JP4980827B2 - 流体伝動装置用の温度調整装置 - Google Patents

Description

この発明は、動力源から第１の回転部材に伝達された動力を、作動油の運動エネルギにより第２の回転部材に伝達するように構成された、流体伝動装置用の温度調整装置に関するものである。

従来、動力源の動力で被駆動部材を駆動する場合に、動力源から被駆動部材に至る動力伝達経路に流体伝動装置を配置することが知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、エンジンのトルクがトルクコンバータおよび変速機を経由して車輪に伝達されるように構成されている。また、トルクコンバータから導出された作動油は、インプットシャフト、オイルポンプカバー、コントロールバルブ配設部およびカバーに形成された流路から、クーラーパイプを通してオイルクーラーに導かれて、そのオイルクーラーにて冷却される。冷却された作動油は、パイプを通して変速機に戻される。また、トルクコンバータからの作動油の導出口近傍に温度センサが備えられている。さらに、トルクコンバータはポンプインペラとタービンランナとを有しており、ポンプインペラとタービンランナとを締結させるロックアップクラッチ機構が設けられている。そして、温度センサの検出温度の単位時間あたりの上昇量を演算し、演算された温度上昇量が所定の基準上昇量以上となった時に、ロックアップクラッチ機構を締結させて強制的にエンジン回転数を低下または停止させる制御がおこなわれる。これにより、トルクコンバータの滑りが防止されて、温度上昇を抑制でき、作動油やシール部の劣化を確実に防止できるとされている。なお、エンジンの暖機装置の一例が特許文献２に記載され、流体伝動装置の作動油の温度調整装置の一例が特許文献３に記載されている。

特許第３６７０４２０号公報 特開２００４−７６６８９号公報 実開昭６２−１００３６６号公報

ところで、特許文献１に記載されている車両用変速機の作動監視装置においては、トルクコンバータの作動油温を調整するにあたり、エンジン回転数を低下させる制御、およびロックアップクラッチ機構を締結させる制御をおこなうため、車両の駆動力が変化してしまう虞があった。

この発明は上記事情を背景としてなされたものであり、作動油室の作動油の温度を調整するにあたり、「第１の回転部材から第２の回転部材に伝達される動力を変動させる制御」をおこなわずに済む、流体伝動装置用の温度調整装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、作動油が供給される作動油室と、この作動油室に供給される作動油の運動エネルギにより動力伝達をおこなうことの可能な第１の回転部材および第２の回転部材と、前記作動油室に接続され、かつ、この作動油室に供給される作動油が通る第１油路と、前記作動油室から排出された作動油が通る第２油路とを有し、前記第１の回転部材の動力が、作動油の運動エネルギにより前記第２の回転部材に伝達されるように構成された、流体伝動装置用の温度調整装置において、前記第２油路を通る作動油の熱を前記第１油路を通る作動油に伝達する熱交換機構と、前記第２油路を通る作動油と前記第１油路を通る作動油との間における熱交換効率を変更する変更機構とを備え、前記変更機構は、前記第１油路と前記第２油路との距離を変更することにより、前記熱交換効率を変更する構成を有していることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第１油路または第２油路は、相互に並列に配置された第１の副油路および第２の副油路を有しており、前記変更機構は、前記作動油が通る油路として第１の副油路と第２の副油路とを選択的に切り替えることにより、前記第１油路と前記第２油路との距離を変更する構成を有していることを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記第２の回転部材に取り付けられ、かつ、前記第１の回転部材に係合されることにより、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間で摩擦力により動力伝達をおこなわせるロックアップクラッチが設けられており、前記作動油が前記第２油路を経由して前記作動油室に供給され、かつ、この作動油室の作動油が前記第１油路に排出される場合に、前記ロックアップクラッチが第１の回転部材に係合される一方、前記作動油が前記第１油路を経由して前記作動油室に供給され、かつ、前記作動油室の作動油が前記第２油路に排出される場合に、前記ロックアップクラッチが前記第１の回転部材から解放されるように、前記作動油室における作動油の流通経路が構成されているとともに、前記変更機構は、前記第１油路から作動油が前記作動油室に供給され、かつ、前記作動油室の作動油が前記第２油路に排出される場合に、前記熱交換効率を変更する構成を有していることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、回転不可能に構成され、かつ、筒形状に構成された固定軸を有し、この固定軸の内周側に前記第１油路が配置され、かつ、前記固定軸の外周側に前記第２油路が配置されており、前記熱交換機構には前記固定軸が含まれることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、作動油が第１油路を経由して作動油室に供給され、
第１の回転部材と第２の回転部材との間で作動油の運動エネルギにより動力伝達がおこなわれる。また、作動油室の作動油が撹拌されて温度上昇し、その作動油が第２油路に排出される。そして、第２油路を通る作動油の熱が、第１油路を通る作動油に伝達される。さらに、第２油路を通る作動油の熱が、熱交換機構を介して、第１油路を通る作動油に伝達される場合の熱交換効率を変更することができる。したがって、作動油室内における作動油の温度を任意に調節することができる。また、第１の回転部材から第２の回転部材に伝達される動力を変動させる制御をおこなわずに済み、第２の回転部材の動力が変動することを抑制できる。

