JPH05263919A - 自動変速機のロックアップ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロックアップピストンが内蔵された流体継手
を有する自動変速機のロックアップ制御装置において、
１個のソレノイドと１個のスプールバルブによる簡単な
構成で、かつ、簡単な制御によりスリップロックアップ
の高い制御精度を達成すること。 【構成】 １個のロックアップ制御ソレノイドｈと１個
のロックアップ制御スプールバルブｉを用い、ピストン
油室ｄの内圧と継手要素油室ｅの出口圧との差圧を、ロ
ックアップ制御ソレノイドｈで作り出されるスプール推
力により制御する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロックアップピストン
が内蔵されたトルクコンバータ等の流体継手を有する自
動変速機のロックアップ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動変速機のロックアップ制御装
置としては、例えば、特開昭６０−３０８６４号公報に
記載のものが知られている。

【０００３】上記従来出典には、ピストン油室（作動
室）へのピストン内圧を上げることなくロックアップピ
ストンの作動遅れを解消すると共に、ロックアップクラ
ッチの締結力を大きくしより大きな締結容量を得る目的
で、ピストン油室への作動油供給に応答して継手要素油
室（動力室）の内圧を低下させ、ピストン内圧と継手要
素内圧との差圧を大きくして締結容量を増す制御技術が
示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動変速機のロックアップ制御装置にあっては、ロ
ックアップ時にピストン油室への作動油供給を制御開始
タイミングとし、継手要素油室の内圧のみを減圧制御す
る装置である為、完全ロックアップ制御の場合には制御
応答性並びに高締結容量が得られて好ましいものの、微
妙な締結容量制御を要求されるスリップロックアップ制
御を行なう場合に制御性に劣る。

【０００５】即ち、ロックアップ時の締結容量（締結
力）は、ピストン内圧と継手要素内圧との差圧及びロッ
クアップピストンの受圧面積により決まるものであるの
に対し、一方の継手要素内圧のみの油圧制御を行なって
も、ピストン内圧が油温等の環境変化により高圧となっ
たり低圧となったりした場合、その内圧変化に従って締
結容量も変化してしまう。

【０００６】これに対し、ピストン内圧と継手要素内圧
とをそれぞれソレノイドバルブにより独立して制御する
案があるが、２個のソレノイドバルブに対して２系統の
電子制御を行なう必要がある為、例えば、圧力センサ等
からの内圧情報を入力し、実差圧を演算したり目標差圧
との偏差を演算したり、偏差に応じて両出力制御信号を
決定したり等、コントローラ内での演算処理が非常に複
雑になる。

【０００７】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、ロックアップピストンが内蔵された流体
継手を有する自動変速機のロックアップ制御装置におい
て、１個のソレノイドと１個のスプールバルブによる簡
単な構成で、かつ、簡単な制御によりスリップロックア
ップの高い制御精度を達成することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の自動変速機のロックアップ制御装置では、１個
のロックアップ制御ソレノイドと１個のロックアップ制
御スプールバルブを用い、ピストン油室の内圧と継手要
素油室の出口圧との差圧を、ロックアップ制御ソレノイ
ドで作り出されるスプール推力により制御する手段とし
た。

【０００９】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、入力部材ａと出力部材ｂを直結可能なロックアップ
ピストンｃを有し、該ロックアップピストンｃにより内
部の室がピストン油室ｄと継手要素油室ｅとに画成され
る流体継手ｆと、ロックアップコントローラｇからの所
定の締結容量指令に応じてスプール推力を作り出すロッ
クアップ制御ソレノイドｈと、前記継手要素油室ｅの出
口圧をスプールにフィードバックし、ピストン油室ｄの
内圧と継手要素油室ｅの出口圧との差圧を、前記スプー
ル推力により制御するロックアップ制御スプールバルブ
ｉとを備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】ロックアップ時、ロックアップコントローラｇ
から所定の締結容量指令が出力されると、ロックアップ
制御ソレノイドｈにおいて、締結容量指令に応じたスプ
ール推力が作り出される。一方、ロックアップ制御スプ
ールバルブｉでは、継手要素油室ｅの出口圧がスプール
にフィードバックされていることで、ピストン油室ｄの
内圧と継手要素油室ｅの出口圧との差圧に応じた力がス
プールに作用することになり、この力とロックアップ制
御ソレノイドｈで作り出されたスプール推力の大きさに
応じてピストン油室ｄの内圧と継手要素油室ｅの出口圧
との差圧が制御されることになる。

