JP6229644B2

JP6229644B2 - 流体伝動装置

Info

Publication number: JP6229644B2
Application number: JP2014232913A
Authority: JP
Inventors: 時存坂; 裕之岡山; 友和木下; 寛斉田浦; 賢二堀
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2034-11-17
Also published as: JP2016095015A

Description

本発明は、車両に搭載される流体伝動装置、特にロックアップクラッチを備えた流体伝動装置に関する。

車両に搭載される自動変速機や無段変速機等の変速機に組み込まれてエンジン等の駆動源の出力を変速機構に伝達するトルクコンバータ等の流体伝動装置は、駆動源としてのエンジンに連結されたケース内に、該駆動源と一体的に回転する入力部材としてのポンプと、該ポンプに対向配置されて該ポンプにより流体を介して動力が伝達される出力部材としてのタービンとを有している。

前記流体伝動装置ではまた、ポンプとタービンの相対回転を許容する必要がある走行レンジでの停車時や走行中の変速時等を除く運転状態において、エンジンの燃費性能を向上させるために、ポンプとタービンとを直結するロックアップクラッチを備えたものが知られている。

前記ロックアップクラッチは、流体圧室に締結用流体圧を供給することによりピストンを押圧してポンプとタービンとを直結するように構成されており、流体圧室に締結用流体圧を供給することで締結され、流体圧室から締結用流体圧を排出することで解放されるようになっている。

近年、例えば、ロックアップクラッチを締結する際の遠心圧の影響を低減する目的やロックアップクラッチ締結時の締結圧を低減する目的で、ピストンを挟んで流体圧室の反対側にバランス室を設ける技術が知られている。

例えば特許文献１には、バランス室を有するロックアップクラッチを備えた流体伝動装置が開示されている。図７に示すように、この流体伝動装置３００は、ケース３１０内に、ケース３１０と一体的に回転するポンプ３２０と、ポンプ３２０に対向配置されたタービン３３０と、ポンプ３２０とタービン３３０とを直結するロックアップクラッチ３４０とを備えている。

ロックアップクラッチ３４０は、ケース３１０の内周面とタービン３３０に結合されたクラッチハブ３３１の外周面との間に交互に配置された複数の摩擦板３４１と、複数の摩擦板３４１を締結するピストン３４２と、ピストン３４２を締結方向に移動させる締結用流体圧が供給される流体圧室３４３と、ピストン３４２を挟んで流体圧室３４３の反対側に形成されたバランス室３４４とを有している。

この流体伝動装置３００では、ケース３１０内にポンプ３２０とタービン３３０との間で動力を伝達するための動力伝達用流体が充填され、動力伝達用流体が充填されたケース内圧室３１１から該流体の一部が、ケース内圧室３１１とバランス室３４４とを連通する連通孔３１２を介してバランス室３４４に導入されるようになっている。

独国特許出願公開第１０１０４３４６号明細書

しかしながら、前記特許文献１に記載されるように、バランス室を有するロックアップクラッチを備えた流体伝動装置では、ロックアップクラッチの解放時に流体圧室から締結用流体圧を排出した場合にもバランス室内にケース内圧室から動力伝達用流体の一部が導入されるので、ロックアップクラッチの解放時に、バランス室内の流体に作用する遠心力が流体圧室に残存する流体に作用する遠心力より大きくなってピストンが解放方向へ付勢されて移動されるおそれがある。

ロックアップクラッチの解放時にピストンが解放方向へ付勢されて移動されると、ロックアップクラッチを締結する際に流体圧室に締結用流体圧を供給したときにピストンを締結方向へ付勢して移動させることが遅くなることから、ロックアップクラッチの締結時の応答性が低下することとなる。

そこで、本発明は、ロックアップクラッチの解放時にロックアップクラッチのピストンが解放方向へ付勢されて移動されることを抑制し、ロックアップクラッチを応答性良く締結することができる流体伝動装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る流体伝動装置は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、駆動源に連結されたケース内に、該駆動源と一体回転する入力部材と、該入力部材から動力伝達用流体を介して動力が伝達される出力部材と、流体圧室に供給される締結用流体圧によりピストンを押圧して前記入力部材と前記出力部材とを直結するロックアップクラッチとが備えられ、前記ピストンを挟んで前記流体圧室の反対側に、動力伝達用流体が充填されたケース内圧室から該流体の一部が導入されるバランス室が形成された流体伝動装置であって、前記ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、前記ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりも前記ケース内圧室から前記バランス室への流体の導入量を低減させて前記ピストンが解放方向へ移動されることを抑制するように前記ケース内圧室の内圧を低減させる内圧低減手段を備えていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の流体伝動装置において、前記内圧低減手段は、前記ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、前記ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりも前記ケース内圧室に供給する動力伝達用流体の流体圧を低下させることにより前記ケース内圧室の内圧を低減させることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の流体伝動装置において、前記内圧低減手段は、前記ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、前記ケース内圧室の内圧が所定の下限値以上に維持されるように前記ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりも前記ケース内圧室の内圧を低減させることを特徴とする。

