JP3095258B2 - ロックアップトルコン付無段変速機の油圧制御装置 - Google Patents
ロックアップトルコン付無段変速機の油圧制御装置Info
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Description
系に、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータ
(または流体継手)とベルト式無段変速機とを組合わせ
て搭載した無段変速機において、無段変速機油圧系、ロ
ックアップクラッチ、トルクコンバータ、前後進切換装
置等に所定の油圧を供給する油圧制御装置に関し、詳し
くは、オイルクーラ、潤滑の油圧系に関する。
前後進切換装置を備えた無段変速機においては、無段変
速機油圧系のみならず、トルクコンバータ、ロックアッ
プクラッチ、前後進切換装置、更にはベルト等の潤滑部
に多量のオイルが必要になるため、全体のオイルバラン
スをとりながら各部に適確にオイル供給するように油圧
制御系を回路構成することが要求される。ここで、オイ
ルはトルクコンバータ、及びそれ以外の各部において熱
せられるので、一般にはトルクコンバータのドレン側に
オイルクーラが装着されてオイル冷却するように構成さ
れる。この場合に、ロックアップON、OFFではオイ
ル流路が変わるが、いずれにおいてもオイルクーラ流量
を充分に確保してオイル冷却効果を高く維持することが
望まれる。また、特に無段変速機においてはベルトの潤
滑が重要であるから、所定の潤滑圧を生じてベルトにオ
イル供給することが必要であるが、この場合に全体のオ
イルバランスに影響を与えないようにすることが望まれ
る。
イルクーラの油圧回路を設けたものに関しては、例えば
特開昭62−137462号公報の先行技術がある。こ
こでレギュレータ弁からの油路にバイパスしてオイルク
ーラを連通し、潤滑油路開閉弁で流量を制御することが
示されている。
術のものにあっては、レギュレータ弁により、ライン圧
が可変制御される時にドレインされたオイルがロックア
ップクラッチ,トルクコンバータ,前後進切換装置に供
給される。このときこれらの装置はその機能上、一定の
油圧を保持することが必要である。一方、トランスミッ
ション各部に潤滑されるオイルは、一般にはねかけ又は
オイルクーラのドレインにより行われている。しかし前
者のはねかけ式の潤滑方法は、オイルを撹拌してはねあ
げにより潤滑を行うため、撹拌抵抗が大きくなり、トラ
ンスミッション効率の低下と、油量の上昇を招き、燃
費,性能上好ましくない。一方、オイルクーラのドレイ
ンを利用する場合、オイルクーラの全油量を潤滑に利用
する場合以外、分岐させるためにオリフィス等により油
量調整が必要になり、これはそのまま通路抵抗となり、
オイルクーラの冷却不足や、低温時のオイルクーラの内
圧上昇によるオイルクーラの破損の可能性が生ずる。一
方、オイルクーラドレイン全量を潤滑に供給すること
は、比較的潤滑必要部分の少ない無段変速機において
は、余分なオイルはそのままはねかけ式の潤滑を利用し
た時と同様な問題点を生ずる。従って、潤滑に必要なオ
イルは、必要量を必要部分にだけ供給することが望まし
い。
で、ロックアップON、OFF時にオイルクーラ流量を
等しく確保して高い冷却効果を保つように制御し、且つ
全体のオイルバランスに影響を与えることなくベルト等
を充分に潤滑制御することを目的とする。
本発明は、無段変速機にロックアップクラッチを備えた
トルクコンバータ、油圧式前後進切換装置を組合わせた
油圧制御系において、無段変速機油圧系のドレンオイル
を第1リリーフ弁で調圧して所定の高い潤滑圧を生じる
第1潤滑圧回路と、第1リリーフ弁のドレンオイルを第
2リリーフ弁で調圧して所定の低い潤滑圧を生じる第2