【００１１】そして、ピストン油室ｄの内圧と継手要素
油室ｅの出口圧との差圧は、流体継手ｆに内蔵されたロ
ックアップピストンｃのピストン内圧と継手要素内圧と
の差圧に相当し、この差圧とピストン受圧面積に応じた
締結力によりロックアップピストンｃが締結され、入力
部材ａと出力部材ｂとを相対回転を許さずに直結する完
全ロックアップ状態や入力部材ａと出力部材ｂとを幾分
かの相対回転を許しながら直結するスリップロックアッ
プ状態が実現される。

【００１２】従って、１個のロックアップ制御ソレノイ
ドｈと１個のロックアップ制御スプールバルブｉによる
簡単な構成で、かつ、ロックアップ制御ソレノイドｈの
みに対する簡単な制御により、ロックアップピストンｃ
の締結力となるピストン内圧と継手要素内圧との差圧そ
のものを油温等の環境変化に影響されないで制御でき、
特に、スリップロックアップ制御を行なう場合、ピスト
ン内圧と継手要素内圧の独立制御や片方のみの内圧を制
御する場合に比べ、きめ細かく高い制御精度が達成され
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１４】（第１実施例）まず、構成を説明する。

【００１５】図２は本発明第１実施例の自動変速機のロ
ックアップ制御装置を示す全体システム図である。

【００１６】第１実施例のロックアップ制御装置は、図
２に示すように、コンバータカバー１（入力部材に相
当）とトランスミッション入力軸２（出力部材に相当）
を直結可能なロックアップピストン３を有し、該ロック
アップピストン３により内部の室がピストン油室４とコ
ンバータ油室５（継手要素油室に相当）とに画成される
トルクコンバータ６（流体継手に相当）と、Ａ／Ｔコン
トロールユニット７（ロックアップコントローラに相
当）からの所定の締結容量指令に応じてロックアップ信
号圧Ｐsig を作り出すロックアップ制御ソレノイド８
と、コンバータ油室５の出口圧であるトルコン出口圧Ｐ
out をスプール９ｄにフィードバックし、ピストン油室
４の内圧であるロックアップ圧ＰL/U とトルコン出口圧
Ｐout との差圧を、ロックアップ信号圧Ｐsig によるス
プール推力により制御するロックアップ制御スプールバ
ルブ９（ピストン内圧制御弁に相当）とを備えている。

【００１７】前記ロックアップピストン３のフェーシン
グ３ａに対向する位置には、コンバータカバー１に回転
方向固定で軸方向移動可能に設けられたドライブプレー
ト１１ａと、タービンランナ６ｂのシェルに回転方向固
定で軸方向移動可能に設けられたドリブンプレート１１
ｂにより構成されるロックアップ多板クラッチ１１が配
置されている。

【００１８】前記トルクコンバータ６は、コンバータカ
バー１に連結されるポンプインペラ６ａと、トランスミ
ッション出力軸２に連結されるタービンランナ６ｂと、
ケース１２にワンウェイクラッチ１３を介して配置され
るステータ６ｃとを継手要素として有している。

【００１９】前記ロックアップ制御ソレノイド８は、パ
イロット圧油路１４とロックアップ信号圧油路１５とド
レーン油路とが接続されるデューティ３方向ソレノイド
で、Ａ／Ｔコントロールユニット７からのデューテイ比
信号が０％の時にはＰsig ＝０で、デューティ比信号の
デューティ比が高くなればなるほど高圧となり、デュー
ティ比信号が１００％の時にはＰsig ＝ＰP （パイロッ
ト圧）というように、デューテイ比信号に比例したロッ
クアップ信号圧Ｐsig が出力される。

【００２０】前記パイロット圧ＰP は、ライン圧油路１
６からのライン圧ＰL を基圧として一定圧の油圧に制御
するパイロット弁１７により作り出される圧で、このパ
イロット圧ＰP の作動油はフィルター１８を通してロッ
クアップ制御ソレノイド８へ供給される。

【００２１】前記ロックアップ制御スプールバルブ９
は、ロックアップ圧ＰL/U とトルコン出口圧Ｐout の差
圧と、この差圧に対向するロックアップ信号圧Ｐsig と
を弁作動圧とし、ライン圧ＰL を減圧してロックアップ
信号圧Ｐsig に応じて油圧が上昇するロックアップ圧Ｐ
L/U を作り出す弁である。

