JP2650292B2

JP2650292B2 - 車両用動力伝達装置の油圧制御装置

Info

Publication number: JP2650292B2
Application number: JP63009188A
Authority: JP
Inventors: 良司羽淵; 邦夫森沢
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1997-09-03
Anticipated expiration: 2012-09-03
Also published as: JPH01188756A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、ロックアップクラッチ付流体継手および変
速機構を備えた車両用動力伝達装置の油圧制御装置に関
するものである。

従来技術ロックアップクラッチ付フルードカップリングを介し
てエンジンの動力が変速機構へ伝達される形式の車両用
動力伝達装置が知られている。そして、このような車両
用動力伝達装置においては、第１油路および第２油路の
一方を通して前記流体継手内へ作動油を供給し且つ他方
を通してその流体継手内の作動油を排出させることによ
り流体継手のロックアップクラッチを制御するロックア
ップ制御弁と、前記ロックアップクラッチの解放時に前
記第１油路または第２油路を通して排出された作動油を
大気へ開放する排出油路とを備えた油圧制御装置が用い
られている。たとえば、特開昭61−45167号に記載され
た油圧制御装置がそれである。

発明が解決すべき問題点ところで、一般に、ロックアップクラッチは車両の制
動時においてはエンジン停止を回避するために駆動輪の
停止に先立ってロックアップクラッチを解放させる必要
があるが、ロックアップクラッチ付流体継手および変速
機構を備えた車両においては、発進後比較的早期に、換
言すれば比較的低車速よりも高い車速においてロックア
ップクラッチが係合状態とされるので、車両の制動時に
おいては速やかにロックアップクラッチを解放させる必
要がある。しかしながら、ロックアップクラッチを解放
させる際におけるロックアップ制御弁の作動により第１
油路または第２油路を通して流体継手内から排出される
作動油は、排出油路に導かれることにより流量調節用オ
リフィス、およびオイルクーラなどを順次経て大気に開
放されるのが通常であるので、それらの流通抵抗に起因
してロックアップクラッチの解放が速やかに行われ得
ず、エンジン停止が発生するおそれがあった。

問題点を解決するための手段本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その要旨とするところは、ロックアップクラッチ付
流体継手を介してエンジンの動力が変速機構へ伝達され
る形式の車両用動力伝達装置において、第１油路を通し
て前記流体継手内へ作動油を供給するとともに第２油路
を通して前記流体継手内の作動油を排出させることによ
り流体継手のロックアップクラッチを解放するロックア
ップ制御弁と、前記ロックアップクラッチの解放時に前
記第２油路を通して排出された作動油を大気へ開放する
排出油路とを備えた油圧制御装置であって、（ａ）前記
排出油路の少なくとも一部と並列となるように設けられ
たバイパス油路と、（ｂ）前記ロックアップクラッチの
急速解放時に電気信号に従ってそのバイパス油路を開く
ことにより、そのバイパス油路が閉じられている場合に
比較して前記ロックアップクラッチの解放動作を速やか
とする開閉制御弁装置とを、含むことにある。

作用および発明の効果このようにすれば、ロックアップクラッチが急速解放
される際には、排出油路から作動油が排出させられると
ともに、電気信号に従って解放制御弁装置により開かれ
るバイパス油路からも作動油が排出させられるので、バ
イパス油路が閉じられている場合に比較して流体継手内
の作動油が速やかに排出されて、ロックアップクラッチ
の解放時における応答性が好適に改善される。したがっ
て、比較的低い車速以上の車速にてロックアップクラッ
チが係合状態とされる車両の制動時においても、エンジ
ン停止が発生することが解消される。

ここで、前記排出油路は、たとえば、流量調節用のオ
リフィスおよびオイルクーラを経て作動油を大気へ開放
するものであり、前記バイパス油路は、好適には、上記
オリフィスおよびオイルクーラをバイパスさせるように
設けられる。