潤滑圧回路とを備え、この第2潤滑圧回路をロックアッ
プ制御弁を介してロックアップクラッチのレリース側と
オイルクーラに連通し、且つ潤滑部に連通構成するもの
である。
圧回路で2種類の潤滑圧を生じ、これらの潤滑圧がロッ
クアップクラッチ、トルクコンバータ、油圧式前後進切
換装置等に選択的に供給されて、それぞれ適確に動作す
るようになる。そして、第2潤滑圧回路の低い潤滑圧
が、ロックアップON、OFF時にロックアップ制御弁
により等しくオイルクーラに導入するように制御され
て、常にオイルクーラ流量が確保される。また、この第
2潤滑圧回路の低い潤滑圧により、ベルト等の潤滑部
に、全体のオイルバランスに影響を与えることなく安定
してオイル供給されるようになる。
する。図2において、ロックアップトルコン付無段変速
機の駆動系の概略について説明する。符号1はエンジン
であり、このエンジン1のクランク軸2がトルクコンバ
ータ装置3、前後進切換装置4、無段変速機5及びディ
ファレンシャル装置6に順次伝動構成される。
がドライブプレート10を介してコンバータカバー11
及びトルクコンバータ12のポンプインペラ12aに連
結する。トルクコンバータ12のタービンランナ12b
はタービン軸13に連結し、ステータ12cはワンウエ
イクラッチ14により案内されている。タービンランナ
12bと一体的なロックアップクラッチ15は、ドライ
ブプレート10に係合または解放可能に設置され、エン
ジン動力をトルクコンバータ12またはロックアップク
ラッチ15のいずれか一方を介して伝達する。
ラネタリギヤ16を有し、サンギヤ16aにタービン軸
13が入力し、キャリア16bからプライマリ軸20へ
出力する。そしてサンギヤ16aとキャリア16bとの
間にフォワードクラッチ17を、リングギヤ16cとケ
ースとの間にリバースブレーキ18を有し、フォーワー
ドクラッチ17の係合でプラネタリギヤ16を一体化し
てタービン軸13とプライマリ軸20とを直結する。ま
た、リバースブレーキ18の係合でプライマリ軸20に
逆転した動力を出力し、フォワードクラッチ17とリバ
ースブレーキ18の解放でプラネタリギヤ16をフリー
にする。
シリンダ21を有するプーリ間隔可変式のプライマリプ
ーリ22が、セカンダリ軸23にも同様に油圧シリンダ
24を有するセカンダリプーリ25が設けられ、プライ
マリプーリ22とセカンダリプーリ25との間に駆動ベ
ルト26が巻付けられる。ここで、プライマリシリンダ
21の方が受圧面積が大きく設定され、そのプライマリ
圧により駆動ベルト26のプライマリプーリ22、セカ
ンダリプーリ25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。
軸23に一対のリダクションギヤ27を介して出力軸2
8が連結し、この出力軸28のドライブギヤ29がファ
イナルギヤ30に噛合う。そしてファイナルギヤ30の
差動装置31が、車軸32を介して左右の車輪33に連
結している。一方、無段変速機制御用の油圧源を得るた
め、トルクコンバータ12に隣接してオイルポンプ41
が配設され、このオイルポンプ41がポンプドライブ軸
35によりコンバータカバー11に連結して、常にエン
ジン動力により駆動するようになっている。
明する。先ず、オイルパン50と連通するオイルポンプ
装置40からの油路51が、セカンダリ圧制御弁52に
連通する。セカンダリ圧制御弁52は例えば比例電磁リ
リーフ弁式であり、比例ソレノイド52aに制御ユニッ
ト100からソレノイド電流Isが入力すると、ポンプ
吐出圧を調圧して所定のセカンダリ圧Psを生じ、この
セカンダリ圧Psが油路53によりセカンダリシリンダ
24に常に供給されて、伝達トルク等に応じたプーリ押
付け力を付与する。このセカンダリ圧Psは、油路55