【００２２】弁構成を説明すると、バルブボディ９ａの
スプール穴９ｂには、スプリング９ｃにより一端方向か
ら軸方向移動可能に付勢されたスプール９ｄが配置さ
れ、スプール穴９ｂには、ドレーンポート９ｅ，ライン
圧ポート９ｆ，ロックアップ圧ポート９ｇ，ドレーンポ
ート９ｈ，トルコン出口圧ポート９ｉ，ロックアップ信
号圧ポート９ｊが形成され、ライン圧ポート９ｆにはラ
イン圧油路１６が連結され、ロックアップ圧ポート９ｇ
にはロックアップ圧油路１９が連結され、トルコン出口
圧ポート９ｉにはオリフィス２１を介してトルコン出口
圧油路２２が連結され、ロックアップ信号圧ポート９ｊ
にはロックアップ信号圧油路１５が連結されている。

【００２３】尚、トルコン出口圧油路２２の下流には、
オイルクーラ２３が設けられ、冷却された作動油は潤滑
油として自動変速機のクラッチやブレーキ等に供給され
る。

【００２４】次に、作用を説明する。

【００２５】（イ）弁作用 ロックアップ制御ソレノイド８の弁作用を述べる。

【００２６】Ａ／Ｔコントロールユニット７からのデュ
ーテイ比信号が０％の時には、パイロット圧油路１４を
弁体が閉じ、ロックアップ信号圧油路１５とドレーン油
路とが連通することで、ロックアップ信号圧Ｐsig ＝０
となる。

【００２７】そして、デューティ比信号のデューティ比
が高くなればなるほどロックアップ信号圧油路１５とパ
イロット圧油路１４との連通比率がロックアップ信号圧
油路１５とドレーン油路との連通比率より高くなるよう
に弁体が開閉作動することでロックアップ信号圧Ｐsig
が高圧となる。

【００２８】さらに、デューティ比信号が１００％に近
い領域に達すると、ドレーン油路を弁体が閉じ、ロック
アップ信号圧油路１５とパイロット圧油路１４とが連通
することで、ロックアップ信号圧Ｐsig ＝ＰP （パイロ
ット圧）となる。つまり、デューテイ比信号に比例した
ロックアップ信号圧Ｐsig が出力される。

【００２９】ロックアップ制御スプールバルブ９の弁作
用を述べる。

【００３０】まず、ロックアップ圧ＰL/U とトルコン出
口圧Ｐout との差圧によりスプール９ｄには、下記の力
が作用する。

【００３１】 ＰL/U・ＡL/U −Ｐout・Ａout …(1) ＡL/U ；ロックアップ圧有効受圧面積 Ａout ；トルコン出口圧有効受圧面積 ここで、スプール径を図２に示すようにｄ₁ ，ｄ₂ とし
た場合、ＡL/U ＝Ａoutとなり、ＡL/U ＝Ａout ＝Ａと
すると、上記(1) 式は、 Ａ（ＰL/U −Ｐout ） …(2) となる。

【００３２】また、スプール９ｄには、図面右方向にス
プリング９ｃによるバネ力Ｆspが作用するし、図面左方
向にロックアップ信号圧Ｐsig によるスプール推力Ｆsi
g （＝Ｐsig ・πｄ₂ ²/4）が作用する。

【００３３】従って、スプール９ｄの力の釣り合いは、 Ａ（ＰL/U −Ｐout ）＋Ｆsp＝Ｆsig …(3) となり、これを変形すると、 ＰL/U −Ｐout ＝（Ｆsig ／Ａ）−（Ｆsp／Ａ） …(4) となる。

【００３４】従って、上記(4) 式から明らかなように、
ロックアップ圧ＰL/U とトルコン出口圧Ｐout との差圧
は、ロックアップ信号圧Ｐsig が増加すればするほど大
きくなるように制御される。

【００３５】但し、ロックアップ信号圧Ｐsig がバネ力
Ｆspより小さい領域では、ロックアップ圧ＰL/U とトル
コン出口圧Ｐout との差圧が負の値となり、Ｐout ＞Ｐ
L/U の関係を示す。

【００３６】（ロ）スリップロックアップ制御時 例えば、非ロックアップ状態から完全ロックアップ状態
に移行する過渡期であって、ロックアップショックを防
止するべくスリップロックアップ制御が行なわれる場
合、Ａ／Ｔコントロールユニット７から所定の締結容量
指令が出力されると、ロックアップ制御ソレノイド８に
おいて、締結容量指令に応じたロックアップ信号圧Ｐsi
g が作り出される。

