JP5003352B2 - ロックアップクラッチの油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロックアップクラッチの油圧制御装置に関するものである。

自動変速機においては、エンジンと変速機構との間にトルクコンバータを介在させたものが一般的となっている。このトルクコンバータには、燃費向上や、スリップ制御のために、その入力軸と出力軸とを機械的に締結するロックアップクラッチを設けることも一般的となっている。

ロックアップクラッチの多くは、トルクコンバータ内の流体作動室の圧力を受けて締結状態とされて、締結解除用油圧室に解除油圧が供給されたときに締結解除されるものが多い。また、最近では、特許文献１に示すように、ロックアップクラッチとして、リニアソレノイドによって調圧された出力圧が係合油圧室に供給されたときに締結される一方、係合油圧室に対する出力圧を解放したときに締結解除される形式のものも提案されている。この特許文献１に記載の形式のロックアップクラッチにおいては、流体作動室内の圧力を受けて締結される形式のものに比して、ロックアップクラッチの制御応答性向上やより緻密な制御（特にスリップ制御）を行う等の上で好ましいものとなる。

特開２００６−３４９００７号公報

ところで、特許文献１に記載のものでは、リニアソレノイドからの出力圧を、バルブを介して係合油圧室に供給するため、このバルブの存在が応答性を十分に向上させる上で問題となる。また、リニアソレノイドが、その出力圧（締結圧）が大きいままの状態で故障すると、ロックアップクラッチが不必要に締結されたままとなり、駆動系の振動発生や極端な場合にはエンストの原因になり、この点の対策が望まれることになる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、リニアソレノイドの出力圧を係合油圧室に供給することによりロックアップクラッチを締結する場合に、その応答性を十分に向上できると共に、リニアソレノイドの故障時にロックアップクラッチが締結されたままになってしまう事態を確実に防止できるようにしたロックアップクラッチの油圧制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
エンジンと一体回転される入力部に連結されたフロントカバーと、
前記フロントカバーに連結されたインペラシェルと、
前記インペラシェルに設けられたインペラと、
前記インペラに対応して配置されたタービンランナと、
前記タービンランナの外殻を構成すると共に出力部に連結されたタービンシェルと、
前記入力部と出力部とを機械的に連結するロックアップクラッチと、
前記フロントカバーとインペラシェルにより囲まれた流体作動室内に独立して設けられ、前記ロックアップクラッチを締結するための係合用油圧が供給される係合油圧室と、
前記係合用油圧を制御するリニアソレノイドと、
を備え、
前記リニアソレノイドは、ライン圧が供給される入力ポートと前記係合油圧室に接続される出力ポートとを有して、非通電時には該出力ポートがドレンされるノーマルクローズタイプとされ、
前記係合油圧室と出力ポートとが、バルブを介することなく直接接続され、
前記リニアソレノイドの前記入力ポートに対するライン圧の供給は、前進走行時にのみ実行される、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、リニアソレノイドによって調圧された係合用油圧が、係合油圧室に対して、バルブを介することなく直接供給されるので、制御応答性を十分に向上させることができる。また、リニアソレノイドと係合油圧室との間にバルブが存在しないので、構造の簡単化の上でも好ましいものとなる。さらに、リニアソレノイドは、非通電時にはドレンされるので、フェイルセーフの観点からも好ましいものとなる。なお、係合油圧室は、フロントカバーとインペラシェルとの間の空間を有効に利用して形成されるので、トルクコンバータの大型化をきたすこともない。