また、第２油路から第１油路に至る距離、つまり、熱が伝達される経路の距離が変更されて、熱交換効率が変更される。したがって、熱交換効率をより確実に制御可能である。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第１の副油路と第２の副油路とを選択的に切り替えると、第１油路と第２油路との距離が変更される。したがって、熱交換効率をより確実に制御可能である。

請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、ロックアップクラッチが解放されて、第１の回転部材と第２の回転部材との間で作動油の運動エネルギにより動力伝達がおこなわれる。また、ロックアップクラッチが解放されている場合は、第１の回転部材と第２の回転部材とが相対回転して、作動油室の作動油の温度が上昇しやすくなり、第２油路に排出される作動油の温度と、第１油路を通る作動油の温度との差が大きくなる。このように、ロックアップクラッチが解放される場合に、熱交換機構の熱交換効率を変更できる。

請求項５の発明によれば、請求項１ないし４のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、第２油路を通る作動油の熱が、固定軸を経由して第１油路の作動油に伝達される。したがって、第１油路と第２油路とを隔てる固定軸が伝熱壁として機能し、部品点数の増加を抑制できる。

つぎに、この発明の実施の形態を説明する。この発明の動力源は、第１の回転部材および第２の回転部材に伝達する動力を出力する装置であり、動力源としては、エンジン、電動モータ、油圧モータ、フライホイールなどが含まれる。この発明における熱交換機構は、第１油路と第２油路との間に介在された伝熱壁である。この発明において、第１油路または第２油路のいずれか一方は、相互に並列に配置された第１の副油路および第２の副油路を有している。さらに、流体伝動装置は、第１の回転部材と第２の回転部材との間で伝達されるトルクを増幅する機能を有するトルクコンバータ、またはトルクを増幅する機能を備えていないフルードカップリングのいずれでもよい。

つぎに、この発明の流体伝動装置を有する車両のパワートレーン、およびその車両の制御系統を図２に示す。ここに示す車両１のパワートレーンにおいては、駆動力源２の出力側に流体伝動装置の一種であるトルクコンバータ３が設けられている。またこのトルクコンバータ３から出力されたトルクが、変速機４および終減速機５を経由して車輪６に伝達されるように構成されている。前記駆動力源２としては、エンジンまたは電動モータのうちの少なくとも一方を用いることができる。このエンジンは燃料を燃焼させてその熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置であり、エンジンとしては内燃機関、具体的には、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。また、前記電動モータは、電気エネルギを運動エネルギに変換する回転装置であり、交流モータまたは直流モータのいずれでもよい。さらに、電動モータに代えて、電動機としての機能と発電機としての機能とを兼備したモータ・ジェネレータを用いることも可能である。以下、この実施例では、駆動力源２としてガソリンエンジンを用いる場合について説明し、便宜上、駆動力源２を“エンジン２”と記す。

このエンジン２とトルクコンバータ３とが動力伝達可能に接続されている。以下、トルクコンバータの構成を、図３に基づいて説明する。このトルクコンバータ３は、ケーシング７の内部に配置されており、トルクコンバータ３はハウジング８を有している。このハウジング８はフロントカバー９およびリヤカバー１０を接合して構成されている。このフロントカバー９が、エンジン２のクランクシャフトに対して連結されている。前記ハウジング８内には作動油室Ａ１が形成されており、作動油室Ａ１内にはポンプインペラ１１およびタービンランナ１２が設けられている。このポンプインペラ１１はリヤカバー１０と一体回転するように取り付けられている。また、タービンランナ１２はハブ１３を介してインプットシャフト１３と一体回転するように取り付けられている。さらに、インプットシャフト１３の軸線Ｂ１に沿った方向で、フロントカバー９とポンプインペラ１１との間に、タービンランナ１２が配置されている。