【００３７】ここで、ロックアップ制御ソレノイド８に
印加されるデューテイ比に対するロックアップ信号圧Ｐ
sig の特性は、図３のＰsig 特性に示すようになる。

【００３８】一方、ロックアップ制御スプールバルブ９
では、トルコン出口圧Ｐout がスプール９ｄにフィード
バックされていることで、ロックアップ圧ＰL/U とトル
コン出口圧Ｐout との差圧（ＰL/U −Ｐout ）に応じた
力がスプール９ｄに作用することになり、この力とロッ
クアップ制御ソレノイド８で作り出されたスプール推力
Ｆsig の大きさに応じてロックアップ圧ＰL/U とトルコ
ン出口圧Ｐout との差圧（ＰL/U −Ｐout ）が制御され
ることになる。

【００３９】ここで、ロックアップ圧ＰL/U とトルコン
出口圧Ｐout との差圧特性は、図３に示す（ＰL/U −Ｐ
out ）特性となる。

【００４０】そして、ロックアップ圧ＰL/U とトルコン
出口圧Ｐout との差圧（ＰL/U −Ｐout ）は、トルクコ
ンバータ６に内蔵されたロックアップピストン３のピス
トン油室４の内圧とコンバータ油室５の内圧との差圧に
相当し、この差圧とピストン受圧面積に応じた締結力に
よりロックアップピストン３が締結され、コンバータカ
バー１とトランスミッション入力軸２とを相対回転を許
さずに直結する完全ロックアップ状態やコンバータカバ
ー１とトランスミッション入力軸２とを幾分かの相対回
転を許しながら直結するスリップロックアップ状態が実
現される。

【００４１】従って、１個のロックアップ制御ソレノイ
ド８と１個のロックアップ制御スプールバルブ９による
簡単な構成で、かつ、ロックアップ制御ソレノイド８の
みに対する簡単な制御により、ロックアップピストン３
の締結力となるロックアップ圧ＰL/U とトルコン出口圧
Ｐout との差圧（ＰL/U −Ｐout ）そのものを油温等の
環境変化に影響されないで制御できる。

【００４２】特に、スリップロックアップ制御を行なう
場合、図３に示すように、差圧特性のハッチングで囲ま
れる部分がロックアップ締結力となり、ロックアップ信
号圧Ｐsig の与え方により一定勾配にて比例的に差圧が
上昇する特性を示すことで、ピストン内圧と継手要素内
圧の独立制御や片方のみの内圧を制御する場合に比べ、
要求に応じてきめ細かくスリップ量を小さくすることも
大きくすることも出来るというように、高い制御精度に
よるスリップロックアップ状態を実現することが出来
る。

【００４３】また、ロックアップ圧ＰL/U とトルコン出
口圧Ｐout との差圧特性は、図３に示すように、低デュ
ーテイ比領域で、ロックアップ圧ＰL/U よりトルコン出
口圧Ｐout が高く、ロックアップピストン３を図２の左
方向に押し付ける力が作用することで、非ロックアップ
時にロックアップピストン３とロックアップ多板クラッ
チ１１との引き摺りが防止されることになる。

【００４４】以上説明してきたように第１実施例の自動
変速機のロックアップ制御装置にあっては、下記に列挙
する効果を発揮する。

【００４５】（１）ロックアップピストン３が内蔵され
たトルクコンバータ６を有する自動変速機のロックアッ
プ制御装置において、１個のロックアップ制御ソレノイ
ド８と１個のロックアップ制御スプールバルブ９を用
い、ロックアップ圧ＰL/U とトルコン出口圧Ｐout との
差圧（ＰL/U −Ｐout ）を、ロックアップ制御ソレノイ
ド８で作り出されるスプール推力Ｆsig により制御する
装置とした為、１個のソレノイドと１個のスプールバル
ブによる簡単な構成で、かつ、簡単な制御によりスリッ
プロックアップの高い制御精度を達成することが出来
る。

【００４６】（２）幾分かの相対回転が許容されるスリ
ップロックアップ中、コンバータ室５の内圧をドレーン
制御することなく常にある程度のトルコン出口圧Ｐout
を確保したままとている為、コンバータ油室５の内圧を
完全にドレーンする場合に発生するキャビテーションを
防止することが出来る。

