JPS6240581B2 - - Google Patents

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JPS6240581B2
JPS6240581B2 JP51149909A JP14990976A JPS6240581B2 JP S6240581 B2 JPS6240581 B2 JP S6240581B2 JP 51149909 A JP51149909 A JP 51149909A JP 14990976 A JP14990976 A JP 14990976A JP S6240581 B2 JPS6240581 B2 JP S6240581B2
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JP
Japan
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pressure
valve
passage
clutch
fluid
Prior art date
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Application number
JP51149909A
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English (en)
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JPS5285675A (en
Inventor
Dee Baakuzu Roorensu
Ei Hoitsutonei Dagurasu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Motor Co
Original Assignee
Ford Motor Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Ford Motor Co filed Critical Ford Motor Co
Publication of JPS5285675A publication Critical patent/JPS5285675A/ja
Publication of JPS6240581B2 publication Critical patent/JPS6240581B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/06Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
    • F16H47/08Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車駆動系に使用される流体トルク
コンバータ伝動装置に特に使用される。自動車用
の自動伝動装置は普通、多段比の遊星歯車装置と
流体トルクコンバータとを有し、流体トルクコン
バータは、内燃機関のクランク軸と、歯車装置の
トルク入力部材との間に介在し、駆動トルクを伝
達している。流体トルクコンバータは車両加速時
においてはトルク増大装置として、また高速走行
時においては流体継手として作用する。歯車装置
は、車が停止状態から路上における高速巡行状態
にまで加速されるにしたがい自動的に歯車比が切
換えられるように制御される。歯車比は通常3段
であるが、エンジンが小さい場合にはより多い段
数が選ばれることもある。最高の歯車比は普通直
結の場合の1:1である。走行運転時間の大部分
はこの最高歯車比を用いて運転される。従つてコ
ンバータ内の流体運動的損失は長時間の巡航運転
時にも常に存在している。
巡行運転時においては、コンバータを通る流体
トルク伝達径路をバイパスする機械トルク伝達径
路を設定するため、流体トルクコンバータ殻体内
部に機械式摩擦クラツチを配置すれば、駆動系に
おける流体運動的損失はなくなつて伝動装置の伝
動効率が向上する。この型のクラツチの例は米国
特許第3252352号、第3239037号、第3275108号、
第3541893号、第3491617号、第3497043号、第
3470693号、第3463033号、第3230716号、第
3209540号、第3205662号及び第3188887号などに
記載されている。
これら従来の摩擦クラツチにおいては、その一
部をなすクラツチ部材はコンバータ殻体と共にコ
ンバータ液体が流れる円環体(torus)状の流路
を画定しており、コンバータ液体は、コンバータ
がトルク増大装置として働いているときも、また
は単なる流体継手として働いているときもこの流
路を通り循環している。コンバータ内を流れるこ
の流れの方向を切換えることにより、摩擦クラツ
チを係合させたり、解放させたりするようになつ
ている。
本発明の目的は、上述したような流体トルクコ
ンバータと機械式摩擦クラツチとを有する伝動装
置を改良することであり、目的の一つは流体トル
クコンバータに対する冷却作用を向上させること
である。
本発明の目的の他の一つは、歯車比切り換えに
対する摩擦クラツチの悪影響を防止することであ
る。
これら目的を達成するため、本発明において
は、冒頭に述べたような多段比の歯車装置と流体
トルクコンバータを備えた流体式伝動装置におい
て、トロイド状の流れを形成するように配置され
た羽根車及びタービンをもつ流体運動ユニツト
と、該タービン及び該羽根車を囲み該羽根車と機
関とに機械的に連結された羽根車殻体と、羽根車
殻体と該タービンとの間に置かれ、流体圧力を受
けて変形し羽根車殻体と摩擦係合し得るクラツチ
部材と、羽根車殻体とクラツチ部材との間の空間
にして羽根車、タービンが存在しない側の領域
(クラツチ解放圧力領域)に通じる第2通路と、
羽根車、タービンが存在する側の領域に通じる第
1通路、第3通路と、圧力源と、ライン圧力をも
つ高圧領域とコンバータチヤージ圧力をもつ低圧
領域を有する制御弁回路とを設け、クラツチをロ
ツクしない状態においては、前記第1、第2通路
を低圧領域に連通させ第3の通路を減圧解放し、
クラツチをロツクする状態においては、第1、第
3の通路を高圧領域に連通させ、第2通路を減圧
するようにしている。さらに、前記制御弁回路が
クラツチの係合、解除を制御するクラツチ制御弁