また、前記排出油路は、たとえば、流量調節用のオリ
フィスおよびオイルクーラを経て作動油を大気へ開放す
るものであり、前記バイパス油路は、好適には、上記オ
リフィスをバイパスさせるように設けられる。

なお、前記流体継手は、所謂フルードカップリングや
流体式トルクコンバータなどを含むものであり、流体を
介して動力を伝達する装置を意味するものである。

実施例第２図の車両用動力伝達装置においては、エンジン10
の動力が、ロックアップクラッチ29付フルードカップリ
ング12、無段変速機14、前後進切換装置15、中間歯車装
置16、および差動歯車装置18を介して駆動輪20へ伝達さ
れるようになっている。

上記フルードカップリング12は、エンジン10のクラン
ク軸22に連結されたポンプ24と、無段変速機14の入力軸
26に連結されたタービン28と、それらポンプ24およびタ
ービン28を直結するロックアップクラッチ29とを備えて
おり、車両の発進時においてはエンジンから無段変速機
14へ伝達されるトルクを滑らかに増大させ、或いは車両
の停止時には無段変速機14の回転停止に拘わらずエンジ
ン10の回転を許容するとともに、通常走行時においては
ロックアップクラッチ29によりポンプ24およびタービン
28を連結して回転損失を防止する。

上記無段変速機14の入力軸26には、一次側油圧シリン
ダ30によってＶ溝幅すなわち伝動ベルト32の掛り径が変
更される一次側可変プーリ34が設けられており、また出
力軸36には、二次側油圧シリンダ38によってＶ溝幅が変
更される二次側可変プーリ40が設けられている。したが
って、一次側油圧シリンダ30による推力が二次側油圧シ
リンダ38による推力よりも大きくされると、一次側可変
プーリ34の有効径が増大されると同時に二次側可変プー
リ40の有効径が減少されて、無段変速機14の変速比（＝
入力軸回転速度N_in/出力軸回転速度N_out）が小さくされ
る。反対に、一次側油圧シリンダ30による推力が二次側
油圧シリンダ38による推力よりも小さくされると、一次
側可変プーリ34の有効径が減少されると同時に二次側可
変プーリ40の有効径が増大されて、無段変速機14の変速
比が大きくされる。

前後進切換装置15は、無段変速機14の出力軸36に連結
された遊星歯車機構であって、ギア42を備えた出力軸44
と、その出力軸36と出力軸44とを同じ方向に回転させる
前進用動力伝達状態とする前進用クラッチ43と、出力軸
36と出力軸44とを反対方向に回転させる後進用動力伝達
状態とする後進用ブレーキ45とを備えている。

上記前後進切換装置15の出力軸44に設けられたギア42
は中間歯車装置16と噛み合わされるとともに、中間歯車
装置16は差動歯車装置18と噛み合わされているので、そ
れらギア42および差動歯車装置18の構造によって決定さ
れる一定の減速比にて無段変速機14の出力トルクが駆動
輪20へ伝達されるのである。

一次側可変プーリ34および二次側可変プーリ40の近傍
には、それら可変プーリ34および40の回転速度に対応し
た周波数のパルス信号SP1およびSP2をコントローラ46へ
出力するための入力軸回転センサ48および出力軸回転セ
ンサ50が設けられている。また、中間歯車装置16の近傍
には、中間歯車装置16の回転速度に対応した周波数のパ
ルス信号SVをコントローラ46へ出力するための車速セン
サ52が設けられている。また、エンジン10の図示しない
吸気配管に設けられ且つ図示しないアクセルペダルによ
って開閉操作されるスロットル弁53にはスロットルセン
サ54が設けられており、そのスロットルセンサ54からは
スロットル弁開度θを表すスロットル信号Ｓθがコント
ローラ46に供給される。また、シフト切換装置としてシ
フトレバー56が用いられており、そのシフトレバー56の
操作位置を検出する操作位置センサ58からは、シフトレ
バー56のシフト操作位置P_shを表す信号SPがコントロー
ラ46に供給される。このシフトレバー56は油圧回路60内
のマニアルバルブと機械的に関連させられており、ニュ
ートラルレンジに操作されたときには、前後進切換装置
15の前進用クラッチ43および後進用ブレーキ45のいずれ
にも油圧が供給されることを阻止するが、後進レンジに
操作されたときには、後進用ブレーキ45のみに作動油を
供給させる。また、シフトレバー56が前進レンジに操作
された場合には、前進用クラッチ43のみに作動油が供給
されることを許容する。