を介してプライマリ圧制御弁56に導かれる。プライマ
リ圧制御弁56は例えば比例電磁減圧弁式であり、比例
ソレノイド56aに制御ユニット100からのソレノイ
ド電流Ipが入力すると、油路57によりプライマリシ
リンダ21にプライマリ圧Ppを作用し、このプライマ
リ圧Ppによりベルト26を移行して変速制御するよう
になっている。
は、ローラベーン式で吸入、吐出口を複数組有する可変
容量型であり、ベーン41aを備えたロータ41bの回
転方向に、1組の吸入口42aと吐出口42bを有する
メインポンプ42が、同様の吸入口43aと吐出口43
bを有するサブポンプ43が形成されており、両吸入口
42a,43aが油路36によりオイルパン50に連通
する。メインポンプ42の吐出口42bは、油路51を
介しセカンダリ圧制御弁52に連通して常にオイル供給
する。また、サブポンプ43の吐出口43bの油路37
と油路36,51は切換弁44に連通し、切換弁44の
制御側に潤滑圧PLを元圧とする制御圧Pcを生ずる切
換ソレノイド弁46からの制御圧油路38が連通され
る。
プ吐出側の油路37を吸入側油路36に連通したり、ま
たはスプール内部に装着されるチェック弁45を介して
油路51に連通するように構成されている。一方、制御
ユニット100ではポンプ流量とオイル使用流量が比較
判断されており、低速加速時のように使用流量の方が多
い場合は切換ソレノイド弁46にOFF信号を出力し
て、切換弁44を図示のように動作し、サブポンプ43
も負荷運転してその流量をチェック弁45を介しセカン
ダリ圧制御弁52に加算して供給する。また、高速での
定常走行時にポンプ流量の方が多くなると、切換ソレノ
イド弁46にON信号を出力して制御圧Pcにより切換
弁44を吸入側に切換え、サブポンプ43の吐出流量を
吸入側に戻して無負荷運転するようになっている。
について説明する。ここで、セカンダリ圧制御弁52の
ドレン側油路58の油圧は比較的高く、潤滑のみならず
トルクコンバータ、前後進切換用の作動圧、制御圧にも
使用可能である。このため、このドレンオイルを調圧し
て潤滑圧を発生し、この潤滑圧を各部に供給するように
構成される。そこで、第1潤滑圧回路としての油路58
は第1リリーフ弁59に連通して、所定の潤滑圧PLを
調圧して生じるように構成され、この油路58とセカン
ダリ圧Psの油路51がセフティロック弁60に連通す
る。
介してマニュアル弁63に連通し、このマニュアル弁6
3から更に油路64,65を介してフォワードクラッチ
17、リバースブレーキ18に連通構成される。セフテ
ィロック弁60は一方にスプリングと油路66による潤
滑圧PLが対向して作用し、その他方の制御側には潤滑
圧PLを元圧とするソレノイド弁67の制御圧油路68
が連通する。そして、通常は制御ユニット100からの
OFF信号で図示のように、油路58,51を油路6
1,62にそれぞれ連通動作する。また、ベルトスリッ
プを発生したり、走行中に前後進をミスシフトする等の
異常時には、ソレノイド弁67にON信号を出力して制
御圧Pcによりセフティロック弁60をドレン側に切換
えて、前後進切換装置4を強制的にニュートラル位置に
する。
て油路を切換えるものであり、パーキング(P)、ニュ
ートラル(N)レンジでは油路64,65を共にドレン
し、Dレンジでは油路61と64との連通でフォワード
クラッチ17に潤滑圧PLを供給する。一方、Rレンジ
では油路62と65との連通でリバースブレーキ18に
高いセカンダリ圧Psを供給してトルク容量を増し、リ
ングギヤ側に作用する入,出力トルクの両方の反力に対
して係合固定することが可能になっている。
の途中には、オリフィス69とチェック弁70とを平行
配置した油路71を介してアキュムレータ72が連通
し、フォワードクラッチ17への給油時に徐々に係合す