に関連するシフト弁を有し、該シフト弁の作用に
より、前記多段比の歯車装置に最高歯車比の状態
が形成される以前にクラツチ制御弁が作動し、コ
ンバータクラツチがロツクされることを防止する
ようになつている。
以上のような本発明の構成によりつぎのような
効果が得られる。
従来の摩擦クラツチを内蔵した流体トルクコン
バータにおいては、コンバータに通じる通路を二
本設け、いずれの通路から流体をコンバータに供
給するかによつて、機械式摩擦クラツチを係合
(ロツク)させたり、係合を解除(アンロツク)
させたりしている。従つて、摩擦クラツチを係合
させないで流体によりトルク伝達を行うアンロツ
クの状態においては、流体供給通路は摩擦クラツ
チと羽根車殻体との間に形成されることになる。
この場合、流体は摩擦係合する面の間を通つて半
径方向外側に向かつて流れ、トロイド状の流路を
通り、最後に排出通路を通つて流出する。従つ
て、流体は、コンバータの回転により生じた遠心
力に抗してコンバータに供給される必要がある
し、また、摩擦クラツチは流路抵抗を大きくして
いる。そのため、適切な冷却作用を得るに必要
な、充分の流体流量を得ることは困難である。本
発明においては、コンバータに通じる通路を三本
設け、アンロツク状態における流体供給通路とし
て、上述した摩擦面間の通路のほかに、コンバー
タの中心部近くに開口する通路が設けられてい
る。従つて、アンロツク状態において流体をコン
バータ内に流入させるにあたり、従来技術におけ
るような、遠心力や大きい摩擦抵抗に逆らつて流
体を流すという不利がなく、充分な流量が得られ
て、コンバータの滑りを伴うアンロツク状態の運
転を長時間続けたとしても、コンバータが過熱す
るようなことがない。
また、摩擦クラツチを機械的にロツクした状態
においては、流体トルクコンバータの緩衝作用は
働かないから、ロツクしたまま歯車比を切り換え
れば、伝動装置は勿論、伝動装置に連なるエンジ
ンや車輪など駆動系統すべてに対して有害な衝撃
力を与えることになる。本発明においては、機械
的摩擦クラツチは、歯車装置において最高の歯車
比が形成されてのち初めて係合するようになつて
おり、摩擦クラツチを係合させたまま歯車比が切
換えられることはなく、上述の不具合は防止され
ている。
次に図面について本発明の実施例を説明する。
第1A図において、流体トルクコンバータ(流
体運動ユニツトとも称する)10は羽根車12、
羽根タービン14及び羽根リアクタ15を有し、
これらはトロイド状の流体の流れを形成するよう
に配置されている。コンバータについては第3図
を参照して、あとで詳しく説明する。羽根車は各
羽根部材を包囲する羽根車殻体16を有する。殻
体16は内燃機関20のクランク軸18に駆動結
合されている。機関20は運転者により制御され
る気化器22を有し、気化器は空気・燃料の混合
物を吸気マニホールド24に送る。吸気マニホー
ルド通路26がマニホールドから第2図を参照し
て後述する伝動装置スロツトル弁まで延びてい
て、マニホールド圧力を伝達している。マニホー
ルド圧力は後述するように歯車装置の自動切換え
に関する信号として使用される。
流体トルクコンバータ10のタービン14はタ
ービン軸28に駆動結合され、タービン軸28は
2つの遊星歯車ユニツト30,32を含む歯車装
置のトルク入力部材となつている。太陽歯車34
は歯車ユニツト30と32とに共通である。歯車
ユニツト30は、太陽歯車34に加えて、リング
歯車36、キヤリヤ38及びキヤリヤ38に軸支
されるピニオン40を有する。歯車ユニツト32
は、太陽歯車34に加えて、リング歯車42、キ
ヤリヤ44及びキヤリヤ44に軸支されるピニオ
ン46を有する。ピニオン40はリング歯車36
及び太陽歯車34にかみ合い、ピニオン46はリ
ング歯車42及び太陽歯車34にかみ合う。キヤ
リヤ44に連結された摩擦円板ブレーキ部材48
は静止ハウジング50に担持される摩擦ブレーキ
円板と協動する。ハウジング50により形成され
る環状シリンダ52は環状ピストン54を受入
れ、該ピストンは上記シリンダと共に圧力室を画
定する。圧力室が加圧されると、キヤリヤのブレ
ーキ円板が制御されキヤリヤが静止状態になり、
低速および後進運転時の反力支持点を形成する。
前進クラツチ56は、入力部材28とリング歯
車36とを駆動結合させるものであり、入力部材
28に結合されている環状シリンダ58内に収容
されたクラツチ部材に担持されたクラツチ円板
と、リング歯車36に連結されたクラツチ部材6
0に担持されるクラツチ円板とを有する。環状シ
リンダ58の中に環状ピストンが置かれて圧力室
を画定し、圧力室が加圧されると両クラツチ円板
が係合される。
直結・後進のクラツチ62は、入力部材28と
駆動殻体64とを駆動結合させるものであり、殻
体は直接太陽歯車34に連結されている。クラツ
チ62は、環状シリンダ66に担持されたクラツ
チ円板と、シリンダ58のクラツチ部材68に担
持されたクラツチ円板とを有する。環状ピストン
70は環状シリンダ66の中に置かれてシリンダ
と共に圧力室を画定し、該室が加圧されるとクラ
ツチ62が摩擦係合する。環状シリンダ66はま
たブレーキ胴の役をしており、まわりにブレーキ
帯72が置かれている。ブレーキ帯72は中間歯
車比の運転時に係合され、太陽歯車34を制動静
止させ、反力支持点の役をさせる。ブレーキ帯7
2の引締めと解放とは、第1B図に示したシリン
ダ76とピストン78とを含む液圧の中間サーボ
によつて行われる。
この中間サーボはピストン78の両側に作用室
を有し、ピストンはブレーキ帯の端部に連結され
ている。ピストン78の両側の圧力室が加圧され
ると、ピストンはブレーキ解放位置に移され、左
側の圧力室が加圧され右側の圧力室が抜かれる
と、ピストンはブレーキ作動位置に移される。ブ
レーキ帯72が締められかつ前進クラツチ56が
係合されると、伝動装置は中間歯車比の駆動状態
になる。前進クラツチ56はいずれの前進歯車比
の運転においても係合している。
後進運転は、前進クラツチ56を解放し、直
結・後進のクラツチ62を係合させ、低速・後進
ブレーキを作動させ、キヤリヤ44を反力支持点
として役立たせることにより得られる。このとき
入力部材28からクラツチ62を経て太陽歯車3
4に送られ、ついで静止して反力支持点を形成し
ているキヤリヤ44を介してリング歯車42を逆
