JP2736774B2

JP2736774B2 - ロックアップトルコン付無段変速機の油圧制御装置

Info

Publication number: JP2736774B2
Application number: JP62134465A
Authority: JP
Inventors: 康人坂井
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1998-04-02
Anticipated expiration: 2013-04-02
Also published as: JPS63297865A

Description

【発明の詳細な説明】【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の車両の駆動系にロックアップ付
トルクコンバータとベルト式無段変速機とを組合わせて
搭載したロックアップトルコン付無段変速機の油圧制御
装置に関し、詳しくは、ロックアップ状態での作動圧と
オイルクーラ流量制御に関する。【従来の技術】ロックアップ付トルクコンバータを有する駆動系で
は、トルクコンバータ作動のみならずロックアップ状態
でもオイルをクーラにより冷却して、トルクコンバータ
の冷却効果を向上する必要がある。ここで、無段変速機
はベルトとプーリ等が常に潤滑されており、高速域での
潤滑，冷却は重要である。この高速域ではロックアップ
状態になる頻度が多くトルクコンバータはロックしてい
るが、オイルクーラ流量を積極的に多くすることが望ま
れる。そこで従来、上記ロックアップ付トルクコンバータの
油圧制御系におけるオイルクーラに関しては、例えば特
開昭58−106254号公報の先行技術がる。ここで、直結ク
ラッチ制御装置をトルクコンバータ作動側に切換えた場
合のドレン側にオイルクーラを設け、ロックアップ状態
側に切換えた場合はロックするトルクコンバータからの
作動圧を直結クラッチ制御装置をバイパスするオリフィ
スを介してオイルクーラに導くことが示されている。【発明が解決しようとする問題点】ところで、上記先行技術のものにあっては、ロックア
ップ状態で作動圧をトルクコンバータに供給すると共
に、オリフィスを介してオイルクーラに導く回路構成で
あるから、トルクコンバータの作動圧を的確に設定でき
ず、ロックアップクラッチの係合力を低下する恐れがあ
る。本発明は、このような点な鑑みてなされたもので、ロ
ックアップ状態での係合力を的確に定め、かつオイルク
ーラの流量を十分に確保するようにしたロックアップト
ルコン付無段変速機の油圧制御装置を提供することを目
的としている。【問題点を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、エンジン動力を
車両の車輪へ伝達する無段変速機とロックアップクラッ
チを有するトルクコンバータとの間に前後進切換装置を
備える駆動系において、高圧用のメインオイルポンプを
備えた無段変速機油圧制御系と、低圧用サブオイルポン
プを備えたトルクコンバータ装置の油圧制御系とを有
し、上記低圧用サブオイルポンプの油圧を調圧してトル
クコンバータ装置の作動圧とするリリーフ弁のドレーン
回路をオイルクーラへ導き、トルクコンバータ装置の油
圧制御系でロックアップ制御弁により、上記作動圧をト
ルクコンバータとロックアップクラッチに給排油して、
トルクコンバータ作動とロックアップ状態に切換え、ロ
ックアップ状態時には上記作動圧を低く設定することに
より上記リリーフ弁のドレーン回路よりオイルクーラへ
の流量を増大することを特徴とする。【作用】上記構成に基づき、ロックアップクラッチの作動圧を
調圧するリリーフ弁のドレーン回路をオイルクーラに導
き、ロックアップ時には上記作動圧を低く設定すること
により上記リリーフ弁のドレーン流量、即ちオイルクー
ラ流量を増大して、オイルの冷却性能を向上することが
できる。【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第１図において、ロックアップトルコン付無段変速機