また、前進走行時以外のときに、不必要にロックアップクラッチが締結されてしまう事態を防止することができる。

前記目的を達成するため、本発明にあっては、次のような第２の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項２に記載のように、
エンジンと一体回転される入力部に連結されたフロントカバーと、
前記フロントカバーに連結されたインペラシェルと、
前記インペラシェルに設けられたインペラと、
前記インペラに対応して配置されたタービンランナと、
前記タービンランナの外殻を構成すると共に出力部に連結されたタービンシェルと、
前記入力部と出力部とを機械的に連結するロックアップクラッチと、
前記フロントカバーとインペラシェルにより囲まれた流体作動室内に独立して設けられ、前記ロックアップクラッチを締結するための係合用油圧が供給される係合油圧室と、
前記係合用油圧を制御するリニアソレノイドと、
を備え、
前記リニアソレノイドは、ライン圧が供給される入力ポートと前記係合油圧室に接続される出力ポートとを有して、非通電時には該出力ポートがドレンされるノーマルクローズタイプとされ、
前記係合油圧室と出力ポートとが、バルブを介することなく直接接続され、
前記流体作動室に接続され、前記リニアソレノイドの出力圧が所定値以上のときに切換えられる切換バルブが設けられ、
前記リニアソレノイドの出力圧が前記所定値以上となって前記切換バルブが切換えられたときに、前記流体作動室内の圧力が低減される、
ようにしてある。
上記解決手法によれば、リニアソレノイドによって調圧された係合用油圧が、係合油圧室に対して、バルブを介することなく直接供給されるので、制御応答性を十分に向上させることができる。また、リニアソレノイドと係合油圧室との間にバルブが存在しないので、構造の簡単化の上でも好ましいものとなる。さらに、リニアソレノイドは、非通電時にはドレンされるので、フェイルセーフの観点からも好ましいものとなる。なお、係合油圧室は、フロントカバーとインペラシェルとの間の空間を有効に利用して形成されるので、トルクコンバータの大型化をきたすこともない。また、流体作動室内の圧力によってロックアップクラッチの締結力を弱めてしてしまう事態を防止あるいは抑制して、ロックアップクラッチの容量（締結力）を増大させることができる。

上記第２の解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項３に記載のとおりである。すなわち、
前記流体作動室から吐出される作動油を流通させて該作動油の冷却を行う冷却器を備え、
前記切換バルブが切換えられたときに、前記冷却器に対する前記作動油の流通量が低減されるように設定されている、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、冷却器へ流通させる油量を低減させて、ロックアップクラッチ締結のための油量を十分に確保する上で好ましいものとなる。

本発明によれば、簡単な構造としつつ、ロックアップクラッチの制御応答性を十分に向上させることができ、またリニアソレノイドが故障したときにロックアップクラッチが不必要に締結されたままとなってしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。まず、図１は、トルクコンバータＴＣとロックアップクラッチＬＵＣとの機械的構造例を示すもので、図中１はエンジン出力軸（クランク軸）、２はトルクコンバータＴＣの出力部としての出力軸（トルクコンバータＴＣに連結される例えば多段変速歯車機構の入力軸）である。エンジン出力軸１には、フロントカバー１０が一体回転するように連結されている。すなわち、フロントカバー１０には、入力部としてのボス部１０ａが一体的に連結（形成）され、このボス部１０ａが、連結部材３を介して、エンジン出力軸１に連結されている。これにより、フロントカバー１０は、常時出力軸１と一体回転されることになる。

上記フロントカバー１０には、インペラシェル１０Ｂが連結されている。このインペラシェル１０Ｂにはインペラ１１が連結、保持され、このインペラ１１に対向させて、タービンランナ１２が配設されている。タービンランナ１２は、タービンシェル１３に連結、一体化され、このタービンシェル１３が、出力軸２と一体回転するように連結されている。インペラシェル１１とタービンランナ１２との間には、スタータ１４が配設されている。このステータ１４は、ワンウェイクラッチ１５を介して、図示を略す変速機ケーシングに固定されたステータ軸１６に固定、保持されている。

上記フロントカバー１０とタービンシェル１３との間において、ロックアップクラッチＬＵＣが構成されている。このロックアップクラッチＬＵＣは、フロントカバー１０に固定されたドラム２１と、ドラム２１に保持された摩擦板２２およびリテーニングプレート２３とを有する。また、ロックアップクラッチＬＵＣは、タービンシェル１３に連結されたハブ２４を有し、このハブ２４に、上記摩擦板２２に対向させて、摩擦板２５が保持されている。なお、ハブ２４には、その中間部分においてダンパ２４ａが設けられている。

ロックアップクラッチＬＵＣは、摩擦板２２の背面側に配設されたピストン２６を有し、このピストン２６によって両摩擦板２２，２５をリテーニングプレート２３に向けて押圧することにより、ロックアップクラッチＬＵＣが締結状態とされる。

上記ピストン２６とフロントカバー１０との間に、係合油圧室２８が形成されている。この係合油圧室２８に係合用油圧が供給されると、ピストン２６が図１中左方へ押圧変位されて、両摩擦板２２と２５とが圧接されたロックアップクラッチＬＵＣの締結状態とされる。また、係合油圧室２８から係合用油圧が解放されると、ロックアップクラッチＬＵＣが締結解除される。

