JP2017160986A - 係合機構の潤滑装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】不要な係合要素が係合する異常を防止する係合機構の潤滑装置を提供する。
【解決手段】係合機構の潤滑装置は、リニアソレノイドバルブSL6、第1バルブ64、第2バルブ65およびECU18を備える。リニアソレノイドバルブSL6は、第2ブレーキB2を係合させる係合圧を発生する。第1バルブ64は、リニアソレノイドバルブSL6で発生させた係合圧を第2ブレーキB2に供給する油路66に介在され、第2ブレーキB2を解放する場合に閉動作して油路66を閉じかつ第2ブレーキB2を係合する場合に開動作して油路66を開く。第2バルブ65は、第2ブレーキB2に潤滑油を供給する潤滑油路67に介在され、リニアソレノイドバルブSL6に連通されており、リニアソレノイドバルブSL6から係合圧が供給されることに開動作して潤滑油路67を開き、リニアソレノイドバルブSL6が係合圧を発生していないときには閉動作して潤滑油路67を閉じる。ECU18は、リニアソレノイドバルブSL6による係合圧の発生を制御する。
【選択図】図7

Description

本発明は、例えば車両の自動変速機に使用される係合機構の潤滑装置に関し、詳しくは摩擦力によってトルクを伝達する係合要素と係合要素を押圧して摩擦力を発生させる油圧部とを有する係合機構の潤滑装置に関する。
従来、例えば車両の自動変速機に使用される摩擦係合要素に潤滑油を供給する自動変速の潤滑装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。自動変速機の潤滑装置は、摩擦係合要素の係合圧によって潤滑油路を開閉する潤滑切替バルブを備える。摩擦係合要素は、複数のインナプレートと各インナプレートの間に配置された複数のアウタプレートとを備えている。複数のインナプレートおよび複数のアウタプレートは、摩擦部材を構成している。摩擦係合要素は、潤滑油が油圧サーボに供給されることによって係合圧が制御される。係合圧が作用した係合圧状態では、摩擦部材が互いに接触して係合し、係合圧をドレーンした解放状態では解放される。係合状態と解放状態との間で移行する間では摩擦部材が互いにスリップする状態となる。潤滑油は、スリップ状態のときに、摩擦部材の焼き付きを防ぐために供給される。そして、係合状態および解放状態では、潤滑切替バルブが閉じられて潤滑油の供給が停止される。
特開2012−180867号公報
しかしながら、上記自動変速装置の潤滑装置では、摩擦係合要素の係合圧によって潤滑油路を開閉する潤滑切替バルブを制御している。このため、摩擦係合要素が係合状態と解放状態との間で移行する間のスリップ状態にて潤滑油を供給しているときに、例えば潤滑油を供給する系統がフェール状態になって係合圧が上昇してしまうと、解放状態に設定された摩擦係合要素が意図せぬタイミングで係合されるおそれがある。このような不都合は、例えば自動変速機の変速制御に影響を与える可能性がある。
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、解放状態に設定された摩擦係合要素が係合されるような不都合を防止することができる係合機構の潤滑装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、この発明は、摩擦力によってトルクを伝達する係合要素と、前記係合要素を押圧して前記摩擦力を発生させる油圧部とを有する摩擦係合機構における前記係合要素に潤滑油を供給する係合機構の潤滑装置において、前記油圧部に供給する係合圧を発生させる係合圧発生部と、前記摩擦係合機構を解放状態にする場合に前記油圧部に対する前記係合圧の供給を遮断する第1バルブと、前記係合圧によって動作し、前記摩擦係合機構を解放状態にする場合に前記係合要素に対する潤滑油の供給を可能にする第2バルブと、を備えていることを特徴とするものである。
前記第1バルブは、前記摩擦係合機構を係合状態にする場合に前記油圧部に対する前記係合圧の供給の遮断を解除し、前記第2バルブは、前記摩擦係合機構を係合状態にする場合に前記係合要素に対する潤滑油の供給を可能にするように構成されてよい。これによれば、係合要素が係合するときに、潤滑油の供給と係合状態の信頼性とを確保することができる。
前記係合要素に潤滑油を供給する潤滑油路をさらに備え、前記第2バルブは、前記係合圧発生部によって発生された係合圧が供給されることにより前記潤滑油路を開くように構成されてよい。これによれば、第2バルブの構成を簡素にすることができる。
前記第2バルブの開閉動作を制御するコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記摩擦係合機構が係合状態から解放状態に切り替わった後の予め定めた所定時間の間、前記潤滑油が前記係合要素に供給されるように前記第2バルブを動作させるように構成されてよい。摩擦係合機構は、例えば係合状態から解放状態に変化する過程での中間状態ではスリップ状態になる。このため、係合状態から解放状態に変化した直後では、係合機構の発熱量が大きくなる。そこで、発熱量が大きい期間(冷却が必要な時間)にて潤滑油を供給することで、係合要素の引き摺り損失が低減され、また係合要素の発熱を防止または抑制することができる。
前記所定時間は、前記摩擦係合機構の油圧部に供給された係合圧および前記係合要素の回転数に基づいて推定される発熱量が予め定めた所定値以下となる時間に設定されてよい。これによれば、係合要素の引き摺り損失が低減され、また係合要素の発熱を防止または抑制することができる。
前記係合圧発生部から前記油圧部に係合圧を供給する油路を備え、前記第1バルブは、前記摩擦係合機構を解放状態にする場合に発生させられる所定の信号圧によって動作することにより前記油路を遮断しかつ前記所定の信号圧が発生させられていない場合に前記油路を開くように構成されてよい。前記所定の信号圧としては、例えば前記摩擦係合機構とは異なる他の摩擦係合機構の複数のうちのいずれかを係合状態にする場合に発生させられる係合圧を含む。例えば係合圧発生部が故障して係合圧が上昇すると、開放状態に設定された係合要素が誤係合することを未然に防止することができる。
