JP2001200928A

JP2001200928A - ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ

Info

Publication number: JP2001200928A
Application number: JP2000007860A
Authority: JP
Inventors: Eiji Inoue; 英司井上
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2000-01-17
Filing date: 2000-01-17
Publication date: 2001-07-27
Anticipated expiration: 2020-01-17
Also published as: JP4496583B2

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、クラッチピストンの助走期間中
にアプライ圧力を高めのプリチャージ圧力に設定するこ
とにより助走時間の短縮を図るロックアップクラッチ付
きトルクコンバータを提供する。【解決手段】トロイダル型無段変速機の上流側に配設
されるトルクコンバータのロックアップクラッチを作動
させるため、クラッチピストンが助走する当初の所定期
間（プリチャージ時間Ｔｐ）にわたって、クラッチピス
トンに加えられるアプライ圧力を、クラッチ係合開始後
の中間圧力Ｐｉよりも高いプリチャージ圧力Ｐｐに設定
する。クラッチピストンの助走期間に移動は高速となり
クラッチ係合の応答性が向上する。プリチャージ時間Ｔ
ｐは、作動油の油温により変更可能である。また、中間
圧力Ｐｉは、車両の積載状態に応じて変更可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロックアップク
ラッチで直結されるトルクコンバータを備えた無段変速
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、無段変速機として、入力軸により
駆動される入力ディスク、前記入力ディスクに対向して
配置され且つ出力軸に連結された出力ディスク、及び両
ディスクに摩擦接触するパワーローラからなるトロイダ
ル変速部を同一軸上に一組又は複数組配置したトロイダ
ル型無段変速機が知られている。このトロイダル型無段
変速機においては、パワーローラの傾転角度を変えるこ
とによって、入力ディスクの回転を、無段階に変速して
出力ディスクに伝達することができる。

【０００３】図６には、トロイダル型無段変速機を後続
に配設したトルクコンバータの概略が示されている。図
６に示すトロイダル型無段変速機は、２組のトロイダル
変速部１，２を主軸３上に並べて配置した、所謂、ダブ
ルキャビティ式トロイダル型無段変速機であり、トロイ
ダル変速部１は、入力ディスク４と、入力ディスク４に
対向して配置された出力ディスク５と、入力ディスク４
と出力ディスク５との間に配置され且つ両ディスク４，
５のトロイド曲面に摩擦係合する一対のパワーローラ６
から構成されている。トロイダル変速部２もトロイダル
変速部１と同様に、入力ディスク７と、入力ディスク７
に対向して配置された出力ディスク８と、入力ディスク
７と出力ディスク８との間に配置され且つ両ディスク
７，８のトロイド曲面に摩擦係合するパワーローラ９と
から構成されている。パワーローラ６，９は、それぞれ
自己の回転軸線１０の周りに回転自在であり、且つ回転
軸線１０に直交する傾転軸１１（紙面に垂直）の周りに
傾転運動をする。

【０００４】エンジンからの動力は、トルクコンバータ
１３及びローディングカム１２を介して主軸３に入力さ
れる。ローディングカム１２は、伝達されるトルクの大
きさに応じてトロイダル変速部１のパワーローラ６を押
圧し、その反作用としてローディングカム１２は主軸３
を介してトロイダル変速部２において主軸３と一体回転
可能な入力ディスク７をパワーローラ９に押圧する。従
って、主軸３は、入力ディスク４，７に対して入力軸と
なっている。ローディングカム１２による押付け力（ス
ラスト力）は、入力ディスク４，７と出力ディスク５，
８との間でパワーローラ６，９を挟み付け、伝達トルク
の大きさに応じた摩擦係合力を与える。

【０００５】トロイダル変速部１，２において、入力デ
ィスク４，７の回転は、傾転軸１１の周りに傾転可能な
パワーローラ６，９を介して出力ディスク５，８に無段
階に変速されて伝達される。パワーローラ６，９は、ト
ラニオン（図示せず）に対して回転自在に且つ揺動自在
に支持されており、押付け力に応じて生じる主軸３の軸
方向変位に対応することができる。

