JP5038943B2 - トルクコンバータの油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロックアップクラッチを備えるトルクコンバータの油圧制御装置に関する。

良好な発進性能や加速性能を得るため、自動変速機にはトルクコンバータが組み込まれている。このトルクコンバータは作動油を介して動力を伝達する滑り要素であるため、定常走行時にはエンジン動力の不要な損失を招く要因となっていた。そこで、トルクコンバータにロックアップクラッチを組み込むことにより、走行状況に応じて入力軸と出力軸とを連結することが一般的となっている。

このロックアップクラッチを急激に締結状態や開放状態に切り換えることは、走行品質を低下させてしまう要因となっていた。そこで、ロックアップクラッチを締結状態や開放状態に向けて滑らかに制御するため、ロックアップクラッチのアプライ室やリリース室に流量調整弁を接続するようにした油圧制御装置が提案されている(例えば、特許文献１〜３参照)。これにより、ロックアップクラッチのアプライ室やリリース室から排出される作動油量を調整することができ、ロックアップクラッチを滑らかに作動させることが可能となる。
特開平４−４３５４号公報 特開平５−１３３４６７号公報 特開平６−２６５６７号公報

ところで、ロックアップクラッチを開放状態に切り換える際には、作動油をリリース室からアプライ室に流してクラッチプレートを開放した後に、この作動油をアプライ室から排出させるようにしている。したがって、ロックアップクラッチを素早く開放するためには、流路抵抗を引き下げてアプライ室から作動油を素早く排出させることが必要であるが、この流路抵抗の引き下げはロックアップクラッチを開放状態に保持する際の作動油量を増大させる要因となっていた。一方、ロックアップクラッチの開放状態を保持する際の作動油量を削減するために流路抵抗を引き上げることは、ロックアップクラッチを開放する際の応答性を低下させる要因となっていた。

本発明の目的は、ロックアップクラッチを開放状態に切り換える際の応答性を向上させるとともに、ロックアップクラッチを開放状態に保持する際の作動油量を削減することにある。

本発明のトルクコンバータの油圧制御装置は、入力要素と出力要素とを直結するロックアップクラッチを備えたトルクコンバータの油圧制御装置であって、前記ロックアップクラッチの締結油室に接続され、クラッチ締結時には前記締結油室に向けて作動油を案内する一方、クラッチ開放時には前記締結油室から排出される作動油を案内するアプライ油路と、前記ロックアップクラッチの開放油室に接続され、クラッチ開放時には前記開放油室に向けて作動油を案内する一方、クラッチ締結時には前記開放油室から排出される作動油を案内するリリース油路と、前記アプライ油路と前記リリース油路とに接続され、クラッチ締結時には前記アプライ油路に作動油を供給して前記リリース油路から作動油を排出する一方、クラッチ開放時には前記アプライ油路から作動油を排出して前記リリース油路に作動油を供給するロックアップ制御弁と、前記ロックアップ制御弁と前記アプライ油路との間に設けられ、前記ロックアップ制御弁を通過する第１排出径路に前記アプライ油路を接続する第１作動状態と、前記第１排出径路よりも流路抵抗の大きな第２排出径路に前記アプライ油路を接続する第２作動状態とに切り換えられる油路切換弁とを有することを特徴とする。

本発明のトルクコンバータの油圧制御装置は、クラッチ開放時には、前記油路切換弁を第１作動状態に保持した状態のもとで前記ロックアップクラッチを開放した後に、前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えて前記ロックアップクラッチの開放状態を保持することを特徴とする。

本発明のトルクコンバータの油圧制御装置は、前記油路切換弁は、前記ロックアップ制御弁と前記リリース油路との間に設けられ、前記油路切換弁を第１作動状態に切り換えることにより、前記リリース油路は前記ロックアップ制御弁を通過する第１供給径路に接続される一方、前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えることにより、前記リリース油路は前記第１供給油路よりも低圧の作動油が流れる第２供給径路に接続されることを特徴とする。

本発明のトルクコンバータの油圧制御装置は、前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えることにより、前記第２供給径路を流れる作動油は前記開放油室から前記締結油室を経て前記第２排出径路に案内されることを特徴とする。

本発明のトルクコンバータの油圧制御装置は、前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えることにより、前記ロックアップ制御弁と前記アプライ油路および前記リリース油路とは遮断されることを特徴とする。