フロントカバー１０とインペラシェル１０Ｂとの間の空間のうち、ピストン２６よりも図中左方側の空間は、作動油が循環される流体作動室２９とされている。そして、ロックアップクラッチＬＵＣは、流体作動室２９のうち、フロントカバー１０とタービンシェル１３との間の空間に構成されている。

図２，図３は、トルクコンバータＴＣおよびロックアップクラッチＬＵＣに対する油圧回路例を示すものである。この図２、図３において、実線で示す油路は作動油が流れている場合を示し、破線は作動油が流れていない場合を示す。図２は、ロックアップクラッチＬＵＣが締結解除されているときの状態を、図３はロックアップクラッチＬＵＣが締結されているときの状態を示す。

図２、図３において、４１はリニアソレノイドである。このリニアソレノイド４１は、入力ポート４２と出力ポート４３とを有する。入力ポート４２には、図示を略すマニュアルバルブがＤレンジ位置にあるときに、このマニュアルバルブを通過したＤレンジ圧が供給される。また、出力ポート４３は、油路４４を介して、ロックアップクラッチＬＵＣの係合油圧室２８に接続される。リニアソレノイド４１は、非通電時に出力ポート４３がドレンされるノ−マルクローズタイプとされている。

図２、図３中、５０は調圧弁、６０はスプール式の調圧バルブ、７０はスプール式の切換バルブである。調圧弁５０は、ライン圧を流体作動室２９用としての一定圧力に調圧する。また、調圧バルブ６０は、流体作動室２９内の圧力を後述のように調圧する。切換バルブ７０は、ロックアップクラッチＬＵＣが締結されるときに切換えられて、流体作動室２９内の圧力の低減と、作動油がトルクコンバータＴＣ以外の他の機器類に流れる流量を制限させる機能を有する。

調圧バルブ６０は、ケーシング６１とスプール６２とを有して、スプール６２は、図示を略すリターンスプリングによって常時左方へ付勢されている。この調圧バルブ６０は、スプール６２によって切換えられるポートＰ０〜Ｐ７を有する。

切換バルブ７０は、ケーシング７１とスプール７２とを有して、スプール７２は、図示を略すリターンスプリングによって常時右方へ付勢されている。この切換バルブ７０は、スプール７２によって切換えられるポートＰ１１〜Ｐ１８を有する。

前記調圧弁５０からの作動油は、供給用の油路８１を介して流体作動室２９に供給されるようになっており、油路８１にはオリフィス８１ａが接続されている。油路８１からは、オリフィス８１ａよりも調圧弁５０側において油路８３および８４が分岐されている。分岐された油路８３を介して、潤滑を必要とする潤滑部位に作動油が供給され、この油路８３にはオリフィス８３ａが接続されている。また、分岐された油路８４は、調圧バルブ５０のポートＰ０に接続されている。

前記油路８１からは、オリフィス８１ａよりも流体作動室２９側において、２つの油路８６，８７が分岐されている。分岐された油路８６は、調圧バルブ６０のポートＰ３、Ｐ５に接続されている。このポートＰ３，Ｐ５には、オリフィス８６ａあるいは８６ｂが配設されている。分岐された油路８７は、切換バルブ７０のポートＰ１２に接続され、この油路８７にはオリフィス８７ａが接続されている。

流体作動室２９から伸びる排出用の油路９１が、調圧バルブ６０のポートＰ７に接続されると共に、切換バルブ７０のポートＰ１６，Ｐ１８に接続されている。また、油路９１から分岐された油路９２が、合流部αに接続され、この油路９２にオリフィス９２ａが接続されている。

上記合流部αから伸びる油路９３が冷却器９４に接続されている。この油路９３から分岐された油路９５を介して、作動油が別の潤滑部位に供給されるようになっており、この油路９５にはオリフィス９５ａが接続されている。

上記合流部αに対しては、油路９６を介して、切換バルブ７０のポートＰ１３が接続され、この油路９６にはオリフィス９６ａが接続されている。また、合流部αは、油路９７を介して、調圧バルブ６０のポートＰ６に接続され、この油路９７にはオリフィス９７ａが接続されている。

前記リニアソレノイド４１からの伸びる前記油路４４から分岐された油路４５が、切換バルブ７０のポートＰ１４に接続されている（パイロット圧供給用）。また、切換バルブ７０のポートＰ１１と、調圧バルブ６０のポートＰ４とが、油路９８により接続されている。なお、ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ１５．Ｐ１７はドレンされている。

