JPS583144B2 - ロツクアツプクラツチセイギヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は変速機装置のトルクコンバータに組合せたロソ
クアツプクラッチを操作する制御弁装置に関する。

ロックアップクラッチ制御装置は各種作動条件に応じて
クラッチの締結解放を制御する。

本発明による制御装置を有する変速機装置は車両の動力
伝達装置に好適に使用される。

車両の動力伝達に際しては、比較的低速段歯車比におい
てトルクコンバータを流体動力伝達用とし、車両の車輪
等に結合した出力軸に最犬の出力を伝達することが望ま
しい。

動力伝達効率を高くするために，ロックアップクラッチ
を締結してトルクコンパータをバイパスして入力軸を直
接歯車変速装置に結合する。

本発明によるロックアップクラッチ制御装置は変速機装
置が各変速段にシフトする時に変速機装置の効率の良い
作動を行はせる。

本発明による装置は特定の歯車比においてはロックアッ
プクラッチを締結及び解放の両作動条件での作動を行は
せ、高速段の歯車比においてはクラッチを締結状態に保
って入力装置と歯車変速装置を直結して効率の高い動力
伝達を行う。

本発明による制御装置はロックアンプクラッチを確実に
締結状態又は解放状態に保ち、クラッチが急速に締結、
解放を繰り返すことはない。

本発明によるロックアップクラッチ制御装置は、低速の
変速段においてはクラッチを解放状態に保ち，低速時の
有効なトルク伝達を行はせる。

本発明の制御装置は歯車変速装置の変速段のシフトに際
してロックアンプクラッチの解放締結を制御してシフト
のエネルギーの緩衝を行う。

このための実施例は．各シフトに際してロックアップク
ラッチを解放し，少くともシフトが完了する迄はトルク
コンバータによる流体結合を行って緩衝とする。

上述の各機能を行うために本発明によって変速機装置の
１個の部材の回転速度にほぼ比例する流体圧信号の圧力
変化に対して制御弁を応答させる。

流体圧信号の最大流量を制限する装置を設け，他の目的
にも使用する信号圧力の低下を防ぐ。

本発明の目的と利点とを明らかにするための例示とした
実施例並びに図面について説明する。

第１図に示す変速機装置は土工車両等の車両の動力伝達
装置に好適に使用される。

図示しない車両の車輪に連結される出力軸１６と機関１
０との間にトルクコンバータ１２と遊星歯車型歯車変速
装置１４とを連結する。

トルクコンバータ１２のインペラ１８を機関１０からの
入力装置２０に直結する。

入力装置２０は例えばトルクコンバータの回転ハウジン
グとする。

トルクコンバータのりアクター素子２２を歯車変速装置
の固定のハウジング２４に直接又は通常のオーバーラン
ニングクラッチを介して連結する。

トルクコンバータのタービン２６は歯車変速装置１４の
入力軸２８に直結する。

トルクコンバータのロックアンプクラッチ３０は複数の
はね３２によって解放位置の方向に押圧される。

作動室３４に流体圧が作用して作動ピストン３６を押し
てロックアップクラッチを締結した時はタービン２６を
入力装置２０即ち機関１０に直結する。

歯車変速装置１４は第１図に示すクラッチ、ブレーキ等
の複数の摩擦係合装置（以下クラッチと総称する）１−
７を有する遊星歯車装置とし、第４図に示す組合せとし
て締結した時に歯車変速装置１４の各変速段の歯車比が
得られる。

変速機制御弁装置４２の変速選択弁３８、指向選択弁４
０の操作によってクラッチ１−７の中で所要のクラッチ
を流体圧によって締結する。

変速機制御弁装置４２に流体圧を供給するために、ポン
プ等の加圧流体供給源４４からの加圧液をリリーフ弁４
６によって所定最大圧力とする。

ポンプ４４，リリーフ弁４６は通路４８によって変速機
制御弁装置４２に連結する。

第４図に示す高速度比の変速段３−７においてはロック
アップクラッチ３０は常に締結していることが望ましい
。

高速度比の変速段とするためにはクラッチ２，３の一方
が締結する。

それ故，機関１０が歯車変速装置１４に直結されている
変速段において能率の高い作動を行うためには順次の変
速段の歯車比の変化を比較的狭くする。

第４図に示す前進第２段の歯車比としてクラッチ３，６
を締結する時はロックアップクラッチを締結，解放共に
使用可能として，前進第１〜３段間の比較的広い歯車比
変化に適合させる。