本発明によれば、ロックアップ制御弁を通過する第１排出径路にアプライ油路を接続する第１作動状態と、第１排出径路よりも流路抵抗の大きな第２排出径路にアプライ油路を接続する第２作動状態とに切り換えられる油路切換弁を設けるようにしたので、アプライ油路から排出される作動油量を切り換えて設定することが可能となる。これにより、ロックアップクラッチを開放状態に切り換える際に、アプライ油路から排出される作動油量を多く設定する一方、ロックアップクラッチの開放状態を保持する際に、アプライ油路から排出される作動油量を少なく設定することが可能となる。したがって、ロックアップクラッチを開放状態に切り換える際の応答性を向上させるとともに、ロックアップクラッチを開放状態に保持する際に消費される作動油量を削減することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は車両に搭載される無段変速機１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、無段変速機１０は、エンジン１１に駆動されるプライマリ軸１２と、これに平行となるセカンダリ軸１３とを有している。プライマリ軸１２とセカンダリ軸１３との間には変速機構１４が設けられており、セカンダリ軸１３と駆動輪１５との間には減速機構１６や差動機構１７が設けられている。

プライマリ軸１２にはプライマリプーリ２０が設けられており、このプライマリプーリ２０は固定シーブ２０ａと可動シーブ２０ｂとによって構成されている。可動シーブ２０ｂの背面側には作動油室２１が区画されており、作動油室２１内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となっている。また、セカンダリ軸１３にはセカンダリプーリ２２が設けられており、このセカンダリプーリ２２は固定シーブ２２ａと可動シーブ２２ｂとによって構成されている。可動シーブ２２ｂの背面側には作動油室２３が区画されており、作動油室２３内の圧力を調整してプーリ溝幅を変化させることが可能となっている。さらに、プライマリプーリ２０とセカンダリプーリ２２とには駆動ベルト２４が巻き掛けられており、プーリ２０，２２の溝幅を変化させて駆動ベルト２４の巻き付け径を変化させることにより、プライマリ軸１２からセカンダリ軸１３に対する無段変速が可能となっている。

このような変速機構１４に対してエンジン動力を伝達するため、クランク軸２５とプライマリ軸１２との間にはトルクコンバータ３０および前後進切換機構３１が設けられている。トルクコンバータ３０は、クランク軸２５にフロントカバー３２を介して連結されるポンプインペラ３３と、このポンプインペラ３３に対向するとともにタービン軸３４に連結されるタービンランナ３５とを備えている。このトルクコンバータ３０内には作動油が供給されており、トルクコンバータ３０は作動油を介してポンプインペラ３３からタービンランナ３５にエンジン動力を伝達する構造を有している。

この滑り要素であるトルクコンバータ３０には、エンジン動力の伝達効率を向上させるため、入力要素であるクランク軸２５と出力要素であるタービン軸３４とを直結するロックアップクラッチ３６が設けられている。ロックアップクラッチ３６はタービンランナ３５に連結されるクラッチプレート３７を有しており、このクラッチプレート３７はフロントカバー３２とタービンランナ３５との間に配置されている。クラッチプレート３７のタービンランナ３５側には締結油室としてのアプライ室３８が区画されており、クラッチプレート３７のフロントカバー３２側には開放油室としてのリリース室３９が区画されている。

アプライ室３８に作動油を供給してリリース室３９から作動油を排出することにより、クラッチプレート３７はフロントカバー３２に押し付けられ、ロックアップクラッチ３６はクランク軸２５とタービン軸３４とを直結する締結状態となる。一方、リリース室３９に作動油を供給してアプライ室３８から作動油を排出することにより、クラッチプレート３７はフロントカバー３２から引き離され、ロックアップクラッチ３６はクランク軸２５とタービン軸３４とを切り離す開放状態となる。また、リリース室３９とアプライ室３８との圧力を調整することにより、フロントカバー３２に対するクラッチプレート３７の押し付け力を調整することができ、ロックアップクラッチ３６をスリップ状態に制御することが可能となる。なお、ロックアップクラッチ３６の開放時にリリース室３９に供給される作動油は、アプライ室３８を通過して排出されるようになっている。

また、前後進切換機構３１は、ダブルピニオン式の遊星歯車列４０、前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を備えている。これら前進クラッチ４１や後退ブレーキ４２を制御することにより、エンジン動力の伝達径路を切り換えることが可能となっている。前進クラッチ４１および後退ブレーキ４２を共に開放することにより、タービン軸３４とプライマリ軸１２とを切り離すことが可能となる。また、後退ブレーキ４２を開放して前進クラッチ４１を締結することにより、タービン軸３４の回転をそのままプライマリプーリ２０に伝達することが可能となる。さらに、前進クラッチ４１を開放して後退ブレーキ４２を締結することにより、タービン軸３４の回転を逆転してプライマリプーリ２０に伝達することが可能となる。

