JP2019132390A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧により摩擦係合装置のピストン位置を微小変化させることができる構造を有する動力伝達装置を提供すること。【解決手段】油室７４内の油圧を受けたピストン７２が摩擦板７１ａおよびプレート７１ｂを押圧する側にストロークする摩擦係合装置７０を備えた動力伝達装置において、保持部材７３はピストン７２の移動方向に沿って延びる円筒面７３ｃを有し、ピストン７２は移動方向に沿って延びるピストン円筒面７２ｃを有し、ピストン７２の受圧面はピストン円筒面７２ｃを境に第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとに区切られ、ピストンストローク量が所定量以下のときは、保持側の円筒面７３ｃとピストン円筒面７２ｃとが径方向に対向し、かつ受圧面は第１受圧面７２ａとなり、ピストンストローク量が所定量よりも大きいときは、円筒面７３ｃとピストン円筒面７２ｃとは径方向に対向せず、かつ受圧面は第１受圧面７２ａおよび第２受圧面７２ｂとなる。【選択図】図５

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

特許文献１には、車両用の動力伝達装置として、複数の摩擦係合装置を選択的に係合することによって変速比が異なる複数の変速段を形成できる自動変速機を搭載することが開示されている。この摩擦係合装置は、油室内の油圧を受けて摩擦板を押圧するピストンと、ピストンを移動可能に保持する保持部材と、ピストンと保持部材とにより区画される油室とを含んで構成される。

特開２００８−０２５６７７号公報

特許文献１に記載された構成のように、従来構造の摩擦係合装置では、油室の油圧変化に対するピストンストロークの変化量が大きいため、例えば摩擦部材同士の隙間が僅かに狭くなる程度にピストン位置を微小変化させるよう制御することは困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、油圧により摩擦係合装置のピストン位置を微小変化させることができる構造を有する動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数枚の摩擦板およびプレートを押圧するピストンと、ピストンを軸線方向に相対移動可能に保持する保持部材と、保持部材とピストンにより区画された油室と、油室に作動油を供給する供給口と、を有し、油室内の油圧を受けたピストンが軸線方向で摩擦板およびプレートを押圧する側にストロークする摩擦係合装置を備えた動力伝達装置において、保持部材は、ピストンの移動方向に沿って延びる保持側円筒面を有し、ピストンは、ピストンの移動方向に沿って延びるピストン円筒面を有し、ピストンのうち油室の油圧を受ける受圧面は、ピストン円筒面を境に径方向内側の第１受圧面と径方向外側の第２受圧面とに区切られ、ピストンのストローク量が所定量以下のときは、保持側円筒面とピストン円筒面とが径方向に対向し、かつ受圧面はピストン円筒面よりも供給口側の第１受圧面となり、ピストンのストローク量が所定量よりも大きいときは、保持側円筒面とピストン円筒面とは径方向に対向せず、かつ受圧面は第１受圧面および第２受圧面となることを特徴とする。

この構成によれば、ピストンのストローク量が所定量以下のときは第１受圧面のみを受圧面とし、ピストンのストローク量が所定量よりも大きいときは第１受圧面に加えて第２受圧面も受圧面とするため、油圧変化に対するストローク感度をピストンのストローク量に応じて変化させることができる。第１受圧面のみを受圧面とする場合、油圧変化に対するストローク感度が低いため、油圧制御によりピストン位置を微小に変化させることが可能である。

また、ピストンのストローク量が所定量以下のときは、保持側円筒面とピストン円筒面とが接触し、油室は第１受圧面を含む第１油室と第２受圧面を含む第２油室とに区切られるとともに、第１油室のみに油圧が供給され、ピストンのストローク量が所定量よりも大きいときは、保持側円筒面とピストン円筒面とは接触せず、第１油室と第２油室とが連通してもよい。

この構成によれば、ピストンのストローク量が所定量以下の場合に第１油室の油圧のみによってピストン位置を変化させることができる。油室内の油圧は、第１油室と第２油室が連通された場合よりも第１油室のみのほうが小さい。そのため、ストローク量が所定値以下のときには油圧変化に対するストローク変化の感度が低くなり、油圧を制御することでピストン位置を微小に変化させることが可能になる。

また、ピストンのストローク量が所定量以下のときは、保持側円筒面とピストン円筒面との間に径方向隙間が形成され、かつ油室は第１受圧面を含む第１油室と第２受圧面を含む第２油室とが径方向隙間を介して油圧差を有する状態で連通しているとともに、第１油室の油圧が第２油室の油圧よりも大きく、ピストンのストローク量が所定量よりも大きいときは、第１油室と第２油室とが油圧差のない状態で連通してもよい。

この構成によれば、保持側円筒面とピストン円筒面とが接触しない構造であっても、ピストンのストローク量が所定量以下のときには油圧変化に対するストローク変化の感度を低くできる。

また、ピストンのストローク量が所定量の場合、摩擦係合装置は摩擦板とプレートとの間に引き摺りトルクが生じる弱スリップ状態となってもよい。

この構成によれば、解放状態からピストンのストローク量が所定量となり弱スリップ状態になるまで、ピストンが第１受圧面から受ける油圧によってストロークする。つまり、摩擦係合装置が弱スリップ状態に至るまで、油圧変化に対するストローク変化の感度を低くすることが可能になる。