るようにアキュムレータ作用する。また、リバースブレ
ーキ18への油路65にも同様のオリフィス69とチェ
ック弁70とを有する油路73を介してアキュムレータ
74が連通し、同様にアキュムレータ作用する構成であ
る。
アップソレノイド弁75に連通し、この制御圧油路76
が平行配置されるオリフィス77、チェック弁78を有
して第1リリーフ弁59の制御側に連通する。ロックア
ップソレノイド弁75はロックアップON時にON信号
で制御圧Pcを第1リリーフ弁59に作用し、伝達トル
クに応じて低い潤滑圧PLに調圧する。また、ロックア
ップOFF時にはOFF信号で制御圧Pcをカットし
て、第1リリーフ弁59で伝達トルクに応じて高い潤滑
圧PLに調圧する。この場合において、ロックアップO
NからOFFのモード切換時には、第1リリーフ弁59
の制御圧Pcがチェック弁78により直ちにドレンし、
伝達トルクの増大に対応して迅速に潤滑圧PLを上昇す
る。一方、ロックアップOFFからONのモード切換時
には、制御圧Pcをオリフィス77により遅延して第1
リリーフ弁59に作用し、この間潤滑圧PLを高く保圧
作用して、ロックアップON時の伝達トルクの変動に対
してベルトやクラッチのスリップを防止するようになっ
ている。
作動油を発生し、且つ常にオイルクーラ流量を確保する
ため、第1リリーフ弁59のドレン側の第2潤滑圧回路
としての油路79は第2リリーフ弁80に連通し、上述
の潤滑圧PLより低い他の潤滑圧PL'を調圧して生じる
ように構成される。そして、この油路79の低い潤滑圧
PL'をオリフィス82で流量調節してベルトにオイル噴
射するノズル83や、各潤滑部に供給するように連通構
成される。また、第2リリーフ弁80のドレン側油路8
1は、オイルポンプ装置40の吸入側油路36に直接オ
イル還流するように連通する。。
79はロックアップ制御弁85に連通し、このロックア
ップ制御弁85から油路86を介してロックアップクラ
ッチ15のレリース室15aに連通し、リリーフ弁88
を有する油路87を介してトルクコンバータ12及びロ
ックアップクラッチ15のアプライ室15bに連通す
る。ロックアップ制御弁85は一方にスプリングと油路
84による潤滑圧PLが対向して作用し、その他方の制
御側にはロックアップソレノイド弁75の制御圧油路7
6が連通し、更にドレン側の油路89がオイルクーラ9
0に連通して構成される。そして、ロックアップOFF
時にはロックアップ制御弁85で図示のように、油路7
9と86、87と89を連通する。また、ロックアップ
ON時にはロックアップソレノイド弁75の制御圧Pc
によりロックアップ制御弁85を切換動作し、油路58
と87を連通すると共に油路86をドレンし、更に油路
79と89を連通するようになっている。
る。先ず、エンジン運転時にその動力により、トルクコ
ンバータ12のコンバータカバー11、ドライブ軸35
を介してオイルポンプ装置40のオイルポンプ41が回
転駆動する。そこで、このオイルポンプ41のメインポ
ンプ42とサブポンプ43が、オイルを吸入し且つ加圧
して吐出するようにポンプ作用し、メインポンプ42の
吐出オイルは常に油路51を介してセカンダリ圧制御弁
52に供給される。またポンプ流量と使用流量との関係
により切換ソレノイド弁46からの制御圧Pcで切換弁
44が動作して、サブポンプ43が負荷または無負荷運
転制御され、こうして常にポンプ負荷を軽減した状態で
過不足無くオイル供給されることになる。
イルは、油路51を介しセカンダリ圧制御弁52に導か
れて調圧され、所定の高いセカンダリ圧Psを生じる。
セカンダリ圧Psは常にセカンダリシリンダ24に供給
されて、発進時には駆動ベルト26をセカンダリプーリ
25側に移行して変速比最大の低速段になる。また、セ