続いて、トルクコンバータ３０が備えるロックアップクラッチ３６の油圧制御系について説明する。図２は本発明の一実施の形態であるトルクコンバータ３０の油圧制御装置を示す概略図である。図２に示すように、ロックアップクラッチ３６のアプライ室３８やリリース室３９に作動油を供給するため、油圧制御装置には後述する各電磁弁５３，６６，９０に制御信号を出力する制御ユニット５０が設けられており、油圧制御装置にはエンジン１１に駆動されるオイルポンプ５１が設けられている。このオイルポンプ５１の吐出口に接続されるライン圧路５２にはライン圧制御弁５３が接続されており、ライン圧制御弁５３によってライン圧が調圧されている。また、分岐するライン圧路５４にはトルクコンバータ圧制御弁５５(以下、トルコン圧制御弁という)が接続されており、分岐するライン圧路５６にはパイロット圧制御弁５７が接続されている。トルコン圧制御弁５５はライン圧を所定のトルクコンバータ圧Ｐｔに減圧して供給油路５８に出力し、パイロット圧制御弁５７はライン圧を所定のパイロット圧Ｐｐに減圧してパイロット圧路５９に出力する。なお、トルコン圧制御弁５５から出力されるトルクコンバータ圧Ｐｔは、後述するロックアップ制御弁６０およびスイッチ弁８０を介してトルクコンバータ３０のアプライ室３８やリリース室３９に供給されることになる。

ロックアップ制御弁６０は、ハウジング６１とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸６２とを有している。ハウジング６１は、トルクコンバータ圧Ｐｔを案内する供給油路５８が接続される供給ポート６１ａ、後述するスイッチ弁８０を介してアプライ室３８に連通する給排油路６３が接続される給排ポート６１ｂ、スイッチ弁８０を介してリリース室３９に連通する給排油路６４が接続される給排ポート６１ｃを有している。また、スプール弁軸６２の作動位置を制御するため、スプール弁軸６２にはバネ部材６５が組み付けられ、ハウジング６１には３つのパイロットポート６１ｄ〜６１ｆが形成されている。パイロットポート６１ｄにはパイロット圧制御弁５７からのパイロット圧Ｐｐを案内するパイロット圧路５９が接続されており、パイロットポート６１ｅにはデューティ電磁弁６６からのパイロット圧Ｐｃを案内するパイロット圧路６７が接続されており、パイロットポート６１ｆには給排油路６４から分岐するパイロット圧路６８が接続されている。さらに、ハウジング６１には２つの排出ポート６１ｇ，６１ｈが形成されており、それぞれの排出ポート６１ｇ，６１ｈには排出油路６９，７０が接続されている。

このロックアップ制御弁６０は、デューティ電磁弁６６から出力されるパイロット圧Ｐｃを制御することにより、スプール弁軸６２の作動位置を調整して各ポート６１ａ〜６１ｃ，６１ｇ，６１ｈの連通状態を制御することが可能となっている。ここで、デューティ電磁弁６６は常開式のデューティソレノイドバルブとなっており、デューティ電磁弁６６のデューティ比を０％に制御したときにはパイロット圧Ｐｃが最大値(Ｐｐ)で出力され、デューティ電磁弁６６のデューティ比を１００％に制御したときにはパイロット圧Ｐｃが最小値(０)で出力される。また、デューティ比を０％〜１００％の間で調整することにより、パイロット圧Ｐｃを最大値〜最小値の間で制御することが可能である。

パイロット圧Ｐｃを最小値に設定することにより、スプール弁軸６２をロックアップ締結位置(図２において左方向)に移動させることが可能となる。これにより、ロックアップ制御弁６０は、供給ポート６１ａを給排ポート６１ｂに連通させるとともに、給排ポート６１ｃを排出ポート６１ｇに連通させるロックアップ締結状態となる。一方、パイロット圧Ｐｃを最大値に設定することにより、スプール弁軸６２をロックアップ開放位置(図２において右方向)に移動させることが可能となる。これにより、ロックアップ制御弁６０は、給排ポート６１ｂを排出ポート６１ｈに連通させるとともに、供給ポート６１ａを給排ポート６１ｃに連通させるロックアップ開放状態となる。