上記の構成により、本願の請求項１に記載の発明によれば、ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりもケース内圧室からバランス室への流体の導入量を低減させてピストンが解放方向へ移動されることを抑制するようにケース内圧室の内圧を低減させることにより、ロックアップクラッチの解放時に、ロックアップクラッチの締結時よりもケース内圧室からバランス室への動力伝達用流体の導入量を低減させてバランス室内の流体に作用する遠心力を低減させることができるので、ピストンが解放方向へ付勢されて移動されることを抑制することができると共に、ロックアップクラッチを締結する際に流体圧室に締結用流体圧を供給するときにロックアップクラッチを応答性良く締結することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりもケース内圧室に供給する動力伝達用流体の流体圧を低下させることによりケース内圧室の内圧を低減させることで、前記効果を具体的に実現することができる。ケース内圧室から排出される動力伝達用流体の排出量を増大させることによりケース内圧室の内圧を低減させる場合に比して、ケース内圧室の内圧が高くなることを抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、ケース内圧室の内圧が所定の下限値以上に維持されるようにロックアップクラッチの締結条件の成立時よりもケース内圧室の内圧を低減させることを抑制することができ、ケース内圧室の内圧が過剰に低下してケース内圧室内に気泡が発生することにより、入力部材から動力伝達用流体を介して出力部材に動力が伝達される動力伝達性能が低下することを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る流体伝動装置の断面図である。図１に示す流体伝動装置の要部を拡大した断面図である。前記流体伝動装置を備えた自動変速機の制御システム図である。前記流体伝動装置のトルクコンバータの制御動作を示すフローチャートである。前記流体伝動装置のトルクコンバータの制御の一例を説明するためのタイムチャートである。本発明の第２実施形態に係る流体伝動装置の断面図である。従来の流体伝動装置を示す断面図である。

以下、本発明を自動変速機のトルクコンバータに適用した実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る流体伝動装置の断面図であり、図２は、図１に示す流体伝動装置の要部を拡大した断面図である。本発明の実施形態に係る流体伝動装置としてのトルクコンバータ１は、自動変速機に組み込まれるものであり、図１及び図２に示すように、その外殻を形成するケース１０を有している。

ケース１０は、その駆動源側であるエンジン側の面を構成するフロントカバー１１の径方向中央部に固設された連結部１２を介して駆動源としてのエンジン、具体的にはエンジンの出力軸であるクランクシャフト（不図示）に連結されている。これにより、トルクコンバータ１全体は、エンジンにより駆動されるようになっている。

なお、以下の説明では、便宜上、エンジン側（図の右側）を前方、反エンジン側（図の左側）を後方とする。

前記トルクコンバータ１は、主たる構成要素として、入力部材としてのポンプ２０と出力部材としてのタービンとステータとで形成されるドーナツ状のトーラスＴ、ワンウェイクラッチＯＷＣ、ロックアップクラッチ（以下、適宜「クラッチ」という）６０及びロックアップダンバ（以下、適宜「ダンパ」という）ＬＤを有し、これらがケース１０内に収納されていると共に、ケース１０内には動力伝達用流体としての作動油が充満されるようになっている。

なお、図１において、トーラスＴの構成部材であるポンプ２０、タービン及びステータ、ワンウェイクラッチＯＷＣ、及びダンパＬＤについては、発明の理解を容易にするために詳細な図示を省略している。

ポンプ２０は、ケース１０の反エンジン側の面を構成するポンプシェル２１を有し、ポンプシェル２１は、その外周部が後方へ膨出して形成され、その内部に、周方向に所定間隔を隔てて多数のブレード（不図示）が配設されている。ポンプ２０は、ケース１０と一体的に回転し、ポンプシェル２１の内面とブレードとによってケース１０内に充満されている作動油を軸心周りに旋回しながら後方から前方へ向う流れを発生させるようになっている。

ポンプシェル２１の内周端部には、自動変速機の変速機構側に延びるポンプスリーブ２３が結合され、ポンプスリーブ２３の先端がトルクコンバータ１の後方に配設されたギヤ式オイルポンプ（不図示）に係合されている。これにより、前記クランクシャフトの回転によってケース１０及びポンプスリーブ２３を介して前記オイルポンプが駆動されるようになっている。

前記タービンは、ポンプシェル２１のエンジン側に配置されたタービンシェル（不図示）と、該タービンシェルの内周端部に結合されたタービンハブ３０とを有し、ポンプ２０の前方に対向配置されてケース１０内に回転自在に収納されている。

前記タービンシェルは、その外周部が前方へ膨出して形成され、その内部に、周方向に所定間隔を隔てて多数のブレード（不図示）が配設されている。ポンプシェル２１のブレードが配設された外周部と前記タービンシェルのブレードが配設された外周部とが対向配置されることにより、ポンプ２０の回転によって生じた作動油の流れが前記タービンシェルに導入され、前記タービンシェルの内面とブレードとによって内方へ向かう作動油の流れが形成され、この作動油の流れが該ブレードを押圧することにより、前記タービンが周方向の力を受け、ポンプ２０と同方向に駆動されるようになっている。