方向に駆動する。リング歯車42は出力部材80
に直結されている。
以上歯車装置の作動を要約すると、歯車装置の
低速形態は、前進クラツチと低速後進ブレーキを
作動させることにより、第2速形態は前進クラツ
チと中間ブレーキサーボを作動させることによ
り、直結形態(高速形態)は前進クラツチと直結
後進クラツチを作動させることにより、後進形態
は直結後進クラツチと低速後進ブレーキを作動さ
せることにより得られる。
1次の調整段階と2次の調整段階とをもつ流体
圧ガバナー82が出力部材80に駆動結合されて
いる。ガバナー82は2段階圧力特性を有する。
ガバナー信号は、2次のガバナー弁84によつて
供給通路86中の圧力を調整してつくられ、通路
88中に速度に対応する圧力信号を作り出す。1
次ガバナー90は、低速度運転中弁84の半径方
向外側の空間に通じる通路89を閉鎖することに
より2次ガバナーの調整作用を停止させる。速度
信号は、マニホールド圧力通路26からの真空信
号と共に、第2A,2B図を用いて後述する回路
中において、コンバータおよび歯車装置に対し自
動制御機能を行わせるために使用される。
コンバータ10は第3図に横断面で示されてい
る。羽根車殻体16は2つの殻部分92,94を
有する。これらの部分は密封溶接96により接合
されている。殻部分92は、羽根車の羽根100
の外縁に形成された突片を受入れる凹部98を有
する。羽根100の内縁は内方シユラウド102
に取つけられる。
タービンの外方シユラウド104にタービン羽
根106が取つけられる。タービン内方にシユラ
ウド108はタービン羽根106の内縁に取つけ
られる。シユラウド104はタービン軸28にス
プライン結合されたタービンボス110に取りつ
けられている。
環状の摩擦面112が殻体94の内面に形成さ
れており、それに対向して摩擦面114がクラツ
チ部材116に形成されている。クラツチ部材1
16は、ボス110に取付けられた隔壁の形態で
あり、タービンシユラウド104と殻体94との
間の環状の空間に延びている。クラツチ部材の外
周縁118は複数の半径方向に置かれた緩衝ばね
120を介してシユラウド104に駆動結合され
ている。
リアクタ15のボス122は中央孔124を有
し、一方向クラツチの外レース126を収容して
いる。一方向クラツチの内レース128は第1図
に示されるリアクタスリーブ軸130にスプライ
ン結合される。リアクタスリーブ軸は伝動装置ハ
ウジングに連結されるか、またはハウジングと1
体につくられている。一方向クラツチのローラ1
31は、レース126,128の間に置かれ、リ
アクタ15を羽根車の回転方向と反対の方向には
回転しないように制動するが、羽根車の回転方向
と同じ方向には自由回転運動を許す。リアクタ1
5は、タービン羽根106のトロイド流出口と羽
根車羽根100のトロイド状流入口との間に位置
する羽根132を有している。
羽根車12のボス134はスリーブ状の軸であ
り、伝動機構の静止ハウジング内に軸支されてい
る。
コンバータ中の流体の流れがどのように制御さ
れるかは、第2A図および第2B図の回路図によ
り理解できる。コンバータ10に通じる流体の通
路は3つあり、第2通路136、第1通路13
8、第3通路140である。第1通路138、第
3通路140はそれぞれリアクタの推力受部材に
設けた半径方向の孔139,137を介してトー
ラス回路内に通じている。後述するように、制御
弁回路においてコンバータクラツチの係合を解除
するアンロツク信号が形成され、流体が通路13
6を経てコンバータに供給されると、流体は半径
方向外方に流れ羽根車殻部分94とクラツチ部材
116との間のクラツチ開放圧力領域94―11
6を通り摩擦面112,114を横切つてコンバ
ータ円環体回路内部に達する。流体は、コンバー
タの円環体回路から半径方向内方にリアクタボス
とタービンボス110との間の孔137を通り、
さらにタービン軸28とリアクタスリーブ軸13
0との間に配置された環状の流路を経て通路14
0へ戻される。コンバータ流体が第2通路136
および第1通路138から、コンバータを通り戻
りの第3通路140へと流されるとき、摩擦面1
22,114は離脱してコンバータはトルクコン
バータとしてまたは流体継手として通常の機能を
果すことができる。流体トルクコンバータまたは
流体継手として作動する場合には、コンバータ内
での流体の摩擦のため、流体の温度は漸次上昇し
てくる。過度の温度上昇を防ぐため、高温になつ
た流体を徐々に排出させ、代わりに、低温の流体
が補給されるのである。この場合、流体は第2通
路136と第1通路138との双方を通つてコン
バータに供給されているが、第2通路136は、
上述のように、摩擦面112,114の間を通
り、コンバータの周縁部に開口しているため、本
通路を通つて流体を供給する場合には、流れに対
する大きい摩擦面の抵抗と、コンバータ内の流体
の回転に伴う遠心力による周縁部における流体の
圧力上昇とを克服しなければならない。本発明に
おいては、第2通路136の他に、コンバータ中
心部に開口する第1通路138が設けられている
ため、低温の流体を補給するあたり格別の困難は
存在しない。他方、制御弁回路において、クラツ
チロツク信号が形成され、流体が通路138と通
路140とからコンバータに入り、通路136の
流体圧が減圧されるとき、トルクコンバータ内の
回路圧力はクラツチ部材116を押圧し、クラツ
チ部材116と羽根車殻体とを、摩擦面112,
114において摩擦係合させる。かくて、タービ
ンと羽根車とは係合摩擦面を介して機械的に結合
される。コンバータクラツチの係合力はクラツチ
部材116の前後の圧力差に左右される。従つて
クラツチ部材116の一方の側にコンバータの回
路圧力が加えられた場合、クラツチのトルク伝達
能力は、他方の側の、羽根車殻部分94とクラツ
チ部材116との間のクラツチ開放圧力領域の流
体圧力を調節することによつて制御され得る。
第2図の制御弁回路の圧力源はポンプ142で
あり、第1図に示唆するようにポンプは羽根車に
より駆動され、したがつて機関のクランク軸と共
に回転する。ライン圧力はポンプから通路147
を経て手動弁144に送られる。ポンプの吸込側
は吸込通路148を介して伝動装置ハウジングの
底にある油溜めに連結されている。
手動弁144は、軸線方向に離隔された5つの
弁隆起部149,150,152,154,15