を用いて４輪駆動化した駆動系について述べる。先ず、
ケース側はハウジング1,メインケース２およびサイドケ
ース３が組合わされる。これらのハウジングおよびケー
ス内でエンジン側からトルクコンバータ装置10,前後進
切換装置30および無段変速機40が一直線上に配置され、
これに対し直角にディファレンシャル装置50およびトラ
ンスファ装置60が配置されて横置きトランスアクスル型
を成す。トルクコンバータ装置10は、エンジンクランク軸11に
ドライブプレート12を介してコンバータカバー13が結合
しており、コンバータカバー13内部にトルクコンバータ
14を有する。トルクコンバータ14のポンプインペラ14a
はコンバータカバー13に直結し、タービンランナ14bが
タービン軸15のタービンハブ16に結合し、ステータ14c
はワンウエイクラッチ17を介してステータ軸18に連結す
る。そして、かかるコンバータカバー13とトルクコンバ
ータ14との間にロックアップクラッチ19がタービンハブ
16に結合して設けてあり、このロックアップクラッチ19
のフェーシング20がコンバータカバー13に押圧接触可能
になっている。また、ロックアップクラッチ19のコンバ
ータカバー13側はリリース室21で、トルクコンバータ14
側はアプライ室22になっており、リリース室21を介して
給油した場合のアプライ室22との差圧でロックアップ解
除し、トルクコンバータ14を介して給油してリリース室
21をドレインした場合のアプライ室22との差圧でロック
アップすると共に、トルクコンバータ14をロックする。前後進切換装置30は、ダブルピニオン式プラネタリギ
ヤ31を有し、サンギヤ32がタービン軸15に連結し、２個
のピニオン33,34がキャリア35に支持される。そして、
サンギヤ32とリングギヤ36との間にフォワードクラッチ
37が、リングギヤ36とケース２との間にリバースブレー
キ38が設けられる。こうして、前進のＤレンジ等ではフ
ォワードクラッチ37の係合でサンギヤ32を一体化し、後
進のＲレンジではリバースブレーキ38の係合でリングギ
ヤ36を固定し、キャリア35に逆転した動力を出力する。
ここで、リングギヤ36の歯数をサンギヤ32の２倍にする
と、Ｒレンジのギヤ比がＤレンジと同じ“1"になる。無段変速機40は、キャリア35に連結するプライマリ軸
41と、これに平行なセカンダリ軸42とを有し、プライマ
リ軸41,セカンダリ軸42にプーリ43,44が設けられ、両プ
ーリ43,44の間に駆動ベルト45が巻付けてある。プーリ4
3,44は軸と一体的な固定プーリ43a,44aに対し可動プー
リ43b,44bが移動可能に設置され、各可動プーリ43b,44b
側には油圧シリンダ46,47が設けられ、セカンダリ可動
プーリ44bにはスプリング48が付勢される。ここで、プ
ライマリシリンダ46の方が受圧面積が大きく、このプラ
イマリ圧による駆動ベルト45のプーリ43,44に対する巻
付け径の比率を変えて無段変速するようになっている。ディファレンシャル装置50は、セカンダリ軸42に一対
のリダクションギヤ51を介して連結する出力軸52のドラ
イブピニオン53がファイナルギヤ54に噛合い、ファイナ
ルギヤ54と一体的な差動機構55から車軸56により、前後
輪の一方に直接伝動構成される。さらにトランスファ装置60は、上記ファイナルギヤ54
に常時噛合っているトランスファギヤ61が車体左右方向
のトランスファ軸62に回転自在に嵌合し、これらのトラ
ンスファギヤ61とトランスファ軸62との間に湿式多板式
のトランスファクラッチ63が、そのクラッチ容量に応じ
たトルクを伝達するように設けられる。そしてトランス
ファ軸62は、一対のベベルギヤ64により車体前後方向に
方向変換し、ドライブ軸65等を介して前後輪の他方に伝
動構成されている。一方、油圧制御系の油圧源として無段変速機40の後部
のサイドケース３内部に、高圧用のメインオイルポンプ
70が設置され、このメインオイルポンプ70はタービン軸
15,プライマリ軸41等の内部を通るポンプドライブ軸71
によりクランク軸11に直結して、常に高い油圧を生じ