この発明によれば、摩擦係合機構を解放状態にする場合に油圧部に対する係合圧の供給を遮断する第1バルブを備えている。これにより、例えば潤滑油を供給する系統がフェール状態になって係合圧が上昇しても解放状態に設定された摩擦係合要素が係合されるような不都合を防止することができる。
この発明を適用した車両の一例を概略的に示す説明図である。 トルクコンバータおよび変速機の一例を示すスケルトン図である。 変速機にて複数の変速段を成立させる場合の係合要素の作動を示す図である。 油圧を係合要素に供給する供給部を示す説明図である。 変速段と係合圧の発生との関係を示す図である。 第1バルブおよび第2バルブの要部を示す説明図である。 変速機のうちの第2ブレーキの要部を示す断面図である。 ECUの要部を示す説明図である。 第2ブレーキを解放する動作手順を示すフローチャートである。 第2ブレーキを解放させる各部の動作を示すタイムチャートである。 ライン油圧を用いて第1バルブの開閉を制御する他の例を示す説明図である。
図1は、この発明に適用される車両の一例を示す説明図である。図1に示すように、車両10は、FF(Front engine, Front drive)型の車両である。なお、FF型の車両に限定されず、例えばFR(Front engine, Rear drive)型の車両であってよい。車両10は、エンジン11、自動変速機12、デファレンシャル13、駆動軸14、駆動輪15,16およびECU(Electronic Control Unit)18を含む。
エンジン11は、内部で燃料を燃焼させて駆動力を出力するものであり、動力源の一例である。動力源としては、エンジン11の代わりに、ディーゼルエンジンやモータあるいはエンジンとモータとを組み合わせたものを使用してよい。エンジン11が出力した駆動力は、自動変速機12に伝達される。自動変速機12は、トルクコンバータ19および変速機20を備えており、車両10の運転状況、例えば車速およびエンジン負荷(アクセル開度)の情報に応じて変速機20の変速段を目標変速段に変更する。トルクコンバータ19は、内部に作動流体を備え、エンジン11が出力した駆動力を変速機20へ作動流体を介して伝達する。変速機20は、目標変速段に基づいて複数の変速段のうちの所定の変速段に設定することにより、入力される駆動力を所定の駆動力に増減してデファレンシャル13に伝達する。デファレンシャル13は、駆動軸14の左右に取り付けられた駆動輪15,16に駆動力を伝達する。
ECU18には、例えば駆動軸14の回転速度を検出する車速センサ22が送出する車速情報、シフトレバー23に備えられたポジションスイッチ24が送出するポジション情報、アクセルペダル25に備えられたアクセル開度センサ26が送出するアクセル開度情報が入力される。またECU18には、ブレーキペダル27に備えられたストロークセンサ28が送出するブレーキ情報、エンジン11の電子スロットルバルブ29に備えられたスロットル開度センサ30が送出するスロットル開度情報、エンジン11に備えられたエンジン回転数センサ31が送出するエンジン回転数情報が入力される。さらにECU18には、自動変速機12に備えられた入力軸回転数センサ32が送出する入力軸回転数情報および出力軸回転数センサ33が送出する出力軸回転数情報が入力される。なお、変速機20の変速段を運転者が選択した変速段に設定するマニュアルモードを設けてよい。ECU18は、入力された各情報を、ROM(Read Only Memory)34に記憶されたマップおよびプログラムなどに基づいて処理して得られた結果に基づいて、車両10が最適な運転状態となるように、エンジン11の運転および自動変速機12の変速などを制御する。
図2は、トルクコンバータ19および変速機20の一例を示すスケルトン図である。図2に示すように、トルクコンバータ19は、エンジン11から出力される駆動力が入力される入力軸35と、変速機20に出力する出力軸36とを備える。また、トルクコンバータ19は、入力側の回転要素であるポンプインペラ37、出力側の回転要素であるタービンランナ38およびポンプインペラ37とタービンランナ38とを機械的に連結するロックアップクラッチ39を備えている。トルクコンバータ19は、エンジントルクをポンプインペラ37によって作動油の流れに変換し、作動油の流れをタービンランナ38によって出力軸36のトルクに変換することによりトルクの伝達を行なう。ロックアップクラッチ39は、従来知られているものと同じまたは同様の構成であって、油圧によって動作し、その油圧に応じて伝達トルク容量が連続的に変化する摩擦クラッチによって構成されている。ロックアップクラッチ39は、車両10が停止中の場合にECU18によって解放状態に、また発進後に係合状態にそれぞれ変化するように制御される。
変速機20は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース(以下、「ケース」と称す)40の内部に、第1変速部41を構成するダブルピニオン型の第1遊星歯車機構42を備える。また、ケース40の内部には、第2変速部43を構成するシングルピニオン型の第2遊星歯車機構44およびダブルピニオン型の第3遊星歯車機構45を備える。自動変速機12の入力軸46は、トルクコンバータ19の出力軸36に連結されている。自動変速機12は、入力軸46に入力された駆動トルクを第1変速部41および第2変速部43のいずれか一方または両方によって増減して出力軸47に出力する。
変速機20は、変速比の異なる複数の変速段を成立させるための係合機構として、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1および第2ブレーキB2を備えている。第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1および第2ブレーキB2は、例えば油圧によって係合状態と解放状態とに切り換えられる油圧式の摩擦係合機構となっている。