6をもつスプール146を有し、このスプール
は、通路145,160,162,164への圧
力の配分を制御するため運転者により任意の操作
位置に移される。入力圧力通路147は弁を介し
て前記各通路に連通される。操作位置としては低
速、第2速、自動、中立および後進の5位置があ
り、この順序に第2B図において右側から左側へ
とほぼ等間隔に並んでおり、そのうちの中立位置
だけが図示されている。スプール146が最も右
方へ移動した低速位置においては、通路145,
162がライン圧力を有する通路147と連通し
て加圧され、通路160,164が圧力を解放さ
れる。第2低速位置においては、通路145,1
60が加圧され、通路164が解放される。自動
位置においては、通路145だけが加圧され、通
路160,162,164が解放される。中立位
置においては、ライン圧力通路147は手動弁に
おいてブロツクされ、通路145,160,16
2,164はすべて解放される。後進位置におい
ては、通路162,164が加圧され、通路14
5,160が解放される。
手動弁を中立の位置から低速の位置にシフトす
ると、上述したように通路145が加圧され、前
進クラツチ56が係合する。同時に通路145の
圧力は通路168,1―2シフト弁166、通路
276、通路286を通つて低速、後進クラツチ
52を係合させる。かくて車の低速走行が開始さ
れる。
手動弁を第2速の位置にシフトすると、通路1
45に加えて通路160が加圧され、通路188
を通つてシフト弁166に達する。シフト弁16
6は、弁隆起部172,174,176,178
を有する弁スプール170と、該弁部材170の
上端に係合する弁部材180とを備えている。弁
部材180は離隔された弁隆起部182,18
4,186を有する。弁部材180と170との
間の空間は通路188に通じ、通路188は通路
160に通じ、通路160が加圧されると、弁部
材170が下方に押し下げられ、通路145と共
に加圧された通路168の圧力が、1―2シフト
弁166、通路242、中間サーボ能力変調器2
52,244(これについては後述する。)、通路
246、通路250を通つて中間サーボを加圧
し、中間ブレーキ72を係合させる。かくて車は
第2速状態になる。弁部材170は、第2B図に
おいてDR―2シフト弁と称されているが、その
理由は手動弁が第2速比の位置にあるときは、上
述のようにして弁部材170が下向きに押され第
2速比から低速比へと歯車がシフトすることを防
止しているからである。
上述のように第2速への移行は手動弁を操作し
ても行われるが、また手動弁を自動の位置にシフ
トさせると、車の走行状態に応じて歯車は低速か
ら第2速へ、第2速から直結状態へ、さらにコン
バータクラツチ係合状態へと適切に移行するよう
になつている。減速する場合も同じである。この
場合制御弁回路を制御する信号は前述したよう
に、車の速度(歯車装置の出力軸80の回転数)
に対応するガバナー圧力信号と、エンジントルク
言いかえれば車の加速要求に対応するマニホール
ド圧力(スロツトル圧力ともいう)信号である。
ガバナー82の2次弁位置からの圧力は、通路
190を経て、L―3―2弁を経てさらに通路1
92を経て1―2シフト弁の隆起部186の上端
および2―3シフト弁の隆起部の23の上端へと
配分される。制御回路用の機関トルク信号はスロ
ツトル圧力用弁194を用いて作成され、該弁は
膜196に連結された可動のスプールを有し、そ
の右側は通路26中の吸込マニホールド圧力をう
ける。ライン圧力が通路147から弁194に供
給され、膜196の右側のマニホールド圧力に対
応しとて調整され、通路198中にスロツトル圧
力信号を生じさせる。このスロツトル圧力は、一
次スロツトル弁圧力と呼ばれ、通路202を経て
スロツトル圧力ブースタ弁200に分配される。
ブースタ弁200は、弁室内の二重隆起部付スプ
ール204を有し、スプールは弁ばね206によ
り第2図右方向にばね荷重をうける。通路147
から通路208を経て弁200にライン圧力が配
分される。弁200は、通路202中の圧力を調
整し、通路210に高い2次スロツトル弁圧力を
生じさせる。
1次スロツトル弁圧力の大きさが、ばね206
の力に打勝つほど大きくなると、増大された2次
スロツトル弁圧力が2―3シフト弁214の下方
にあるスロツトル圧力変調弁212に通路21
0,410,412を経て配分される。2次スロ
ツトル弁圧力はまた通路210から通路216に
配分され、3―L変調弁218の上端に達してい
る。
スロツトル圧力変調弁212は弁ばね220を
有する。弁部材222の下端に配分されたた圧力
は変調弁212によつて減圧され、通路224を
通つて、1―2シフト弁180の異なつた直径を
もつ2つの隆起部184,186の間の領域(以
下差域部とも称する。)に配分される。この結果
1―2シフト弁180はダウンシフト(低速側歯
車比へのシフト)の位置すなわち第2図における
最上の位置へと押し上げられる。フイードバツク
圧力通路188が部材222の上端に通じ、圧力
を調整している。この圧力は同時に、2―3シフ
ト弁の弁部材226の下端に加えられ、弁ばね2
20の力を補充している。
ポンプ142出口側からの制御圧力は、通路1
47から通路228(高圧領域)及び通路230
を経て、2―3シフト弁のそれぞれ異なつた直径
をもつ隆起部232,234の間の差域部に配分
される。2―3シフト弁214はさらに小径の隆
起部236,238をも有している。アクセルペ
ダルを踏み込み、マニホールド圧力が増大した場
合には、増大した2次スロツトル圧力が1―2シ
フト弁180と2―3シフト弁214とに上向き
に作用し、通路192を経て該シフト弁の隆起部
186,232の上端に下向きに作用しているガ
バナ圧力に打ちかつて両シフト弁を上方に押し上
げる。かくて歯車装置は逐次低速側の形態へと移
行する。
手動弁を低速から第2速へ切換えた場合、また
は手動弁自動位置において車速が充分速くなつた
場合、1―2シフト弁が下方へ押し下げられアプ
シフト(高速側歯車比へのシフト)位置に移り、
通路168は通路240と連通し、通路240は
ライン圧力を2―3シフト弁に供給する。同時
に、通路168は通路242と連通し、通路24
2は中間サーボ変調器244を通つて通路246
に延びている。2―1バツクアツプシフト弁24