後進、中立，前進第１段においてはロックアップクラッ
チは解放位置に保ち、トルクコンバータにより低速時ト
ルク伝達特性を利用する。

制御弁装置５０によって上述の各機能を行うための構造
について以下詳述する。

歯車変速装置１４の出力軸１６に速度感知力六ナー５２
を連結する。

ガバナー５２は変速機制御弁４２から通路５４を経て加
圧流体を供給され、通路５６を経て制御弁装置５０に流
体圧信号を供給する。

通路５６内の流体圧信号の例を第５図に示し、出力軸１
６の回転速度の増加に伴って増加する。

ロックアップクラッチ制御弁装置５０の共通の弁ハウジ
ング６２内に設定弁５８と制御弁６０とを設ける。

ハウジング６２に主弁孔６４と設定弁用の大直径の弁孔
６６とを設ける。

弁孔６４，６６の両端はカバー６８，７０によって閉鎖
する。

設定弁５８の円筒形スプール７２はカバー７０側の端部
のフランジ７４と、主弁孔６４に係合する円筒部７６と
を有する。

ばね７８をフランジ７４と弁孔６４，６６間に形成され
る肩部８０との間に係合させて弁スプール７２をカバー
７０に押圧する。

円筒部７６内に孔くり部８２を形成して内部にピストン
８４を滑動させて閉鎖流体室８６を形成する。

室８６は半径方向の通路８８を経て弁孔６４に連通する
。

大直径の弁孔６６はハウジング６２に形成した通路９４
、通路９２、シャトル弁９０を経てクラッチ２，３に連
結する。

従って，第４図に示す通り、前進第２〜７段に歯車変速
装置１４をシフトした時は、弁孔６６内に加圧流体が導
入される。

このため弁スプール７２は第１図の右方に押され、弁ス
プール７２に形成した段部が弁孔の肩部８０に接触して
右方位置に保たれる。

半径方向の通路８８は排液路９６との連通を遮断されて
通路９８を経て通路５６に連通する。

即ち、ガバナー５２からの流体圧信号が室８６に作用す
る。

制御弁６０の制御スプール１００は弁孔６４内を滑動す
る。

スプール１００に環状の溝とランドとを形成して弁孔６
４内の流体連通路を制御する。

スプール１００の端面１０２はピストン８４に接触する
。

スプル１００の他端に孔くり部１０４を形成し、反作用
ピストン１０６を滑動させて内方端に反作用室１０８を
形成する。

反作用室１０８内の流体圧の作用する端面１１０はピス
トン８４の断面積よりも小さい。

スプールの両側に作用する室８６，１０８の有効断面積
の差が、後述する通り本発明の重要な特性を生する。

スプール１００に設けた半径方向の通路１１２によって
室１０８は弁孔６４に連通する。

スプール１００とカバー６８との間に係合させたばね１
１４によってスプール１００は左方に押される。

制御スプール１００が第１図の位置にある時は、室１０
８は通路１１２、弁孔の環状凹み１２０、通路１１８，
分岐通路１１６を経てガバナー圧通路５６に連通する。

スプール１００はばね１１４によって第１図の位置を保
つ方向に押される。

スプール１００がスプール７２，ピストン８４に押され
て第２図の位置となつよ時は，室１０８，通路１１２は
排液路１２２に連通する。

排液路１２２は弁孔６４の環状凹み１２４に連通する。

環状凹み１２０，１２４間に形成されるランド１２６の
巾はスプール１００の半径方向通路１１２に連通する環
状溝１２８の巾よりも僅に小さくする。

スプール１００の環状溝１２８がランド１２６とほぱ一
致した時にガバナー圧通路５６から排液路１２２に流れ
る流量を制限するために、通路１１６に絞りオリフイス
１３０を設ける。

弁ハウジング６２にスピール１００の左端面に連通する
排液路１３２と、クラッチ３０の作動室３４に通路１３
６を経て連通する通路１３４とを設ける。

スプール１００が左に動いて第１図の位置にある時は、
通路１３６、クラッチ３０の作動室３４は排液路１３２
に連通し，ロックアップクラッチ３０は解放位置を保つ
。

スプール１００が右に動いて第２図の位置となった時は
ポンプ４４から通路４８、減圧弁１４０，分岐通路１３
８、ハウジング６２の通路１４２を経て弁孔６４に薄入
される加圧流体は通路１３６を経てロックラップクラッ
チ３０の作動室３４に供給され、クラッチ３０を締結す
る。