る。また、トルクコンバータ装置10の後部のハウジング
１とメインケース２との間には、低圧用のサブオイルポ
ンプ72がポンプハウジング73,ポンプカバー74と共に設
置される。そして、このサブオイルポンプ72は、ポンプ
インペラ14aと一体的なポンプ軸75に連結して、上記メ
インオイルポンプ70と同様にエンジン動力により常に駆
動して油圧を生じる。こうして、無段変速機用のメイン
オイルポンプ70が無段変速機40の近くに、トルクコンバ
ータ，前後進切換等のサブオイルポンプ73がトルクコン
バータ装置10の近くに配置されている。第２図において、油圧制御系について述べる。先ず、無段変速機油圧制御系について述べると、オイ
ルパン80と連通するメインオイルポンプ70からのライン
圧油路81がライン圧制御弁100に連通して高いライン圧
を生じ、このライン圧が油路82を介してセカンダシリン
ダ47に常に供給されている。ライン圧は、油路83により
変速速度制御弁110に導かれ、油路84によりプライマリ
シリンダ46に給排油してプライマリ圧を生じるようにな
っている。ライン圧制御弁100のドレン側油路85の油圧は潤滑の
みならず、サブオイルポンプ72により油圧補給されてデ
ューティ制御用，トランスファクラッチ制御用等の広範
囲に使用されることも可能である。即ち、油路85から分
岐する油路86が、ベルト潤滑ノズル87に連通して駆動ベ
ルト45に給油し、チェック弁88等を有する油路89により
センサシュー90のプライマリ可動側プーリ43bとの接触
部に給油している。油路85は、レデューシング弁120に導かれて油路91に
常に一定のレデューシング圧を生じており、この油路91
がライン圧制御用ソレノイド弁109に連通する。油路91
から分岐するレデューシング圧油路92は、変速速度制御
弁110の一方と、その制御用ソレノイド弁119に連通す
る。ソレノイド弁109はデューティ信号によりパルス状制
御圧を生じ、これがアキュムレータ108で平滑化されて
油路107によりライン圧制御弁100に供給される。このラ
イン圧制御弁100には、センサシュー90による変速比に
応じた要素，油路93のコンバータ状態に応じた要素が作
用し、変速比，エンジントルク，ロックアップしない場
合のトルクコンバータトルク増幅の要素でライン圧制御
する。ソレノイド弁119もデューティ信号によりパルス状制
御圧を生じ、この制御圧としてレデューシング圧を変速
速度制御弁110に対向して作用し、給油と排油の２位置
に動作する。そして、デューティ比により２位置の動作
状態を変えてプライマリシリンダ46への給排油の流量を
制御し、変速比と変化速度を変化しながら変速制御す
る。変速速度制御弁110のドレン側油路118はチェック弁
117を有してオイルパン80に連通し、チェック弁117の上
流側と油路85との間にプリフィーリング油路116が連通
しており、変速速度制御弁110の排油位置において常に
プライマリシリンダ46にオイルを充満するようになって
いる。油路85は更にトランスファ制御弁130に連通し、この
トランスファ制御弁130のソレノイド弁139にもレデュー
シング圧が油路94により導かれる。そして、ソレノイド
弁139の制御圧をトランスファ制御弁130に作用してデュ
ーティ比に応じたクラッチ圧を生じ、このクラッチ圧を
油路138によりトランスファクラッチ63に供給し、伝達
トルクを走行条件等により制御する。次いで、トルクコンバータ等の油圧制御系について述
べる。先ず、サブオイルポンプ72の吐出側の油路140が油路8
5に連通すると共に、２個のリリーフ弁150,160により調
圧されて所定の低い作動圧を生じ、この作動圧油路140
がロックアップ制御弁170に連通する。そして、このロ
ックアップ制御弁170から油路141によりトルクコンバー
タ14に、油路142によりロックアップクラッチ19のリリ
ース室21に連通し、油路141の途中にはロックアップ時
のトルクコンバータ内圧の増大を防ぐリリーフ弁143が
設けてある。ロックアップ制御弁170のドレン油路144
は、逆流防止のチェック弁145,オイルクーラ146を介し