また、複数の係合装置を選択的に係合することにより変速比の異なる複数の変速段を形成することが可能な有段式の自動変速機をさらに備え、自動変速機に含まれる複数の係合装置のうち、所定の変速段を形成時に動力伝達に関与しない無負荷部の回転部材に連結される係合装置は、摩擦係合装置により構成されており、自動変速機により所定の変速段を形成時、動力伝達に関与する有負荷部の回転部材と無負荷部の回転部材とが噛み合う結合部から無負荷部側に含まれる摩擦係合装置は、ピストンのストローク量が所定量となり弱スリップ状態となってもよい。

この構成によれば、ピストンのストローク量に応じて受圧面が切り替える構造の摩擦係合装置を、自動変速機の変速用係合装置に適用することが可能である。そして、所定の変速段を形成時に解放状態となり、動力伝達に関与しない摩擦係合装置を対象として、弱スリップ状態に制御する。これにより、動力伝達経路に含まれない無負荷部の慣性を、動力伝達に関与する有負荷部の回転部材に付加できる。その結果、動力伝達経路を伝達するトルク変動をその慣性によって減衰させることが可能になる。

本発明によれば、摩擦係合装置について、ピストンのストローク量に応じて受圧面の大きさを切り替えることができる。これにより、ピストンのストローク量が所定値以下のときには、油圧変化に対するストローク変化の感度が低いため、油圧制御によってピストン位置を微小に変化させることが可能である。

図１は、実施形態の動力伝達装置を搭載した車両の構成を模式的に示す概略構成図である。 図２は、自動変速機を説明するためのスケルトン図である。 図３は、各変速段を設定するために係合する係合装置を示す図表である。 図４は、摩擦係合装置が解放状態の場合を示す模式図である。 図５は、摩擦係合装置が弱スリップ状態の場合を示す模式図である。 図６は、摩擦係合装置が係合状態の場合を示す模式図である。 図７は、油圧係合装置の油圧とピストンストローク量との関係を示す図である。 図８は、所定の変速段におけるエンジン回転速度とドライブシャフトトルク変動との関係を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における動力伝達装置について具体的に説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

図１は、実施形態の動力伝達装置を搭載した車両の概略構成を示す説明図である。車両１０は、エンジン１２と、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６とを備える。動力伝達装置１６は、車体に取り付けられたケース１８内に、トルクコンバータ２０、自動変速機２２、自動変速機２２の出力回転部材である出力ギヤ２４に連結された減速ギヤ機構２６、減速ギヤ機構２６に連結されたデファレンシャルギヤ２８と、ドライブシャフト３０とを備える。エンジン１２から出力された動力は、トルクコンバータ２０、自動変速機２２、減速ギヤ機構２６、デファレンシャルギヤ２８、ドライブシャフト３０の順に伝達して駆動輪１４へ伝達される。

エンジン１２は、走行用動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。このエンジン１２は、電子制御装置６０によって吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御される。なお、電子制御装置６０の詳細構成については後述する。

図２は、自動変速機２２を説明するためのスケルトン図である。トルクコンバータ２０や自動変速機２２などは、自動変速機２２の入力回転部材である変速機入力軸３２の軸心ＲＣに対して略対称的に構成されている。

トルクコンバータ２０は、エンジン１２と自動変速機２２との間の動力伝達経路において、軸芯ＲＣ回りに回転するように配置された流体伝動装置である。図２に示すように、トルクコンバータ２０はポンプインペラ２０ｐおよびタービンランナ２０ｔを有する。ポンプインペラ２０ｐは、トルクコンバータ２０の入力回転部材であり、エンジン１２に連結されている。タービンランナ２０ｔは、トルクコンバータ２０の出力回転部材であり、変速機入力軸３２に連結されている。この変速機入力軸３２はタービン軸と称することもできる。さらに、トルクコンバータ２０は、ポンプインペラ２０ｐとタービンランナ２０ｔとを連結する直結クラッチとしてロックアップクラッチＬＣを備える。また、動力伝達装置１６は、ポンプインペラ２０ｐに連結された機械式オイルポンプ３４を備える。機械式オイルポンプ３４は、エンジン１２によって駆動され、オイルパン等から吸入した作動油を吐出する。この機械式オイルポンプ３４から吐出された作動油は、自動変速機２２の変速制御やロックアップクラッチＬＣの作動状態の切替制御を実施する際に用いられ、あるいは動力伝達装置１６の潤滑必要部位に潤滑油として供給される。機械式オイルポンプ３４は油圧制御回路５０の油圧供給源として機能する。

自動変速機２２は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路の一部を構成する有段式の自動変速機である。図２に示すように、自動変速機２２は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置３６と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置３８と、ダブルピニオン型の第３遊星歯車装置４０とを同軸線上（軸心ＲＣ上）に有する、遊星歯車式の多段変速機である。第２遊星歯車装置３８と第３遊星歯車装置４０とによりラビニヨ型の遊星歯車装置が構成されている。第１遊星歯車装置３６は第１変速部（主変速部）として機能する。上述したラビニヨ型の遊星歯車装置は第１変速部の下流側に配置された第２変速部（副変速部）として機能する。さらに、自動変速機２２は、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、第２ブレーキＢ２の複数の係合装置（以下、特に区別しない場合は単に「係合装置ＣＢ」という）を備えている。