第1遊星歯車機構42は、第1サンギヤS1、1対の第1ピニオンギヤP1、第1キャリヤCA1、リングギヤR1を含む。第1ピニオンギヤP1は、第1サンギヤS1および第1リングギヤR1と噛合している。第1キャリヤCA1は、第1ピニオンギヤP1が公転および自転可能であるように支持している。第1サンギヤS1は、回転不能となるようにケース40に固定される。第1キャリヤCA1には、入力軸46を介してトルクコンバータ19の出力軸36から駆動トルクが入力される。
第2変速部43は、第2遊星歯車機構44および第3遊星歯車機構45から構成されるラビニヨ型の遊星歯車機構となっている。第2遊星歯車機構44は、第2サンギヤS2、第2ピニオンギヤP2、リアキャリヤRCAと、リアリングギヤRR、第3サンギヤS3、第3ピニオンギヤP3を含む。第2ピニオンギヤP2は、第2サンギヤS2、リアリングギヤRRおよび第3ピニオンギヤP3と噛合している。第3ピニオンギヤP3は、第2ピニオンギヤP2に加えて、第3遊星歯車機構45の第3サンギヤS3と噛合している。リアキャリヤRCAは、第2ピニオンギヤP2および第3遊星歯車機構45の第3ピニオンギヤP3が公転および自転可能となるように、第2ピニオンギヤP2および第3ピニオンギヤP3を支持している。リアリングギヤRRは、出力軸47に連結されている。
ECU18は、作動油を供給する油圧回路50に設けられる各種ソレノイドバルブに制御信号を送信することにより、第1クラッチC1、第2クラッチC2、第3クラッチC3、第4クラッチC4、第1ブレーキB1および第2ブレーキB2に対する油圧(係合圧)の供給をそれぞれ制御する。具体的には、油圧回路50は、エンジン11のクランクシャフト(図示なし)に連結されているオイルポンプ51を備える。オイルポンプ51は、クランクシャフトが回転することにより駆動して、作動油および潤滑油の供給による油圧を発生させる。オイルポンプ51で発生された油圧は、各種ソレノイドバルブ(図示なし)に供給される。各種ソレノイドバルブは、ECU18からの制御信号に基づいてデューティ制御される。なお、潤滑油は詳しくは後述する摩擦板などの摩擦部材を冷却するために用いられる。作動油と潤滑油とは同じまたは同様なものを使用してよい。
図3に、変速機20にて変速段を成立させる場合の摩擦係合機構の作動を示す図である。図3では、変速段1ST〜8TH、ニュートラルNおよびパーキングPを構成するときに係合状態となる係合要素を「○」、解放状態となる係合要素を「×」として表している。図3に示すように、変速機20は、係合状態に変化させる摩擦係合機構の組み合わせによって前進1速1ST〜前進8速8THの変速段、後進1速R1および後進2速R2の変速段を成立させる。なお、摩擦係合機構を全て解放状態に変化させることによってニュートラルNおよびパーキングPに成立させることができる。前進1速1STの変速段を成立させる場合には、第1クラッチC1と第2ブレーキB2とを係合状態に変化させる。前進2速2ND〜前進8速8THを成立させる場合には、第2ブレーキB2以外の摩擦係合機構のうちの少なくとも一つが係合状態に変化される。
図4は、油圧回路50の要部を示す説明図である。図4に示すように、油圧回路50は、油圧供給部55、第1リニアソレノイドバルブSL1、第2リニアソレノイドバルブSL2、第3リニアソレノイドバルブSL3、第4リニアソレノイドバルブSL4および第5リニアソレノイドバルブSL5を備える。また、油圧回路50は、第6リニアソレノイドバルブSL6、第7ソレノイドバルブSL7、第1油圧サーボ58、第2油圧サーボ59、第3油圧サーボ60、第4油圧サーボ61、第5油圧サーボ62および第6油圧サーボ63を備える。油圧供給部55は、プライマリレギュレータバルブ56およびセカンダリレギュレータバルブ57を備える。プライマリレギュレータバルブ56は、係合圧を供給するためのリニアソレノイドを含む。リニアソレノイドは、ECU18から送信されたデューティ信号(デューティ値)によって決まる電流値を出力する。プライマリレギュレータバルブ56は、電流値に基づいてオイルポンプ51から供給される油圧を作動油として使用されるライン油圧PLに調圧する。セカンダリレギュレータバルブ57は、プライマリレギュレータバルブ56のドレーン側に配置されており、ライン油圧PLをこれよりも低い潤滑油圧に調圧する。セカンダリレギュレータバルブ57は、リニアソレノイドを含む。
第1リニアソレノイドバルブSL1は、ライン油圧PLが入力されており、ECU18から出力される供給信号に基づいてライン油圧PLを調圧した係合圧を発生する。第1リニアソレノイドバルブSL1で発生された係合圧は、第1クラッチC1に対応する第1油圧サーボ58に供給される。同様にして第2リニアソレノイドバルブSL2は、調圧した係合圧を第2クラッチC2に対応する第2油圧サーボ59に、第3リニアソレノイドバルブSL3は、調圧した係合圧を第3クラッチC3に対応する第3油圧サーボ60に、第4リニアソレノイドバルブSL4は、調圧した係合圧を第4クラッチC4に対応する第4油圧サーボ61にそれぞれ供給する。また、同様にして第5リニアソレノイドバルブSL5は、調圧した係合圧を第1ブレーキB1に対応する第5油圧サーボ62に、第6リニアソレノイドバルブSL6は、調圧した係合圧を第2ブレーキB2に対応する第6油圧サーボ63にそれぞれ供給する。
各油圧サーボ58〜63は、摩擦係合機構の内部に配設された複数の係合要素(図示なし)を押圧するピストン(図示なし)を備える。供給信号は、第1リニアソレノイドバルブSL1〜第6リニアソレノイドバルブSL6に出力するパルスのデューティ比によって決まる電流値となっている。ECU18は、電流値によってピストンに作用する係合圧を調節することによって、各係合要素のトルク容量を制御する。つまり、ライン油圧PLを第1リニアソレノイドバルブSL1〜第6リニアソレノイドバルブSL6によって調圧した係合圧を供給して、所定の係合要素を、完全係合状態、解放状態および完全係合状態と解放状態との間のスリップ状態のいずれかに制御する。なお、係合要素としては、湿式多板クラッチの代わりに、乾式単板クラッチを使用してよい。この場合にはクラッチストロークを変更するアクチュエータを制御することにより、トルク容量を制御することができる。