そして、この駆動力は、前記タービンに連結された自動変速機の変速機構側に延びるタービンシャフト２５により、変速機構へ伝達されるようになっている。前記タービンは、タービンハブ３０の内周端部がタービンシャフト２５にスプライン嵌合されることによりタービンシャフト２５に連結されている。

前記ステータは、ポンプ２０と前記タービンとの対向部の内側に配設され、周方向に所定間隔を隔てて設けられた多数のブレード（不図示）を備えており、前記ブレードは、全体として一体化した構成とされている。前記ブレードは、ポンプ２０のブレードの内周側の端部と前記タービンのブレードの内周側の端部との間に配置され、これにより、前記タービンを駆動した作動油の流れが前記タービン側から導入されて前記ステータの各ブレードの間を通過する作動油の流れが形成されるようになっている。

そして、この作動油の流れが、ポンプシェル２１の内面に内周側から導入されてポンプシェル２１の内面とブレードとによる後方から前方へ向う作動油の流れとなり、ポンプ２０、前記タービン及び前記ステータの各ブレードの間を通過して循環する作動油の流れが形成され、トルクコンバータ１の全体として、この循環流が形成されるドーナツ状の空間、即ちトーラスＴが形成されるようになっている。

ワンウェイクラッチＯＷＣは、前記ステータを支持して該ステータによるトルク増大作用を実現させるものであり、前記ステータの内側に配設されている。ワンウェイクラッチＯＷＣは、インナレース３６の内周面が当該自動変速機の変速機ケースから延びるステータシャフト２４にスプライン嵌合されることによりステータシャフト２４に組み付けられるようになっている。

前記ステータは、トーラスＴ内の作動油の流れにより一方向の回転力を受けたときに、ワンウェイクラッチＯＷＣが空転することにより自由に回転し、また、他方向の回転力を受けたときに、ワンウェイクラッチＯＷＣがロックすることにより固定される。このとき、トルク増大作用が発生し、エンジンからポンプ２０に入力されたトルクが増大されて、前記タービンからタービンシャフト２５に出力される。

トーラスＴ内に供給される作動油は、ステータシャフト２４とタービンシャフト２５との間に形成された油路２４ａを通じてケース１０内に供給され、ポンプスリーブ２３とステータシャフト２４との間に形成された油路２３ａを通じてケース１０内から排出される。油路２３ａを通じて排出された作動油は、潤滑油として自動変速機の潤滑部１２０に供給される。

一方、前記クラッチ６０は、同心状に配置されたクラッチハブ６１及びクラッチドラム６２と、該ハブ６１とドラム６２との間に配設され、これらに交互に係合された複数の摩擦板６３と、複数の摩擦板６３を押圧するピストン６５とを有している。

クラッチドラム６２は、摩擦板６３が係合されて軸方向に延びる外側円筒部６２ａと、外側円筒部６２ａのエンジン側から径方向に延びる底部６２ｂと、底部６２ｂの内方側から反エンジン側に軸方向に延びる内側円筒部６２ｃとを備え、底部６２ｂがフロントカバー１１の内面に溶接により固着されてケース１０に結合されている。

フロントカバー１１にはまた、クラッチドラム６２の内周側、且つタービンハブ３０の外周側に該フロントカバー１１に沿って径方向に延びる油路構成部材４０が溶接により固着されている。なお、油路構成部材４０とフロントカバー１１との溶接は、例えば周方向の複数箇所において行われる。

クラッチ６０のピストン６５は、クラッチドラム６２の内側円筒部６２ｃと油路構成部材４０の外周部４１との間に嵌合されており、クラッチドラム６２の内側円筒部６２ｃとピストン６５との間に環状のシール部材４６が介装され、油路構成部材４０の外周部４１とピストン６５との間に環状のシール部材４７が介装されている。

ピストン６５は、クラッチドラム６２の内側円筒部６２ｃに嵌合される軸方向に延びる外側円筒部７１と、外側円筒部７１のエンジン側から径方向の内方側に延びる油圧受け部７２と、油圧受け部７２の内方側から反エンジン側に軸方向に延び、油路構成部材４０の外周部４１に嵌合される内側円筒部７３とを備えると共に、外側円筒部７１の反エンジン側に径方向の外方側に延びる押圧部７４を備えている。

ピストン６５の背部、すなわちピストン６５とケース１０、具体的にはフロントカバー１１との間には、ロックアップクラッチの締結用流体圧としての締結用油圧が供給される流体圧室としての油圧室４が形成されている。

油圧室４に、タービンシャフト２５の内部に設けられた油路２５ａから、フロントカバー１１とその内面に固着された油路構成部材４０との間に設けられた油路４０ａ等を通って所定の締結用油圧で作動油が供給されたとき、ピストン６５により複数の摩擦板６３がリテーナ６８側に押し付けられ、該クラッチ６０が締結される。