第１遊星歯車装置３６は、第１サンギヤＳ１と、互いに噛み合う複数対の第１ピニオンギヤＰ１ａ，Ｐ１ｂと、第１ピニオンギヤＰ１ａ，Ｐ１ｂを自転可能かつ公転可能に支持する第１キャリアＣＡ１と、第１ピニオンギヤＰ１ａ，Ｐ１ｂを介して第１サンギヤＳ１と噛み合う第１リングギヤＲ１とを備える。第２遊星歯車装置３８は、第２サンギヤＳ２と、第２ピニオンギヤＰ２と、第２ピニオンギヤＰ２を自転可能かつ公転可能に支持するキャリアＲＣＡと、第２ピニオンギヤＰ２を介して第２サンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲＲとを備える。第３遊星歯車装置４０は、第３サンギヤＳ３と、互いに噛み合う複数対の第３ピニオンギヤＰ３ａ，Ｐ３ｂと、第３ピニオンギヤＰ３ａ，Ｐ３ｂを自転可能かつ公転可能に支持するキャリアＲＣＡと、第３ピニオンギヤＰ３ａ，Ｐ３ｂを介して第３サンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲＲとを備えている。ラビニヨ型である第２遊星歯車装置３８と第３遊星歯車装置４０においては、ロングピニオンギヤの第３ピニオンギヤＰ３ｂと第２ピニオンギヤＰ２が共通化され、かつキャリアＲＣＡおよびリングギヤＲＲが共通化されている。

係合装置ＣＢは、油圧式の摩擦係合装置であり、油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型のクラッチやブレーキにより構成されている。係合装置ＣＢは、油圧制御回路５０に含まれる複数のソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ６などから各々出力される係合圧としての油圧に応じてトルク容量がそれぞれに変化させられることで、それぞれの作動状態が切り替えられる。自動変速機２２では、各遊星歯車装置３６，３８，４０の回転要素同士が係合装置ＣＢによって接続または解放され、あるいは選択的に固定される。

詳細には、第１サンギヤＳ１はケース１８に連結されている。第１キャリアＣＡ１は変速機入力軸３２に連結されている。第１キャリアＣＡ１と第２サンギヤＳ２とは、第４クラッチＣ４を介して選択的に連結される。第１リングギヤＲ１と第３サンギヤＳ３とは、第１クラッチＣ１を介して選択的に連結される。第２サンギヤＳ２は第１ブレーキＢ１を介してケース１８に選択的に連結される。キャリアＲＣＡは、第２クラッチＣ２を介して変速機入力軸３２に選択的に連結される。さらに、キャリアＲＣＡは、第２ブレーキＢ２を介してケース１８に選択的に連結される。また、リングギヤＲＲは、出力ギヤ２４に連結されている。

自動変速機２２は、電子制御装置６０により運転者のアクセル操作や車速等に応じて係合装置ＣＢのうちのいずれかが選択的に係合されることで、変速比γの異なる複数の変速段が選択的に形成される有段変速機である。自動変速機２２は、例えば図３に示す係合作動表のように、第１速ギヤ段「１st」−第８速ギヤ段「８th」の８つの前進ギヤ段および後進ギヤ段「Ｒev」の各ギヤ段（各変速段）が選択的に形成される。各変速段に対応する自動変速機２２の変速比γは、第１遊星歯車装置３６、第２遊星歯車装置３８、および第３遊星歯車装置４０の各歯車比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）によって適宜定められる。第１速ギヤ段「１st」の変速比γが最も大きく、高車速側（第８速ギヤ段「８th」側）ほど変速比γが小さくなる。

図３に示す図表は、自動変速機２２にて形成される各変速段と係合装置ＣＢの各作動状態との関係をまとめたものである。図３において、「○」は係合、空欄は解放をそれぞれ表している。図３に示すように、前進ギヤ段では、第１クラッチＣ１と第２ブレーキＢ２とが係合することによって第１速ギヤ段「１st」が成立させられる。第１クラッチＣ１と第１ブレーキＢ１とが係合することによって第２速ギヤ段「２nd」が成立させられる。第１クラッチＣ１と第３クラッチＣ３とが係合することによって第３速ギヤ段「３rd」が成立させられる。第１クラッチＣ１と第４クラッチＣ４とが係合することによって第４速ギヤ段「４th」が成立させられる。第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とが係合することによって第５速ギヤ段「５th」が成立させられる。第２クラッチＣ２と第４クラッチＣ４とが係合することによって第６速ギヤ段「６th」が成立させられる。第２クラッチＣ２と第３クラッチＣ３とが係合することによって第７速ギヤ段「７th」が成立させられる。第２クラッチＣ２と第１ブレーキＢ１とが係合することによって第８速ギヤ段「８th」が成立させられる。また、第３クラッチＣ３と第２ブレーキＢ２とが係合することによって後進ギヤ段「Ｒev」が成立させられる。さらに、係合装置ＣＢをいずれも解放することによって自動変速機２２はニュートラル状態となる。

図１に戻る。車両１０は、車両１０を制御するコントローラとしての電子制御装置６０を備える。電子制御装置６０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備えたマイクロコンピュータを含んで構成されたＥＣＵである。