上記油圧回路60は、無段変速機14の実際の変速比およ
びエンジン10の出力トルクに対応してライン油圧調圧弁
62により調圧されたライン油圧を出力軸36に設けられた
二次側油圧シリンダ38に供給し、伝動ベルト32の張力を
必要かつ充分に制御する。そして、油圧回路60は、入力
軸26に設けられた一次側油圧シリンダ30に関して、シフ
ト方向切換弁64の作動に応答して、作動油を供給しある
いは排出し、また、シフト速度切換弁66の作動に応答し
て一次側油圧シリンダ30への作動油流入速度あるいは一
次側油圧シリンダ30からの作動油排出速度を変化させ
る。これにより、無段変速機14の変速比を所定の変化速
度で連続的に変化させる。なお、油圧ポンプ68はエンジ
ン10などによって駆動されることにより、オイルタンク
70内の作動油を油圧回路60に圧送するものであって油圧
回路60の油圧源として機能する。

さらに、上記油圧回路60は、ロックアップ制御弁72の
作動位置にしたがって、前記フルードカップリング12内
を充填するために供給する作動油の流通方向を切り換え
ることにより、ロックアップクラッチ29を解放状態およ
び係合状態のうちの一方の状態に切り換える。すなわ
ち、第１図に詳しく示すように、ロックアップ制御弁72
は、スプール弁74および電磁開閉弁76から成る。スプー
ル弁74は、パイロット油路78に接続された入力ポート8
0、フルードカップリング12内のクラッチ非作動側油室8
2に第１接続油路84を介して接続された第１接続ポート8
6、フルードカップリング12内のクラッチ作動側油室88
に第２接続油路90を介して接続された第２接続ポート9
2、および排出油路94に接続された排出ポート96と、ク
ラッチ非係合側位置およびクラッチ係合側位置の間に移
動可能に設けられたスプール弁子98と、スプール弁子98
をクラッチ非係合側位置へ向かって付勢するスプリング
100とを備えている。電磁開閉弁76は、その励磁作動に
従ってオリフィス102よりも下流側を排圧することによ
り、オリフィス102を通してスプロール弁子98の一端面
に作用させられているパイロット油圧を解消させる。こ
のため、電磁開閉弁76が非励磁状態であるときにはスプ
ール弁子98の両端面にパイロット油圧が作用させられる
ので、スプール弁子98はスプリング100の付勢力に従っ
て非係合側位置に位置させられるが、電磁開閉弁76が励
磁状態となると、スプリング100の付勢力に抗してスプ
ール弁子98が係合側位置に移動させられる。上記スプー
ル弁子98の非係合側位置では、第１図に示すように、パ
イロット油路78内の作動油が入力ポート80、第１接続ポ
ート86、第１接続油路84を経てクラッチ非作動側油室82
へ供給されると同時に、クラッチ作動側油室88内の作動
油が第２接続油路90、第２接続ポート92、排出ポート9
6、排出油路94を通して大気（ドレン）へ放出される。
したがって、フルードカップリング12のロックアップク
ラッチ29が解放される。

反対に、スプール弁子98の係合側位置では、パイロッ
ト油路78内の作動油が入力ポート80、第２接続ポート9
2、第２接続油路90を経てクラッチ作動側油室88へ供給
されると同時に、クラッチ非作動側油室82内の作動油が
第１接続油路84、第１接続ポート86、ドレンポート104
を通して大気（ドレン）へ放出される。したがって、フ
ルードカップリング12のロックアップクラッチ29が係合
される。