【０００６】パワーローラ６，９の回転軸線１０が主軸
３の軸線と交差している中立位置では、変速比はパワー
ローラ６，９の傾転角に応じた値に保持される。トルク
伝達中に、トラニオンをそれに伴ってパワーローラ６，
９を傾転軸１１の軸方向に移動させると、パワーローラ
６，９と入力ディスク４，７及び出力ディスク５，８と
の接触位置が変位し、パワーローラ６，９は、両ディス
クから傾転力を受けて、傾転軸１１における移動方向と
移動量に応じた方向と速さで傾転軸１１を中心とした傾
転をする。このような傾転が生じると、パワーローラ
６，９と入力ディスク４，７及び出力ディスク５，８と
の摩擦接触点が描く両半径の比が変化することによって
無段変速が行われる。パワーローラ６，９の傾転制御
は、コントローラによって、目標変速比が達成されるよ
うに、油圧アクチュエータ（図示せず）の作動を介して
トラニオンの傾転軸方向変位が制御される。

【０００７】出力ディスク５，８は、一体回転できるよ
うに背面同士を連結軸１６上にスプライン嵌合等で連結
されている。連結軸１６は主軸３に相対回転可能に嵌合
された中空軸である。出力ディスク５，８は、連結軸１
６を介してスラスト方向及びラジアル方向の荷重を支持
する軸受（図示せず）によってケーシング２２に支持さ
れている。出力ディスク５，８に伝達された動力はチェ
ーン伝動装置１７を介して主軸３に平行に配設されてい
るカウンタ軸２１に取り出される。チェーン伝動装置１
７は、連結軸１６の中間部とカウンタ軸２１の一端にそ
れぞれ一体的に配設されたスプロケット１８，１９と、
スプロケット１８，１９に巻き掛けられたチェーン２０
から構成されている。

【０００８】カウンタ軸２１の他端に設けられている出
力歯車２３は、出力軸２４に回転可能に配設されている
中間歯車２５と噛み合い、出力軸２４と中間歯車２５と
の間には前進クラッチ２６が配設されている。主軸３の
出力軸２４側には、遊星歯車機構２７が配設されてい
る。遊星歯車機構２７は、主軸３に設けられたサンギヤ
２８、出力軸２４に一体的に設けられているリングギヤ
２９、サンギヤ２８とリングギヤ２９との間においてそ
れぞれ噛合状態に係合する状態でキャリヤ３１によって
回転自在に支持された遊星ギヤ３０から構成されてい
る。ケーシング２２とキャリヤ３１との間には、後進時
に締結作動される後進クラッチ３２が配設されている。
前進走行時には、前進クラッチ２６をオン作動とし後進
クラッチ３２をオフ作動とするので、主軸３の回転は、
トロイダル変速部１，２で逆回転に変換された後、カウ
ンタ軸２１を経て、再度、正回転に変換され、前進クラ
ッチ２６を経て出力軸２４に伝達される。また、後進走
行時には、前進クラッチ２６をオフ作動とし、後進クラ
ッチ３２をオン作動とするので、主軸３の正回転は、そ
のまま遊星歯車機構２７に入力され、逆回転がリングギ
ヤ２９から出力軸２４に取り出される。

【０００９】トロイダル型無段変速機のような無段変速
機において、発進時のように高いトルクを必要とする場
合には、発進クラッチを特別に設けることもあるが、エ
ンジンと無段変速機との間にトルクコンバータを配設し
て、エンジンの回転数を下げることなく無段変速機の出
力を低回転数・高トルクとするものがある。即ち、図６
に示すように、無段変速機の前段にトルクコンバータ１
３を用いる場合、所定の車速以下で走行するとき、即
ち、発進時等の非ロックアップ時には、エンジンからト
ルクコンバータ１３に入力された動力は、トルクコンバ
ータ１３のフロントカバー３４からポンプインペラ３５
に入力され、トルクコンバータ１３内のオイルを介して
タービン３６へ伝達されて、無段変速機へ出力される。