8は通路246と通路250とを連通させ、通路
250は中間サーボへと延び圧力を供給し、歯車
装置が第2速形態へ移行する。中間サーボの係
合・離脱の感触はアキユムレータ252及び変調
器244により調整される。すなわち、上述のよ
うに1―2シフト弁がアプシフト位置に移行し、
通路246に圧力が生じると、該圧力がアキユム
レータ252の直径の違う隆起部254,256
の間の差域部に配分される。一方通路147のラ
イン圧力が通路259を経て隆起部256の下端
に配分されている。トルクをうけている状態にお
いて中間比への移動があると、アキユムレータ弁
隆起部254は上方へと動く。圧力が通路246
から制御オリフイス258を通つて隆起部254
の上側へと分岐されるので、隆起部254の上方
の圧力は徐々に増大し、アキユムレータ弁ばね2
60の力を補充するので、サーボ係合の感触
(Feel)は適切に調整される。
DR―2シフト弁が下方に動くと、通路168
からの圧力が通路242、中間サーボ変調器24
4を経て通路246に配分され、通路246は2
―1バツクアウトシフト弁248を経て中間サー
ボの加圧側に延びている。1―2シフト弁の上端
面に通じる通路192中のガバナー圧力の増大に
応じてDR―2シフト弁が下方へ移動すると、中
間サーボ変調弁の下流側、オリフイス258の上
流側において通路246の圧力が上昇する。オリ
フイス258の下流側では圧力上昇の遅れが生
じ、圧力上昇の度合は中間サーボアキユムレータ
の期待特性に従つて決定される。中間サーボの最
終圧力は変調弁244により決定される。通路2
42からの圧力は弁内部通路266を経て弁隆起
部262の下端に配分される。隆起部262は排
出孔266の大きさを制御する。
通路242に圧力が来ているときは、同じ圧力
が2―3シフト弁に通じる通路240にも供給さ
れている。通路268は、直接駆動クラツチの供
給側へ通じるとともに、中間サーボの解放側へ通
じている。2―3シフト弁が第2B図の位置にあ
るときは、通路268は後進時加圧される通路2
70、通路164、および手動弁内の孔を経て排
出されている。2次スロツトル圧力は通路210
を経てスロツトル圧調整弁212に配分される。
調整された圧力は隆起部238の下端に作用し、
ばね220の作用を補充する。自動車の速度が上
昇し、隆起部232の上端面に作用するガバナー
圧力の大きさが、ばね220と調整された2次ス
ロツトル圧との合力を超えると、2―3シフト弁
は下向きに動いて通路270を閉止し、通路26
8を通路240に連通させ加圧状態にする。する
と通路268に連通する直結クラツチが作動し、
同時に中間サーボが解放され、歯車装置は直接高
速の形態になる。通路230は隆起部232,2
34による差域部に圧力を配分する。この圧力は
2―3シフト弁のアプシフトを抑えるように働く
が、該弁が下に動いたときには、該圧力は通路2
72を経て排出され、弁はスナツプ作動をする。
手動弁が低速の位置にあるときには、通路16
2が加圧されて制御圧力は二方向逆止め弁274
を横切つて配分され、2―3シフト弁を上方位置
に保持して2―3弁のアプシフトを防止してい
る。
1―2シフト弁が第2B図の位置にあるときに
は、隆起部172,174の差域部に圧力が作用
しており、1―2弁のアプシフトを防止してい
る。この圧力は前進クラツチの圧力通路168を
通り供給されている。1―2シフト弁が下に動い
たときには、隆起部172,174の差域部に作
用していた圧力は排出され弁はスナツプ作動をす
る。
2―1スケジユール弁278の隆起部280,
282の差域部は、手動弁が低速または後進の位
置にあるとき、通路162を通つてライン圧力を
うける。第3の隆起部284は通路162と通路
286との連通を制御し、通路286は後進クラ
ツチに通じる。隆起部282,280の差域部に
作用する圧力は、ばね288の力と反対の方向に
作用する。
2―1スケジユール弁278は、通路276の
圧力を調整し、巡航運転中に手動弁を低速の位置
へ移した場合、低速へのシフトが早く起りすぎる
ことを防止している。巡航運転中、2―1スケジ
ユール弁は、1―2シフト弁に対し、1―2シフ
ト弁をダウンシフトさせる方向の圧力を与えてい
る。しかし、運転者が瞬間的に加速ペダルを踏ん
だ場合などには、それに即応して直ちにダウンシ
フトが起ることは防止されている。すなわち、ス
ロツトル圧力が過度的に、または一時的に増大し
た場合には、該増大した圧力が2―1スケジユー
ル弁の隆起部280と282との間の差域部に作
用し、該弁を作動させ、通路276の圧力が調整
され、1―2シフト弁が急激にダウンシフトしな
いようになつている。
圧力調整弁290は3つの隆起部292,29
4,296を有する。圧力は通路228から隆起
部292と294の中間位置に配分される。フイ
ードバツク圧力は隆起部296の上端に通路22
8から配分される。弁ばね298は必要な調整ば
ね力を与える。排出孔300は、伝動装置の溜め
に通じる排出通路302と連通する。第2A図に
おいては、弁290はエンジン非作動時の形態位
置にあるが、エンジンが作動を開始すると、ポン
プ142により加圧された圧力が上述のように弁
の各所に配分され弁ばね298の力に抗して弁2
90を下方に押し下げ、隆起部292により閉じ
られていた通路304を部分的に開口させ、通路
304内に調整された圧力を生じさせる。すなわ
ち、隆起部292は通路228(高圧領域)とコ
ンバータチヤージ圧力通路304(低圧領域)と
の連通の程度を調整する。コンバータ圧力逃し弁
306が、弁290の作動不良により過大な圧力
が生じた場合コンバータを守るため、通路304
に連通している。弁290には、直径が漸次減少
する3つの環状隆起部310,312,314を
有する主油圧ブースタ308が含まれる。隆起部
314の底には、通路198を通り1次スロツト
ル圧力が供給されているので、通路147中のラ
イン圧力は吸気マニホールド圧力の大きさによつ
て或程度影響される。
後進運転中加圧される通路164は通路316
を介して、弁290の隆起部312,314で作
られる差域部と連通する。これにより、後進運転
時には、ライン圧力は増大してクラツチ及びブレ
ーキサーボのトルク容量を増大させる。1次スロ
ツトル圧力はカツトバツクブースト弁318を経
て通路320に配分され、該通路は弁290の隆