また、ハブ１３の外周には、軸線Ｂ１に沿った方向に動作可能なピストン１５が取り付けられている。このピストン１５は、軸線Ｂ１に沿った方向でフロントカバー９とタービンランナ１２との間に配置されている。このピストン１５には、摩擦材により構成されたロックアップクラッチ１６が設けられている。また、ピストン１５とハブ１３とがダンパ機構１７により動力伝達可能に連結されている。このダンパ機構１７はトルク変動を吸収する機構であり、ピストン１５とハブ１３とが、ダンパ機構１７により、一定の角度範囲内で相対回転が可能に連結されている。そして、ピストン１５が軸線Ｂ１に沿った方向に動作すると、ロックアップクラッチ１６が前記フロントカバー９に接触したり、フロントカバー９から離れたりする。ロックアップクラッチ１６がフロントカバー９に接触した状態が、ロックアップクラッチ１６の係合であり、ロックアップクラッチ１６がフロントカバー９から離れた状態がロックアップクラッチ１６の解放である。

一方、作動油室Ａ１におけるポンプインペラ１１およびタービンランナ１２の内周側には、ステータ１８が設けられている。また、ステータ１８は一方向クラッチ１９を介在させて固定軸２０に取り付けられている。固定軸２０は円筒形状に構成されており、この固定軸２０は前記ケーシング７に対して回転不可能に取り付けられている。この固定軸２０およびインプットシャフト１４は、熱伝導性に優れた金属材料、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金により構成されている。さらに、インプットシャフト１４は固定軸２０内に相対回転可能に配置されている。さらに、ケーシング７の内部にはオイルポンプ２１が設けられている。このオイルポンプ２１はボデー２２およびロータ２３を有しており、ボデー２２がケーシング７に対してボルト２４により回転不可能に固定されている。ロータ２３はスリーブ２５に連結されており、このスリーブ２５にはハウジング８が一体回転するように連結されている。このスリーブ２５は円筒形状に構成されており、スリーブ２５内に固定軸２０が配置されている。このようにして、インプットシャフト１４および固定軸２０およびスリーブ２５が同軸上に配置されている。

つぎに、前記作動油室Ａ１に接続された油路の構成を、図１および図４および図５に基づいて説明する。前記固定軸２０の外周側、つまり、固定軸２０とスリーブ２５との間には排出油路２６が形成されている。この排出油路２６は軸線Ｂ１を中心として環状に構成されている。また、排出油路２６は、ステータ１８、スリーブ２５の外向きフランジ２７との空間Ｃ１を経由して、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間の空間Ｄ１に通じている。この空間Ｄ１は、タービンランナ１２の外周側の空間、およびピストン１５の外周側の空間を経由して、フロントカバー９とピストン１５との間の空間Ｅ１に通じている。さらに、前記インプットシャフト１４にはその軸端から軸線Ｂ１に沿った方向に延ばされた内部油路２８が形成されている。この内部油路２８は前記空間Ｅ１に通じている。さらに、前記固定軸２０の内周側、つまり、固定軸２０とインプットシャフト１４との間には、外側油路２９が設けられている。つまり、外側油路２９と排出油路２６とが、固定軸２０を隔壁として液密に区画されている。この外側油路２９はインプットシャフト１４の外周側に環状に配置されている。そして、前記インプットシャフト１４には、軸線Ｂ１を中心とする半径方向に延ばされた第１の副油路３０および第２の副油路３１が設けられている。この第１の副油路３０および第２の副油路３１は、共に内部油路２８と外側油路２９とを接続する油路である。また、第１の副油路３０および第２の副油路３１は、軸線Ｂ１に沿った方向で異なる位置に配置されている。さらに、インプットシャフト１４と固定軸２０との間にオイルシール３２が設けられており、第２の副油路３１が液密にシールされている。

さらに固定軸２０とインプットシャフト１４との間には、第１の副油路３０および第２の副油路３１を選択的に開閉する方向切替弁３３が設けられている。この方向切替弁３３は、外側油路２９に配置されており、この方向切替弁３３は、軸線Ｂ１に沿った方向に動作可能な弁体３４を有している。この弁体３４は軸線Ｂ１を中心とする円筒形状を有している。さらに、この弁体３４が軸線Ｂ１に沿った方向に動作した場合に、第１の副油路３０または第２の副油路３１のいずれか一方を閉じ、いずれか一方を開放するように、軸線Ｂ１に沿った方向における弁体３４の長さが構成されている。さらに、軸線Ｂ１に沿った方向で弁体３４の両側には２本のスナップリング３５，３６が設けられている。２本のスナップリング３５，３６は共にインプットシャフト１４に固定されている。