以下では、第2ブレーキB2を摩擦係合機構の一例として説明する。ECU18は、変速機20の変速段が、例えば前進1速(1ST)に設定されるときに、第2ブレーキB2に対応する第6リニアソレノイドバルブSL6に対して供給信号を出力する。第6リニアソレノイドバルブSL6は、供給信号を受けることに応答してライン油圧PLを調圧した係合圧を発生するものであり、係合圧発生部の一例である。発生された係合圧は、第1バルブ64および第2バルブ65にそれぞれ供給される。また、第1バルブ64には、他の第2リニアソレノイドバルブSL2〜第5リニアソレノイドバルブSL5が発生する係合圧がそれぞれ入力される。なお、第2リニアソレノイドバルブSL2〜第5リニアソレノイドバルブSL5は、前進2速2ND〜前進8速8THを成立させる場合、つまり第2ブレーキB2を解放状態に変化させるときに、少なくとも一つが係合圧を発生する。
第1バルブ64は、第6リニアソレノイドバルブSL6で発生された係合圧を第2ブレーキB2に供給する油路66に設けられており、第2ブレーキB2を係合させる場合に開動作して油路66を開き、また第2ブレーキB2を解放させる場合に閉動作して油路66を遮断する遮断バルブとなっている。潤滑油は、セカンダリレギュレータバルブ57で潤滑油圧として発生された後に第2バルブ65に供給される。第2バルブ65は、第2ブレーキB2に潤滑油を供給する潤滑油路67に介在され、また、第6リニアソレノイドバルブSL6との間で係合圧が供給可能なように連通されている。この第2バルブ65は、第6リニアソレノイドバルブSL6が係合圧を発生している場合に係合圧により開動作するので潤滑油路67を開き、また第6リニアソレノイドバルブSL6が係合圧を発生していないときには閉動作して潤滑油路67を閉じる潤滑油切換バルブとなっている。なお、第7ソレノイドバルブSL7は、後進1速の変速段を構成するときに、ECU18の制御によってライン油圧PLを第1バルブ64に供給する油路を開閉する開閉バルブである。
図5は、変速段と係合圧の発生との関係を示す図である。図5では、第2ブレーキB2を表す「B2」の縦列にて「○」が係合状態を、「×」が解放状態を表す。また、第1リニアソレノイドバルブSL1〜第6リニアソレノイドバルブSL6を表すSL1〜SL6の各縦列にて「○」が係合圧の発生を、「×」が係合圧の発生の停止をそれぞれ表す。これによれば、第2ブレーキB2を係合状態に変化させるときは、前進1速(1ST)および後進1速(REV)となっている。つまり、前進1速を設定する場合には、第1リニアソレノイドバルブSL1と第6リニアソレノイドバルブSL6とが係合圧を発生する。後進1速を設定する場合には、第3リニアソレノイドバルブSL3と第6リニアソレノイドバルブSL6とが係合圧を発生する。
図6は、第1バルブ64および第2バルブ65の要部を示す説明図である。図6に示すように、第1バルブ64は、第1スプール68、第1スリーブ69および第1付勢部材54を備える。第1スリーブ69は、第1入力第1ポート70〜第1入力第6ポート75および第1出力ポート76を備える。第1入力第1ポート70には第2リニアソレノイドバルブSL2が発生した係合圧が、第1入力第2ポート71には第3リニアソレノイドバルブSL3が発生した係合圧が、第1入力第3ポート72には第4リニアソレノイドバルブSL4が発生した係合圧がそれぞれ供給される。第1入力第4ポート73には第5リニアソレノイドバルブSL5が発生した係合圧が、第1入力第5ポート74には第6リニアソレノイドバルブSL6が発生した係合圧が、第1入力第6ポート75には第7ソレノイドバルブSL7が発生したライン油圧PLがそれぞれ供給される。第1出力ポート76は、第6リニアソレノイドバルブSL6が発生した係合圧を出力する。第1スプール68は、第1入力第5ポート74と第1出力ポート76との間の第1通路77を連通する連通位置と第1通路77を遮断する遮断位置との間で移動自在になっている。第1付勢部材54は、第1スプール68を連通位置に向けて付勢する。第1入力第1ポート70〜第1入力第4ポート73に供給される係合圧は、第1付勢部材54の付勢に抗して第1スプール68を遮断位置に向けて付勢する。なお、第1入力第6ポート75に供給されるライン油圧PLは、第1スプール68を第1付勢部材54の付勢方向に押圧して第1スプール68を連通位置に移動させる。
図6に示した第1バルブ64は、第1スプール68が連通位置にされた開状態になっている。この状態では、第2ブレーキB2が係合状態になって第1入力第1ポート70〜第1入力第4ポート73のいずれにも係合圧が供給されていない状態になっている。したがって、第1スプール68は、第1付勢部材54の付勢方向の先端78が第1スリーブ69に当接することで連通位置に保持されている。例えば前進1速の変速段を構成するときには、第2ブレーキB2が係合される。このため、第1バルブ64は、第1入力第1ポート70〜第1入力第4ポート73のいずれにも係合圧が供給されないため開状態となる。開状態となると第1バルブ64は、第1入力第5ポート74に供給された係合圧を第2ブレーキB2の油圧サーボ63に供給する。
第1バルブ64は、第1入力第1ポート70〜第1入力第4ポート73のいずれかに係合圧が供給された場合、第1入力第5ポート74への係合圧の供給にかかわらず、第1スプール68が第1付勢部材54の付勢に抗して遮断位置に移動する。第1スプール68が遮断位置に移動すると第1バルブ64は、第1スプール68が第1入力第5ポート74と第1出力ポート76との間の第1通路77を遮断した閉状態となる。