起部310,312の差域部に延びている。若し
伝動装置が高速で運転し手動弁が低速比または中
間速比の位置にあると、ライ圧力が通路324を
経てカツトバツクブースト弁318に配分され
る。何となれば、通路324は、手動弁が第2速
比の位置にあるとき逆止弁274を経て通路16
0と連通し、手動弁が低速比の位置にあるとき逆
止弁274を経て通路162と連通するからであ
る。通路324中の圧力は、上記のような歯車比
で高速巡行を行う場合、ライン圧力の減少を防止
する。弁318は、通路322を経て配分される
ガバナー圧力にも応動する。
スロツトルダウンシフト弁326は、前進走行
時加圧される通路168からの圧力を通路328
へと配分するものである。運転者がアクセルペダ
ルを踏み込むと、スロツトルダウンシフト弁32
6は右方へ動き、通路328が通路168に連通
される。通路328の圧力は、2―3シフト弁2
14を上方へ移動させ、第3速から第2速へとダ
ウンシフトさせる。同時に、ダウンシフトの圧力
は1―2シフト弁の隆起部182,184の差域
部に配分され、若し車速とガバナー圧力が1―2
シフト弁を上方に移動させる程低い場合には、こ
の弁をダウンシフトの位置に移行させる。
コンバータのクラツチの係合離脱は既述のよう
に、コンバータ通路138,140,136中の
流体の流れ方向を制御して行われる。この制御は
制御弁340によつて行われる。弁340は、多
くの隆起部342,344,346,348,3
50を有し、ばね352により上方に押されてい
る。これら隆起部は協動するシリンダ内面の弁隆
起部と対応している。弁340は第2A図に示す
コンバータクラツチの離脱をもたらす位置におい
て、圧力通路304と通路354とを連通させ、
通路354は変調弁356を経てコンバータ送り
通路136(第2通路ともいう)に通じている。
弁356は3つの隆起部358,360,362
をもつスプールを有する。通路354が加圧され
ると、弁356は上方位置に保たれ、通路354
と通路136とは直接連通する。通路304のコ
ンバータチヤージ圧力(低圧領域ともいう)はま
た、隆起部348,350間の空間を経て通路1
38(第1通路ともいう)に配分される。それ
故、コンバータの円環状回路を流れる流体は2つ
の通路すなわち第2通路136、第1通路138
から供給される。戻り通路は140(第3通路と
もいう)であり、制御弁340の隆起部346,
348間の空間を経て通路365を通つて伝動装
置の冷却器と後部給油回路とへ連通し、解放され
ている。後述するような態様で弁340が下方に
動くと、通路354は排出口364を通つて解放
され、同時に圧力通路304が通路365と連通
し、オリフイスを介して解放される。同時に、圧
力通路228が、弁340を経て通路138と通
路140とに連通し、コンバータクラツチが係合
する。この状態において変調弁356は通路13
6中の圧力を、ばね366の値と隆起部360と
362との差域部に生じる力とを用いて制御し始
める。クラツチ係合の強さは機関マニホールド圧
力の変動に応じて変化する。何となれば、圧力調
整弁により調整されるライン圧力の大きさは、1
次スロツトル弁圧力の大きさに影響されるように
なつているからである。この変化するライン圧力
が変調弁356の隆起部360,362の差域部
に作用し、通路136中の圧力を制御する。かく
てクラツチの係合の強さは弁356の特性によ
り、伝達すべきトルクの大きさに応じて調整され
る。
制御弁340が第2A図に示すように上方位置
にあるときは、コンバータクラツチは離脱の状態
にある。この場合、弁340は、ばね352の力
により、また通路228を通り弁部材下端に作用
するライン圧力により、該上方位置に保持されて
いる。弁下端にライン圧力を作用させていること
により、2―3上昇シフトが完了し、ライン圧力
が通路268,402、3―Lシフト弁374,
通路388を通つて、制御弁340の上端に作用
するまでは、弁340が動かないことが確実とな
る。
ライン圧力が上述のような径路を通り制御弁3
40の上端面に作用すると、制御弁340の上部
隆起部342の直径が、隣接する隆起部344と
350のそれぞれの直径よりも大きくされている
ので、ばね352の力と制御弁340の下端に作
用するライン圧力とに打克つて、弁340を下方
へ押し下げる。
制御弁340が下方へ押し下げられ、クラツチ
解放位置にあるときには、通路340のチヤージ
圧力はまた、制御弁340を経て通路354に配
分され、通路354は変調弁356に通じるとと
もに通路368を介してL―3―2分配弁367
の下端に延びている。
変調弁356は、通路354と第2通路136
との連通を生じさせ、第2通路136はクラツチ
部材116とハウジング壁94との間のクラツチ
解放圧力領域に延びてクラツチ部材を離脱させる
力を伝達する。通路354中にあるコンバータチ
ヤージ圧力は、隆起部362に作用して、隆起部
360,362の差域部に通路370を経て作用
している通路228のライン圧力により生じた上
方向の力に加算される。第3通路140は戻り通
路となり、コンバータクラツチ制御弁をおよび通
路365を通つて、伝導装置冷却器や給油回路と
通じている。
コンバータクラツチ制御弁がクラツチロツク位
置に対応して、下方位置にあるときには、通路3
04中のコンバータチヤージ圧力は、該制御弁を
経て通路365に連通し、該通路365はオリフ
イスを介して冷却器と給油回路とに延びて解放さ
れている。同時に、通路228からのライン圧力
が制御弁340を経て第3通路140及び第1通
路138に配分される。同時に、変調弁356下
端と通路368とに通じている通路354は、排
出口364を通り解放されている。かくて、コン
バータ円環体回路への圧力配分は逆になり、クラ
ツチ部材116とハウジング壁94との間のクラ
ツチ解放圧力領域の流れは阻止され、クラツチは
係合ロツクされる。しかしし、解放圧力領域内に
は、変調弁356の作用に因り、残留圧力が残さ
れている。この残留圧力は第1通路136を経て
変調弁に通じている。クラツチ閉止状態において
は、隆起部362の下端に作用する圧力が既に存
在していないから、変調弁356は第1通路13
6中の圧力を変調する機能を獲得している。変調
された圧力は、第4図の記号を用いて次式のよう
に表される。