そして、一方のスナップリング３５と弁体３４とが、圧縮コイルばね３７により接続され、他方のスナップリング３６と弁体３４とが圧縮コイルばね３８により接続されている。この２本の圧縮コイルばね３７，３８は、共に軸線Ｂ１に沿った方向に伸縮するように配置されている。そして、１本の圧縮コイルばね３８は形状記憶部材により構成されている。この形状記憶部材は、外側油路２９の温度により形状が変化する。形状記憶部材としては、形状記憶合金、形状記憶樹脂を用いることができる。形状記憶合金としては、Ｎｉ−Ｔｉ系合金を用いることができる。形状記憶樹脂としては、ボリイソブレン系樹脂を用いることができる。具体的には、外側油路２９の作動油の温度が、所定の変態温度未満である場合は伸張した形状となり、外側油路２９の作動油の温度が、所定の変態温度以上である場合は収縮した形状となるように、形状記憶特性が付与されている。２本の圧縮コイルばね３７，３８から、弁体３４を軸線Ｂ１に沿った方向に挟み付ける向きの力が加えられる。

つぎに、前記オイルポンプ２１の吐出口から、外側油路２９および排出油路２６に至る油路の構成を、図１に基づいて説明する。前記オイルポンプ２１の吸入口３９には、油路４０を介してオイルパン４１が接続されている。オイルパン４１は、ケーシング７の内部またはケーシング７の外部に配置されている。また、オイルポンプ２１の吐出口４２には油路４３が接続されており、その油路４３に吐出された圧油が圧油必要部４４に供給される。この圧油必要部４４としては、変速機４の摩擦係合装置を係合・解放される油圧室、各種の軸受などが挙げられる。すなわち、圧油を作動油として動作するアクチュエータ、圧油により潤滑・冷却される被潤滑部である。この油路４３の油圧を制御する圧力制御弁４５が設けられている。圧力制御弁４５は、入力ポート４６からドレーンポート４７に排出されるオイル量を制御することにより、油路４３の油圧を制御する。この入力ポート４６には油路４３が接続され、ドレーンポート４７には油路４８が接続されている。その油路４８の油圧を制御する圧力制御弁（図示せず）が設けられている。

また、油路４８にはロックアップクラッチコントロールバルブ４９が接続されている。このロックアップクラッチコントロールバルブ４９は、直線状に動作するスプール５０と、スプール５０に一方向の力を与えるばね５１と、入力ポート５２と、第１出力ポート５３および第２出力ポート５４と、ドレーンポート５５と、信号圧ポート５６とを有している。入力ポート５２が油路４８と接続され、ドレーンポート５５がオイルパンと接続され、第１出力ポート５３が排出油路２６と接続され、第２出力ポート５４が外側油路２９と接続されている。また、信号圧ポート５６に入力される信号圧を発生するソレノイドバルブ５７が設けられている。上記油路４３，４８、および圧力制御弁４５、ロックアップクラッチコントロールバルブ４９などはバルブボデー（図示せず）に設けられている。

前記インプットシャフト１４には変速機４の入力部材５８が動力伝達可能に接続されており、変速機４は入力部材５８と出力部材５９との間の変速比を変更可能に構成されている。変速機４としては、有段変速機または無段変速機を用いることが可能であり、ここでは、有段変速機を用いている場合について説明する。有段変速機として遊星歯車機構式の有段変速機が用いられており、遊星歯車機構の回転要素同士を接続するクラッチ、遊星歯車機構を構成する回転要素の回転・停止を制御するブレーキなどの摩擦係合装置が設けられている。この摩擦係合装置の係合・解放を制御する油圧室（図示せず）が設けられている。この油圧室が、前記圧油必要部４４に含まれる。さらに変速機４の出力部材５９が終減速機５に動力伝達可能に接続されている。

つぎに、車両１の全体を制御する制御系統を図２に基づいて説明すると、まず、電子制御装置６０が設けられており、この電子制御装置６０には、エンジン回転数、インプットシャフト１４の回転数、変速機４の出力回転数、車速、加速要求、減速要求、シフトポジション、排出油路２６の油温などを示す信号が入力される。この電子制御装置６０からは、エンジン２を制御する信号、油圧制御装置６１を制御する信号などが出力される。この油圧制御装置６１は、図１に示された各種の油路および圧力制御弁４５およびロックアップクラッチコントロールバルブ４９およびソレノイドバルブ５７などを含むコントローラである。また、前記ソレノイドバルブ５７から出力される信号圧を高圧・低圧に制御するために、電子制御装置６０には、ロックアップクラッチ制御用のマップが記憶されている。また、電子制御装置６０には変速機４の変速比を制御する変速機用のマップが記憶されており、摩擦係合装置の係合・解放を制御することにより、変速機４の変速比が制御される。