【００１０】しかし、常時、エンジンからの動力を流体
を介して伝達していたのでは、動力伝達の効率が悪く、
燃費や騒音を悪化させるので、所定の車速以上で走行す
るとき、即ち、加速走行等の所定の条件を満足する車両
運転領域では、トルクコンバータ１３内に配設されたロ
ックアップクラッチ３７を締結させてトルクコンバータ
のフロントカバー３４とタービン３６とを直結状態に
し、動力伝達を、トルクコンバータ１３内のオイルを介
することなく、フロントカバー３４からタービン３６に
直接伝達して、伝達効率を向上し、燃費や加速性能させ
ることが広く行われている。

【００１１】ロックアップクラッチ３７の締結時の応答
性を向上し締結ショックの改善を図るため、従来のロッ
クアップクラッチの締結動作はロックアップクラッチ付
きトルクコンバータの作動特性を示すグラフ図７に示す
ように行われる。即ち、時刻ｔ₀において、ロックアッ
プ制御弁の働きによりリリース室３９内のリリース圧を
開放してアプライ室３８内のアプライ圧力を中間圧力Ｐ
ｉまで加圧（プリチャージ）し、アプライ圧力とリリー
ス圧力との差圧によってロックアップピストンをフロン
トカバー３４に押し付ける方向にストロークを開始さ
せ、ピストンを助走させる。アプライ圧力が高まるクラ
ッチピストンの助走領域では、ロックアップピストンが
ストローク開始後フロントカバーに押し付けられる時
（時刻ｔ₃）までの助走に要する時間を短縮することが
できる。ロックアップピストンのストロークは、時刻ｔ
₃までに飽和して増加しなくなるが、フェーシングがフ
ロントカバー３４へ接触し、係合を開始することで、ク
ラッチの同期作用が開始され、トルクコンバータ１３の
入力回転数は、ロックアップクラッチ３７の締結が進む
に従って減少し、時刻ｔ₃においてフェーシング部にお
ける相対回転が無くなったところでアプライ圧を中間圧
力Ｐｉよりも高い締結圧力Ｐｃに昇圧することでフロン
トカバー３４がタービン３６と直結され、ロックアップ
クラッチ３７が完全に締結される。アプライ圧力の中間
圧力Ｐｉへの加圧制御は、スムーズロックアップ制御と
称され、クラッチ係合が急激に行われるときのショック
が大きくなり過ぎるのを防止するための制御である。

【００１２】しかしながら、トルクコンバータのロック
アップクラッチについては、ロックアップピストンは、
自動変速機内の他のクラッチピストンと比較して、受圧
面積が広く、中間圧力ではロックアップピストンのスト
ロークに要する助走時間が長くなる。特に、無段変速機
では、従来の自動変速機と比較して低い車速（即ち、低
速段）でロックアップクラッチを係合するので、ロック
アップクラッチ係合動作中にあっても車速変化が大き
く、助走時間が長いとエンジン回転の吹き上がり感等の
違和感を運転者に感じさせる。また、中間圧力を高めに
上げると、締結時のショックが大きくなるが、無段変速
機の場合には低速段であるため、従来の自動変速機より
もショックが顕著に表れる。

【００１３】ロックアップクラッチの締結時に、締結開
始までを短時間とし、応答遅れを少なくして締結ショッ
クを防止する目的で、初期のスリップ係合移行時の所定
時間においてロックアップ制御弁の作動をデューティ比
１００％とすることが提案されている（特開平５−２９
６３３７号公報、特開平７−９１５３３号公報、特開平
８−１７０７２５号公報）。

【００１４】また、一般に、トロイダル型無段変速機で
はトラクション油と呼ばれる特殊な油が使用されるが、
トラクション油は、従来の自動変速機に用いられている
ＡＴＦに比べて粘度の温度依存性が大きい。トルクコン
バータ用のロックアップクラッチは、一般に、ピストン
径及びクラッチの非締結時のクリアランスが発進クラッ
チと比較して大きく、非締結状態から締結状態に移行す
るのに大量のオイルを供給する必要があり、発進クラッ
チに比べてオイルの粘度の影響が大きい。