てオイルパン80に連通する。また、レデューシング弁120からのレデューシング圧
が油路91,92,95によりロックアップ制御弁170に作用す
ると共に、油路93,ロックアップ制御用ソレノイド弁179
に導かれる。そして、ソレノイド弁179のオン・オフに
よりロックアップ制御弁170を油路140と141または142の
連通に切換え、かつ油路93にコンバータ状態圧を取出す
ようなっている。油路140はさらにセフティロック弁180に連通し、この
セフティロック弁180からの油路147がセレクト弁190に
連通する。セレクト弁190はパーキング（Ｐ），リバー
ス（Ｒ），ニュートラル（Ｎ），ドライブ（Ｄ）のシフ
ト操作に応じて油路を切換えるもので、このセレクト弁
190から油路148,149により前後進切換装置30のフォーワ
ードクラッチ37とリバースブレーキ38とに連通して、選
択的に係合作用する。上記セフティロック弁180には油
路95のレデューシング圧が導かれるソレノイド弁189を
有し、このソレノイド弁189のオン・オフにより強制的
にフォーワードクラッチ37またはリバースブレーキ38を
排油して、動力伝達を遮断するようになっている。第３図において、ロックアップと作動圧の制御系につ
いて詳記する。先ず、ロックアップ制御弁170は弁本体171にスプール
172を有し、油路140のポート171aの左右に油路141,142
のポート171b,171cがあり、各ポート171b,171cに対し、
油路144に連通するドレンポート171d,171eを有する。ま
た、スプール172の両側のポート171f,171gには油路95か
ら分岐した油路173,174でレデューシング圧が導かれ、
一方の油路174にソレノイド弁179,油路93が連通する。
ここで、ポート171fでのスプール172に対する受圧面積
が制限されており、両ポート171f,171gにレデューシン
グ圧が等しく作用する場合は、スプール172をポート171
gの油圧力で左側に移動するようになっている。なおス
プリング175は、初期状態でスプール172をクラッチリリ
ース側に切換位置するものである。そこで、ソレノイド弁179がオンして油路174によりポ
ート171gにレデューシング圧を供給すると、スプール17
2は左側に移動して油路140と142,141と144とを連通す
る。このため油路140の作動圧は、ロックアップクラッ
チ19のリリース室21を経てトルクコンバータ14に供給さ
れ、さらに油路141,144を経てオイルパン80に戻るよう
に循環する。これにより、ロックアップクラッチ19は解
放してトルクコンバータ14が作動状態になり、このとき
のオイルはオイルクーラ146により冷却される。一方、ソレノイド弁179がオフしてポート171gがドレ
ンすると、スプール172は図のように右側に移動してロ
ックアップクラッチ19のリリース側をドレンし、油路14
0の作動圧を油路141によりトルクコンバータ14側に供給
するように切換わる。そこでロックアップクラッチ19
は、アプライ室22の油圧でコンバータカバー13に係合し
てロックアップするのであり、このときトルクコンバー
タ14は、リリース弁143の設定圧で作動圧が封じ込めら
れてロックする。また、サブオイルポンプ72の吐出側でライン圧制御弁
ドレン側に接続する油路85がリリーフ弁160に連通し、
このリリーフ弁160のドレン油路164がオイルクーラ146
に連通しており、リリーフ弁160には油路93のコンバー
タ状態圧が油路165を介して作用する。このリリーフ弁160は弁本体161,スプール162を有し、
スプール162の一方にスプリング163が付勢する。スプリ
ング163と反対側のポート161aに作動圧が、スプリング
側のポート161bにコンバータ状態圧が導入し、ポート16
1aに対するドレンポート161cが油路164を介してオイル
クーラ146に連通する。こうして、スプリング163とコン
バータ状態圧の有無によりリリース圧を２段に変化させ
て、作動圧とオイルクーラ流量を２段に制御する。ここで、作動圧P_A,コンバータ状態圧P_R,これらのスプ