上記のように構成された車両１において、前記エンジン２から出力されたトルクは、前記トルクコンバータ３および変速機４および終減速機５を経由して車輪６に伝達され、駆動力が発生する。前記ロックアップクラッチ１６の制御について説明すると、前記エンジントルクが、トルクコンバータ３のハウジング８に伝達されると、そのトルクがスリーブ２５を経由してロータ２３に伝達されて、オイルポンプ２１が駆動される。オイルポンプ２１が駆動されると、オイルパン４１のオイルがオイルポンプ２１により吸入され、かつ、油路４３に吐出される。油路４３の圧油の一部が圧力制御弁４５により油路４８に排出されて、油路４３の油圧が制御される。

つぎに、ロックアップクラッチ１６の係合・解放制御を具体的に説明する。前記したロックアップクラッチ制御用のマップは、車速およびアクセル開度をパラメータとして、ロックアップクラッチ１６を係合する領域と、ロックアップクラッチ１６を解放する領域とを定めたものである。また、ロックアップクラッチ１６を係合・解放する他の条件として、電子制御装置６０には作動油の温度がマップ化されて記憶されている。このマップは、予め定められた所定温度以上である場合は、ロックアップクラッチ１６の係合を許可し、所定温度未満である場合は、ロックアップクラッチ１６の係合を禁止するものである。したがって、
（ａ）車速およびアクセル開度が、ロックアップクラッチ制御用のマップでロックアップクラッチ１６を係合させる領域にあること、
かつ、
（ｂ）作動油温が所定温度以上であること、
の２つの事項が共に検知された場合に、ロックアップクラッチ１６を係合させる条件が最終的に成立する。なお、作動油の温度は排出油路２６の温度を検知するセンサの信号により求められる。このように、油温が予め定められた所定温度以上である場合に、ロックアップクラッチ１６の係合が許可される理由は以下の通りである。圧油は温度により摩擦係数が変化する特性を有しており、所定温度未満では、摩擦係数が不安定であり、ロックアップクラッチ１６を係合させる制御を円滑におこなえない。これに対して、作動油の温度が所定温度以上では、摩擦係数が安定し、ロックアップクラッチ１６を係合させる制御を円滑におこなえるからである。さらに、前記弁体３４の変態温度は、ロックアップクラッチ１６の係合を許可する場合に用いる「所定温度」と同じに設定されている。なお、２つの事項が共に検知されていない場合、またはいずれか一方の事項のみが検知された場合は、ロックアップクラッチ１６を解放させる条件が成立したと判断される。

（１）ロックアップクラッチの解放制御
まず、ロックアップクラッチ１６を解放する条件が成立した場合は、前記ソレノイドバルブ５７から出力される信号圧が低圧に制御される。すると、ロックアップクラッチコントロールバルブ４９のスプール５０の動作により、入力ポート５２と第２出力ポート５４が接続され、かつ、ドレーンポート５５と第１出力ポート５３とが接続される。すると、作動油室Ａ１内の作動油が、空間Ｄ１および空間Ｃ１を経由して排出油路２６に排出され、その排出油路２６のオイルがドレーンポート５５に排出される。一方、油路４８の圧油が入力ポート５２および第２出力ポート５４を経由して外側油路２９に供給される。外側油路２９の圧油は、方向切替弁３３の動作により内部油路２８に供給される。方向切替弁３３の動作については後述する。この内部油路２８に供給された作動油は、フロントカバー９とピストン１５との間の空間Ｅ１に供給される。そして、空間Ｅ１の油圧の方が、ピストン１５とタービンランナ１２との間の空間Ｆ１の油圧よりも高くなると、ピストン１５が図１および図３で左側に向けて動作し、ロックアップクラッチ１６がフロントカバー９から離れる。つまり、ロックアップクラッチ１６が解放される。このようにして、ロックアップクラッチ１６が解放されると、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間で、作動油の運動エネルギにより動力伝達がおこなわれる。また、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間の速度比が、所定値未満である場合（トルクコンバータレンジ）は、ステータ１８の働きによりトルク増幅がおこなわれる。

（２）ロックアップクラッチの係合制御
一方、前記ロックアップクラッチ１６を係合する条件が成立した場合は、前記ソレノイドバルブ５７から出力される信号圧が高圧に制御される。すると、ロックアップクラッチコントロールバルブ４９のスプール５０の動作により、入力ポート５２と第１出力ポート５３とが接続され、かつ、ドレーンポート５５と第２出力ポート５４とが接続される。すると、ピストン１５とフロントカバー９と間の空間Ｅ１に存在する作動油が、内部油路２８に排出される。内部油路２８の圧油は、方向切替弁３３の動作により外側油路２９に排出される。方向切替弁３３の動作については後述する。この外側油路２９に排出された作動油は、ドレーンポート５５から排出される。また、油路４８の圧油が、第１出力ポート５３を経由して排出油路２６に供給され、排出油路２６の圧油が、空間Ｃ１および空間Ｄ１を経由して、空間Ｆ１に供給される。そして、空間Ｆ１の油圧の方が空間Ｅ１の油圧よりも高くなると、ピストン１５が図１および図３で右側に向けて動作し、ロックアップクラッチ１６がフロントカバー９に接触させられる。つまり、ロックアップクラッチ１６が係合される。このようにして、ロックアップクラッチ１６が係合されると、フロントカバー９とインプットシャフト１４との間で摩擦力により動力伝達がおこなわれる。