このように第1バルブ64を備えているため、第2ブレーキB2を解放状態に設定する変速段が成立中に、例えば第6リニアソレノイドバルブSL6が発生する係合圧が上昇しても、第1スプール68が第1入力第5ポート74を塞ぐ閉状態になっているため、例えば第2ブレーキB2が係合状態に変化するような不都合を防止することができる。なお、第1入力第1ポート70〜第1入力第4ポート73に供給される係合圧は、第2ブレーキB2を解放状態にする場合に発生させられる所定の信号圧の一例である。
ところで、後進1速の変速段を構成するときには、図5で説明したように、第2ブレーキB2の他に第3クラッチC3が係合される。図6に示す第1バルブ64には、第3クラッチC3を係合させるために、第3リニアソレノイドバルブSL3で発生した係合圧が供給される。このため、第1バルブ64は、第1スプール68が遮断位置に移動して第2ブレーキB2用の係合圧の供給を遮断してしまう。そこで、ECU18は、後進1速の変速段を構成する場合に、第1入力第6ポート75にライン油圧PLを供給するように第7ソレノイドバルブSL7を動作させる。ライン油圧PLが第1入力第6ポート75に供給されると第1スプール68は、ライン油圧PLによる押圧力が第1付勢部材54の付勢方向に付与されて遮断位置から連通位置に移動する。このため、第1バルブ64は開状態となり、よって、第1バルブ64は、後進1速の変速段を構成するときに、係合圧を第2ブレーキB2の油圧サーボ63に供給することができる。
第2バルブ65は、第2スプール79、第2スリーブ80および第2付勢部材81を備える。第2スリーブ80は、第2入力第1ポート82、第2入力第2ポート83および第2出力ポート84を備える。第2入力第1ポート82には第6リニアソレノイドバルブSL6が発生した係合圧が、第2入力第2ポート83には油圧供給部55で発生した潤滑油がそれぞれ供給される。第2出力ポート84は、第2入力第2ポート83に入力された潤滑油を出力する。第2スプール79は、第2入力第2ポート83と第2出力ポート84との間の第2通路85を連通する連通位置と第2通路85を遮断する遮断位置との間で移動自在になっている。
図6に示した第2バルブ65は、第2スプール79が連通位置にされた開状態となっている。この状態では、第2入力第1ポート82に係合圧が供給される。したがって、第2スプール79は、第2入力第1ポート82に供給される係合圧の油圧により第2付勢部材81の付勢に抗して右方に向けて押圧された連通位置に保持されている。そして、第2スプール79は、第2入力第1ポート82への係合圧の供給が停止されたときに、第2付勢部材81の付勢により左方向に移動して遮断位置に移動する。つまり、第2バルブ65は、第2ブレーキB2が解放状態のときに、第2ブレーキB2に潤滑油を供給しない閉状態になる。しかし、第2ブレーキB2が解放状態のときには、第1バルブ64が閉状態であるため、第6リニアソレノイドバルブSL6にて係合圧を発生させても第2ブレーキB2が係合状態に変化することはない。このため、この実施例では、第2ブレーキB2を解放状態(スリップ状態を含む)に変化させるときでも、第6リニアソレノイドバルブSL6にて係合圧を発生させて第2ブレーキB2に潤滑油の供給を実施することが可能となる。
図7は、第2ブレーキB2の要部を示す断面図である。図7に示すように、ケース40は、車両10に固定されており、内部には変速機20を構成する各部を水密に収容している。第2ブレーキB2は、環状のハブ87、複数の第1摩擦板88、ドラム89、および複数の第2摩擦板90を備えている。複数の第1摩擦板88は、ハブ87の外周部に取り付けられている。ドラム89は、ハブ87の外周側でハブ87と同心円上に配置された円筒状体となっており、ケース40の内壁に固定されている。複数の第2摩擦板90は、ドラム89の内周部に取り付けられかつ複数の第1摩擦板88と交互に配置されている。ハブ87の内側には、ラビニヨリングギヤ86が形成されている。ハブ87の内周には、キャリヤ91に取り付けられたピニオンギヤ92が配置されている。
第1摩擦板88および第2摩擦板90は、ケース40、ハブ87およびピストン93で区画された収容室94に収容されている。収容室94は、ケース40内に環状に設けられている。ピストン93は、ケース40の内部右壁に設けられた凹部95内で軸方向に移動自在に配置されている。ピストン93には、凹部95との間で水密な空間を作るために、オイルシール96が取り付けられている。凹部95は、ピストン93に押圧力を発生させる油室として機能する。ピストン93は、押圧力によって第1摩擦板88と第2摩擦板90とを係合させる。複数の第1摩擦板88および複数の第2摩擦板90を挟んでピストン93の反対側には、ドラム89の一部を構成するフランジ97が配置されている。フランジ97は、ピストン93の押圧を受け止める作用をする。第2ブレーキB2は、第1バルブ64から凹部95に係合圧が供給されると、ピストン93が押圧方向に移動して、ピストン93とフランジ97との間で複数の第1摩擦板88と複数の第2摩擦板90とが挟圧されて係合状態になる。なお、図示していないが、ピストン93は、リターンスプリングによって押圧方向とは逆の方向に付勢されている。複数の第1摩擦板88および複数の第2摩擦板90は、摩擦力によってトルクを伝達する係合要素の一例である。また、凹部95、ピストン93およびリターンスプリングなどは油圧部の一例である。
ハブ87には、ハブ87の半径方向に貫通して潤滑油供給路98が形成されている。潤滑油供給路98は、潤滑油を第1摩擦板88および第2摩擦板90に向けて供給する貫通孔となっている。ケース40には、断面形状において、凹部95の下方からハブ87の下方に向けて突出する隔壁部99が形成されている。隔壁部99は、環状に形成されており、ハブ87の内周側で潤滑油供給路98の下方側の開口部100を被うように設けられており、例えばピニオンギヤ92から送り込まれる余剰の潤滑油をピストン93周辺、例えば同図に示した矢印Aの方向に導く。ハブ87もしくはハブ87と一体の部材には、隔壁部99の内周側から飛翔する潤滑油を前記一体の部材の外周側で、第1摩擦板88および第2摩擦板90を含む係合要素を外れた箇所に導く排出孔101が形成されている。余剰の潤滑油は、同図に示した矢印Bの方向、つまり排出孔101を通って前記係合要素から外れた箇所に導かれる。隔壁部99の外周面には、潤滑油供給路98に向けて開口した供給口102が形成されている。供給口102は、隔壁部99の内部を通る潤滑油路67に接続されている。