電子制御装置６０には、車両１０に搭載された各種センサ等からの信号が入力される。各種センサには、車速センサ、エンジン回転速度センサ、入力回転速度センサ、出力回転速度センサ、アクセル開度センサ、スロットル弁開度センサ、ブレーキスイッチ、シフトポジションセンサ、油温センサなどが含まれる。車速センサは車速を検出する。エンジン回転速度センサはクランクシャフトの回転速度であるエンジン回転速度Ｎeを検出する。入力回転速度センサはタービン軸の回転速度でもあるＡＴ入力回転速度を検出する。ＡＴ入力回転速度は変速機入力軸３２の回転速度（自動変速機２２の入力回転速度）である。出力回転速度センサはＡＴ出力回転速度を検出する。ＡＴ出力回転速度は出力ギヤ２４の回転速度（自動変速機２２の出力回転速度）である。アクセル開度センサはアクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出する。スロットル弁開度センサは電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度を検出する。ブレーキスイッチはホイールブレーキを作動させるためのブレーキ操作部材が運転者により操作されたことを検出する。シフトポジションセンサは「Ｐ」，「Ｒ」，「Ｎ」，「Ｄ」などのシフトレバーの操作位置（シフトポジション）を検出する。油温センサは油圧制御回路５０内の作動油の温度を検出する。

この電子制御装置６０は各種センサからの入力信号に基づいて自動変速機２２の変速制御や油圧制御回路５０の油圧制御等を実施して車両１０を制御する。この電子制御装置６０からは車両１０に搭載された制御対象の各装置に指令信号が出力される。例えばエンジン１２を制御する際、電子制御装置６０からエンジン１２にはエンジン制御指令信号が出力される。また、係合装置ＣＢを制御する際、電子制御装置６０から油圧制御回路５０には係合装置ＣＢの作動状態を制御するための油圧指令信号が出力される。この油圧指令信号は、係合装置ＣＢの各々の油圧アクチュエータ（油室）に供給される油圧（係合圧）を調圧する各ソレノイドバルブＳＬ１−ＳＬ６を駆動するための指令信号である。なお、電子制御装置６０は必要に応じてエンジン制御用ＥＣＵや油圧制御用ＥＣＵなどに分けられて構成されてもよい。

ここで、図４〜図６を参照して、係合装置ＣＢを構成することが可能な摩擦係合装置７０の構造について説明する。図４は、解放状態の摩擦係合装置７０を示す模式図である。図５は、弱スリップ状態の摩擦係合装置７０を示す模式図である。図６は、係合状態の摩擦係合装置７０を示す模式図である。なお、この説明において、係合装置ＣＢと摩擦係合装置７０とは同義である。

摩擦係合装置７０は、摩擦部材７１と、ピストン７２と、保持部材７３と、油室７４と、を有する。摩擦部材７１は、ピストン７２によって押圧されて摩擦係合する摩擦係合要素である。ピストン７２は、油室７４内の油圧を受けて軸線方向に移動して摩擦部材７１を押圧する押圧部材である。保持部材７３は、ピストン７２を軸線方向に相対移動可能に保持する部材である。油室７４は、ピストン７２と保持部材７３とによって区画されており、油圧制御回路５０から油圧が供給される。この油室７４には、第１油室７４ａと、第２油室７４ｂとが含まれる。なお、摩擦係合装置７０は、摩擦部材７１同士が離間する方向にピストン７２を押すリターンばね（図示せず）を含んで構成される。

摩擦部材７１は、複数枚の摩擦板７１ａおよびプレート７１ｂを有し、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとが軸線方向に交互に配置されている。摩擦板７１ａとプレート７１ｂとはいずれも円環状に形成されている。例えば、摩擦係合装置７０がクラッチの場合、摩擦板７１ａは内周部がクラッチハブの外周部（図示せず）にスプライン嵌合する回転要素であり、プレート７１ｂは外周部がクラッチドラムの内周部（図示せず）にスプライン嵌合する回転要素である。一方、摩擦係合装置７０がブレーキの場合、プレート７１ｂはケース１８に固定された固定要素であり、摩擦板７１ａが自動変速機２２の回転部材に連結された回転要素である。

ピストン７２は、油室７４の油圧を受ける受圧面として第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとを有する。第１受圧面７２ａは、第１油室７４ａに供給された作動油の油圧を受ける面であり、保持部材７３と軸線方向に対向している。第２受圧面７２ｂは、第２油室７４ｂに供給された作動油の油圧を受ける面であり、第１受圧面７２ａよりも径方向外側の位置で保持部材７３と軸線方向に対向している。さらに、このピストン７２には、ピストン７２の移動方向（軸線方向）に沿って延びるピストン円筒面７２ｃが設けられている。ピストン円筒面７２ｃは、油室７４を区画する側の面であり、ピストン７２の周方向全域に亘り連続的に形成され、径方向で内側を向いている。このピストン７２は径方向に対して段差構造を有し、受圧面がピストン円筒面７２ｃを境に径方向内側の第１受圧面７２ａと径方向外側の第２受圧面７２ｂとに区切られている。要するに、第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとはピストン円筒面７２ｃを介して繋がっている。

また、ピストン７２は、径方向内側で保持部材４３に保持される円筒状のボス部７２ｄと、径方向外側で保持部材７３に保持される大径の円筒部７２ｅと、摩擦部材７１を押圧する押圧部７２ｆとを有する。ボス部７２ｄの内周部と保持部材７３の外周部との間はシール部材７５によりシールされている。円筒部７２ｅの内周部と保持部材７３の外周部との間はシール部材７６によりシールされている。押圧部７２ｆは、摩擦部材７１（詳細にはプレート７１ｂ）に接触して、油圧による軸線方向の荷重（係合圧）を摩擦部材７１に作用する部位である。