油路構成部材４０のフロントカバー１１側の面には、略径方向に延びる複数の溝部４２が形成されており、該溝部４２によって油路構成部材４０とフロントカバー１１との間に油圧室４に連通する油路４０ａが形成されている。

図１にはまた、トルクコンバータ１を備えた自動変速機の油圧制御回路の一部が示されており、前記油圧制御回路１００は、オイルポンプ１０１の吐出圧が、各種バルブを含む所定の油圧回路１０２を経由して、変速機構の各摩擦締結要素、トルクコンバータ１の作動油が充填されたケース内圧室２及びロックアップクラッチ６０の油圧室４などに供給されるようになっている。

図１に示すように、油圧制御回路１００は、油路２５ａ、４０ａ等を通じてクラッチ６０の油圧室４に供給される油圧を制御するロックアップクラッチ用リニアソレノイドバルブ１０３を備え、該ソレノイドバルブ１０３は、後述するコントロールユニット１５０からの制御信号によって作動し、元圧ポートａに入力される油圧を所定の油圧に調整して出力ポートｂに出力し、あるいは両ポートを遮断して出力ポートｂをドレンポートｃに連通させるように動作する。このようにして、クラッチ６０の油圧室４に締結用油圧を供給する、あるいは締結用油圧を排出することができるようになっている。

また、油路構成部材４０の内周部４３とタービンハブ３０との間にはシールリング８１が介装され、シールリング８１は、タービンハブ３０の外周面に形成されたシールリング用溝部内に装着されている。

前記クラッチ６０はまた、ピストン６５の反エンジン側に配設されたプレート部材５０を備えており、プレート部材５０は、ピストン６５との間にバランス室６を形成している。バランス室６は、ピストン６５を挟んで油圧室４の反対側に形成されている。

プレート部材５０は、ピストン６５の油圧受け部７２に略沿って径方向に延びる外側プレート部５１と、外側プレート部５１の内周側から反エンジン側に軸方向に延びる円筒部５２と、円筒部５２の反エンジン側から径方向の内方側に延びる内側プレート部５３とを備え、内側プレート部５３が油路構成部材４０に溶接により固着されることによりケース１０に固定されている。内側プレート部５３と油路構成部材４０との溶接は、例えば周方向の複数箇所において行われる。

プレート部材５０は、外側プレート部５１の径方向の外周側の端部にシール部材５５を備え、該シール部材５５は、ピストン６５の外側円筒部７１とプレート部材５０の外側プレート部５１との間をシールする。

また、内側プレート部５３の径方向の内周側の端部であるプレート部材５０の内周部５４とタービンハブ３０との間にシールリング８３が介装され、該シールリング８３は、タービンハブ３０の外周面に形成されたシールリング用溝部内に装着されている。

このようにして配設されたプレート部材５０とピストン６５の油圧受け部７２との間に、前記バランス室６が形成されている。バランス室６に作動油を導入することで、バランス室６内の作動油に作用する遠心力によって、油圧室４内の作動油に作用する遠心力をキャンセルするようになっている。

バランス室６は、図２に示すように、ピストン６５の外側円筒部７１に設けられた連通孔７５を介してケース内圧室２と連通し、ポンプ２０と前記タービンとの間で動力を伝達するための作動油が充填されたケース内圧室２から作動油の一部が導入されるようになっている。

前述したように、油路２４ａを通じてケース内圧室２に作動油が供給されている。図１に示すように、油圧制御回路１００はまた、油路２４ａ等を通じてケース内圧室２に供給される作動油の油圧を制御するケース内圧室用リニアソレノイドバルブ１０４を備え、該ソレノイドバルブ１０４は、後述するコントロールユニット１５０からの制御信号によって作動し、元圧ポートｄに入力される油圧を所定の油圧に調整して出力ポートｅに出力し、あるいは両ポートを遮断して出力ポートｅをドレンポートｆに連通させるように動作する。このようにして、ケース内圧室２に作動油を供給することができるようになっている。

トルクコンバータ１には、ケース内圧室２の内圧を検出する内圧センサ１５６が設けられ、内圧センサ１５６は、ケース内圧室用リニアソレノイドバルブ１０４とケース内圧室２との間において油路２４ａに連通するように設けられている。

なお、ケース内圧室２は、ケース１０内において油圧室４及びバランス室６、並びにそれらに接続される油路４０ａを除く空間をいい、本実施形態では、ケース１０内においてプレート部材５０より反エンジン側の空間及びピストン６５の外側円筒部７１より径方向外側の空間によって形成されている。

バランス室６はまた、タービンハブ３０に設けられた径方向に貫通する連通孔３５及びタービンシャフト２５に設けられた径方向に貫通する連通孔２６を介して、タービンシャフト２５の内部の外側の油路２５ｂに連通し、バランス室６内の作動油は連通孔３５、２６を通じて排出されるようになっている。

タービンシャフト２５の内部には、軸方向に貫通する油穴２７が設けられており、油穴２７は、該油穴２７に内嵌されたパイプ部材２８によって、油圧室４に連通する内側の油路２５ａと、バランス室６に連通する外側の油路２５ｂとに仕切られている。