また、パイロット圧Ｐｃを最小値と最大値との間に設定することにより、スプール弁軸６２をロックアップ締結位置とロックアップ開放位置との間で停止させることが可能となる。スプール弁軸６２をロックアップ締結位置側の所定位置で停止させることにより、ロックアップ制御弁６０は、開口面積を絞りながら供給ポート６１ａを給排ポート６１ｂに連通させるとともに、開口面積を絞りながら給排ポート６１ｃを排出ポート６１ｇに連通させるスリップ締結状態に制御される。また、スプール弁軸６２をロックアップ開放位置側の所定位置で停止させることにより、ロックアップ制御弁６０は、開口面積を絞りながら作動油量を絞りながら給排ポート６１ｂを排出ポート６１ｈに連通させるとともに、開口面積を絞りながら供給ポート６１ａを給排ポート６１ｃに連通させるスリップ開放状態に制御される。

また、油路切換弁としてのスイッチ弁８０は、ハウジング８１とこれに移動自在に収容されるスプール弁軸８２とを有している。ハウジング８１には、ロックアップ制御弁６０から延びる給排油路６３が接続される給排ポート８１ａ、ロックアップ制御弁６０から延びる給排油路６４が接続される給排ポート８１ｂ、アプライ室３８に連通するアプライ油路８３が接続される給排ポート８１ｃ、リリース室３９に連通するリリース油路８４が接続される給排ポート８１ｄが形成されている。また、ハウジング８１には、潤滑圧制御弁８５から延びる供給油路８６が接続される供給ポート８１ｅが形成されており、オイルクーラ８７に連通する排出油路８８が接続される排出ポート８１ｆが形成されている。さらに、スプール弁軸８２の作動位置を制御するため、スプール弁軸８２にはバネ部材８９が組み付けられ、ハウジング８１にはパイロットポート８１ｇが形成されている。このパイロットポート８１ｇにはオンオフ電磁弁９０からのパイロット圧を案内するパイロット圧路９１が接続されている。

このスイッチ弁８０は、オンオフ電磁弁９０から出力されるパイロット圧によって制御される２位置切換弁である。ここで、オンオフ電磁弁９０は常閉式のオンオフソレノイドバルブとなっており、オンオフ電磁弁９０に対して通電が為されたときにはパイロット圧が出力される一方、オンオフ電磁弁９０に対する通電が遮断されたときにはパイロット圧の出力が停止される。このようなオンオフ電磁弁９０からスイッチ弁８０に対してパイロット圧を供給することにより、スプール弁軸８２はバネ力に抗してロックアップ制御位置(図２において左方向)に移動することになる。これにより、スイッチ弁８０は、給排ポート８１ａと給排ポート８１ｃとを連通させるとともに、給排ポート８１ｂと給排ポート８１ｄとを連通させるロックアップ制御状態(第１作動状態)に切り換えられる。一方、オンオフ電磁弁９０からスイッチ弁８０に対するパイロット圧の供給を遮断することにより、スプール弁軸８２はバネ力によってロックアップ開放位置(図２において右方向)に移動することになる。これにより、スイッチ弁８０は、供給ポート８１ｅを給排ポート８１ｄに連通させるとともに、給排ポート８１ｃを排出ポート８１ｆに連通させるロックアップ開放状態(第２作動状態)に切り換えられる。

ここで、図３〜図６はロックアップクラッチ３６に対する作動油の供給状態を示す説明図である。なお、図３〜図６において網掛け部分は作動油の流れを示している。図３に示すように、ロックアップクラッチ３６を締結する際には、オンオフ電磁弁９０からスイッチ弁８０に対してパイロット圧が出力され、スイッチ弁８０がロックアップ制御状態に切り換えられる。また、デューティ電磁弁６６からロックアップ制御弁６０に対するパイロット圧Ｐｃを最小値に設定することにより、ロックアップ制御弁６０はロックアップ締結状態に切り換えられる。これにより、トルコン圧制御弁５５から出力される作動油は、ロックアップ制御弁６０およびスイッチ弁８０を介してロックアップクラッチ３６のアプライ室３８に供給されることになる。一方、トルクコンバータ３０のリリース室３９は、スイッチ弁８０およびロックアップ制御弁６０を介して排出油路６９に接続され、リリース室３９から排出油路６９に作動油が排出されることになる。したがって、アプライ室３８のアプライ圧Ｐａが上昇する一方、リリース室３９のリリース圧Ｐｒが低下することになり、ロックアップクラッチ３６は締結状態に切り換えられる。なお、潤滑圧制御弁８５から出力される作動油は、スイッチ弁８０を介してオイルクーラ８７に案内される。