本発明の作動説明の前提として、変速機制御弁４２は歯
車変速装置１４のクラッチ１−７に対して変調流体圧を
供給する形式とする。

クラッチ１−７における変調圧力の変化を第６図に示す
。

クラッチ２又は３を締結する時は、シャトル弁９０，通
路９２は第６図に示す変調圧力を設定弁５８の大直径の
弁孔６６に供給する。

本発明の作動説明として、第１に歯車変速装置１４を後
進、中立、前進第１段とした場合について説明する。

上述の変速段においては第４図に示す通り、クラッチ２
，３は何れも解放位置を保つ。

それ故制御スプール１００はばね１１４によって第１図
の位置を保つ。

ロックアップクラッチ３０の作動室３４は排液路１３２
に連通し、クラッチ３０はばね３２によって解放位置を
保つ。

機関１０はトルクコンバータ１２を経て歯車変速装置１
４に結合され，低速範囲での有効なトルク伝達を行う。

歯車変速装置１４を前進第２〜７段の何れかに設定した
時は設定弁５８が右方位置に動く。

即ち，クラッチ２又は３を締結し、シャトル弁９０、通
路９２を経て押圧弁５８の大直径の弁孔６６に流体圧が
作用する。

歯車変速装置１４が安定状態となった時は、第６図に示
す通り、リリーフ弁４６の定めた流体圧約３００ｐｓｉ
（約２１ｋｇ／ｃｍ２）が弁孔６６に作用する。

第６図に示す圧力増加の過渡条件においては、例えば第
６図の点１４４として示す中間圧力において設定弁スプ
ールは右に動いて肩部８０に接触する。

スプール７２が第２図に示す位置となれば、室８６と排
液路９６との連通は遮断され、ガバナー圧通路５２が通
路９８を通って設定弁に入り室８６内に作用する。

スプール７２，１００図の位置で互に接触するため、ス
プール７２が右に動けばスプール１００も右に動く。

第３図に示す通り、室８６内にガバナー圧が作用する前
に，スプール１００はほぼ５ｍｍだけ右に動く。

室８６内のガバナー圧によってピストン８４を右に動か
した時はスプール１００を更に右に動かす。

変速装置出力軸１６の回転数が増大すれば、ガバナー５
２からのガバナー圧は大となり、室８６内に作用する流
体圧力信号は大となる。

中間圧力３６ｐｓｉ（約２５ｋｙ／ｃｍ２）となった時
に第６図に示す通り、スプール１００はスプール７２を
離れてピストン８４に押されて右に動き始める。

この点を第３図に点１４６として示す。

第５図に示す通り、この圧力は出力軸１６のほぼ３７０
ｒｐｍの点に相当する。

出力軸速度が更に大となれば通路５６内のガバナー圧は
更に大となり、制御スプール１００はばね１１４、反作
用室１０８内の圧力に抗して右に動く。

スプール１００が第３図の点１４８に近接すれば、室１
０８は凹み１２０との連通を遮断されて凹み１２４、排
液路１２２に連通する。

この点からのスピール１００右方への動きはばね１１４
のみに抗して行はれる。

それ故，スプール１００は第３図の点１５０迄右に動く
。

更に出力軸１６の回転数が大となれば、スプール１００
は更に右に動き第２図の右端のカバー６８に接触し，第
３図の点１５２の位置となる。

出力軸１６の回転数が減少する時はスプール１００はば
ね１１４のみによって左に動き、第３図の点１５４に達
する。

それ故、スプール１００は第３図の点１５４に達する迄
左に動く。

この位置で、室１０８は再び凹み１２０に連通して通路
５６内のガバナー圧を受ける。

室１０８の端面１１０に作用するガバナー圧とばね１１
４の力とによってスプール１００は急速に左に動いて第
３図の点１５６に達する。

この後は通路５６内のガバナー圧の低下に伴ってピスト
ン８４を左方に押し、設定弁スプール７２に接触する点
１４６に達する。

第３図はスプール１００の両端面に作用する室８６，１
０８の面積差による流体圧力によってクラッチ３０が締
結、解放されることを示す。

第３図の線によって示すスプール１００の経路は、ばね
等の弾件部材の弾性ヒステレシス・ループにほぼ相当す
る。

点１４８，１５０間のスプール１００の運動はほぼ一定
圧力で行はれ、スプール１００のスナップ運動とみなし
得る。

第２のスナップ運動は点１５４，１５６間で行なれる。