保持部材７３は、ボス部７３ａと、フランジ部７３ｂと、円筒面７３ｃとを有する。ボス部７３ａは、径方向内側に形成された小径の円筒部であり、ピストン７２のボス部７２ｄを保持する部位である。フランジ部７３ｂは、ボス部７３ａの一方端部から径方向外側に延びている壁部であり、ピストン７２の円筒部７２ｅを保持する部位である。円筒面７３ｃは、フランジ部７３ｂのうち油室７４を区画する側の面に形成され、ピストン７２の移動方向（軸線方向）に沿って延びている。また、円筒面７３ｃは保持部材７３の周方向全域に亘り連続的に形成された保持側円筒面であり、径方向で外側を向いている。このように、保持部材７３は径方向に対して段差構造を有し、フランジ部７３ｂのうち油室７４を形成する面が円筒面７３ｃを境に径方向内側の油室形成面（第１受圧面７２ａと軸線方向に対向する面）と径方向外側の油室形成面（第２受圧面７２ｂと軸線方向に対向する面）とに区切られている。

さらに、保持部材７３の円筒面７３ｃとピストン７２のピストン円筒面７２ｃとは、径方向に対向する。図４に示す例は、摩擦係合装置７０が解放状態であり、ピストン円筒面７２ｃと保持部材７３の円筒面７３ｃとが接触している。この接触状態は、摩擦係合装置７０が解放状態から弱スリップ状態に移行するまで維持される。

摩擦係合装置７０は、解放状態（図４に示す）と、弱スリップ状態（図５に示す）と、係合状態（図６に示す）とに切り替わることが可能である。この摩擦係合装置７０では、解放状態から係合状態に状態が遷移する過程で、中間状態としての弱スリップ状態に移行することが可能である。弱スリップ状態とは、摩擦部材７１同士の間で引き摺りトルクを生じる状態である。図７に示すように、この遷移過程は、油圧が小さい状態の解放状態（第１状態）から弱スリップ状態（第２状態）を経て係合状態（第３状態）へと遷移する。また、ピストンストローク量は、解放状態が最も小さく、解放状態よりも弱スリップ状態が大きく、弱スリップ状態よりも係合状態が大きい。さらに、解放状態から弱スリップ状態に移行するまでは、油圧変化に対するストローク変化が小さい状態となり、油圧に対するピストンストローク感度が低い。弱スリップ状態から係合状態に移行するまでは、油圧変化に対するストローク変化が大きい状態となり、油圧に対するピストンストローク感度が高い。つまり、摩擦係合装置７０は、ピストンストローク量に応じて、油圧変化に対するピストンストローク感度の高低が切り替わる構造を有する。

図４に示すように、解放状態では、第１油室７４ａに油圧が供給されていないため、ピストン７２は係合方向にストロークせずに解放位置にある。そのため、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとが軸線方向に離間した状態（摩擦部材７１同士が離間した状態）となり、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとの間でトルク伝達は不能である。また、ピストン円筒面７２ｃと保持部材７３の円筒面７３ｃとが接触しているため、油室７４はこの接触部分で第１油室７４ａと第２油室７４ｂとに区切られている。そして、解放状態から第１油室７４ａに油圧が供給されると中間状態である弱スリップ状態に移行する。解放状態から弱スリップ状態に移行する際、ピストン円筒面７２ｃが円筒面７３ｃ上を摺動する。

図５に示すように、弱スリップ状態では、第１油室７４ａのみに油圧が供給されており、ピストン７２の第１受圧面７２ａには油圧が作用しているものの第２受圧面７２ｂには油圧が作用していない状態である。第１受圧面７２ａのみから油圧を受けたピストン７２は、所定量ＳＴ（図７に示す）にストロークした状態となるため、摩擦部材７１同士の間隔が狭くなり、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとの間に引き摺りトルク（フリクション）が発生する。この引き摺りトルク（フリクション）が生じている状態は、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとが非接触であり、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとの間に介在する作動油によって一方の摩擦部材７１が引き摺られる状態である。また、弱スリップ状態では、ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが接触しているため、供給口７７に連通する油室７４は第１油室７４ａのみとなっている。そして、弱スリップ状態から第１油室７４ａに油圧がさらに供給されると、油圧の増大によりピストン７２が係合位置側にストロークしてピストン円筒面７２ｃが円筒面７３ｃから離れる。すなわち、ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが径方向に対向しない状態に移行する。このようにピストン位置に応じてピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとの接触状態（対向状態）が解除されると、第１油室７４ａと第２油室７４ｂとが連通する。つまり、弱スリップ状態から係合状態へ移行する際、第１油室７４ａと第２油室７４ｂを合わせたひとつの油室７４に油圧が供給される。

図６に示すように、係合状態では、第１油室７４ａに加えて第２油室７４ｂに油圧が供給されており、ピストン７２には第１受圧面７２ａおよび第２受圧面７２ｂに油圧が作用している状態となる。ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが離れているため、第１油室７４ａと第２油室７４ｂとが油圧差なしに連通している。そのため、ピストン７２の受圧面は第１受圧面７２ａと第２受圧面７２ｂとを合わせた面となる。そして、摩擦部材７１同士は接触して、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとが摩擦係合している。つまり、係合力が生じているため、摩擦板７１ａとプレート７１ｂとの間はトルク伝達が可能な状態となる。