【００１５】このため、図６に示すように、トロイダル
型無段変速機にトルクコンバータを配設する場合に、ロ
ックアップクラッチの作動油としてトロイダル型無段変
速機に用いられているトラクション油を用いると、ロッ
クアップクラッチ制御弁からトルクコンバータまでのア
プライ圧力及びリリース圧力回路の流路抵抗がトラクシ
ョン油の温度によって大きく変化し、ロックアップクラ
ッチのピストンの助走に要する時間も変化する。例え
ば、油温が低温であるほどトラクション油の粘度が増加
するので、プリチャージ時間（助走時間）が長くなり、
油温が高温になるほどトラクション油の粘度が低下して
助走時間が短くなる。逆に、ロックアップクラッチのピ
ストンの助走に要するプリチャージ時間を一定にしよう
とすると、高温時には、アプライ圧力が低過ぎるために
締結時のショックが大きくなり、低温時には、アプライ
圧力が高くなり過ぎて、中間圧力を設けるロックアップ
制御自体の意義が薄れてしまう。

【００１６】自動変速機に設けられている発進クラッチ
への供給圧力を制御するものであって、停車状態から走
行状態への切換えに応答して、エンジン回転数とタービ
ン回転数との回転数差が所定値に達するまで、当初はラ
イン圧力をそのまま供給して半クラッチ状態に早く移行
し、その後、係合締結直前の状態を保つようにクラッチ
締結圧力を減圧することでクリープ防止を図る自動変速
機のクリープ防止装置が開示されている（特開昭６２−
１８３３６号公報）。走行状態への移行時に当初のライ
ン圧力の発進クラッチへの供給をタイマで一律的に設定
している場合と比較して、回転数差の上記所定値をトラ
ンスミッションオイルの作動油温度に応じて設定するこ
とにより、プリチャージ時間を油温に応じて適切に制御
することを図っている。なお、この油温制御をするオイ
ルは、通常の発進クラッチに用いられるオイルであっ
て、温度・粘性の変化が大きいトラクション油ではな
い。

【００１７】また、トルクコンバータのロックアップク
ラッチのフェーシングの摩擦係数が作動油の温度が高温
になると低下する特性を示す場合のように、作動油温度
により締結時の油圧特性を変更する（即ち、作動油の温
度が高温になるときには、レリース室内の油圧を急速に
低下させてロックアップクラッチの締結を急速に行うこ
とで、クラッチ締結要素の摩擦特性を実質的に補正す
る）ロックアップクラッチの制御装置が開示されている
（特開昭６３−１７２０５８号公報）。このロックアッ
プクラッチの制御装置は、締結要素の摩擦特性を油温で
補正するものであるが、締結要素同士が初期隙間分を移
動するのに必要な時間を制御するものではない。

【００１８】トルクコンバータ付きトロイダル型無段変
速機は、例えば、特開平２−２４５５６５号公報に開示
されているように、良く知られている。トルクコンバー
タに用いる潤滑油と、トロイダル型無段変速機のトロイ
ダル変速部に供給される潤滑油とを同一のオイルを用い
ると、油温が変動することによる、トルクコンバータの
引きずり等の不具合が生じることが指摘されている。

【００１９】更に、商用車のように積載量が大きく変化
する車両では、空車に合わせて中間圧力を設定すると、
積車状態ではロックアップクラッチの係合完了までに必
要以上の時間がかかり過ぎ、クラッチフェーシング部に
発熱、摩耗等が発生し、ロックアップクラッチの耐久性
を損なうという問題点がある。

【００２０】ロックアップクラッチと積車状態との関係
については、特定の領域にて、ロックアップクラッチの
滑り量を継続的に制御するスリップ制御に関するもので
あり、スリップを負荷に応じて制御するものである。即
ち、スリップ領域では、車両重量や勾配変化等で走行負
荷が重くなるほど、ロックアップクラッチへの圧油供給
を行う弁のデューティ比を下げて締結圧力を低下させる
ことにより、トルクコンバータのスリップ量を大きくし
て伝達トルクを減少し、それに対応してエンジン回転数
を上昇させることで加速感を出す制御を行うものが提案
されている（特開平２−２１２６６８号公報）。