さらに、ダンパＬＤは、クラッチ６０を締結するときのショックを吸収するための複数のダンパスプリング（不図示）を有し、該ダンパスプリングの一端が前記クラッチ６０のクラッチハブ６１に連結され、該ダンパスプリングの他端が前記タービンに連結されている。

ダンパＬＤは、クラッチ６０が締結されるときに、フロントカバー１１の回転、即ち前記クランクシャフトの回転が該クラッチ６０を介して該ダンパＬＤに入力され、該ダンパＬＤのダンパスプリングを圧縮しながら、前記タービンに伝達されるようになっている。

ここで、トルクコンバータ１の作用を説明すると、先ず、クラッチ６０の非締結時には、エンジンのクランクシャフトと一体的に回転するポンプ２０により、トーラスＴ内で循環する作動油を介して前記タービンが駆動され、タービンシャフト２５を介して変速機構に動力が伝達されることになる。その場合に、前記ステータのトルク増大作用が得られる速度比においては、エンジンの出力トルクが増大されて変速機構へ出力される。

また、クラッチ６０の締結時には、油路２５ａ、４０ａ等を介してクラッチ６０の油圧室４に所定の締結用油圧を供給すれば、締結用油圧によりピストン６５が押圧されてクラッチ６０が締結され、ケース１０と前記タービンとが前記ダンパＬＤを介して連結されることになり、エンジン出力トルクは、前記クランクシャフトからケース１０、クラッチ６０及びダンパＬＤを介して直接前記タービンに伝達されることになる。この場合、動力は作動油を介することなく変速機構へ伝達されることにより、クラッチ６０の非締結時よりトルク伝達効率が向上し、エンジンの燃費性能が向上する。

クラッチ６０を締結する際はまた、クラッチ６０の締結時のショックを抑制するため、油圧室４に供給する作動油の油圧を制御して一旦スリップ状態とし、その後に完全に締結することが行われており、クラッチ６０の複数の摩擦板６３が接触し始めてトルクの伝達が開始されたときに、ダンパＬＤのダンパスプリングが圧縮されることによりトルク伝達開始時のショックが吸収されることになる。

また、クラッチ６０では、クラッチ６０の締結時に摩擦板６３及びリテーナ６８等がピストン６５による押圧力を受けて弾性変形した状態で摩擦板６３が締結され、クラッチ６０が解放されるときに油圧室４からロックアップクラッチの締結用油圧が排出されると摩擦板６３及びリテーナ６８等の弾性復元力によってピストン６５が解放方向に移動されるようになっている。

前述したように、前記クラッチ６０がバランス室６を有する場合、クラッチ６０の解放時に油圧室４から締結用油圧を排出した場合にもバランス室６内にケース内圧室２から作動油の一部が導入されることから、ピストン６５が解放方向へ付勢されて移動されることによってクラッチ６０の締結時の応答性が低下するおそれがあるが、本実施形態では、ケース内圧室２の内圧を低減させることで、かかる問題を回避する。

図３に示すように、トルクコンバータ１を備えた自動変速機は、変速機構の各摩擦締結要素に油圧を選択的に供給して各変速段を形成すると共にトルクコンバータ１のケース内圧室２やクラッチ６０の油圧室４に油圧を供給するための油圧制御回路１００を有し、油圧制御回路１００は、各摩擦締結要素の締結制御を行うための摩擦締結要素用ソレノイドバルブ１０５、クラッチ６０の締結制御を行うためのロックアップクラッチ用ソレノイドバルブ１０３、ケース内圧室２に供給する作動油の供給制御を行うためのケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４等を備えている。

また、前記自動変速機には、油圧制御回路１００における各ソレノイドバルブを制御して運転状態に応じた変速段を形成する制御装置としてのコントロールユニット１５０が備えられ、コントロールユニット１５０には、当該車両の車速を検出する車速センサ１５１からの信号、運転者によるアクセルペダルの踏込量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ１５２からの信号、運転者の選択により選択されたレンジを検出するレンジセンサ１５３からの信号、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサ１５４からの信号、タービンの回転数を検出するタービン回転数センサ１５５からの信号、ケース内圧室２の内圧を検出する内圧センサ１５６からの信号等が入力されるようになっている。

そして、コントロールユニット１５０は、これらの信号に基づいて、油圧制御回路１００における摩擦締結要素用ソレノイドバルブ１０４、ロックアップクラッチ用ソレノイドバルブ１０３、ケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４及び該油圧制御回路１００に含まれるその他のソレノイドバルブに制御信号を出力して、所定の摩擦締結要素に選択的に油圧を供給して運転状態に応じた変速段を形成すると共にクラッチ６０を制御し、且つケース内圧室２への作動油の供給を制御するようになっている。なお、コントロールユニット１５０は、マイクロコンピュータを主要部として構成されている。