次に、自動変速機２２に含まれる摩擦係合装置７０を弱スリップ状態に制御することにより、自動変速機２２を伝達するトルク変動を減衰できる効果について説明する。まず、自動変速機２２では、変速段毎において、動力伝達に関与する部位（動力伝達経路に含まれる部位）である有負荷部と、動力伝達には関与しない部位（動力伝達経路に含まれない部位）である無負荷部とが構成される。そして、有負荷部と無負荷部とはスプライン嵌合やギヤの噛み合い等の結合部を介して連結されているため、無負荷部の回転部材が有負荷部によって連れ回されている。さらに、所定の変速段を形成時、係合装置ＣＢのうちのいずれかの摩擦係合装置は解放状態となっている。その摩擦係合装置を対象にして弱スリップ状態にする。これにより、有負荷部と無負荷部との結合部に生じるガタを詰めることができ、無負荷部の慣性を結合部から有負荷部に付加できる。

そこで、電子制御装置６０は、所定の運転状態では、自動変速機２２が所定の変速段において解放状態の摩擦係合装置７０に対して、その変速段の形成に影響しない範囲で弱スリップ状態とするように油圧を供給する弱スリップ制御を実行する。弱スリップ制御を実施することで、対象の摩擦係合装置７０における引き摺りトルクが増大させられる。これにより、無負荷部と有負荷部との間の結合部で回転方向のガタの反トルク方向に無負荷部慣性が押し付け続けられる。その結果、無負荷部慣性の抜けが抑制されて、無負荷部慣性が有負荷部に上乗せされる。

例えば、自動変速機２２で第５速ギヤ段「５th」が形成されたとき、第５速ギヤ段「５th」では、第１クラッチＣ１と第２クラッチＣ２とが係合され、かつ第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２が解放されている。有負荷部を構成する第２ピニオンギヤＰ２と無負荷部を構成する第２サンギヤＳ２とが互いに噛み合っている。この噛合い部を介して第２ピニオンギヤＰ２の回転に伴って無負荷部が連れ回される。そして、相対回転する有負荷部の回転部材は第１リングギヤＲ１であり、相対回転する無負荷部の回転部材は第２サンギヤＳ２であるため、対象となる摩擦係合装置７０は解放状態の第３クラッチＣ３である。この第３クラッチＣ３を弱スリップ状態にすることにより、摩擦部材７１同士の間に引き摺りトルク（フリクション）が生じる。第３クラッチＣ３でフリクションが生じることによって、有負荷部と無負荷との結合部である第２ピニオンギヤＰ２と第２サンギヤＳ２との噛合い部には、ガタを詰める方向の荷重が作用する。有負荷部と無負荷部との結合部でガタ詰めが行われると、無負荷部の慣性を有負荷部に付加することができる。その結果、エンジン１２で生じたトルク変動が自動変速機２２に伝達する場合でも、無負荷部の慣性が付加されることにより振動を減衰することができる。また、摩擦係合装置７０を弱スリップ状態にしたことにより無負荷部の慣性が有負荷部に付加されると、その無負荷部の慣性分だけ負荷が増えるため燃費に影響する。そこで、動力伝達装置１６における振動および騒音の状態を考慮して、必要なときに限り摩擦係合装置７０を弱スリップ状態にすることで、燃費悪化の背反を最小にしながらＮＶ（騒音および振動）を低減することが可能になる。

なお、有負荷部と無負荷部との間にはガタ（回転方向の隙間）が形成される。このガタは無負荷部における全てのガタを含むものである。そして、有負荷部と無負荷部との間ではトルクが伝達されないので、無負荷部はガタの範囲内で有負荷部に対して相対回転する。この際、無負荷部は有負荷部の駆動側の部位と被駆動側の部位とに交互に衝突する。

そして、車両１０ではロックアップクラッチＬＣを係合すると、エンジン１２の爆発振動がドライブシャフト３０を通して車体に伝達される。ロックアップクラッチＬＣを係合した走行時には、エンジン１２の爆発振動が減衰され難く、こもり音が大きくなり易い。そのため、高回転数領域に比べてエンジン１２の爆発振動が大きい低回転数領域は、ロックアップオフ領域とする。ロックアップ走行時のこもり音の発生を抑制することができれば、ロックアップ領域を広げることができる（図８を参照）。

図８は、自動変速機２２の所定の変速段におけるエンジン回転速度Ｎeとドライブシャフト３０のトルク変動との関係を示す図である。ドライブシャフトトルク変動は、エンジン１２の爆発振動が伝達された時に、ドライブシャフト３０におけるトルク変動の大きさを示している。図８中の破線で示す「通常仕様」の特性は、対象の摩擦係合装置７０を弱スリップ状態としない通常時のドライブシャフトトルク変動の変化を示している。図８中の実線で示した「弱スリップ仕様」の特性は、対象の摩擦係合装置７０を弱スリップ状態とした制御実行時のドライブシャフトトルク変動を示している。なお、弱スリップ制御の対象となる摩擦係合装置７０を対象係合装置と記載する。