続いて、図４に示すように、スイッチ弁８０をロックアップ制御状態に保ちながら、デューティ電磁弁６６からロックアップ制御弁６０に対するパイロット圧Ｐｃを最小値から引き上げると、パイロット圧Ｐｃの大きさに応じてスプール弁軸６２はロックアップ開放位置に向けて移動することになる。これにより、供給ポート６１ａの開口面積が絞られるため、図３に示す状態に比べてアプライ室３８に供給される作動油量が制限される。また、排出ポート６１ｇの開口面積が絞られるため、図３に示す状態に比べてリリース室３９から排出される作動油量が制限される。したがって、図３に示す状態に比べて、アプライ圧Ｐａが低下してリリース圧Ｐｒが上昇することになり、ロックアップクラッチ３６は滑りながら動力を伝達するスリップ状態に切り換えられる。なお、潤滑圧制御弁８５から出力される作動油は、スイッチ弁８０を介してオイルクーラ８７に案内される。

続いて、図５に示すように、スイッチ弁８０をロックアップ制御状態に保ちながら、デューティ電磁弁６６からロックアップ制御弁６０に対するパイロット圧Ｐｃを図４の状態から引き上げると、パイロット圧Ｐｃの大きさに応じてスプール弁軸は更にロックアップ開放位置に向けて移動することになる。これにより、給排ポート６１ｂが絞られながら排出ポート６１ｈに連通するとともに、供給ポート６１ａが絞られながら給排ポート６１ｃに連通するため、図４に示す状態から更にアプライ圧Ｐａが低下してリリース圧Ｐｒが上昇する。このため、ロックアップクラッチ３６の締結力は、図４に示す状態から更に低下することになる。なお、潤滑圧制御弁８５から出力される作動油は、スイッチ弁８０を介してオイルクーラ８７に案内される。

続いて、図６に示すように、スイッチ弁８０をロックアップ制御状態に保ちながら、デューティ電磁弁６６からロックアップ制御弁６０に対するパイロット圧Ｐｃを最大値に引き上げると、ロックアップ制御弁６０はロックアップ開放状態に切り換えられる。これにより、給排ポート６１ｂが排出ポート６１ｈに連通するとともに、供給ポート６１ａが給排ポート６１ｃに連通するため、図５に示す状態から更にアプライ圧Ｐａが低下してリリース圧Ｐｒが上昇する。このため、クラッチプレート３７がフロントカバー３２から引き離され、ロックアップクラッチ３６は開放状態に切り換えられる。なお、潤滑圧制御弁８５から出力される作動油は、スイッチ弁８０を介してオイルクーラ８７に案内される。

図７はロックアップクラッチ３６を開放状態から締結状態に切り換える際の油圧変化を示す説明図である。なお、図７の説明図において、スイッチ弁８０はロックアップ制御状態に保持されている。図７に示すように、デューティ制御弁のデューティ比を０％近傍に制御することにより、パイロット圧Ｐｃが最大値で出力されるため、ロックアップ制御弁６０はロックアップ開放状態となり、リリース圧Ｐｒが上昇してアプライ圧Ｐａが低下することになる。これにより、クラッチプレート３７に作用する差圧(Ｐａ−Ｐｒ)が負側に最大となるため、クラッチプレート３７がフロントカバー３２から引き離され、ロックアップクラッチ３６は開放状態に制御される。そして、デューティ制御弁のデューティ比を０％から徐々に引き上げることにより、ロックアップ制御弁６０のスプール弁軸６２がロックアップ締結位置に向けて徐々に移動するため、スプール弁軸６２の作動位置に応じてリリース圧Ｐｒが低下してアプライ圧Ｐａが上昇することになる。これにより、クラッチプレート３７に作用する差圧(Ｐａ−Ｐｒ)が負の値から正の値に徐々に変化するため、クラッチプレート３７がフロントカバー３２に対して徐々に接触した状態となり、ロックアップクラッチ３６はスリップ状態に制御される。次いで、デューティ制御弁のデューティ比を１００％近傍に制御することにより、パイロット圧Ｐｃが最小値で出力されるため、ロックアップ制御弁６０はロックアップ締結状態となり、アプライ圧Ｐａが上昇してリリース圧Ｐｒが低下することになる。これにより、クラッチプレート３７に作用する差圧(Ｐａ−Ｐｒ)が正側に最大となるため、クラッチプレート３７がフロントカバー３２に押し付けられ、ロックアップクラッチ３６は締結状態に制御される。