図8は、ECU18の要部を示す説明図である。ECU18は、ROM34に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。RAM105は、ECU18での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。ECU18は、ROM34に記憶されている制御プログラムに基づいて動作することにより、例えば情報収集部106、変速段決定部107、計算部108、カウンタ109および潤滑油供給部110として機能する。
情報収集部106は、車両10の各情報を逐次収集する。変速段決定部107は、例えば出力軸回転数センサ33の出力信号に基づいて車速を演算するとともに、スロットル開度センサ30の出力信号に基づいてスロットル開度を算出する。そして、変速段決定部107は、演算した車速、およびスロットル開度に基づいて、例えばROM34に記憶された変速マップを参照して目標変速段を選択し、選択した目標変速段と現状の変速段とを比較して変速が必要であるか否かを判定する。計算部108は、変速が必要であると判定された場合でかつ第2ブレーキB2を係合状態から解放状態に変化させるときに、例えば第2摩擦板90の発熱量を計算する。例えば第2摩擦板90の発熱量の計算は、ラビニヨリングギヤ86の回転量やトルク変化あるいは第6リニアソレノイドSL6から供給される係合圧に対応する油圧に基づいて行う。計算部108は、計算した発熱量に基づいて、例えば第2摩擦板90の温度を算出し、算出した温度に基づいて、例えば第2摩擦板90を冷却するための冷却時間を算出する。冷却時間は、潤滑油を供給する時間に対応する。カウンタ109は、第2ブレーキB2が係合状態から解放状態に変化された直後より冷却時間を計時する。なお、第2ブレーキB2が係合状態から解放状態に変化された直後は、第2ブレーキB2が解放する回転要素が回転し始めた時点またはその回転が予め決めた回転数に達した時点、あるいは第6リニアソレノイドSL6に対して係合圧を発生させる信号を出力した時点から所定時間経過後の時点としてよい。冷却時間は、潤滑油が供給されるように係合圧の発生をECU18が制御する時間、つまり第2摩擦板90の発熱量が予め決められた閾値以下になる時間となっている。なお、第2摩擦板90の代わりに、第1摩擦板88に対する発熱量および温度を計算してよい。
潤滑油供給部110は、例えば第2ブレーキB2を解放状態に変化させる場合に、第6リニアソレノイドバルブSL6にて係合圧を発生させるように油圧回路50を制御する。これにより、第2バルブ65が開状態になって、潤滑油が第2ブレーキB2に供給される。このとき、第1バルブ64は、第1入力第1ポート70〜第1入力第4ポートのいずれかに係合圧が供給されることで閉状態になる。よって、第6リニアソレノイドバルブSL6にて発生した係合圧が第2ブレーキB2に供給されることはない。なお、情報収集部106、変速段決定部107、計算部108、カウンタ109および潤滑油供給部110は、第2バルブ65の開閉動作を制御するコントローラの一例である。
図9は、第2ブレーキB2を解放する動作手順を示すフローチャートである。図9に示すように、ステップS1にて情報収集部106は、例えば油圧回路50が各部に供給する係合圧や潤滑油の情報、例えば温度や油圧の情報、エンジン11や自動変速機12の各回転要素の回転数情報および車両10の各情報を逐次収集する。ステップS2にて変速段決定部107は、変速要求のうち第2ブレーキB2が係合状態から解放状態に変化させる変速か否かを判定する。ステップS2にて肯定(Y側)の場合、つまり第2ブレーキB2を係合状態から解放状態に変化させる変速の場合には、ステップS3に移行される。ステップS3にて計算部108は、その時点での、例えばラビニヨリングギヤ86の回転量やトルク変化あるいはそれまでのピストン93への係合圧の油圧に基づいて、例えば第2摩擦板90の発熱量を計算する。ステップS4にて計算部108は、先に計算した発熱量に基づいて、例えば第2摩擦板90の温度を算出する。温度としては、例えば潤滑油の温度やそれまでの第2ブレーキB2の使用状況および大気温を含むパラメータを用いて発熱量から算出または推定してよい。
ステップS5にて計算部108は、算出した温度に基づいて潤滑油の供給時間、つまり係合要素を潤滑油で冷却する冷却時間(t0)を算出する。この場合、例えば第2摩擦板90の温度と潤滑油による冷却時間との対応関係を予め記憶したマップに基づいて求めてよい。
以下では、例えば前進1速から前進2速に変速段を構成する場合を想定して説明する。ステップS6にてECU18は、第2ブレーキB2を係合状態から解放状態に切り替える場合に、冷却時間t0に応じて潤滑油を第2ブレーキB2に供給するように油圧回路50に指令を出力する。
具体的には、前述した変速の場合には、図3で説明したように前進2速(2ND)に変速段を構成する場合にECU18は、第2ブレーキB2を解放させ、かつ第1ブレーキB1を係合させるように油圧回路50を制御する指令を送る。これにより、油圧回路50は、第1リニアソレノイドバルブSL1および第5リニアソレノイドバルブSL5にてそれぞれ係合圧を発生させて第1ブレーキB1を係合状態に変化させる。
第5リニアソレノイドバルブSL5で発生した係合圧は第1バルブ64の第1入力第4ポート73に供給されているため、第1バルブ64は第1スプール68が遮断位置となって第2ブレーキB2の第6油圧サーボ63への係合圧の供給を停止する閉状態になる。このとき潤滑油供給部110は、第6リニアソレノイドバルブSL6にて係合圧を発生させて、第2バルブ65を開状態にする。第2バルブ65は、開状態にされることで潤滑油路67を開く。これにより、潤滑油が第2ブレーキB2に供給される。