「通常仕様」において、エンジン回転速度Ｎeが所定の第１回転速度ＮeAよりも低くなる領域では、エンジン１２の爆発振動が大きいことで、ドライブシャフトトルク変動がトルク変動目標値を超える。また、エンジン回転速度Ｎeが第１回転速度ＮeAよりも高くなっても、エンジン１２の爆発振動が小さくなることによる無負荷部慣性の抜けが生じやすくなることでドライブシャフトトルク変動は低下せず、ドライブシャフトトルク変動がトルク変動目標値以下に低下させられない。この「通常仕様」では、エンジン回転速度Ｎeが第１回転速度ＮeAよりも高い所定の第２回転速度ＮeB以上になると、エンジン１２の爆発振動がより小さくなることで無負荷部慣性の抜けが生じても、ドライブシャフトトルク変動をトルク変動目標値以下に低下させられる。トルク変動目標値は、例えばロックアップ走行時におけるこもり音の発生が問題とならないような予め定められたドライブシャフトトルク変動の上限値である。この「通常仕様」では、ドライブシャフトトルク変動がトルク変動目標値以下となる、第２回転速度ＮeB以上のエンジン回転速度Ｎeの領域がロックアップ実施領域として定められる。

「弱スリップ状態」において、エンジン回転速度Ｎeが第１回転速度ＮeAよりも低くなる領域では、エンジン１２の爆発振動がもともと大きいので、対象係合装置に対する弱スリップ制御の効果が得られず、「通常仕様」と同様に、ドライブシャフトトルク変動がトルク変動目標値を超えている。この「弱スリップ仕様」では、エンジン回転速度Ｎeが第１回転速度ＮeA以上になると、係合対象装置に対する弱スリップ制御によって無負荷部慣性の抜けが生じ難くされる。これにより、エンジン１２の爆発振動が小さくなることに合わせてドライブシャフトトルク変動も小さくされ、ドライブシャフトトルク変動がトルク変動目標値以下に低下させられる。この「弱スリップ仕様」では、ドライブシャフトトルク変動がトルク変動目標値以下となる、第１回転速度ＮeA以上のエンジン回転速度Ｎeの領域がロックアップ実施領域として定められる。つまり、「弱スリップ仕様」は「通常仕様」に比べて、ロックアップ実施領域が低回転速度側の領域へ広げられる。また、エンジン回転速度Ｎeが第２回転速度ＮeB以上の領域では、「通常仕様」に示されるように、対象係合装置に対する弱スリップ制御を実行しなくてもドライブシャフトトルク変動がトルク変動目標値以下に低下させられる。そのため、対象係合装置に対する弱スリップ制御は、少なくともエンジン回転速度Ｎeが第１回転速度ＮeA以上かつ第２回転速度ＮeB未満となる所定の運転領域（回転速度領域）で実行されればよい。対象係合装置に対する弱スリップ制御を実行する所定の運転領域は、弱スリップ制御の効果によりロックアップ可能な領域である。すなわち、所定の運転領域は、対象係合装置に対する弱スリップ制御を実行しなければ、エンジン１２の爆発振動が小さくなることで無負荷部慣性の抜けが生じやすくなっても反ってこもり音の発生が抑制され難くなるために、ロックアップ制御可能とならない領域である。つまり、所定の運転状態は、エンジン回転速度Ｎeが高くなることに伴ってエンジン１２の爆発振動が小さくなることでロックアップクラッチＬＣの係合に伴うこもり音が生じやすくなる、エンジン１２の所定の回転速度領域である。

また、電子制御装置６０は、対象係合装置に対する弱スリップ制御を適切に実行するために、運転状態を判定する判定部や、摩擦係合装置７０に供給される油圧を制御する油圧制御部などの処理部を備えている。この判定部は、エンジン回転速度Ｎeが第１回転速度ＮeA以上かつ第２回転速度ＮeB未満であるか否かを判定する。また、油圧制御部は、判定部によって所定の運転領域にあると判断された場合に、対象の摩擦係合装置７０を弱スリップ状態に制御する。

以上説明した通り、実施形態によれば、油圧を制御することによって、摩擦係合装置７０のピストン位置を微小に変化させることが可能になる。これにより、摩擦係合装置７０で、摩擦部材７１同士の間にフリクション（引き摺りトルク）を生じさせることが可能になる。

また、摩擦係合装置７０では、一つのピストン７２によって二つの油室７４ａ，７４ｂを形成することが可能である。つまり、ピストンが複数なくてもよいので、簡易な構造の摩擦係合装置７０を実現できる。

さらに、所定の変速段の形成時、対象となる摩擦係合装置７０を弱スリップ状態にすることで、動力伝達に関与しない無負荷部の慣性を有負荷部に付加することができる。この結果、無負荷部の慣性により有負荷部を伝達する振動（トルク変動）を減衰でき、振動および騒音を低減することができる。これにより、動力伝達装置１６での効率低下を最小にしつつＮＶ低減性能を向上させることが可能となる。