ここで、バネ部材６５のバネ力をＦとし、スプール弁軸６２が備える弁体６２ａの受圧面積をＡ１とし、スプール弁軸６２が備える弁体６２ｂの受圧面積をＡ２とし、スプール弁軸６２が備える弁体６２ｃの受圧面積をＡ３とする。また、受圧面積Ａ１〜Ａ３はＡ３＝Ａ２−Ａ１の関係を有している。ロックアップ制御弁６０のスプール弁軸６２に作用する推力の釣り合いは、以下の式(１)によって表される。また、アプライ圧Ｐａとリリース圧Ｐｒとの差圧(Ｐａ−Ｐｒ)は式(１)を変形した以下の式(２)によって表される。パイロット圧制御弁５７によってパイロット圧Ｐｐは一定の値に調整されることから、式(２)に示されるように、差圧(Ｐａ−Ｐｒ)はデューティ電磁弁６６からのパイロット圧Ｐｃに応じて変化することになる。すなわち、パイロット圧Ｐｃを制御することにより、差圧(Ｐａ−Ｐｒ)を調整してロックアップクラッチ３６の締結力を制御することが可能となっている。
Ｆ＋Ｐｃ×Ａ１＋Ｐａ×(Ａ２−Ａ１)＝Ｐｐ×(Ａ２−Ａ３)＋Ｐｒ×Ａ３…(１)
Ｐａ−Ｐｒ＝(Ｐｐ×(Ａ２−Ａ３)−Ｐｃ×Ａ１−Ｆ)／Ａ３…(２)

これまで説明したように、デューティ電磁弁６６に対するデューティ比を０％に向けて制御することにより、ロックアップクラッチ３６を開放状態に切り換えることが可能である。しかしながら、図６に示すように、トルコン圧制御弁５５から出力される作動油は、ロックアップクラッチ３６のリリース室３９からアプライ室３８に案内された後に、アプライ油路８３、スイッチ弁８０、給排油路６３、ロックアップ制御弁６０を経て排出油路７０に案内されるため、ロックアップクラッチ３６を開放状態に保持する際には多くの作動油が消費されることになっていた。特に、ロックアップクラッチ３６を開放する際の応答性を向上させるため、ロックアップ制御弁６０を介してアプライ油路８３に接続される排出油路７０の排出抵抗を低く設定することは、アプライ室３８から排出される作動油量を不要に増大させる要因となっていた。

そこで、本発明の油圧制御装置においては、スイッチ弁８０を介してロックアップクラッチ３６からの作動油の排出径路を切り換えることにより、ロックアップクラッチ３６の開放状態を保持するために消費される作動油量の削減を図るようにしている。ここで、図８はロックアップクラッチ３６を締結状態から開放状態に切り換え、ロックアップクラッチ３６の開放状態を保持する迄の油圧変化を示す説明図である。また、図９はロックアップクラッチ３６を開放状態に保持する際の作動油の供給状態を示す説明図である。なお、図９において網掛け部分は作動油の流れを示している。

図８に示すように、締結されたロックアップクラッチ３６を開放する際には、オンオフ電磁弁９０からパイロット圧を出力した状態のもとで、デューティ比が１００％から０％に引き下げられる。これにより、図６に示すように、リリース室３９にはトルコン圧制御弁５５によって調圧された作動油(トルクコンバータ圧Ｐｔ)が供給され、この作動油はアプライ室３８から、アプライ油路８３、スイッチ弁８０、給排油路６３、ロックアップ制御弁６０、排出油路７０を経て排出されることになる。ここで、給排油路６３、ロックアップ制御弁６０の内部流路、排出油路７０によって構成される第１排出径路９５の流路抵抗は、可能な範囲で低く設定されることから、アプライ室３８から素早く作動油を排出させることができ、ロックアップクラッチ３６を開放する際の応答性を向上させることが可能となっている。

