、完全解放位置に戻るようになっている。

次に、リターン部２６の構成について、図４及び図５に沿って詳細に説明する。図４（ａ）に示すように、リターン部２６は、略円板状の支持部材４０と、圧縮コイルばねからなる第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２と、略円筒形状の可動部材４３と、を備えている。

支持部材４０は、中央部に透孔４０ａを有し、透孔４０ａを中空軸部２２ｃに嵌合して取り付けられている。支持部材４０の前方側にはキャンセルプレート２５が配置されており、支持部材４０はキャンセルプレート２５を介してスナップリング６３によって前方側に移動できないように固定されている。これにより、支持部材４０は、シリンダ部２２ｄに対して軸方向に相対位置が位置決めされている。本実施の形態では、支持部材４０はキャンセルプレート２５の移動を規制するスナップリング６３により位置決めされているが、これには限られず、支持部材４０を位置決めする専用のスナップリングを設けたり、あるいは他の構成により支持部材４０を中空軸部２２ｃに固定するようにしてもよい。

第１のリターンスプリング４１は、支持部材４０とピストン２４との間に複数設けられ、ピストン２４をシリンダ部２２ｄの側にピストン２４が完全解放となる位置まで付勢するようになっている。第１のリターンスプリング４１は、後述する可動部材４３の保持部４３ａの貫通孔４３ｄを貫通して、ピストン２４に接触するようになっている（図４（ｃ）参照）。

第２のリターンスプリング４２は、支持部材４０と可動部材４３との間に複数設けられ、ピストン２４が完全解放となる位置より内摩擦板２１ｂ及び外摩擦板２１ａの側の待機位置からピストン２４への付勢を開始するようになっている（図４（ｂ）参照）。尚、図５に示すように、第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２は、いずれも複数設けられ、支持部材４０の中心軸を中心に、それぞれ放射状かつ等間隔に配置されている。尚、第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２の個数は特に限定されず、例えば同数としたり、あるいは第１のリターンスプリング４１を第２のリターンスプリング４２よりも少なく設けたり、その逆とすることも可能である。但し、配置としては、リターン部２６の円周方向に均等に付勢力が付与されるように配置することが好ましい。

図４（ａ）に示すように、可動部材４３は、支持部材４０とピストン２４との間で、第１のリターンスプリング４１に干渉しないように軸方向に移動自在に配置されている。可動部材４３は、略円環状の保持部４３ａと、略円筒状の摺動部４３ｂと、フランジ状の規制部４３ｃとを有している。

摺動部４３ｂは、支持部材４０の外周縁により内周面を軸方向に摺動可能に支持されている。摺動部４３ｂの後端縁には保持部４３ａが連続して設けられ、摺動部４３ｂの前端縁には規制部４３ｃが連続して設けられている。尚、保持部４３ａと摺動部４３ｂと規制部４３ｃとは、一体的に構成されていればよく、複数の部材を溶接や接着等により一体化したり、あるいはスナップリング等の締結部材により一体化したり、設計により適宜な構成を選択することができる。

保持部４３ａは、第２のリターンスプリング４２のピストン２４の側の端部を保持するようになっている。これにより、第２のリターンスプリング４２は、保持部４３ａと支持部材４０との間で、支持部材４０に対して可動部材４３をピストン２４の側にプレロードとして付勢するように保持されている。

規制部４３ｃは、摺動部４３ｂの前端縁で内周側に突出したフランジ状に形成されている。これにより、規制部４３ｃは、可動部材４３が所定の位置よりもピストン２４の側に移動できないように規制する。規制部４３ｃは、保持部４３ａの位置が、ピストン２４が待機位置になる位置よりもシリンダ部２２ｄの側に移動することを規制するようになっている。

尚、ここでは第１クラッチＣ１について詳細に説明したが、他のクラッチＣ２〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２も同様の構成である。即ち、各クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２ではいずれも係脱する対象部材が異なるが、係脱するための機構は同様であるため、上述した第１クラッチＣ１の構成を同様に適用することができる。

次に、自動変速機３のクラッチ装置の動作について、図４及び図６に沿って説明する。本実施の形態では、クラッチＣ１〜Ｃ３及びブレーキＢ１〜Ｂ２の全てがクラッチ装置であるが、ここでは代表して第１クラッチＣ１の動作について説明する。

図４（ａ）に示すように、第１クラッチＣ１が完全解放状態である場合は、ピストン２４を押し出す作動油圧は最低油圧ｐ０（図６参照）となり、ピストン２４はリターン部２６の第１のリターンスプリング４１によりシリンダ部２２ｄの側に付勢される。このため、ピストン２４は、シリンダ部２２ｄの側に最も押し戻された完全解放位置に位置している。この時、リターン部２６の第２のリターンスプリング４２は、支持部材４０に対して可動部材４３をピストン２４の側に付勢するが、規制部４３ｃが支持部材４０に係合することで保持部４３ａは待機位置に位置する。