次に、図２、図３に示す回路の作用について説明する。まず、流体作動室２９に対しては、油路８１から作動油が供給される一方、流体作動室２９からは、油路９１を介して作動油が排出される。調圧バルブ６０は、基本的に、そのスプール６２が右方に変位するにしたがい、やがてポートＰ５がドレンポートとなるポートＰ１と連通されて、油路８１の圧力、つまり流体作動室２９の圧力が低下される。また、合流部αに導入される作動油量が多いほど、冷却器９４を流通される油量が増大されることになる。そして、合流部αに連なる油路９２，９６，９７におけるオリフィス９２ａ、９６ａ、９７ａの有効開口面積は、９２ａと９６ａとがほぼ同じ（実施形態では同一）で、９７ａがもっとも大きくなるように設定されている。

リニアソレノイド４１がＯＦＦされているとき（出力ポート４３がドレンされている状態）、切換バルブ７０のポートＰ１４には圧力が作用しないため、切換バルブ７０のスプール７２は、図示を略すリターンスプリングによって右方位置とされる（図２の状態）。この状態では、流体作動室２９（油路９１）から排出される作動油は、油路９２を経て合流部αへ導入される一方、ポートＰ１８へ導入される排出作動油も、ポートＰ１３、油路９６を経て、合流部αへ導入される。合流部αに導入される作動油の流量が大きいほど、冷却器９４の作動油流通量が増大されることになる。図２の状態では、流体作動室２９内の圧力が大きくない状態であり、このときは、調圧バルブ６０のスプール６２が左方位置にあって、ポートＰ６とＰ７との連通が絶たれた状態であり、油路９７を介した合流部αへの作動油導入が行われない状態である。

流体作動室２９内の圧力が大きくなると、ポートＰ３、Ｐ５から供給される作動油の圧力によって、調圧バルブ６０のスプール６２が右方へと変位され、これに伴ってポートＰ５とＰ１とが連通されると、ドレンとなって、流体作動室２９内の圧力が低下される。また、スプール６２の右方への変位に伴って、ポートＰ６とＰ７とが連通されると、油路９１からポートＰ７、Ｐ６、油路９７を経て、排出用作動油が合流部αに導入される。つまり、作動油の排出量が増大されて、流体作動室２９の圧力が低下されると共に、冷却器９４の作動油流通量が増大される。

リニアソレノイド４１をＯＮすると、入力ポート４２と出力ポート４３とが連通されて、リニアソレノイド４１への通電電圧（通電電流）の大きさに応じた圧力に調圧された出力圧が、油路４４を介してロックアップクラッチＬＵＣの係合油圧室２８に供給され、これによりロックアップクラッチＬＵＣが締結される。また、ロックアップクラッチＬＵＣの締結力が応答性良く自在に制御可能であり、例えば、車両の運転状態に応じたきめ細かなロックアップクラッチＬＵＣのスリップ制御も可能である。このとき、切換バルブ７０のスプール７２が、図３に示すように、図２の状態から左方へ変位される。

切換バルブ７０のスプール７２が左方へ変位された図３の状態から明かなように、まず、切換バルブ７０のポートＰ１６とＰ１１とが連通されて、排出用の作動油が、油路９８から調圧バルブ６０のポートＰ４に作用する。これにより、調圧バルブ６０のスプール６２は、より図中右方へと変位される結果、調圧バルブ６０のポートＰ５とＰ１とが連通される度合が大きくなって、流体作動室２９内の圧力の低下度合がより大きくされる。

また、ロックアップクラッチＬＵＣの締結時には、切換バルブ７０のポートＰ１３が閉じられるため、油路９６を介しては合流部αへ作動油が導入されなくなり、冷却器９４の作動油流通量が減少される。