本実施形態では、前記コントロールユニット１５０は、ロックアップクラッチ６０の締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時よりもケース内圧室２に供給する作動油の油圧を低下させることによりケース内圧室２の内圧を低減させるようにケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４を制御する。

また、コントロールユニット１５０は、ロックアップクラッチ６０の締結条件の不成立時に、ケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上に維持されるようにケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４を制御する。

図４は、トルクコンバータの制御動作を示すフローチャートである。トルクコンバータ１の制御動作は、コントロールユニット１５０によって実行され、図４に示すように、コントロールユニット１５０では、車速センサ１５１、アクセル開度センサ１５２、レンジセンサ１５３、エンジン回転数センサ１５４、タービン回転数センサ１５５、内圧センサ１５６などから読み込まれた各種信号に基づいて、ロックアップクラッチ６０が締結制御中であるか否かが判定され（ステップＳ１）、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０の締結制御中であるか否かが判定される。

ロックアップクラッチ６０の締結条件として、本実施形態では、前記自動変速機が搭載された車両の車速が所定車速、例えば１０ｋｍ／ｈ以下であると共にアクセルペダルが踏み込まれてアクセルがＯＮであり、且つＤ（前進）レンジが選択されていることが用いられる。

ステップＳ１での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０の締結制御中である場合、運転状態に応じたロックアップクラッチ６０の締結制御を行うように、具体的には油圧室４に所定の締結用油圧を供給するようにロックアップクラッチ用ソレノイドバルブ１０３に制御信号を出力する（ステップＳ２）。なお、運転状態に応じてロックアップクラッチ６０をスリップ制御するようにしてもよい。

一方、ステップＳ１での判定結果がＮＯの場合、すなわちロックアップクラッチ６０の締結条件が成立せずにロックアップクラッチ６０の締結制御中でない場合、ロックアップクラッチ６０の油圧室４に油圧を供給することなく、ロックアップクラッチ６０の非締結制御への移行時であるか否かが判定される（ステップＳ３）。ステップＳ３では、ロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時から不成立時への移行時であるか否かが判定され、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立した状態から成立しなくなった最初であるか否かが判定される。

ステップＳ３での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちロックアップクラッチ６０の非締結制御への移行時である場合、ロックアップクラッチ６０の油圧室４への油圧供給を停止した状態で、バランス室６に連通したケース内圧室２の内圧を、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０の締結制御中である場合よりも低減させるようにケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４に制御信号を出力する（ステップＳ４）。

ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立せずにロックアップクラッチ６０の締結制御中でないとき、ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧を、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０の締結制御中であるときの指示圧Ｐ_０よりも低減させた第１所定油圧Ｐ_１に設定する。第１所定油圧Ｐ_１は、所定の一定圧に設定され、ロックアップクラッチ６０の解放時に油圧室４に残存する作動油に作用する遠心力に対応するように予め設定される。

ステップＳ４において、ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧を、ロックアップクラッチ６０の締結制御中であるときの指示圧Ｐ_０よりも低減させた第１所定油圧Ｐ_１に設定すると、ケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上であるか否かが判定される（ステップＳ５）。ケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上であるか否かは、内圧センサ１５６からの信号に基づいて判定される。ケース内圧室２に供給される油圧は、ポンプ２０と前記タービンとの間での動力伝達性能を確保するようにゼロより高い所定の下限値が予め設定されている。

ステップＳ５での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上である場合、ステップＳ１、Ｓ３が繰り返されるが、次のステップＳ３では、ロックアップクラッチ６０の非締結制御への移行時ではなくステップＳ３での判定結果がＮＯとなるので、ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧が第１所定油圧Ｐ_１に設定された状態で、ステップＳ５においてケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上であるか否かが判定される。

次に、ステップＳ５での判定結果がＮＯになると、すなわちケース内圧室２の内圧が所定の下限値未満になると、ケース内圧室２の内圧を、前記下限値若しくは前記下限値より高い所定値に増大させるようにケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４に制御信号を出力する（ステップＳ６）。ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧を、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０の締結制御中であるときの指示圧Ｐ_０よりも低減させた状態で、第１所定油圧Ｐ_１から所定圧増大させて第２所定油圧Ｐ_２を供給するように制御する。

そして、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５が繰り返され、ステップＳ５での判定結果がＹＥＳの場合、すなわちケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上である場合、第２所定油圧Ｐ_２の供給を継続するようにケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４に制御信号を出力するが、再びステップＳ５での判定結果がＮＯになると、すなわちケース内圧室２の内圧が所定の下限値未満になると、ケース内圧室２の内圧を、前記下限値若しくは前記下限値より高い所定値に増大させるようにケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４に制御信号を出力する（ステップＳ６）。ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧を、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０の締結制御中であるときの指示圧Ｐ_０よりも低減させた状態で、第２所定油圧Ｐ_２から所定圧増大させて第３所定油圧Ｐ_３を供給するように制御する。