ール有効受圧面積S_AおよびS_R,スプリング力Ｆを用いる
と、以下のバランス式が成立する。 P_A・S_A＝P_R・S_R＋Ｆ一方、油路85の作動圧P_Aは、リリース弁150で前後進
に応じて制御されており、これと組合わせると第４図の
特性になる。即ち、前進時においてトルクコンバータ作
動時は、コンバータ状態圧P_Rにより作動圧P_Aは高く、ロ
ックアップ状態ではコンバータ状態圧P_R＝０により作動
圧P_Aは低く設定されて、オイルクーラ146への流量を増
す。このように構成されたロックアップトルコン付無段変
速機と、その油圧制御装置の作用について述べる。先ず、エンジン始動によりメインオイルポンプ70,サ
ブオイルポンプ72が駆動して油圧を生じ、メインオイル
ポンプ側油路81にはライン圧制御弁100により調圧され
た高いライン圧を発生し、これが常にセカンダリシリン
ダ47に供給されることで、無段変速機40を最初変換比最
大の低速段に定める。一方、サブオイルポンプ側油路140,85には２つのリリ
ーフ弁150,160により調圧された低い作動圧を発生して
おり、これを元圧にしてレデューシング弁120から生じ
た一定のレデューシング圧がライン圧，変速速度，トラ
ンスファ，ロックアップおよびセフティロックの各制御
用ソレノイド弁109,119,139,179,189に導かれて、制御
可能になっている。また、上記作動圧はトランスファ制
御弁130に導かれてクラッチ圧を生じ、これがトランス
ファクラッチ63に供給されてトルク伝達可能になってい
る。油路140の作動圧はロックアップ制御弁170に導か
れ、このロックアップ制御弁170は発進時にソレノイド
弁179により油路140と142とを連通するため、作動圧が
ロックアップリリース側を経てトルクコンバータ14に流
入し、さらに油路141,144を介してオイルパン80に戻る
ように循環する。これにより、ロックアップクラッチ19
は解放し、トルクコンバータ14が作動状態になってい
る。さらにセフティロック弁180は正常の場合にソレノ
イド弁189により油路140と147とを連通することで、セ
レクト弁190に作動圧が導かれている。ここで、ＰまたはＮレンジでの上記エンジン始動時に
は、セレクト弁190により前後進切換装置30のフォーワ
ードクラッチ37とリバースブレーキ38が共に排油して解
放することで、プラネタリギヤ31はフリーになり、無段
変速機40以降の動力伝達を遮断している。そこで、発進時にＤレンジにシフトすると、セレクト
弁190によりフォーワードクラッチ37に給油して係合す
ることでプラネタリギヤ31が一体化し、タービン軸15と
プライマリ軸41を直結する。そのため、トルクコンバー
タ14に伝達していたエンジン動力が無段変速機40に入力
し、プーリ43,44と駆動ベルト45とにより変速比最大の
変速動力がセカンダリ軸42に出力し、これがディファレ
ンシャル装置50を介して前後輪の一方に伝達する。この
とき、トランスファクラッチ63にクラッチ圧を生じてい
ると、それに応じたトルクがこのトランスファクラッチ
63,ベベルギヤ64,ドライブ軸65等により前後輪の他方へ
も伝達して、４輪駆動で走行する。かかる発進時においてトルクコンバータ14が作動状態
の場合は、ロックアップ制御用ソレノイド弁179により
油路93を介してライン圧制御弁100にレデューシング圧
のコンバータ状態圧が入力し、ライン圧を増大制御して
いる。そこで、トルクコンバータ14がその速度比に応じ
てトルク増幅作用する際の大きいトルクは、無段変速機
40のライン圧によるプーリ押付力の増大でベルトスリッ
プを生じることなく伝達することになる。そして発進後、例えば変速開始点でトルクコンバータ
14が略カップリング領域に入った時点で、ロックアップ
制御用ソレノイド弁179がオフすると、ロックアップ制
御弁170は油路140と141とを連通するように切換える。
そのため、ロックアップクラッチ19のリリース室21がド
レンし、アプライ室22に作動圧がかかってロックアップ
クラッチ19は両者の差圧によりコンバータカバー13に直