ここで、図４には、ロックアップクラッチＬＵＣを締結させるための係合用油圧と、流体作動室２９内の圧力との関係が示される。この図４において、流体作動室２９内の圧力は、ロックアップクラッチＬＵＣの係合用油圧が小さい締結解除時には例えば６００ｋＰａに設定され、ロックアップクラッチ締結時には例えば３００ｋＰａに設定される。このように、ロックアップクラッチＬＵＣの締結解除時に流体作動室２９内の圧力を大きくしておくことにより、流体作動室２９内でのキャビテーション防止の上で好ましいものとなる。また、流体作動室２９内でのキャビテーションの問題が生じにくいロックアップクラッチ締結時には、流体作動室２９内の圧力を低下させて、燃費向上やロックアップクラッチＬＵＣの締結容量増大の上で好ましいものとなる。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。切換バルブ７０を有しないものであってもよい。出力軸２が連結される変速機構としては、多段変速歯車機構であってもよく、無段変速機構であってもよく、適宜のものを採択できる。また、本発明におけるロックアップクラッチ付のトルクコンバータは、自動車用に限らず、適宜の用途に用いることができる。切換バルブ７０を設ける場合、スプール式に限定されないものである。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明によるロックアップクラッチ付トルクコンバータの一例を示す断面図である。 本発明における油圧回路例を示す図で、ロックアップクラッチが締結解除されている状態を示すものである。 本発明における油圧回路例を示す図で、ロックアップクラッチが締結されている状態を示すものである。 ロックアップクラッチが係合用油圧の変化と、流体作動室の圧力変化の関係を示す図である。

ＴＣ：トルクコンバータ
ＬＵＣ：ロックアップクラッチ
１：エンジン出力軸
２：出力軸（出力部）
１０：フロントカバー
１０ａ：ボス部（入力部）
１０Ｂ：インペラシェル
１１：インペラ
１２：タービンランナ
１３：タービンシェル
１４：ステータ
２２：摩擦板
２５：摩擦板
２６：第１ピストン
２７：第２ピストン
２８：係合油圧室
２９：流体作動室
４１：リニアソレノイド
４２：入力ポート
４３：出力ポート
４４：油路
６０：調圧バルブ
７０：切換バルブ

Claims (3)

1. エンジンと一体回転される入力部に連結されたフロントカバーと、
   前記フロントカバーに連結されたインペラシェルと、
   前記インペラシェルに設けられたインペラと、
   前記インペラに対応して配置されたタービンランナと、
   前記タービンランナの外殻を構成すると共に出力部に連結されたタービンシェルと、
   前記入力部と出力部とを機械的に連結するロックアップクラッチと、
   前記フロントカバーとインペラシェルにより囲まれた流体作動室内に独立して設けられ、前記ロックアップクラッチを締結するための係合用油圧が供給される係合油圧室と、
   前記係合用油圧を制御するリニアソレノイドと、
   を備え、
   前記リニアソレノイドは、ライン圧が供給される入力ポートと前記係合油圧室に接続される出力ポートとを有して、非通電時には該出力ポートがドレンされるノーマルクローズタイプとされ、
   前記係合油圧室と出力ポートとが、バルブを介することなく直接接続され、
   前記リニアソレノイドの前記入力ポートに対するライン圧の供給は、前進走行時にのみ実行される、
   ことを特徴とするロックアップクラッチの油圧制御装置。
2. エンジンと一体回転される入力部に連結されたフロントカバーと、
   前記フロントカバーに連結されたインペラシェルと、
   前記インペラシェルに設けられたインペラと、
   前記インペラに対応して配置されたタービンランナと、
   前記タービンランナの外殻を構成すると共に出力部に連結されたタービンシェルと、
   前記入力部と出力部とを機械的に連結するロックアップクラッチと、
   前記フロントカバーとインペラシェルにより囲まれた流体作動室内に独立して設けられ、前記ロックアップクラッチを締結するための係合用油圧が供給される係合油圧室と、
   前記係合用油圧を制御するリニアソレノイドと、
   を備え、
   前記リニアソレノイドは、ライン圧が供給される入力ポートと前記係合油圧室に接続される出力ポートとを有して、非通電時には該出力ポートがドレンされるノーマルクローズタイプとされ、
   前記係合油圧室と出力ポートとが、バルブを介することなく直接接続され、
   前記流体作動室に接続され、前記リニアソレノイドの出力圧が所定値以上のときに切換えられる切換バルブが設けられ、
   前記リニアソレノイドの出力圧が前記所定値以上となって前記切換バルブが切換えられたときに、前記流体作動室内の圧力が低減される、
   ことを特徴とするロックアップクラッチの油圧制御装置。
3. 請求項２において、
   前記流体作動室から吐出される作動油を流通させて該作動油の冷却を行う冷却器を備え、
   前記切換バルブが切換えられたときに、前記冷却器に対する前記作動油の流通量が低減されるように設定されている、
   ことを特徴とするロックアップクラッチの油圧制御装置。

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