（トルクコンバータの温度調整の説明）
つぎに、トルクコンバータ３の温度調整について説明する。まず、前記排出油路２６の作動油の温度が所定温度未満である場合は、ロックアップクラッチ１６が解放されている。このように、排出油路２６の作動油の温度が所定温度未満である場合は、その作動油の熱が、固定軸２０を経由して外側油路２９に伝達されても、前記圧縮コイルばね３８の変態は発生しない。つまり、図４に示すように、圧縮コイルばね３８は伸張した形状にあり、その圧縮コイルばね３８の押圧力で弁体３４が押圧されて、第１の副油路３０が閉じられ、かつ、第２の副油路３１が開放されている。このため、外側油路２９の作動油は、第２の副油路３１を通過して内部油路２８に供給される。ここで、外側油路２９の作動油が弁体３４の外周側を、軸線Ｂ１に沿った方向に移動し、第２の副油路３１に至るまでの間、排出油路２６の作動油の熱が固定軸２０を透過して外側油路２９の作動油に伝達され、その作動油の温度が上昇する。言い換えれば、弁体３４の外周側を前記軸線Ｂ１に沿った方向に作動油が流れる間、作動油が温められる。そして、内部油路２８に供給された作動油は、前述のようにして作動油室Ａ１に供給される。このようにして、ハウジング８内の暖機が促進されて、作動油室Ａ１の作動油温が上昇すると、ロックアップクラッチ１６の係合が許可される温度になる。

上記のように、トルクコンバータ３の暖機が促進されて、排出油路２６の作動油の熱が外側油路２９に伝達されて、その外側油路２９の作動油の温度が変態温度以上になると、圧縮コイルばね３８が形状記憶特性により収縮した形状になる。すると、図５に示すように、圧縮コイルばね３７の押圧力により弁体３４が右側に向けて動作し、第２の副油路３１が閉じられ、かつ、第１の副油路３０が開放される。すると、外側油路２９の作動油は、第１の副油路３０を通過して内部油路２８に供給される。つまり、外側油路２９の作動油が、弁体３４の外周側および第２の副油路３１を迂回するように、第１の副油路３０を通る。このようにして、第１の副油路３０を経由して内部油路２８に作動油が供給されると、排出油路２６の作動油の熱は、固定軸２０を経由して外側油路２９の作動油に伝達され、その外側油路２９の作動油の熱は、弁体３４およびインプットシャフト１４の一部を経由して、内部通路２８の作動油に伝達される。そして、内部油路２８は外側油路２９よりも内側にあるため、排出油路２６から内部油路２８に至る伝熱距離は、排出油路２６から外側油路２９に至る伝熱距離よりも長くなる。

ここで、伝熱距離とは、軸線Ｂ１を中心とする半径方向の距離である。つまり、弁体３４により第２の副油路３１が開放されている場合に比べて、弁体３４により第２の副油路３１が閉じられている場合の方が、熱交換効率もしくは熱伝達率が低い。さらに、排出油路２６の作動油と、外側油路２９の作動油との間で熱交換がおこなわれる面積（伝熱面積）は、第２の副油路３１が開放されている場合よりも、第２の副油路３１が閉じられている場合の方が狭い。したがって、トルクコンバータ３内の作動油室の温度上昇を抑制、もしくは冷却を促進できる。このように、トルクコンバータ３のハウジング８内を流れる作動油の温度を調節することができる。さらに、排出油路２６の作動油と、外側油路２９の作動油との間で熱交換がおこなわれる面積（伝熱面積）は、第２の副油路３１が開放されている場合の方が、第２の副油路３１が閉じられている場合よりも広い。したがって、トルクコンバータ３の暖機をおこなう場合に、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との相対回転が開始されてから、作動油の温度が所定温度に到達するまでの時間を相対的に短縮することができる。