上記排出油路94には流量調節用のオリフィス106およ
び作動油冷却用のオイルクーラ108が設けられており、
ロックアップクラッチ29の解放応答性の点で無視できな
い程度の大きさの流通抵抗が排出油路94において形成さ
れている。なお、第２接続油路90と排出油路94とはオリ
フィス110を介して接続されており、ロックアップクラ
ッチ29が係合状態でも第２接続ポート92から出力された
作動油の一部がオイルクーラ108により冷却されるよう
になっている。また、排出油路94のオリフィス106とオ
イルクーラ108との間には、クーラバイパス弁112が設け
られており、オイルクーラ圧が一定の圧力以下となるよ
うに調圧されるようになっている。

そして、第２接続油路90には、作動油の排出を促進し
てロックアップクラッチ29の解放応答性を高めるため
に、開閉制御弁114およびオリフィス115を備えたバイパ
ス油路116が接続されている。この開閉制御弁114は、開
放位置と閉成位置との間に移動可能に設けられたスプー
ル弁子118と、このスプール弁子118を開放位置に向かっ
て付勢するスプリング120とを備えている。電磁開閉弁1
22は、オリフィス126よりも下流側を開放することによ
り、常時スプール弁子118の端面に作用されているパイ
ロット油圧を排圧し、スプール弁子118の位置を制御す
る。すなわち、電磁開閉弁122が非励磁状態であるとき
にはスプール弁子118がパイロット油圧に従ってスプリ
ング120の付勢力に抗して移動させられるので、バイパ
ス油路116が閉じられる。しかし、電磁開閉弁122が励磁
状態であるときにはスプール弁子118がスプリング120の
付勢力に従って移動させられるので、バイパス油路116
が開かれて、クラッチ作動側油室88内の作動油がバイパ
ス油路116を通してスプール弁子118のドレンポート124
から速やかに大気へ開放されるようになっている。本実
施例では、開閉制御弁114および電磁開閉弁122が開閉制
御弁装置に相当する。

前記コントローラ46は、本実施例では、ロックアップ
クラッチ29の制御を行う制御手段としても機能するもの
であり、CPU,ROM,RAMを含む所謂マイクロコンピュータ
である。CPUは、RAMの記憶機能を利用しつつROMに予め
記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、エン
ジン10をたとえば燃費率および運転性を考慮した最適曲
線に沿って作動させる変速比を実現させるためにシフト
方向切換弁64およびシフト速度切換弁66の作動を制御す
る一方、伝動ベルト32の張力が最適となるように実際の
変速比およびエンジン10の出力トルクに基づいてライン
油圧調圧弁62を制御する。また、CPUは、車速ｖが予め
定められた一定の値を超えると、ロックアップ制御弁72
を作動させてロックアップクラッチ29を係合状態とす
る。

以下、本実施例の作動の要部を第３図のフローチャー
トにしたがって説明する。第３図は、ロックアップクラ
ッチ制御ルーチンの一部であって、車両の制動時におけ
るロックアップクラッチ29の解放応答特性を改善するた
めの制御を含むものである。

先ず図示しないステップが実行されることにより、車
速ｖ、スロットル弁開度θ、入力軸26の回転速度N_in、
出力軸36の回転速度N_out、シフトレバー56の操作位置P
_shが、信号SP1,SP2,Sθ,SV,SPに基づいて読み込まれる
とともに、無段変速機14の実際の変速比γ（＝N_in/
N_out）が算出される。そして、ステップS1において予め
記憶された判断基準値v₁よりも実際の車速ｖが内容が同
等以上になったか否かが判断される。この判断基準値v₁
は、ロックアップクラッチ29の作動を切り換える判断を
行うためのものであり、従来のロックアップクラッチ付
流体伝動装置を備えた車両用変速機の場合に比較して、
大幅に低い値、たとえば30km/h程度の速度が用いられ
る。