圧力=[スプリング力−TV圧力(Lの面積−Kの面積)]/Mの面積−Lの面積 コンバータクラツチ制御弁340は、3―Lシ
フト弁374を用いて、制御弁340の隆起部3
42の上端部に通じる通路385へ圧力を配分す
ることにより操作される。弁374は隆起部37
6,378,380,382を有し、380と3
82とは差域部を形成し、弁374が第2図の位
置にあるとき、通路228、分岐通路384を通
つてライン圧力を受けている。信号通路385が
クラツチ制御弁340の頂の隆起部342に延び
ている。圧力は、3−Lシフト弁から通路388
を経て信号通路385に配分される。弁374が
図示の位置にあるときには、通路388は弁37
4の排出口400を通つて解放されている。3―
Lシフト弁の隆起部376は、通路386を経て
配分されるガバナー圧力を受けている。すなわち
ガバナー圧力通路190は、通路392を経て通
路386と通じている。弁ばね394,396は
3―Lシフト弁を上方に押している。
3―Lシフト弁374は、隆起部376の上端
に作用するガバナー圧力が充分に増大すると、ア
プシフト位置すなわちコンバータクラツチをロツ
クさせる位置を占めるべく下方へ動く、下方へ移
動すると、隆起部382,380の差域部は排出
口398へ解放され、弁を上方へ押していた圧力
が突然減少し、弁は下方にスナツプ運動(急速に
動く運動)を行う。スナツプ運動をした後では、
弁のもとの上方位置に復帰させるためには、弁を
下方に動かすのに要した力よりも大きい上向きの
力が必要となる。この現象をヒステリシス効果と
称する。弁374がヒステリシス効果を与えてお
くことは、通路368または通路418の圧力が
僅かに変動した場合、弁374が上下に振動する
ことを防止するために必要である。通路388
は、弁374が第2A図の位置にあるときは排出
口400へ解放されているが、弁374が下方へ
移動すると通路402と連通する。通路402
は、車速が上昇してガバナー圧力が上り、2―3
シフト弁がアプシフト位置(弁が下方へ移動した
位置)へ移行したときに加圧され、この位置は直
結駆動クラツチ62を作動させたときの直結駆動
運転に対応する。このことは通路402に連絡す
る通路268が、2―3シフト弁がアプシフト位
置へ移行したとき通路240と連通することによ
り行われる。
既述したように、3―Lシフト弁374の移動
によりクラツチ制御弁340は操作されている。
該シフト弁374には、3―L変調弁において変
調されたスロツトル圧力が通路416を通つて、
3―Lシフト弁374の隆起部376,378の
間の差域部に供給され、またガバナー圧力が通路
386を通つて3―Lシフト弁374の上端面
に、弁を下方に動かすように作用している。隆起
部376の直径は隆起部378の直径よりも大き
く、スロツトル圧力の合力はシフト弁374を上
方へ動かすように働く。かくて、シフト弁374
は、スロツトル圧力およびガバナー圧力の変動に
応じて移動する。スロツトル圧力を変調する3―
L変調弁218は違径の隆起部404,406を
もつスプールから成る。スプールは、ばね408
により、かつこれら隆起部の差域部に作用するス
ロツトル圧力によつて第2A図の位置へと押され
ている。スロツトルブースト弁200からのスロ
ツトル弁圧力は通路410を経て隆起部404の
上側に配分される。同じ圧力は通路412を経て
スロツトル圧変調器212の下端に配分される。
変調器212は、通路412の圧力を変調して、
通路188を通つて隆起部238の下端に配分
し、これにより加速中の2―3アプシフトを遅ら
せる。弁200からのスロツトル圧力は、弁21
8の隆起部404,406の差域部とばね408
との作用によつて調整される。フイードバツク圧
力は通路412を経て隆起部406の下端に配分
されている。調整されたスロツトル圧力は隆起部
376,378の間の差域部に配分され、3―L
シフト弁の移動開始時期を制御する。
スロツトルダウンシフト弁326からのライン
圧力は、運転者が強制的にダウンシフトを生じさ
せるためアクセルペダルを介して弁326を作動
させたとき、通路328を経て3―L変調弁への
通路414に配分される。この状態で、圧力は弁
218を横切つて通路414から通路416に配
分され、通路416は3―Lシフト弁に延びてい
る。同じ圧力は通路414から通路418を通つ
て3―Lシフト弁374の下端に配分され、弁3
74を第2図に示す上方位置に押上げている。強
制的なダウンシフトの状態でなく手動弁が自動の
位置にあるとき、通路418,414は通路32
8を通り、弁326、通路420及び通路162
を経て解放される。
L―3―2弁は、ガバナー圧力を通路190か
ら通路192に配分し、コンバータチヤージ圧力
が通路368に存在するときは常にガバナー圧力
を2―3シフト弁及び1―2シフト弁の上方隆起
部に配分している。L―3―2弁は隆起部42
2,424を有し、それぞれ通路190,230
への開口を制御する。
L―3―2弁は、コンバータがロツクの状態に
ある間3―2の自動的ダウンシフトを防止する。
すなわち、コンバータがロツク状態にあるとき
は、コンバータの通路136に関連する通路35
4が解放されており、該通路から分岐し、L―3
―2弁の下端面へ通じている通路368も解放さ
れている。従つてL―3―2弁は、その隆起部4
22の上端面に作用する通路140の圧力により
下方に移動させられている。この位置において、
ガバナー圧力がブロツクされ、代りにライン圧力
を有する通路230がL―3―2弁内において、
2―3シフト弁および1―2シフト弁の上端面に
通じる通路192と連通させられ、2―3シフト
弁および1―2シフト弁を第2図で見て下方位置
に強制保持するのである。
コンバータのロツクが解かれると、通路140
の圧力はクラツチ制御弁340、通路365を通
つて解放され、一方通路354の圧力はクラツチ
制御弁340を介して通路340のコンバータチ
ヤージ圧力になる。かくてL―3―2弁の上下端
面の圧力の大きさが逆転し、L―3―2弁は第2
A図に示すような上方へ移動した位置となり、通
路190のガバナー圧力を2―3シフト弁、およ
び1―2シフト弁の上端面に配分する。
3―L変調弁は、隆起部404,406の差域
部の働きに因り、ヒステリシス特性、すなわちロ
ツクしているクラツチを外すために3―Lシフト