また、この具体例では、作動油室の作動油の温度を調整するために、フロントカバー９からインプットシャフト１４に伝達される動力を変動させる制御をおこなわずに済み、インプットシャフトの動力が変動することを抑制できる。ここで、フロントカバー９からインプットシャフト１４に伝達される動力を変動させる制御とは、エンジン回転数を低下させる制御、ロックアップクラッチ１６を係合させる制御である。また、この具体例では、作動油の温度を検知するセンサ、そのセンサの信号を電子制御装置６０に出力する電線などを設けずに済むため、部品点数の増加が抑制されて、温度調整装置の大型化を抑制できる。さらに、この具体例では、油路４３，４８よりも作動油室Ａ１に近い位置に圧縮コイルばね３８が配置されているため、トルクコンバータ３の内部の温度に基づいて、弁体３４を動作させる場合の精度が向上する。また、ロックアップクラッチ１６の係合により動力伝達効率が向上し、エンジン２の燃費が良好となる。

ここで、図１ないし図５に基づいて説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、作動油室Ａ１が、この発明の作動油室に相当し、エンジン２が、この発明の動力源に相当し、ハウジング８およびポンプインペラ１１が、この発明における第１の回転部材に相当し、タービンランナ１２およびピストン１５およびハブ１３が、この発明における第２の回転部材に相当し、内側油路２８および外側油路２９が、この発明の第１油路に相当し、排出油路２６が、この発明における第２油路に相当し、トルクコンバータ３が、この発明の流体伝動装置に相当し、固定軸２０および方向切替弁３３およびインプットシャフト１４が、この発明における熱交換機構および変更機構に相当し、第１副油路３０が、この発明の第１副油路に相当し、第２副油路３１が、この発明の第２副油路に相当する。また、空間Ｅ１，Ｄ１，Ｃ１，Ｆ１が、この発明の流通経路に相当し、ロックアップクラッチ１６が、この発明のロックアップクラッチに相当し、固定軸２０が、この発明の固定軸に相当する。

つぎに、流体伝動装置用の温度調整装置の他の具体例を図６および図７に基づいて説明する。この図６および図７においては、作動油室Ａ１に対して排出油路６２が接続されている。この排出油路６２は、例えば、前記スリーブ２５と固定軸２０との間に形成されている。また、作動油室Ａ１に対して接続された２本の供給油路６３，６４を有している。この供給油路６３，６４同士は並列に設けられている。供給油路６３，６４は、例えばインプットシャフト１４に形成されている。そして、供給油路６３と排出油路６２との間の熱交換距離は、供給油路６４と排出油路６２との間の熱交換距離よりも長く構成されている。さらに、油路４８を、供給油路６３または供給油路６４に選択的に接続する切替弁６５が設けられている。この切替弁６５はソレノイドバルブにより構成されている。そして、排出油路６２と供給油路６４との伝熱部６７の温度を検知するセンサが設けられており、そのセンサの信号が電子制御装置６０に入力されて、電子制御装置６０により切替弁６６が制御されるように構成されている。伝熱部６７は伝熱性に優れた金属材料、アルミニウム、アルミニウム合金により構成されている。

つぎに、図６および図７の具体例の制御を、図８に基づいて説明する。まず、伝熱部６７における作動油の温度、具体的には、供給油路６４の作動油の温度Ｔｓを検知する（ステップＳ１）。そして、温度Ｔｓが所定値ＴｓＯ未満であるか否かが判断され（ステップＳ２）、このステップＳ２で肯定的に判断された場合は、切替弁６５の作動が禁止され（ステップＳ３）、この制御ルーチンを終了する。ここで、所定値ＴｓＯは、前述したロックアップクラッチ１６の係合が許可される所定温度と同じである。また、ステップＳ３の「切替弁６５の動作が禁止され」とは、油路４８と供給油路６４とが接続され、供給油路６３が遮断されることを意味する。つまり、ステップＳ３の制御により、排出油路６２に排出される作動油の熱が、伝熱部６７を経由して供給油路６４の作動油に伝達され、その供給油路６４の作動油がトルクコンバータ３に供給される。したがって、トルクコンバータ３の暖機が促進される。