上記ステップS1において、車速ｖが予め定められた一
定の判断基準値v₁以上となったと判断されると、ステッ
プS2において電磁開閉弁76が励磁状態とされてスプール
弁74がその係合側位置とされるので、ロックアップクラ
ッチ29が係合状態とされる。これにより、車両の発進な
どの低速走行に際してだけフルードカップリング12の滑
りが許容される。ステップS3は上記ステップS2に続いて
実行され、そこではタイマカウンタＴの内容が零にリセ
ットされる。

上記のステップが繰り返し実行されるうち、たとえば
車両の制動操作に関連して車速ｖが低下した場合には、
上記ステップS1において車速ｖが判断基準値v₁よりも低
下したと判断されるので、ロックアップクラッチを急速
に解放させるためのステップS4が実行される。このステ
ップS4においては、電磁開閉弁76が非励磁状態に切り換
えられてスプール弁子98が非係合側位置に位置させられ
るので、ロックアップクラッチ29を非係合状態とするた
めに、作動油が第１接続油路84を通してクラッチ非作動
側油室82へ流入させられるとともに、排出油路94が開か
れてクラッチ作動側油室88内の作動油がオリフィス106
およびオイルクーラ108を通して排出される。同時に、
ステップS4においては、励磁状態とするための電気信号
が電磁開閉弁122に供給されることによりその電磁開閉
弁122が励磁状態に切り換えられてバイパス油路116が開
かれるので、上記クラッチ作動側油室88内の作動油が流
通抵抗の小さいバイパス油路116を通して速やかに排出
される。第４図のＡ点はこの状態を示す。

そして、ステップS5においてタイマカウンタＴの内容
に「１」が加算された後、続くステップS6においては、
タイマカウンタＴの計数内容が予め定められた一定の値
t₁以上となったか否かが判断される。当初はステップS6
における判断が否定されるので、上記ステップが繰り返
し実行されるが、タイマカウンタＴの内容が一定の値t₁
に到達すると、ステップS7において電磁開閉弁122が非
励磁状態とされてバイパス油路116が閉じられる。第４
図のＢ点はこの状態を示す。これにより、これ以後にお
いて排出される全ての作動油は、オイルクーラ108を通
過させられるので、バイパス油路116を設けたことに起
因する油温の上昇が殆ど防止される。上記一定の値t
₁は、ロックアップクラッチ29の解放応答性が高められ
るためにバイパス油路116が必要且つ充分な時間だけ開
かれるように、換言すれば、ロックアップクラッチ29が
確実に解放された後は直ちにバイパス油路116が閉じら
れるように決定されているのである。

上記のように、本実施例によれば、第４図に示すよう
に、ロックアップクラッチ29を解放させる電磁開閉弁76
の非励磁（OFF）動作と同時に電磁開閉弁122が励磁状態
（ON状態）とされて、排出油路94が開かれるとともにバ
イパス油路116が開かれるので、破線に示す従来の場合
に比較して、実線に示すように速やかにクラッチ作動側
油室88の油圧が低下する。このため、従来のクラッチ解
放時間t_cl′に比較して本実施例のクラッチ解放時間t_cl
が短縮されるので、ロックアップクラッチ29の解放動作
の応答性が高くなり、車両の急制動により早期に駆動輪
が停止したこと起因するエンジン10の停止を好適に解消
することができる。特に、雪路や凍結路などのように摩
擦抵抗が小さい路面における車両の制動時において上記
効果が顕著である。

また、本実施例によれば、作動油のバイパスが必要か
つ充分な時間だけ行われるように、バイパス油路116がt
₁時間だけ開かれるように構成されているので、バイパ
ス油路116を設けたことに起因する油温の上昇が好適に
防止される利点がある。