カンダリ圧制御弁52のドレン側油路58の油圧は、第
1リリーフ弁59と第2リリーフ弁80に導かれて所定
の潤滑圧PL,PL’を生じ、潤滑圧PLは各ソレノイ
ド弁75等に供給される。潤滑圧PLとセカンダリ圧P
sはセフティロック弁60を介してマニュアル弁63に
導入し、2種類の潤滑圧PL,PL’はロックアップ制
御弁85に導入する。
と、油路58,61の潤滑圧PLが油路64を介してフ
ォワードクラッチ17に、アキュムレータ72等により
油圧の立上りを緩やかに制御して供給され、このためフ
ォワードクラッチ17は滑らかにサンギヤ16aとキャ
リヤ16bとを係合して前進位置になる。これによりエ
ンジン動力は、トルクコンバータ12、タービン軸13
を介してプライマリ軸20に入力し、プライマリプーリ
22、セカンダリプーリ25とベルト26とにより変動
動力がセカンダリ軸23に出力し、これがディファレン
シャル装置6を介して車輪33に伝達して走行する。
にはロックアップOFF信号が入力することで、ロック
アップ制御弁85により油路79の潤滑圧PL’が油路
86を介してロックアップクラッチ15のレリース室1
5aに入ってロックアップクラッチ15を解放し、トル
クコンバータ12、油路87、89及びオイルクーラ9
0を介してオイルパン50に戻るように循環する。これ
により、トルクコンバータ12が作動状態になってトル
ク増幅作用され、このときトルクコンバータ12からの
オイルの全てがオイルクーラ90に流入して、トルクコ
ンバータ12での発熱が効果的に冷却される。このロッ
クアップOFF時には第1リリーフ弁59により潤滑圧
PLが高く調圧されて、フォワードクラッチ17の係合
力を増大するのであり、こうしてコンバータ作動時の大
きい伝達トルクに対して確実にスリップ防止される。
よりプライマリ圧制御弁56でプライマリ圧Ppを生じ
てプライマリシリンダ21に供給されると、ベルト26
がプライマリプーリ22の方に移行してアップシフト
し、逆にプライマリ圧Ppを減じることでダウンシフト
するのであり、こうして変速制御される。またセカンダ
リ圧制御弁52では、変速比,エンジントルク,トルク
コンバータ12のトルク比等によりセカンダリ圧Psが
可変制御され、常に伝達トルクに応じた必要最小限のプ
ーリ押付力を付与する。
カップリング領域に入ると、ロックアップソレノイド弁
75にON信号が入力して制御圧Pcを生じ、ロックア
ップ制御弁85を切換動作する。このため、今度は油路
58の高い潤滑圧PLがトルクコンバータ12を介して
ロックアップクラッチ15のアプライ室15bに作用
し、レリース室15aがドレンされ、両者の差圧でロッ
クアップクラッチ15が迅速且つ強固に係合する。従っ
てこの場合は、エンジン動力がロックアップクラッチ1
5を介して効率良く伝達することになる。このとき、制
御圧Pc’はオリフィス77による保圧作用後に第1リ
リーフ弁59に供給され、その潤滑圧PLが伝達トルク
に応じて低下制御される。
潤滑圧PLがアプライ室15bに封入されることで、多
量のオイルが第1リリーフ弁59の油路79にドレンさ
れるが、この油路79がロックアップOFFの場合と同
様にロックアップ制御弁85によりオイルクーラ90に
連通する。このため、第2リリーフ弁80で調圧される
油路79の潤滑圧PL’が、ロックアップOFFの場合
と等しくオイルクーラ90に流れてオイルクーラ流量が
確保されることになる。
各部に選択使用されて、それぞれ適確に動作される。そ
して、このような油圧制御系において、第2リリーフ弁
80で調圧される油路79の低い潤滑圧PL’のオイル
が、常にオリフィス82で流量調節しノズル83から噴
射してベルト26に供給され、かつ各潤滑部に供給され
る。従って、自動変速機の場合と同様の潤滑方式にな
り、特に発進のロックアップOFF時にセカンダリ圧P