ステップS7にてECU18は、例えばステップS6にて指令を出力した時点または所定時間経過後の時点を基準にカウンタ109で計時する。ステップS8にてECU18は、カウンタ109で計時したカウント値(t)が冷却時間(t0)を越えたか否かを判定する。ステップS8にて肯定(Y側)の場合には、ステップS9に移行される。ステップS9にて潤滑油供給部110は、第6リニアソレノイドバルブSL6での係合圧の発生を停止させる。第6リニアソレノイドバルブSL6での係合圧の発生が停止されると、第2バルブ65は、第2スプール79が遮断位置に変化して潤滑油路67を閉じる閉状態となる。ステップS2にて否定(N側)の場合には、リターンに移行される。また、ステップS8にて否定(N側)の場合には、ステップS7での計時が継続される。なお、第2摩擦板90の温度を直接または間接的に検出する温度センサを設けてよい。この場合、ステップS3で説明した発熱量の計算およびステップS4で説明した温度の計算を省略することができる。
図10は、第2ブレーキB2を解放および係合させる場合の各部の動作を示すタイムチャートである。なお、図10に示した「B2」は、係合要素のうちの第2ブレーキB2を表す。時間t1までは、車両は1速段で走行している。この場合、第1ソレノイドバルブSL1と第6ソレノイドバルブSL6とが係合状態となっている。第6ソレノイドバルブSL6が係合状態の場合には、第1バルブ64および第2バルブ65が開状態となっている。このため係合圧が第6油圧サーボ63に供給され第2ブレーキB2が係合状態になっており(符号A)、また潤滑油が第2ブレーキB2に供給されている(符号B)。
この場合、第2ブレーキB2が係合状態のときに潤滑油を供給しても、第1摩擦板88と第2摩擦板90とがケース40に完全に固定された状態なので問題はない。なお、クラッチの場合には、第1摩擦板88および第2摩擦板90の互いが完全に係合した状態でかつ一体的に回転しているため、第1摩擦板88および第2摩擦板90の間に潤滑油が入り込んでもスリップを生じさせることはない。
時間t1にて、変速機20が1速段から2速段に変速段をシフトアップする(符号C)。この場合にECU18は、第2ブレーキB2を係合状態から解放状態に変える解放側の制御を実施する(符号D)。解放側の制御の実施により第2ブレーキB2は、解放状態に向けて変化する過程でスリップ状態が生じる。スリップ状態が生じると、例えば第2摩擦板90の実際の温度は、係合状態のときと比べて高くなる(符号E)。ECU18は、例えば第2摩擦板90の温度を、その時点の運転状況、例えば第2摩擦板90の回転数やトルクに基づいて推定し、推定した温度に基づいて冷却時間「t0」を求める。そして、時間t1を基準として冷却時間「t0」を計時する。このとき第2バルブ65は、第2ブレーキB2に潤滑油を供給する開状態になっている(符号B)。そこで、潤滑油供給部110は、第2ブレーキB2に対して潤滑油の供給を冷却時間「t0」の分だけ継続する(符号F)。したがって、第2ブレーキB2は、係合状態から解放状態に変化する間(スリップする間)に生じる発熱が潤滑油によって冷却される(符号G)。
時間t2は、カウンタ109が冷却時間「t0」の計時を終了した時点となっている。このとき潤滑油供給部110は、第6リニアソレノイドバルブSL6での係合圧の発生を終了し、第2ブレーキB2への潤滑油の供給が停止される(符号H)。第2ブレーキB2は、直前まで潤滑油の供給によって第2摩擦板90が冷却されている。このため、自然に冷却される時間を大幅に短縮することができる。
時間t3は、変速機20が2速段から1速段に変速段がシフトダウンした時点となっている(符号I)。このとき、第2ブレーキB2を解放状態から係合状態に変える係合側の制御(符号J)が実施される。このとき、スリップ状態が生じて第2ブレーキB2が発熱する(符号K)。
ECU18は、時点t2のときに係合側の制御を実施する。これにより、第6リニアソレノイドバルブSL6にて係合圧が発生される。第6リニアソレノイドバルブSL6が発生した係合圧は第1バルブ64および第2バルブ65に供給される。第1バルブ64は、第6リニアソレノイドバルブSL6が発生した係合圧の供給によりその係合圧を第2ブレーキB2の油圧サーボ63に供給する。また、第2バルブ65は、第6リニアソレノイドバルブSL6が発生した係合圧の供給により開状態になって潤滑油を第2ブレーキB2に供給する(符号L)。これにより第2ブレーキB2に生じた発熱を迅速に冷却することができる。
この実施例の場合には、第2ブレーキB2が解放状態において符号Hで示したように、潤滑油の第2ブレーキB2への供給が停止される。このため、潤滑油を第2ブレーキB2に常に供給する例(二点鎖線で示す符号M)と比べると、回転している第2摩擦板90が潤滑油により抵抗を受けることによる損失仕事量(点線で示す符号N)を大幅に低減することができる。
以上、実施例に基づいて説明したが、この発明は上述した実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。例えば、第2バルブ65は、係合圧発生部の一例である第6リニアソレノイドバイブSL6に対して直接に接続されており、第6リニアソレノイドバルブSL6から係合圧が供給されることで係合要素の一例である第2ブレーキB2に潤滑油を供給している。しかし、この発明ではこれに限らず、例えば第6リニアソレノイドバルブSL6と第2バルブ65との間に調圧弁を接続し、調圧弁により係合圧を調圧(減圧または昇圧を含む)したモジュレート圧を第2バルブ65の指令圧に使用してよい。