そして、デューティ比の引き下げによってロックアップクラッチ３６が開放されると、図８および図９に示すように、オンオフ電磁弁９０からパイロット圧の出力が遮断され、スイッチ弁８０がロックアップ開放状態に切り換えられる。これにより、リリース室３９には潤滑圧制御弁８５から出力される作動油(潤滑圧Ｐｌｕｂ)が供給され、この作動油はアプライ室３８から、アプライ油路８３、スイッチ弁８０、排出油路８８、オイルクーラ８７を経て排出されることになる。ここで、排出油路８８およびオイルクーラ８７によって構成される第２排出径路９６は、複雑な内部流路を備えるオイルクーラ８７を有することから、第１排出径路９５に比べて高い流路抵抗を有している。すなわち、アプライ室３８から排出される作動油量を絞ることができるため、ロックアップクラッチ３６を開放状態に保持する際の作動油量を削減することが可能となる。なお、ロックアップクラッチ３６の開放時には、アプライ室３８からの作動油がオイルクーラ８７を経て排出されるため、トルクコンバータ３０の作動によって上昇した油温を効果的に冷却することが可能となる。

これまで説明したように、ロックアップクラッチ３６を開放する際には、スイッチ弁８０をロックアップ制御状態に保持した状態のもとで、ロックアップ制御弁６０を制御することにより、アプライ油路８３から第１排出径路９５を介して作動油を排出することができるため、応答良くロックアップクラッチ３６を開放することが可能となる。そして、ロックアップクラッチ３６が開放された後には、スイッチ弁８０をロックアップ開放状態に切り換えることにより、アプライ油路８３から流路抵抗の高い第２排出径路９６を介して作動油を排出することができるため、ロックアップクラッチ３６を開放状態に保持するために消費される作動油量を削減することが可能となる。すなわち、図８に示すように、スイッチ弁８０がロックアップ制御状態である場合には、クラッチ開放時の応答性を確保することが可能であるが、アプライ圧Ｐａとリリース圧Ｐｒとの圧力差が大きく、ロックアップクラッチ３６でのエネルギー損失Ａが大きくなる。これに対し、開放されたロックアップクラッチ３６を単に保持する場合には、スイッチ弁８０をロックアップ開放状態に切り換えることにより、アプライ圧Ｐａとリリース圧Ｐｒとの圧力差を小さくして、ロックアップクラッチ３６でのエネルギー損失Ｂを小さくすることができるのである。このように、エネルギー損失を少なくすることにより、オイルポンプ５１の負荷を軽減させることができ、延いてはエンジン１１の燃費を改善することも可能となる。

また、スイッチ弁８０をロックアップ制御状態に切り換えたときには、トルコン圧制御弁５５から出力される作動油(トルクコンバータ圧Ｐｔ)が、供給油路５８、ロックアップ制御弁６０の内部流路、給排油路６４によって構成される第１供給径路９７を経てリリース室３９に案内される。一方、スイッチ弁８０をロックアップ開放状態に切り換えたときには、潤滑圧制御弁８５から出力される作動油(潤滑圧Ｐｌｕｂ)が、第２供給径路である供給油路８６を経てリリース室３９に案内される。ここで、潤滑圧Ｐｌｕｂはトルクコンバータ圧Ｐｔに比べて低圧(低流量)であることから、この点からもロックアップクラッチ３６の開放状態を保持するために消費される作動油量を削減することが可能となる。

さらに、図９に示すように、スイッチ弁８０をロックアップ開放状態に切り換えることにより、ロックアップ制御弁６０とアプライ油路８３およびリリース油路８４とが遮断されることになる。この状態のもとでは、ロックアップ制御弁６０のスプール弁軸６２を作動させても、ロックアップクラッチ３６の開放状態に影響を与えることがないため、ロックアップ制御弁６０のスプール弁軸６２をロックアップ締結位置に向けて移動させておくことが可能となる。これにより、ロックアップクラッチ３６を開放状態から締結状態に切り換える際の応答性を向上させることが可能となる。なお、スプール弁軸６２の作動位置としては、アプライ圧Ｐａとリリース圧Ｐｒとの差圧を０に制御する位置が望ましい。

なお、ロックアップ制御弁６０とスイッチ弁８０とを設けることにより、ロックアップ制御弁６０を制御するデューティ電磁弁６６や、スイッチ弁８０を制御するオンオフ電磁弁９０がフェイル状態に陥った場合であっても、最低限の走行性能を確保することが可能となっている。例えば、デューティ電磁弁６６が故障した場合には、ロックアップ制御弁６０によってロックアップクラッチ３６を制御することが不可能となるが、スイッチ弁８０をロックアップ開放状態に制御することにより、ロックアップクラッチ３６を開放してトルクコンバータ３０を作動させることが可能となる。また、オンオフ電磁弁９０が故障してスイッチ弁８０がロックアップ制御状態に固定された場合には、ロックアップ制御弁６０によってロックアップクラッチ３６を制御しながらの走行が可能となる。さらに、オンオフ電磁弁９０が故障してスイッチ弁８０がロックアップ開放状態に固定された場合であっても、ロックアップクラッチ３６が開放された状態での走行が可能となる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示するトルクコンバータ３０は、無段変速機１０に組み込まれるトルクコンバータであるが、これに限られることはなく、他の形式の自動変速機に組み込まれるトルクコンバータに対して本発明を適用しても良い。また、図示するトルクコンバータ３０は、単板式のロックアップクラッチ３６を備えているが、これに限られることはなく、多板式のロックアップクラッチを備えるようにしても良い。