sや潤滑圧PLが高く制御される場合にも、それに対す
る影響の少ない状態で潤滑するようになる。また、第2
リリーフ弁80からドレンされるオイルは、油路81を
介してオイルポンプ装置40に効率良く還流される。
アル弁63により高いセカンダリ圧Psが油路62,6
5を介してリバースブレーキ18に供給され、前後進切
換装置4のプラネタリギヤ16のリングギヤ16cを強
固にケース側に固定する。このため、キャリヤ16bを
介してプライマリ軸20には逆転した動力が出力して後
進位置なり、無段変速機5以降が逆転して後進走行す
る。尚、この場合もリバースブレーキ18へのセカンダ
リ圧Psはアキュムレータ74等により立上りが緩やか
に制御され、切換ショックが生じないように滑らかに係
合する。また、このRレンジではロックアップOFFに
保持されて、上述と同様に動作する。さらに、走行中に
このRレンジにミスシフトされる場合は、ソレノイド弁
67の制御圧Pcでセフティロック弁60が動作して油
路61,62がドレンされ、強制的にニュートラル位置
になって事故が未然に防止される。
が、ベルト等の高圧潤滑の必要な箇所には、高い潤滑圧
を用いても良い。
無段変速機にロックアップクラッチ、トルクコンバー
タ、油圧式前後進切換装置を組合わせた油圧制御系にお
いて、2種類の潤滑圧を生じて各伝動要素に供給するよ
うに構成されるので、それぞれ最適に動作することがで
きる。第2潤滑圧回路の低い潤滑圧を用いてロックアッ
プON、OFF時に等しくオイルクーラにオイルを導入
するので、常にオイルクーラ流量を確保することができ
る。また、この第2潤滑圧回路の低い潤滑圧を用いて各
潤滑部にオイル供給するので、全体のオイルバランスに
影響を与えることがなく、制御性、信頼性等が向上す
る。オイルクーラの上流に分岐部がないので、常に円滑
にオイルクーラにオイルが流れて、冷却効率を高く維持
することができる。
機の油圧制御装置の実施例を示す回路図である。
示すスケルトン図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 無段変速機にロックアップクラッチを備
えたトルクコンバータ、油圧式前後進切換装置を組合わ
せた油圧制御系において、無段変速機油圧系のドレンオ
イルを第1リリーフ弁で調圧して所定の高い潤滑圧を生
じる第1潤滑圧回路と、第1リリーフ弁のドレンオイル
を第2リリーフ弁で調圧して所定の低い潤滑圧を生じる
第2潤滑圧回路とを備え、この第2潤滑圧回路をロック
アップ制御弁を介してロックアップクラッチのレリース
側とオイルクーラに連通し、且つ潤滑部に連通構成する
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。 - 【請求項2】 上記ロックアップ制御弁は、ロックアッ
プOFF時に第2潤滑圧回路のオイルをロックアップク
ラッチのレリース側からトルクコンバータを介してオイ
ルクーラに導入し、ロックアップON時に第1潤滑圧回
路のオイルをロックアップクラッチのアプライ側に作用
すると共に、第2潤滑圧回路のオイルを直接オイルクー
ラに導入するように構成することを特徴とする請求項1
記載のロックアップトルコン付無段変速機の油圧制御装
置。 - 【請求項3】 上記潤滑部には、第2潤滑圧回路のみ、
または第1、第2の潤滑圧回路からオイル供給するよう
に連通することを特徴とする請求項1記載のロックアッ
プトルコン付無段変速機の油圧制御装置。 - 【請求項4】 上記第2リリーフ弁のドレン側は、オイ
ルポンプ装置の吸入側に連通することを特徴とする請求
項1記載のロックアップトルコン付無段変速機の油圧制
御装置。
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