また、第1バルブ64の開閉を制御するための信号圧として、第2リニアソレノイドバルブSL2〜第5リニアソレノイドバルブSL5のうちの少なくとも一つが発生する係合圧を使用しているが、ECU18からの信号を入力して開閉を制御してもよい。また、第2リニアソレノイドバルブSL2〜第5リニアソレノイドバルブSL5のうちの少なくとも一つが発生する係合圧の代わりに、第2リニアソレノイドバルブSL2〜第5リニアソレノイドバルブSL5の各々に入力されるライン油圧PLを使用してよい。この場合には、第2リニアソレノイドバルブSL2〜第5リニアソレノイドバルブSL5ごとに切替バルブを設ける。
図11は、第1バルブ64の開閉を制御するための信号圧として、ライン油圧PLを使用した一例を示す。図11に示すように、第5リニアソレノイドバルブSL5と第1バルブ64との間には、開閉バルブ120が接続されている。開閉バルブ120は、第5リニアソレノイドバルブSL5が発生する係合圧が入力される第1入力ポート121、ライン油圧PLが入力される第1入力ポート122および出力ポート125を備えている。開閉バルブ120は、第5リニアソレノイドバルブSL5が発生する係合圧が入力されることに応答して、スプール123が付勢部材124の付勢に抗して連通位置に移動することで開動作して、出力ポート125からライン油圧PLを第1バルブ64に供給する。このように、第1バルブ64に入力させる第2ブレーキB2の誤係合防止用の信号としては、第5リニアソレノイドバルブSL5が調圧する係合圧の代わりに、第5リニアソレノイドバルブSL5に入力されるライン油圧PLを使用してよい。なお、図11に示す例の場合には、他の第2リニアソレノイドバルブSL2〜第4リニアソレノイドバルブSL4についても図11で説明したと同様または同じ構成となっている。
また、この発明の係合機構は、第2ブレーキB2に限定されずに、例えば前述した第1クラッチC1〜第4クラッチC4および第1ブレーキB1のうちのいずれかに使用してよい。また、例えばこの発明の係合要素を適用する個数は限定されない。
次に、上記各実施例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(1)複数の摩擦部材を備える係合要素に潤滑油を供給する変速装置において、前記係合要素は、環状のハブと、前記ハブの外周部に取り付けられた複数の第1摩擦板と、前記ハブの外周側で前記ハブと同心円上に配置された円筒状のドラムと、前記ドラムの内周部に取り付けられかつ前記第1摩擦板と交互に配置された第2摩擦板を有し、前記ハブに前記ハブの半径方向に貫通して潤滑油路が形成され、前記ハブの内周側に前記潤滑油路の開口部を被うように隔壁部が設けられ、前記ハブもしくは前記ハブと一体の部材に、前記隔壁部の内周側から飛翔する潤滑油を前記ハブもしくは前記ハブと一体の前記部材の外周側で前記係合要素を外れた箇所に導く排出孔が形成されていることを特徴とする変速装置。これにより、余剰の潤滑油を係合要素に流入させないように逃がすことができる。
(2)上記(1)に記載の変速装置において、前記隔壁部の外周面には、前記潤滑油路に向けて開口した供給口が形成されていることを特徴とする変速装置。
12…自動変速機、 18…ECU、 64…第1バルブ、 65…第2バルブ、 88…第1摩擦板、 90…第2摩擦板、 93…ピストン、 B2…第2ブレーキ、 SL6…第6リニアソレノイドバルブ。

Claims (6)

  1. 摩擦力によってトルクを伝達する係合要素と、前記係合要素を押圧して前記摩擦力を発生させる油圧部とを有する摩擦係合機構における前記係合要素に潤滑油を供給する係合機構の潤滑装置において、
    前記油圧部に供給する係合圧を発生させる係合圧発生部と、
    前記摩擦係合機構を解放状態にする場合に前記油圧部に対する前記係合圧の供給を遮断する第1バルブと、
    前記係合圧によって動作し、前記摩擦係合機構を解放状態にする場合に前記係合要素に対する潤滑油の供給を可能にする第2バルブと、
    を備えていることを特徴とする係合機構の潤滑装置。
  2. 請求項1に記載の係合機構の潤滑装置において、
    前記第1バルブは、前記摩擦係合機構を係合状態にする場合に前記油圧部に対する前記係合圧の供給の遮断を解除し、
    前記第2バルブは、前記摩擦係合機構を係合状態にする場合に前記係合要素に対する潤滑油の供給を可能にするように構成されていることを特徴とする係合機構の潤滑装置。
  3. 請求項1または2に記載の係合機構の潤滑装置において、
    前記係合要素に潤滑油を供給する潤滑油路をさらに備え、
    前記第2バルブは、前記係合圧発生部によって発生された係合圧が供給されることにより前記潤滑油路を開くように構成されていることを特徴とする係合機構の潤滑装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の係合機構の潤滑装置において、
    前記第2バルブの開閉動作を制御するコントローラをさらに備え、
    前記コントローラは、前記摩擦係合機構が係合状態から解放状態に切り替わった後の予め定めた所定時間の間、前記潤滑油が前記係合要素に供給されるように前記第2バルブを動作させるように構成されていることを特徴とする係合機構の潤滑装置。
  5. 請求項4に記載の係合機構の潤滑装置において、
    前記所定時間は、前記摩擦係合機構の油圧部に供給された係合圧および前記係合要素の回転数に基づいて推定される発熱量が予め定めた所定値以下となる時間に設定されていることを特徴とする係合機構の潤滑装置。
  6. 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の係合機構の潤滑装置において、
    前記係合圧発生部から前記油圧部に係合圧を供給する油路を備え、
    前記第1バルブは、前記摩擦係合機構を解放状態にする場合に発生させられる所定の信号圧によって動作することにより前記油路を遮断しかつ前記所定の信号圧が発生させられていない場合に前記油路を開くことを特徴とする係合機構の潤滑装置。
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