弁を上向に移動させるに必要なスロツトル弁圧力
を、クラツチをロツクさせるときに必要なスロツ
トル圧力よりも高く保つという特性を備えてい
る。3―L変調弁は、隆起部404の上端に作用
する二次スロツトル弁圧力によつて下方へ移動さ
れる。その際隆起部404と406との間の差域
部には通路416の圧力が加つているので、3―
L変調弁を移動させるに必要な二次スロツトル弁
圧力は、上記差域部に圧力が加つていない場合に
比し、より大きい必要がある。この特性が、いわ
ゆるヒステリシス特性を生じさせる。かくて、ク
ラツチがロツクしていないときに、3―L変調弁
がある二次スロツトル弁圧力で作動したとする
と、クラツチがロツクしているときには、ロツク
を解除するように該3―L調整弁を作動させるに
必要な二次スロツトル弁圧力は、上記ロツクさせ
るための圧力よりも大きいのである。
第6図は、通路198のスロツトル弁圧力信号
に対する、通路410中のスロツトル圧力ブース
ト信号、クラツチロツク前の3―L変調弁出力側
の調整されたスロツトル圧力信号、及びクラツチ
ロツク後の3―L変調弁出力側の調整されたスロ
ツトル圧力信号の関係を示す。通路198中の1
次スロツトル弁圧力は、また圧力調整弁に作用し
て、スロツトル圧力の増大につれてライン圧力を
上昇させる。第6図に示すように、通路198中
の1次スロツトル弁圧力と、通路228中のライ
ン圧力(高圧領域)との間には線形関係が保たれ
ている。第6図において、クラツチロツク後のス
ロツトル弁圧力曲線は、ロツク前のものとは異な
つている。これは弁部材374の位置に対応し
て、隆起部406,404の差域部に作用する圧
力が零になり、あるいはライン圧力になるからで
ある。
第5図は、機関マニホルド真空度とクラツチロ
ツク圧力との関係を示す。この圧力は、ライン圧
力とクラツチ部材116の解放側の対向する圧力
との代数和である。後者の圧力の大きさは第4図
に示したロツク能力変調弁によつて定められる。
第4図は第2図に示す変調弁と同じ図でこれの拡
大図である。
【図面の簡単な説明】
第1A図は本発明による自動伝動装置の横断組
立図、第1B図は、中間サーボの横断面図、第2
A図、2B図は制御弁系を示した図、第3図はト
ルクコンバータの横断面図、第4図はロツククラ
ツチ能力変調弁の詳細図、第5図はロツククラツ
チ圧力とマニホルド真空との関係を示す線図、第
6図はスロツトル圧力と3―L変調弁出力圧力と
の関係を示す線図である。 10…トルクコンバータ(流体運動ユニツ
ト)、12…羽根車、14…タービン、15…リ
アクタ、18…クランク軸、24…吸気マニホー
ルド、28…入力部材(タービン軸)、30,3
2…遊星歯車ユニツト、56…前進クラツチ、6
2…直結及び後進クラツチ、72…ブレーキ帯、
80…出力軸、82…ガバナー、90…1次ガバ
ナー、92,94…ハウジング部分、116…ク
ラツチ部材、136…第2通路、138…第1通
路、140…第3通路、142…ポンプ(圧力
源)、144…手動弁、166…1―2シフト
弁、194…スロツトル弁、214…2―3シフ
ト弁、218…3―L変調弁、244…中間サー
ボ能力変調器、274…逆止弁、278…2―1
スケジユール弁、290…圧力調整弁、308…
圧力ブースタ、326…スロツトルダウンシフト
弁、340…コンバータクラツチ制御弁、374
…3―Lシフト弁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 トロイド状の流れを形成するように配置され
    た羽根車12及びタービン14をもつ流体運動ユ
    ニツト10と、該タービン及び該羽根車を囲み該
    羽根車と機関20とに機械的に連結された羽根車
    殻体16と、多段比の歯車装置30,32と、該
    歯車装置の出力部材80に連結された被動部材
    と、該タービンに連結された該歯車装置の入力部
    材28と、該羽根車殻体16と該タービン14と
    の間に置かれた圧力作動のクラツチ部材116
    で、クラツチがロツクされていない状態において
    その片側にクラツチ開放圧力領域94―116を
    形成し、その反対片側に流体運動回路中の回路圧
    力を受けているものと、該流体運動ユニツトにコ
    ンバータ流体を与える第1通路138と、該クラ
    ツチ開放圧力領域を介して該ユニツトに流体運動
    流体を与える第2通路136と、該ユニツトに通
    じ、該ユニツトから流体を流出させる第3通路1
    40と、圧力源142と、ライン圧力をもつ高圧
    領域228とコンバータチヤージ圧力をもつ低圧
    領域304を有する制御弁回路(第2A図、第2
    B図)と、前記圧力源に通じ前記各領域の圧力を
    調整する圧力調整弁290と、クラツチをロツク
    しない位置にあるとき前記低圧領域304と第1
    および第2通路との間に連通を生じさせ、クラツ
    チをロツクする位置にあるとき、第2通路を減圧
    された領域364に連結するクラツチ制御弁30
    4とを有することを特徴とする流体式伝動装置。 2 特許請求の範囲第1項に記載の流体式伝動装
    置において、前記制御弁回路(第2A図、第2B
    図)が前記高圧領域228および前記クラツチ制
    御弁340に連通するシフト弁374を有し、該
    シフト弁374が1つの位置からもう1つの位置
    へと移行するにしたがいクラツチ制御弁340へ
    の作動圧が配分され、あるいは排出されるように
    なつており、前記シフト弁374が、前記多段比
    の歯車装置30,32に最高歯車比の状態が形成
    される以前に制御弁340が作動し、コンバータ
    クラツチがロツクされることを防止するようにな
    つていることを特徴とする流体式伝動装置。
JP14990976A 1976-01-07 1976-12-15 Controlling system for automatic transmission device having hydraulic torque converter and solid shuttoff clutch Granted JPS5285675A (en)

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