それ故、スプール１００が弁孔６４内で急速な振動運動
を行うことはなく，クラッチ３０が急速に締結、解放を
繰り返すことはない。

本発明の他の特長を第６図について説明する。

変速機制御装置４２は歯車変速装置１４の歯車比の変更
、即ち変速操作の度にクラッチ１〜７に供給される変調
圧力を零から所定値，例えば３００ｐｓｉ（約２１ｋｙ
／ｃｍ２）迄に第６図に示す線に沿って増加させる。

クラッチ供給圧力がシャトル弁９０、通路９２を経て設
定弁５８の左端面に作用するため、変速段シフトの度に
短時間の間はクラッチ３０は解放される。

高速の変速段３〜７においてはクラッチ３０は短時間後
に再び締結されるが変速過程におけるクッションとして
作用し，歯車変速装置の変速ショックを防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロックアップクラッチ制御弁装置
を有する変速機装置の図，第２図は第１図の制御弁装置
の別の作動状態を示す図、第３図は制御弁装置の制御ス
プールのガバナー圧に対する動きを示すグラフ、第４図
は各変速段において締結するクラッチを示す表、第５図
は出力軸回転数に対するガバナー圧を示すグラフ、第６
図は変速の際の時間に対するクラッチ締結圧力のグラフ
である。 １０……機関、１２……トルクコンバータ、１４……歯
車変速装置，１６……出力軸，３０……ロックアップク
ラッチ，３２，７８，１１４……ばね、３４……作動室
，４２……変速機制御弁装置、４４……加圧流体供給源
（ポンプ）、５０……ロックアツプクラッチ制御弁装置
，５２……ガバナー、５８……設定弁、６０……制御弁
、６２……弁ハウジング、６４，６６……弁孔、６８，
７０……カバー．７２，１００……弁スプール．８４，
１０６……ピストン、８６，１０８……流体室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力部材と歯車変速装置との間に介挿したトルクコ
   ンバータと、前記入力部材と前記歯車変速装置とを直結
   して前記トルクコンバータを選択的にバイパスする流体
   圧作動ロックアップクラッチと，変速機装置の１個の部
   材の回転速度にほぼ比例する圧力とした流体圧信号を発
   生する速度感知装置と，前記ロックアップクラッチの締
   結と解放とを適確に制御する制御装置とを有する変速機
   装置において， 前記制御装置には、加圧流体供給源と，前記ロックアン
   プクラッチに前記加圧流体供給源と排出路とを選択的に
   連通させ前記速度感知装置からの前記流体圧信号に応答
   して前記クラッチの締結及び解放を行う制御弁とを設け
   ，前記制御弁として、弁孔を区画する弁本体と、弁元内
   を滑動してロックアップクラッチを流体圧供給源と排出
   路とに選択的に連通させる制御スプールと、前紀クラッ
   チを排出路に連通ずる方向に前記制御スプールを押圧す
   る弾性手段とを具え，前記流体圧信号を連通させる比較
   的大きな作用表面を有する手段を前記制御スプールに設
   け、前記加圧流体供給源に前記クラッチを連通させる位
   置に向け前記弾性手段に抗して前記制御スプールを押圧
   し、更に前記制御スプールに孔くり部を形成し、この孔
   くり部内に摺動するよう反作用ピストンを配置して比較
   的小さな作用表面を有する反作用室を形成し、前記制御
   スプールの運動中前記速度感知装置からの前記流体圧信
   号を前記反作用室に選択的に連通させ、前記弾性手段が
   前記制御スプールを押圧する方向と同一方向に前記反作
   用室内の前記流体圧信号によって前記制御スプールを押
   圧することを特徴とするロックアップクラッチ制御装置
   。 ２ 特許請求の範囲１に記載する装置において、選択的
   に及び液圧により係合して所要の歯車比を得る複数個の
   摩擦係合装置を歯車変速装置に設け前記摩擦係合装置の
   液圧による係合に制御スプールを応答させ歯車比選択の
   度にロックアップクラッチを排出路に連通させることを
   特徴とするロックアップクラッチ制御装置。