なお、摩擦係合装置７０は、クラッチに限らず、ブレーキであってもよい。さらに、摩擦係合装置７０の保持部材７３は、いわゆるクラッチドラムであってもよい。

また、上述した実施形態の変形例として、摩擦係合装置７０はピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが接触しない構造を有してもよい。この変形例は、ピストン７２が係合位置に向けてストロークしてもピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが摺動しない構造である。具体的には、変形例の摩擦係合装置７０では、解放状態および弱スリップ状態において、ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが径方向に対向するものの、その間に径方向隙間を有する。ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとの間の径方向隙間は、例えば第１油室７４ａに油圧が供給された場合（解放状態と弱スリップ状態との間の過渡状態）、第１油室７４ａの油圧に対して大きな圧力損失を生じる隙間（狭い隙間）に形成される。これにより、解放状態から弱スリップ状態に移行するまでに、ピストン７２をストロークさせるための油圧が第１油室７４ａの油圧を主とすることになる。そのため、解放状態から弱スリップ状態に移行するまでは、供給口７７から第１油室７４ａに供給された作動油が、第１油室７４ａおよび上述した径方向隙間を介して第２油室７４ｂに流入しても、第２油室７４ｂではピストンストロークに影響する油圧は生じない。仮にピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが対向している状態で第２油室７４ｂに油圧が生じても、その油圧の大きさは第１油室７４ａの油圧に比べて非常に小さい。この変形例では、ピストンストローク量が所定量ＳＴ以下のときは、ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが径方向に対向して、第１油室７４ａと第２油室７４ｂとが油圧差ありの状態で連通する。一方、ピストンストローク量が所定量ＳＴよりも大きいときは、ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが径方向に対向しなくなり、第１油室７４ａと第２油室７４ｂとが油圧差なしの状態で連通する。このように、解放状態から弱スリップ状態に至るまで第１油室７４ａと第２油室７４ｂとの間に所望の油圧差を設定することが可能な構造であれば、ピストン円筒面７２ｃと円筒面７３ｃとが非接触の構造であってもよい。

１０ 車両
１２ エンジン
１６ 動力伝達装置
２２ 自動変速機
５０ 油圧制御回路
６０ 電子制御装置
７０ 摩擦係合装置
７１ 摩擦部材
７１ａ 摩擦板
７１ｂ プレート
７２ ピストン
７２ａ 第１受圧面
７２ｂ 第２受圧面
７２ｃ ピストン円筒面
７３ 保持部材
７３ａ ボス部
７３ｂ フランジ部
７３ｃ 円筒面
７４ 油室
７４ａ 第１油室
７４ｂ 第２油室
７７ 供給口

Claims (5)

1. 複数枚の摩擦板およびプレートを押圧するピストンと、
   前記ピストンを軸線方向に相対移動可能に保持する保持部材と、
   前記保持部材と前記ピストンにより区画された油室と、
   前記油室に作動油を供給する供給口と、を有し、前記油室内の油圧を受けた前記ピストンが軸線方向で前記摩擦板および前記プレートを押圧する側にストロークする摩擦係合装置を備えた動力伝達装置において、
   前記保持部材は、前記ピストンの移動方向に沿って延びる保持側円筒面を有し、
   前記ピストンは、前記ピストンの移動方向に沿って延びるピストン円筒面を有し、
   前記ピストンのうち前記油室の油圧を受ける受圧面は、前記ピストン円筒面を境に径方向内側の第１受圧面と径方向外側の第２受圧面とに区切られ、
   前記ピストンのストローク量が所定量以下のときは、前記保持側円筒面と前記ピストン円筒面とが径方向に対向し、かつ前記受圧面は前記ピストン円筒面よりも前記供給口側の前記第１受圧面となり、
   前記ピストンのストローク量が所定量よりも大きいときは、前記保持側円筒面と前記ピストン円筒面とは径方向に対向せず、かつ前記受圧面は前記第１受圧面および前記第２受圧面となる
   ことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記ピストンのストローク量が所定量以下のときは、前記保持側円筒面と前記ピストン円筒面とが接触し、前記油室は前記第１受圧面を含む第１油室と前記第２受圧面を含む第２油室とに区切られるとともに、前記第１油室のみに油圧が供給され、
   前記ピストンのストローク量が所定量よりも大きいときは、前記保持側円筒面と前記ピストン円筒面とは接触せず、前記第１油室と前記第２油室とが連通する
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記ピストンのストローク量が所定量以下のときは、前記保持側円筒面と前記ピストン円筒面との間に径方向隙間が形成され、かつ前記油室は前記第１受圧面を含む第１油室と前記第２受圧面を含む第２油室とが前記径方向隙間を介して油圧差を有する状態で連通しているとともに、前記第１油室の油圧が前記第２油室の油圧よりも大きく、
   前記ピストンのストローク量が所定量よりも大きいときは、前記第１油室と前記第２油室とが油圧差のない状態で連通する
   ことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
4. 前記ピストンのストローク量が前記所定量の場合、前記摩擦係合装置は前記摩擦板と前記プレートとの間に引き摺りトルクが生じる弱スリップ状態となる
   ことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の動力伝達装置。
5. 複数の係合装置を選択的に係合することにより変速比の異なる複数の変速段を形成することが可能な有段式の自動変速機をさらに備え、
   前記自動変速機に含まれる前記複数の係合装置のうち、所定の変速段を形成時に動力伝達に関与しない無負荷部の回転部材に連結される係合装置は、前記摩擦係合装置により構成されており、
   前記自動変速機により所定の変速段を形成時、動力伝達に関与する有負荷部の回転部材と前記無負荷部の回転部材とが噛み合う結合部から前記無負荷部側に含まれる前記摩擦係合装置は、前記ピストンのストローク量が所定量となり前記弱スリップ状態となる
   ことを特徴とする請求項４に記載の動力伝達装置。

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