そして、ＥＣＵ４の指令により油圧制御装置５から作動油圧が供給されると、図６に示すように、作動油圧が最低油圧ｐ０から第１のリターンスプリング４１の付勢力に打ち勝つ油圧ｐ１まで上昇されることで、ピストン２４が摺動を開始する。そして、作動油圧が第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２の付勢力（合力）より小さい油圧ｐ２まで上昇すると、ピストン２４が待機位置で停止される。尚、第２のリターンスプリング４２のプレロードと、第１のリターンスプリング４１を待機位置まで圧縮した時の付勢力との合力が、油圧ｐ２となる。

即ち、図４（ｄ）に示すように、ピストン２４が作動油圧により完全解放位置（図中、二点鎖線で示す）から摩擦板２１の側に移動し可動部材４３に当接すると、当接した時点の油圧ｐ２では第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２の付勢力より小さいので、ピストン２４は待機位置（図中、実線で示す）から進めなくなる。ここで、第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２の付勢力を油圧ｐ３とすると、ピストン２４は作動油圧がｐ２からｐ３の間であれば待機位置に位置したままとなる（図６参照）。

ここで、可動部材４３を有していない場合は、ピストン２４が完全解放位置にある時に第２のリターンスプリング４２は解放されている。このため、ピストン２４が摩擦板２１に向けて摺動すると、ピストン２４は第２のリターンスプリング４２の付勢力が０から受けるようになる。このため、完全解放位置にあるピストン２４は、最初は第１のリターンスプリング４１のみの付勢力に抗して摺動し、第２のリターンスプリング４２に達してからは第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２の２本のばねの付勢力に抗して摺動するようになる。このため、ピストン２４を待機位置に位置させる制御は複雑になるか、あるいは低精度になってしまう。

これに対し、本実施の形態では、可動部材４３を有することで第２のリターンスプリング４２は予め圧縮されておりプレロードを有している。このため、第１クラッチＣ１では、完全解放位置から移動して待機位置で停止するまでの間は、第１のリターンスプリング４１のみの付勢力を受けるので、制御を容易にすることができる。

そして、図６に示すように、作動油圧がｐ３より大きくなると、ピストン２４は摩擦板２１の側に更に摺動する。作動油圧がエンド圧ｐ４まで上昇すると、ピストン２４は摩擦板２１に達し、係合開始位置で停止される。これにより、摩擦板２１同士が接触し、係合が開始される。即ち、図４（ｅ）に示すように、ピストン２４が作動油圧により待機位置（図中、二点鎖線で示す）から摩擦板２１に当接するまで移動すると、エンド圧ｐ４になった時点で係合開始位置（図中、実線で示す）に達する。この後、図６に示すように、油圧を更に上昇させることで、摩擦板２１の係合力を更に大きくすることができる。

一方、完全係合した第１クラッチＣ１を解放する際は、図６に示すように、作動油圧をｐ４からｐ０まで徐々に下げることにより、第２のリターンスプリング４２及び第１のリターンスプリング４１の付勢力によってピストン２４がシリンダ部２２ｄに押し戻される。

次に、上述した自動変速機３のＥＣＵ４の動作について説明する。

ＥＣＵ４は、車速やアクセル開度等に応じて自動変速機３の変速段を設定し、当該変速段を形成するように、油圧制御装置５を作動させて各クラッチＣ１〜Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２の係脱を制御する。ここで、ＥＣＵ４は、一部待機モード及び全待機モードを有している。

例えば、車両の走行モードが、運転者がシフトレバーを操作することで変速段を上下に変更可能なマニュアルモード等である場合は、ＥＣＵ４は一部待機モードを選択するようにする。これにより、ＥＣＵ４は、現在の変速段に対して１段違いの変速段を形成するためのクラッチ装置のうちの現在の変速段を形成するクラッチ装置以外のクラッチ装置に対して、当該クラッチ装置のピストン２４を移動させて可動部材４３に接触させ、当該クラッチ装置の可動部材４３が待機位置に位置する待機状態になるように油圧ｐ２〜ｐ３（図６参照）を供給するよう指令を発する。このため、現在の変速段から変更される可能性が高い１段違いの変速段への変速については、当該変速段を形成するクラッチ装置が待機状態になっているので、変速応答性を高めると共に、それ以外のクラッチ装置については完全解放状態にして動力損失を低減することができる。尚、例えば、アクセル開度が大きくなっていれば、上側の変速段を形成するクラッチ装置のみを待機状態にするようにしてもよい。