車両に搭載される無段変速機を示すスケルトン図である。 本発明の一実施の形態であるトルクコンバータの油圧制御装置を示す概略図である。 ロックアップクラッチに対する作動油の供給状態を示す説明図である。 ロックアップクラッチに対する作動油の供給状態を示す説明図である。 ロックアップクラッチに対する作動油の供給状態を示す説明図である。 ロックアップクラッチに対する作動油の供給状態を示す説明図である。 ロックアップクラッチを開放状態から締結状態に切り換える際の油圧変化を示す説明図である。 ロックアップクラッチを締結状態から開放状態に切り換え、ロックアップクラッチの開放状態を保持する迄の油圧変化を示す説明図である。 ロックアップクラッチを開放状態に保持する際の作動油の供給状態を示す説明図である。

符号の説明

２５ クランク軸(入力要素)
３０ トルクコンバータ
３４ タービン軸(出力要素)
３６ ロックアップクラッチ
３８ アプライ室(締結油室)
３９ リリース室(開放油室)
６０ ロックアップ制御弁
８０ スイッチ弁(油路切換弁)
８３ アプライ油路
８４ リリース油路
８６ 供給油路(第２供給径路)
９５ 第１排出径路
９６ 第２排出径路
９７ 第１供給径路

Claims (5)

1. 入力要素と出力要素とを直結するロックアップクラッチを備えたトルクコンバータの油圧制御装置であって、
   前記ロックアップクラッチの締結油室に接続され、クラッチ締結時には前記締結油室に向けて作動油を案内する一方、クラッチ開放時には前記締結油室から排出される作動油を案内するアプライ油路と、
   前記ロックアップクラッチの開放油室に接続され、クラッチ開放時には前記開放油室に向けて作動油を案内する一方、クラッチ締結時には前記開放油室から排出される作動油を案内するリリース油路と、
   前記アプライ油路と前記リリース油路とに接続され、クラッチ締結時には前記アプライ油路に作動油を供給して前記リリース油路から作動油を排出する一方、クラッチ開放時には前記アプライ油路から作動油を排出して前記リリース油路に作動油を供給するロックアップ制御弁と、
   前記ロックアップ制御弁と前記アプライ油路との間に設けられ、前記ロックアップ制御弁を通過する第１排出径路に前記アプライ油路を接続する第１作動状態と、前記第１排出径路よりも流路抵抗の大きな第２排出径路に前記アプライ油路を接続する第２作動状態とに切り換えられる油路切換弁とを有することを特徴とするトルクコンバータの油圧制御装置。
2. 請求項１記載のトルクコンバータの油圧制御装置において、
   クラッチ開放時には、前記油路切換弁を第１作動状態に保持した状態のもとで前記ロックアップクラッチを開放した後に、前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えて前記ロックアップクラッチの開放状態を保持することを特徴とするトルクコンバータの油圧制御装置。
3. 請求項１または２記載のトルクコンバータの油圧制御装置において、
   前記油路切換弁は、前記ロックアップ制御弁と前記リリース油路との間に設けられ、
   前記油路切換弁を第１作動状態に切り換えることにより、前記リリース油路は前記ロックアップ制御弁を通過する第１供給径路に接続される一方、
   前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えることにより、前記リリース油路は前記第１供給油路よりも低圧の作動油が流れる第２供給径路に接続されることを特徴とするトルクコンバータの油圧制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のトルクコンバータの油圧制御装置において、
   前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えることにより、前記第２供給径路を流れる作動油は前記開放油室から前記締結油室を経て前記第２排出径路に案内されることを特徴とするトルクコンバータの油圧制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のトルクコンバータの油圧制御装置において、
   前記油路切換弁を第２作動状態に切り換えることにより、前記ロックアップ制御弁と前記アプライ油路および前記リリース油路とは遮断されることを特徴とするトルクコンバータの油圧制御装置。

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