結するのであり、こうしてロックアップし、トルクコン
バータ14はロックする。このため、これ以降はエンジン
動力がロックアップクラッチ19経由で効率よく伝達する
ことになる。一方、このとき油路93のコンバータ状態圧は零になる
ことで、ライン圧制御弁100によりライン圧はトルク増
幅分を除いて制御され、過大なプーリ押付力を回避す
る。また、ソレノイド弁119で変速速度制御弁110をデュ
ーティ制御し、プライマリシリンダ46に給排油してプラ
イマリ圧を生じることで、駆動ベルト45はプライマリプ
ーリ側に移行し、所定の変速速度で変速制御されるので
ある。かかるロックアップ状態では、リリーフ弁160により
サブオイルポンプ72の作動圧が低く設定され、これがロ
ックアップ制御弁170によりトルクコンバータ14を介し
てロックアップクラッチ19に作用する。そしてアプライ
室22等の作動圧は更にリリーフ弁143により設定され
て、トルクコンバータ内圧の増大を防ぐと共にロックア
ップクラッチ19の的確な係合力を常に確保する。また、
リリーフ弁160の低圧制御でドレンする多量のオイルが
オイルクーラ146に流れて冷却されるのであり、これに
よりトルクコンバータ14,ロックアップクラッチ19と共
に無段変速機潤滑部を良好に冷却する。なお、Ｒレンジにシフトするとセレクト弁190により
前後進切換装置30のリバースブレーキ38に給油して係合
し、キャリア35に逆転した動力を出力する。そのため、
無段変速機40以降が逆転して後進走行する。以上、本発明の一実施例について述べたが、上記実施
例のみに限定されない。【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれば、ロックアップ状態においてトルクコンバータとロック
アップクラッチのアプライ側の油圧をリリーフ弁で設定
するので、トルクコンバータの内圧増大を防ぎ、クラッ
チ結合力を常に確保し得る。この場合にリリーフ弁でオイルクーラ流量を増大する
ので、十分オイル冷却され得る。無段変速機とトルクコンバータ装置の油圧制御系を分
離するので、相互に影響されず、両者のドレン系統を一
緒にオイルクーラに導くことで、冷却効果が高い。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明のロックアップトルコン付無段変速機の
実施例を示す断面図、第２図は同油圧制御装置を示す回路図、第３図は要部を詳細に示す回路図、第４図はリリーフ弁による作動圧特性図である。 10……トルクコンバータ装置、14……トルクコンバー
タ、19……ロックアップクラッチ、30……前後進切換装
置、40……無段変速機、50……ディファレンシャル装
置、70……メインオイルポンプ、71,75……ポンプドラ
イブ軸、72……サブオイルポンプ、81,82,83……ライン
圧油路、85,140……作動圧油路、93……コンバータ状態
圧油路、100……ライン圧制御弁、110……変速速度制御
弁、146……オイルクーラ、160……リリーフ弁

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．エンジン動力を車両の車輪へ伝達する無段変速機と
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータとの間
に前後進切換装置を備える駆動系において、高圧用のメインオイルポンプを備えた無段変速機油圧制
御系と、低圧用サブオイルポンプを備えたトルクコンバ
ータ装置の油圧制御系とを有し、上記低圧用サブオイルポンプの油圧を調圧してトルクコ
ンバータ装置の作動圧とするリリーフ弁のドレーン回路
をオイルクーラへ導き、トルクコンバータ装置の油圧制御系でロックアップ制御
弁により、上記作動圧をトルクコンバータとロックアッ
プクラッチに給排油して、トルクコンバータ作動とロッ
クアップ状態に切換え、ロックアップ状態時には上記作動圧を低く設定すること
により、上記リリーフ弁のドレーン回路からオイルクー
ラへの流量を増大することを特徴とするロックアップト
ルコン付無段変速機の油圧制御装置。