例えば、車両の走行モードが、高い変速応答性が求められるスポーツモード等である場合は、ＥＣＵ４は全待機モードを選択するようにする。これにより、ＥＣＵ４は、現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の全てのクラッチ装置に対して、当該クラッチ装置のピストン２４を移動させて可動部材４３に接触させ、当該クラッチ装置の可動部材４３が待機位置に位置する待機状態になるように油圧ｐ２〜ｐ３（図６参照）を供給するよう指令を発する。このため、現在の変速段からどの変速段に変更される場合でも、当該変速段を形成するクラッチ装置が待機状態になっているので、変速応答性を高めることができ運転者の要求に対応することができる。

また、例えば、車両の走行モードが、エネルギ効率を優先するエコモード等である場合は、ＥＣＵ４は一部待機モード及び全待機モードのいずれも選択しないようにする。これにより、ＥＣＵ４は、現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の全てのクラッチ装置に対して、当該クラッチ装置のピストン２４を完全解放位置に位置するように油圧ｐ０〜ｐ１（図６参照）を供給するよう指令を発する。このため、現在の変速段を形成するクラッチ装置以外は全て完全解放状態であるので、動力損失を低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態のクラッチ装置によれば、第２のリターンスプリング４２が可動部材４３により規制されることで待機位置、即ち小さいクリアランスの位置に保持されているので、待機位置にピストン２４が位置する際にプレロードを付与することができる。これにより、第２のリターンスプリング４２からの荷重が安定し、ピストン２４を待機位置に高精度に制御できるようになるので、変速応答性を向上することができる。また、複数の第２のリターンスプリングは可動部材４３により保持されているので、ピストン２４が可動部材４３から離隔している時でも第２のリターンスプリング４２の長さが一定に揃えられる。このため、ピストン２４が移動して可動部材４３に接触した際に、ピストン２４の傾斜を抑制することができる。

また、本実施の形態のクラッチ装置では、待機位置は、内摩擦板２１ｂと、外摩擦板２１ａと、ピストン２４との間のクリアランスがゼロとなるピストン２４の位置であるようにしている。このため、ピストン２４が待機位置にある場合に、クラッチ装置の変速応答性を高めることができる。

また、本実施の形態のクラッチ装置では、第１のリターンスプリング４１及び第２のリターンスプリング４２は、支持部材４０の中心軸を中心に、それぞれ放射状かつ等間隔に配置されるようにしている。このため、リターン部２６の円周方向の位置によらず均等な付勢力を付与することができるので、放射状かつ等間隔に配置しない場合に比べて、当接したピストン２４の傾斜の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態の自動変速機３のＥＣＵ４では、上述したクラッチ装置を複数備え、複数のクラッチ装置の係脱の組合せにより複数の変速段を形成可能な自動変速機３のＥＣＵ４において、現在の変速段に対して１段違いの変速段を形成するためのクラッチ装置のうちの現在の変速段を形成するクラッチ装置以外のクラッチ装置に対して、クラッチ装置のピストン２４を移動させて可動部材４３に接触させ、クラッチ装置の可動部材４３が待機位置に位置する待機状態になるように油圧を供給する一部待機モードを有するようにしている。

このため、本実施の形態の自動変速機３のＥＣＵ４によれば、現在の変速段から変更される可能性高い１段違いの変速段への変速については、当該変速段を形成するクラッチ装置が待機状態になっているので、変速応答性を高めると共に、それ以外のクラッチ装置については完全解放状態にして動力損失を低減することができる。

また、本実施の形態の自動変速機３のＥＣＵ４では、上述したクラッチ装置を複数備え、複数のクラッチ装置の係脱の組合せにより複数の変速段を形成可能な自動変速機３のＥＣＵ４において、現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の全てのクラッチ装置に対して、クラッチ装置のピストン２４を移動させて可動部材４３に接触させ、クラッチ装置の可動部材４３が待機位置に位置する待機状態になるように油圧を供給する全待機モードを有するようにしている。

このため、本実施の形態の自動変速機３のＥＣＵ４によれば、現在の変速段からどの変速段に変更される場合でも、当該変速段を形成するクラッチ装置が待機状態になっているので、変速応答性を高めることができ運転者の要求に対応することができる。

また、本実施の形態の自動変速機３のＥＣＵ４では、上述したクラッチ装置を複数備え、複数のクラッチ装置の係脱の組合せにより複数の変速段を形成可能な自動変速機３のＥＣＵ４において、上述した一部待機モードと、上述した全待機モードと、を有するようにしている。このため、例えば、マニュアルモードやスポーツモード等の相反する走行モードを有する車両であっても、各走行モードに適した待機モードを選択することができる。