【００４７】（３）非ロックアップ時には、トルコン出
口圧Ｐout をロックアップ圧ＰL/U より高圧とし、ロッ
クアップピストン３を図２の左方向に押し付ける力が出
るようにしている為、非ロックアップ時におけるロック
アップピストン３のロックアップ多板クラッチ１１に対
する引き摺りを防止することが出来る。

【００４８】（第２実施例）まず、構成を説明する。

【００４９】図４は本発明第２実施例の自動変速機のロ
ックアップ制御装置を示す全体システム図である。

【００５０】第１実施例装置ではロックアップ制御ソレ
ノイド８で作り出されるロックアップ信号圧Ｐsig によ
りスプール推力Ｆsig を得るようにしたのに対し、第２
実施例のロックアップ制御装置は、図４に示すように、
ロックアップ制御比例ソレノイド８’をロックアップ制
御スプールバルブ９の端部に配置し、Ａ／Ｔコントロー
ルユニット７からのソレノイド電流値ｉに応じて直接に
スプール推力Ｆsol を得るようにした例である。尚、他
の構成は第１実施例装置と同様であるので対応する構成
に同一符号を付して説明を省略する。

【００５１】作用的としては、ロックアップ制御比例ソ
レノイド８’に印加されるソレノイド電流値ｉに対する
スプール推力Ｆsol の特性は、図５のＦsol 特性に示す
ように、ソレノイド電流値ｉに比例した特性を示すこと
で、ロックアップ圧ＰL/U とトルコン出口圧Ｐout との
差圧特性は、図５の（ＰL/U −Ｐout ）特性に示すよう
に、第１実施例装置と同様となる効果的としては、第１
実施例装置での（１）〜（３）の効果に加え、下記の効
果が追加される。

【００５２】（４）ロックアップ制御比例ソレノイド
８’とロックアップ制御スプールバルブ９とは、図４に
示すように、ソレノイド一体型スプールバルブ構成にす
ることができるし、第１実施例装置と異なりパイロット
弁１７等のパイロット圧制御系の構成が不要となる為、
装置構成が極めて簡単になるし、設置スペース上も非常
に有利となる。

【００５３】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００５４】例えば、実施例では、流体継手としてトル
クコンバータの例を示したが、フルードカップリングで
あっても良い。

【００５５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、ロックアップピストンが内蔵された流体継手を有す
る自動変速機のロックアップ制御装置において、１個の
ロックアップ制御ソレノイドと１個のロックアップ制御
スプールバルブを用い、ピストン油室の内圧と継手要素
油室の出口圧との差圧を、ロックアップ制御ソレノイド
で作り出されるスプール推力により制御する手段とした
為、１個のソレノイドと１個のスプールバルブによる簡
単な構成で、かつ、簡単な制御によりスリップロックア
ップの高い制御精度を達成することができるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動変速機のロックアップ制御装置を
示すクレーム対応図である。

【図２】本発明第１実施例の自動変速機のロックアップ
制御装置を示す全体システム図である。

【図３】第１実施例装置でのロックアップ圧ＰL/U とト
ルコン出口圧Ｐout との差圧特性図及びロックアップ信
号圧特性図である。

【図４】本発明第２実施例の自動変速機のロックアップ
制御装置を示す全体システム図である。

【図５】第２実施例装置でのロックアップ圧ＰL/U とト
ルコン出口圧Ｐout との差圧特性図及びスプール推力特
性図である。

【符号の説明】

ａ 入力部材 ｂ 出力部材 ｃ ロックアップピストン ｄ ピストン油室 ｅ 継手要素油室 ｆ 流体継手 ｇ ロックアップコントローラ ｈ ロックアップ制御ソレノイド ｉ ロックアップ制御スプールバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力部材と出力部材を直結可能なロック
   アップピストンを有し、該ロックアップピストンにより
   内部の室がピストン油室と継手要素油室とに画成される
   流体継手と、 ロックアップコントローラからの所定の締結容量指令に
   応じてスプール推力を作り出すロックアップ制御ソレノ
   イドと、 前記継手要素油室の出口圧をスプールにフィードバック
   し、ピストン油室の内圧と継手要素油室の出口圧との差
   圧を、前記スプール推力により制御するロックアップ制
   御スプールバルブと、 を備えていることを特徴とする自動変速機のロックアッ
   プ制御装置。