ケース内圧室２の内圧が所定の下限値未満になると、ステップＳ６においてケース内圧室２の内圧を前記下限値若しくは前記下限値より高い所定値に増大させるようにケース内圧室２に供給される油圧を所定圧増大させるように制御し、ステップＳ５での判定結果がＹＥＳになると、すなわちケース内圧室２に供給される油圧が所定の下限値以上になると、そのときケース内圧室２に供給されている油圧を維持するように制御する。

図５は、トルクコンバータの制御の一例を説明するためのタイムチャートであり、ロックアップクラッチ６０の油圧室４及びケース内圧室２に供給される油圧制御を示している。図５に示すように、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０が締結制御中である場合、ロックアップクラッチ６０の締結制御判定がＯＮ状態とされ、ロックアップクラッチ６０に供給される油圧の指示圧は運転状態に応じた締結用油圧に設定され、ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧は所定の油圧Ｐ_０に設定される。

そして、時間ｔ１において、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立しなくなってロックアップクラッチ６０が締結制御中でなくなると、ロックアップクラッチ６０の締結制御判定がＯＦＦ状態され、ロックアップクラッチ６０に供給される油圧が排出されてゼロに設定され、ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧は、前記所定の油圧Ｐ_０より低い第１所定油圧Ｐ_１に設定される。

トルクコンバータ１では、ケース内圧室２が所定の下限値以上であるか否かが判定されている。内圧センサ１５６によって検出されるケース内圧室２の内圧が予め設定された所定の下限値以上である場合を正常状態とし、ケース内圧室２の内圧が前記所定の下限値未満である場合を異常状態として判定される。

時間ｔ２において、ロックアップクラッチ６０の非締結制御時にケース内圧室２の内圧が前記所定の下限値未満となってケース内圧室２の内圧判定が正常状態から異常状態にされると、ケース内圧室２に供給される油圧を、ケース内圧室２の内圧を前記下限値若しくは前記下限値より高い所定値に増大させるように所定圧増大させる。時間ｔ２前に第１所定油圧Ｐ_１に設定されている場合、所定圧増大させて所定の油圧Ｐ_０より低い第２所定油圧Ｐ_２に設定する。

図５では、時間ｔ２において第１所定油圧Ｐ_１から第２所定油圧Ｐ_２に増大させることで、ケース内圧室２の内圧を所定の下限値以上に制御されているが、再びケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上になると、ケース内圧室２に供給される油圧を所定圧増大させて、ケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上に維持されるように制御される。

このように、本実施形態に係るトルクコンバータ１は、ロックアップクラッチ６０の締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時よりもケース内圧室２の内圧を低減させる内圧低減手段を備えている。なお、前記内圧低減手段は、ケース内圧室用ソレノイドバルブ１０４とコントロールユニット１５０とによって構成されている。

これにより、ロックアップクラッチ６０の解放時に、ロックアップクラッチ６０の締結時よりもケース内圧室２の内圧を低減させることでケース内圧室２からバランス室６への作動油の導入量を低減させてバランス室６内の作動油に作用する遠心力を低減させることができるので、ピストン６５が解放方向へ付勢されて移動されることを抑制することができると共に、ロックアップクラッチ６０を締結する際に油圧室４に締結用油圧を供給するときにロックアップクラッチ６０を応答性良く締結することができる。

また、ロックアップクラッチ６０の締結条件の不成立時に、ケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上に維持されるようにロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時よりもケース内圧室２の内圧を低減させることにより、ケース内圧室２の内圧が過剰に低下してケース内圧室２内に気泡が発生することを抑制することができ、ポンプ２０から作動油を介して前記タービンに動力が伝達される動力伝達性能が低下することを抑制することができる。

前述した実施形態では、ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりもケース内圧室２に供給される油圧を低下させることでケース内圧室２の内圧を低減させているが、ケース内圧室２から排出させる作動油の排出量を増大させることでケース内圧室２の内圧を低減させることも可能である。

図６は、本発明の第２実施形態に係る流体伝動装置の断面図である。第２実施形態に係る流体伝動装置としてのトルクコンバータ２０１は、ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりもケース内圧室から排出させる作動油の排出量を増大させることでケース内圧室の内圧を低減させること以外は、第１実施形態に係るトルクコンバータ１と同様であるので、同様の構成について同一符号を付して説明を省略する。

図６に示すように、第２実施形態に係るトルクコンバータ２０１についても、ケース内圧室２から油路２３ａを通じて排出される作動油は、潤滑油として潤滑部１２０に供給されているが、トルクコンバータ２０１では、油路２３ａを通じてケース内圧室２から排出させる作動油の排出量を調整する調整弁２１０を介して供給されるようになっている。調整弁２１０は、コントロールユニット１５０によって制御され、調整弁２１０における流路の開口面積を変更して作動油の排出量を制御するようになっている。

トルクコンバータ２０１では、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立しなくなってロックアップクラッチ６０が締結制御中でなくなると、ケース内圧室２に供給される油圧の指示圧をロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０の締結制御中である場合と同様に設定した状態で、ロックアップクラッチ６０の締結条件が成立してロックアップクラッチ６０が締結制御中である場合よりも、調整弁２１０における流路の開口面積を大きくしてケース内圧室２から排出させる作動油の排出量を増大させることによりケース内圧室２の内圧を低減させるように調整弁２１０に制御信号を出力する。