なお、第１図の破線に示すように、ドレンポート124
に代えてバイパス油路128を設けてもよい。このバイパ
ス油路128は、開閉制御弁114を経由してオリフィス106
などと並列に作動油を導いた後、オイルクーラ108の上
流部において合流させる。本実施例では、上記オリフィ
ス106などによる流通抵抗が小さくされるとともに、フ
ルードカップリング12から排出される作動油が必ずオイ
ルクーラ108において冷却される利点がある。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明
はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、バイパス油路116がt₁
時間だけ開かれるように構成されていたが、電磁開閉弁
76のOFF動作時には電磁開閉弁122をON動作とするように
構成しても本発明の効果が得られるのである。

また、前述の実施例では、バイパス油路116が第２接
続油路90から分岐して設けられているが、排出油路94か
ら分岐、あるいはクラッチ作動側油室88から独立に設け
られてもよいのである。

また、前述の実施例では、バイパス油路116の開放が
ロックアップクラッチ29の解放動作毎に行われている
が、ロックアップクラッチ29の解放応答性が要求される
車両の急制動時においてのみバイパス油路116が開放さ
れるように構成されてもよい。

また、前述の実施例では、判断基準値v₁および電磁開
閉弁122のON時間幅t₁が一定値であったが、スロットル
弁開度や車速などの関数であってもよいのである。

また、前述の実施例では、ロックアップクラッチ29の
係合動作時および解放動作時おいてそれぞれ共通の判断
基準値v₁が用いられていたが、ロックアップクラッチ29
の切り換え作動を安定させるためのヒステリシスを設け
るために、係合動作時と解放動作時とにおいて異なる値
が用いられてもよいのである。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であ
り、本発明はその精神を逸脱しない範囲において種々変
更が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の油圧回路の要部を説明する油圧回路図
である。第２図は本発明の一実施例が採用された動力伝
達装置およびその制御回路の構成を示す図である。第３
図は第２図の実施例の作動を説明するフローチャートで
ある。第４図は、第２図の実施例の作動を説明するタイ
ムチャートである。 12:_フルードカップリング（流体継手） 29:_ロックアップクラッチ 84:_第１接続油路 90:_第２接続油路 94:_排出油路 106:_オリフィス 108:_オイルクーラ 114:_開閉制御弁（開閉制御弁装置） 116:_バイパス油路 122:_電磁開閉弁（開閉制御弁装置）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ロックアップクラッチ付流体継手を介して
エンジンの動力が変速機構へ伝達される形式の車両用動
力伝達装置において、第１油路を通して前記流体継手内
へ作動油を供給するとともに第２油路を通して該流体継
手内の作動油を排出させることにより該流体継手のロッ
クアップクラッチを解放するロックアップ制御弁と、前
記ロックアップクラッチの解放時に前記第２油路を通し
て排出された作動油を大気へ開放する排出油路とを備え
た油圧制御装置であって、前記排出油路の少なくとも一部と並列となるように設け
られたバイパス油路と、前記ロックアップクラッチの急速解放時に電気信号に従
ってそのバイパス油路を開くことにより、該バイパス油
路が閉じられている場合に比較して該ロックアップクラ
ッチの解放動作を速やかとする開閉制御弁装置とを含むことを特徴とする車両用動力伝達装置の油圧制御
装置。
【請求項２】前記排出油路は、流量調節用のオリフィス
およびオイルクーラを経て作動湯を大気へ開放するもの
であり、前記バイパス油路は、該オリフィスおよびオイ
ルクーラをバイパスさせるように設けられたものである
特許請求の範囲第１項に記載の車両用動力伝達装置の油
圧制御装置。
【請求項３】前記排出油路は、流量調節用のオリフィス
およびオイルクーラを経て作動油を大気へ開放するもの
であり、前記バイパス油路は、該オリフィスをバイパス
させるように設けられたものである特許請求の範囲第１
項に記載の車両用動力伝達装置の油圧制御装置。