尚、上述した本実施の形態においては、ＥＣＵ４は、一部待機モードと全待機モードとを有しているが、これには限られず、いずれか一方のみを有するようにしてもよい。

１ 車両用駆動装置
３ 自動変速機
４ ＥＣＵ（制御装置）
５ 油圧制御装置
２１ａ 外摩擦板
２１ｂ 内摩擦板
２２ クラッチドラム（第２の動力伝達部材）
２２ｄ シリンダ部
２４ ピストン
２７ 作動油室
２９ スナップリング（ストッパ）
３４ ハブ部（第１の動力伝達部材）
４０ 支持部材
４１ 第１のリターンスプリング
４２ 第２のリターンスプリング
４３ 可動部材
４３ａ 保持部
４３ｂ 摺動部
４３ｃ 規制部
Ｂ１ 第１ブレーキ（クラッチ装置）
Ｂ２ 第２ブレーキ（クラッチ装置）
Ｃ１ 第１クラッチ（クラッチ装置）
Ｃ２ 第２クラッチ（クラッチ装置）
Ｃ３ 第３クラッチ（クラッチ装置）

Claims (6)

1. 動力伝達を行う第１の動力伝達部材の外周部に設けられた複数の内摩擦板と、
   前記第１の動力伝達部材の外周側に設けられた第２の動力伝達部材の内周部に、前記複数の内摩擦板に係合自在に設けられた複数の外摩擦板と、
   前記第１の動力伝達部材及び前記第２の動力伝達部材のいずれか一方の動力伝達部材に設けられ、前記内摩擦板及び前記外摩擦板の軸方向一方側に配置されたストッパと、
   前記いずれか一方の動力伝達部材に設けられ、前記内摩擦板及び前記外摩擦板の軸方向他方側に配置されたシリンダ部と、
   前記シリンダ部に軸方向に摺動自在に設けられ、前記シリンダ部との間で作動油室を形成し、前記作動油室に供給される油圧により摺動し、前記内摩擦板及び前記外摩擦板を前記ストッパとの間で前記軸方向に押圧可能なピストンと、
   前記シリンダ部に対して軸方向に相対位置が位置決めされた支持部材と、
   前記支持部材と前記ピストンとの間に設けられ、前記ピストンを前記シリンダ部の側に前記ピストンが完全解放となる位置まで付勢する複数の第１のリターンスプリングと、
   前記支持部材と前記ピストンとの間で、前記第１のリターンスプリングに干渉しないように軸方向に移動自在に配置された可動部材と、
   前記支持部材と前記可動部材との間に設けられ、前記ピストンが完全解放となる位置より前記内摩擦板及び前記外摩擦板の側の待機位置から前記ピストンへの付勢を開始する複数の第２のリターンスプリングと、を備え、
   前記可動部材は、前記第２のリターンスプリングの前記ピストンの側の端部を保持する保持部と、前記支持部材に対して摺動自在に支持される摺動部と、前記保持部が、前記ピストンが前記待機位置になる位置よりも前記シリンダ部の側に移動することを規制する規制部と、を有する、
   ことを特徴とするクラッチ装置。
2. 前記待機位置は、前記内摩擦板と、前記外摩擦板と、前記ピストンとの間のクリアランスがゼロとなる前記ピストンの位置である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ装置。
3. 前記第１のリターンスプリング及び前記第２のリターンスプリングは、前記支持部材の中心軸を中心に、それぞれ放射状かつ等間隔に配置される、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のクラッチ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置を複数備え、複数の前記クラッチ装置の係脱の組合せにより複数の変速段を形成可能な自動変速機の制御装置において、
   現在の変速段に対して１段違いの変速段を形成するためのクラッチ装置のうちの現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の前記クラッチ装置に対して、前記クラッチ装置の前記ピストンを移動させて前記可動部材に接触させ、前記クラッチ装置の前記可動部材が前記待機位置に位置する待機状態になるように油圧を供給する一部待機モードを有する、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置を複数備え、複数の前記クラッチ装置の係脱の組合せにより複数の変速段を形成可能な自動変速機の制御装置において、
   現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の全ての前記クラッチ装置に対して、前記クラッチ装置の前記ピストンを移動させて前記可動部材に接触させ、前記クラッチ装置の前記可動部材が前記待機位置に位置する待機状態になるように油圧を供給する全待機モードを有する、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
6. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクラッチ装置を複数備え、複数の前記クラッチ装置の係脱の組合せにより複数の変速段を形成可能な自動変速機の制御装置において、
   現在の変速段に対して１段違いの変速段を形成するためのクラッチ装置のうちの現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の前記クラッチ装置に対して、前記クラッチ装置の前記ピストンを移動させて前記可動部材に接触させ、前記クラッチ装置の前記可動部材が前記待機位置に位置する待機状態になるように油圧を供給する一部待機モードと、
   現在の変速段を形成するクラッチ装置以外の全ての前記クラッチ装置に対して、前記クラッチ装置の前記ピストンを移動させて前記可動部材に接触させ、前記クラッチ装置の前記可動部材が前記待機位置に位置する待機状態になるように油圧を供給する全待機モードと、を有する、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。

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