そして、コントロールユニット１５０では、ケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上であるか否かが判定され、ケース内圧室２の内圧が所定の下限値未満になると、ロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時よりも調整弁２１０における流路の開口面積を大きくした状態で、調整弁２１０における流路の開口面積を小さくしてケース内圧室２の内圧を前記下限値若しくは前記下限値より高い所定値に増大させるように調整弁２１０に制御信号を出力する。

このように、トルクコンバータ２０１では、調整弁２１０によってケース内圧室２から排出させる作動油の排出量を増大させることでケース内圧室２の内圧を低減させるように制御され、ケース内圧室２の内圧が所定の下限値未満になると、調整弁２１０における流路の開口面積を小さくすることによりケース内圧室２の内圧が所定の下限値以上に維持されるように制御される。

このように、本実施形態に係るトルクコンバータ２０１においても、ロックアップクラッチ６０の締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時よりもケース内圧室２の内圧を低減させる内圧低減手段を備えている。なお、前記内圧低減手段は、調整弁２１０とコントロールユニット１５０とによって構成されている。

前述したように、第１実施形態に係るトルクコンバータ１では、ケース内圧室２に供給する作動油の油圧を低下させることによりケース内圧室２の内圧を低減させ、第２実施形態に係るトルクコンバータ２０１では、ケース内圧室２から排出させる作動油の排出量を増大させることによりケース内圧室２の内圧を低減させているが、ケース内圧室２に供給する作動油の油圧を低下させる場合には、ケース内圧室２から排出させる作動油の排出量を増大させる場合に比して、ケース内圧室２の内圧が高くなることを抑制することができる。

第１実施形態に係るトルクコンバータ１では、ロックアップクラッチ６０の締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時よりもケース内圧室２の内圧を低減させて一定圧に制御しているが、エンジン回転数やタービン回転数に応じて可変制御するようにしてもよい。

また、本実施形態では、ロックアップクラッチ６０の締結条件の不成立時に、ロックアップクラッチ６０の非締結制御時の全期間に亘ってロックアップクラッチ６０の締結条件の成立時よりもケース内圧室２の内圧を低減させているが、ロックアップクラッチ６０の締結制御から非締結制御への移行時から所定期間の間にケース内圧室２の内圧を低減させるようにしてもよく、またロックアップクラッチ６０の締結制御から非締結制御への移行後にケース内圧室２の内圧の低減を開始するようにしてもよい。

前述した実施形態では、ロックアップクラッチ６０を締結状態から解放状態へ移動させた場合について記載しているが、ロックアップクラッチ６０をスリップ制御状態から解放状態へ移動させる場合についても、前記実施形態と同様に制御することで、同様の効果を得ることができる。また、流体伝動装置としてトルクコンバータについて記載されているが、ポンプからタービンに流体を介して動力を伝達するその他の流体伝動装置についても同様に適用することができる。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、ロックアップクラッチの解放時にロックアップクラッチのピストンが解放方向へ付勢されて移動されることを抑制し、ロックアップクラッチを応答性良く締結することが可能となるから、ロックアップクラッチを有する流体伝動装置ないしこれを搭載する車両の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。

１、２０１トルクコンバータ
２ケース内圧室
４油圧室
６バランス室
１０ケース
２０ポンプ
６０ロックアップクラッチ
６５ピストン
１００油圧制御回路
１０３ロックアップクラッチ用ソレノイドバルブ
１０４ケース内圧室用ソレノイドバルブ
１２０潤滑部
１５６内圧センサ
１５０コントロールユニット
２１０調整弁

Claims

駆動源に連結されたケース内に、該駆動源と一体回転する入力部材と、該入力部材から動力伝達用流体を介して動力が伝達される出力部材と、流体圧室に供給される締結用流体圧によりピストンを押圧して前記入力部材と前記出力部材とを直結するロックアップクラッチとが備えられ、前記ピストンを挟んで前記流体圧室の反対側に、動力伝達用流体が充填されたケース内圧室から該流体の一部が導入されるバランス室が形成された流体伝動装置であって、
前記ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、前記ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりも前記ケース内圧室から前記バランス室への流体の導入量を低減させて前記ピストンが解放方向へ移動されることを抑制するように前記ケース内圧室の内圧を低減させる内圧低減手段を備えている、
ことを特徴とする流体伝動装置。
前記内圧低減手段は、前記ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、前記ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりも前記ケース内圧室に供給する動力伝達用流体の流体圧を低下させることにより前記ケース内圧室の内圧を低減させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の流体伝動装置。
前記内圧低減手段は、前記ロックアップクラッチの締結条件の不成立時に、前記ケース内圧室の内圧が所定の下限値以上に維持されるように前記ロックアップクラッチの締結条件の成立時よりも前記ケース内圧室の内圧を低減させる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体伝動装置。