これに対して、前記ステップＳ２で否定的に判断された場合は、切替弁６５を作動する制御がおこなわれ（ステップＳ４）、この制御ルーチンを終了する。ここで、ステップＳ４の「切替弁６５を作動する制御」とは、油路４８と供給油路６３とを接続し、供給油路６４を遮断する制御である。つまり、ステップＳ３の制御により、排出油路６２に排出される作動油の熱が、供給油路６３の作動油に伝達される熱交換率が低下する。この供給油路６３の作動油がトルクコンバータ３に供給される。したがって、トルクコンバータ３の温度上昇が抑制され、または冷却される。このように、図６および図７の具体例において、切替弁６５は温感切替バルブであり、油路４８に対する２本の供給油路６３，６４の接続・遮断を自動的に制御することが可能である。この具体例２においても、具体例１と同様の効果を得られる。また、作動油の温度を、油路４３，４８よりも作動油室Ａ１に近い位置、伝熱部６７で検知しているため、トルクコンバータ３の内部の温度を計測する場合の精度が向上する。ここで、図６および図７に示す具体例と、この発明の構成との対応関係を説明すると、供給油路６３，６４が、この発明における第１油路に相当し、排出油路６２が、この発明の第２油路に相当し、供給油路６４が、この発明の第１副油路に相当し、供給油路６３が、この発明の第２副油路に相当し、伝熱部６７が、この発明の熱交換機構に相当し、切替弁６５および伝熱部６７および電子制御装置６０が、この発明の変更機構に相当する。なお、具体例１および具体例２では、共に、ロックアップクラッチ１６を解放させる場合に、作動油室に作動油を供給する油路を並列に設け、２つの油路を切り替えるように構成しているが、ロックアップクラッチ１６を係合させる場合に、作動油室に作動油を供給する油路を並列に設け、２つの油路を切り替えるように構成することにより、熱交換効率を変更することも可能である。

この発明の具体例１の構成を示す概念図である。 この発明を車両に用いた場合のパワートレーンおよびその制御系統の一例を示す図である。 この発明の具体例１の構成例を示す断面図である。 図１に示す流体伝動装置用の温度調整装置の拡大断面図である。 図１に示す流体伝動装置用の温度調整装置の拡大断面図である。 この発明の具体例２の構成を示す概念図である。 この発明の具体例２の構成を示す概念図である。 この発明の具体例２の制御例を示すフローチャートである。

符号の説明

２…エンジン、 ３…トルクコンバータ、 ８…ハウジング、 １１…ポンプインペラ、 １２…タービンランナ、 １３…ハブ、 １４…インプットシャフト、 １５…ピストン、 １６…ロックアップクラッチ、 ２０…固定軸、 ２６，６２…排出油路、 ２８…内側油路、 ２９…外側油路、 ３３…方向切替弁、 ３０…第１副油路、 ３１…第２副油路、 ６３，６４…供給油路、 ６５…切替弁、 ６７…伝熱部、 Ａ１…作動油室、 Ｅ１，Ｄ１，Ｃ１，Ｆ１…空間。

Claims (4)

1. 作動油が供給される作動油室と、この作動油室に供給される作動油の運動エネルギにより動力伝達をおこなうことの可能な第１の回転部材および第２の回転部材と、前記作動油室に接続され、かつ、この作動油室に供給される作動油が通る第１油路と、前記作動油室から排出された作動油が通る第２油路とを有し、前記第１の回転部材の動力が、作動油の運動エネルギにより前記第２の回転部材に伝達されるように構成された、流体伝動装置用の温度調整装置において、
   前記第２油路を通る作動油の熱を前記第１油路を通る作動油に伝達する熱交換機構と、
   前記第２油路を通る作動油と前記第１油路を通る作動油との間における熱交換効率を変更する変更機構と
   を備え、
   前記変更機構は、前記第１油路と前記第２油路との距離を変更することにより、前記熱交換効率を変更する構成を有していることを特徴とする流体伝動装置用の温度調整装置。
2. 前記第１油路または第２油路は、相互に並列に配置された第１の副油路および第２の副油路を有しており、
   前記変更機構は、前記作動油が通る油路として第１の副油路と第２の副油路とを選択的に切り替えることにより、前記第１油路と前記第２油路との距離を変更する構成を有していることを特徴とする請求項１に記載の流体伝動装置用の温度調整装置。
3. 前記第２の回転部材に取り付けられ、かつ、前記第１の回転部材に係合されることにより、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材との間で摩擦力により動力伝達をおこなわせるロックアップクラッチが設けられており、
   前記作動油が前記第２油路を経由して前記作動油室に供給され、かつ、この作動油室の作動油が前記第１油路に排出される場合に、前記ロックアップクラッチが第１の回転部材に係合される一方、前記作動油が前記第１油路を経由して前記作動油室に供給され、かつ、前記作動油室の作動油が前記第２油路に排出される場合に、前記ロックアップクラッチが前記第１の回転部材から解放されるように、前記作動油室における作動油の流通経路が構成されているとともに、
   前記変更機構は、前記第１油路から作動油が前記作動油室に供給され、かつ、前記作動油室の作動油が前記第２油路に排出される場合に、前記熱交換効率を変更する構成を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の流体伝動装置用の温度調整装置。
4. 回転不可能に構成され、かつ、筒形状に構成された固定軸を有し、この固定軸の内周側に前記第１油路が配置され、かつ、前記固定軸の外周側に前記第２油路が配置されており、前記熱交換機構には前記固定軸が含まれることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の流体伝動装置用の温度調整装置。

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