【００２１】また、ロックアップクラッチの締結状態を
維持するのに必要な最低限の圧力に制御するものとし
て、車両の上下方向の加速度を検出して路面勾配を求め
る等の手段により、走行抵抗を求め、走行抵抗に基づい
て予め記憶させておいたロックアップクラッチの締結状
態を維持するのに必要な最低限の圧力（デューティ比に
よる）を求めるものが提案されている（特開平５−２４
８５３５号公報）。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ロックアップクラッチ
の締結条件が満たされたときに、クラッチピストンが移
動を開始してからフロントカバーに係合開始するまでの
助走期間中は、クラッチピストンを高速でストロークさ
せて、係合開始までの時間を一層短縮し、クラッチ係合
の遅れを少なくして、ロックアップクラッチのスムーズ
な係合を可能にする点で解決すべき課題がある。また、
ロックアップクラッチの作動油として、トロイダル型無
段変速機に使われているトラクション油を使用している
場合等においては、作動油の温度が変化しても、ロック
アップクラッチ締結過程におけるクラッチピストンの助
走時間を幅広い油温領域で短縮して、ロックアップクラ
ッチの締結時のショックを軽減することが好ましい。更
に、クラッチの助走領域ではアプライ圧力を高め（プリ
チャージ）て、助走に要する時間を短縮し、クラッチ係
合が開始してから係合完了までの間にクラッチに作用さ
れる油圧の中間圧力を車両の積載状態に応じて変化させ
ることで、耐久性を犠牲にすることなく、ロックアップ
クラッチの締結時のショックを改善することが好まし
い。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の目的は、トロ
イダル型無段変速機の上流に配設されているロックアッ
プクラッチ付きのトルクコンバータにおいて、クラッチ
ピストンが後退した非係合位置から進出した係合位置に
向かって移行するときに、クラッチピストンの移行開始
からクラッチフェージングの係合開始までのロストスト
ロークに要する時間を短くすることにより、クラッチ係
合に要する時間を短縮することができるロックアップク
ラッチ付きトルクコンバータを提供することである。ま
た、クラッチピストンの移行開始からクラッチフェージ
ングの係合開始までにクラッチピストンに作用させる作
動油の油圧を、作動油の温度に応じて制御することによ
り、作動油の粘性の変化があっても応答遅れを防止する
ことができるロックアップクラッチ付きトルクコンバー
タを提供することである。更に、スリップ係合時におい
て、車両の積載状態に応じてアプライ圧力を制御して耐
久性を損なうことなく締結時のショックを緩和させるこ
とができるロックアップクラッチ付きトルクコンバータ
を提供することである。

【００２４】この発明は、車両に搭載されたエンジンの
出力軸に連結されたフロントカバー、前記フロントカバ
ーに取り付けられたポンプインペラ、前記ポンプインペ
ラとの間でオイルを介して動力伝達を行うタービン、作
動油のアプライ圧力に基づいて作動され前記フロントカ
バーと前記タービンとを連結可能なロックアップクラッ
チ、前記車両の運転状態を検出する検出手段、及び前記
検出手段からの検出信号に基づいて前記ロックアップク
ラッチを非係合状態から締結圧力で係合する係合状態に
移行させると共に、前記ロックアップクラッチをスリッ
プ係合状態を経て前記係合状態に移行させるため前記ア
プライ圧力を前記締結圧力よりも低い中間圧力に制御す
るコントローラを具備し、前記コントローラは、前記ス
リップ係合状態が開始される当初の所定期間において前
記アプライ圧力を前記中間圧力よりも高いプリチャージ
圧力に設定することから成るロックアップクラッチ付き
トルクコンバータに関する。

【００２５】このロックアップクラッチ付きトルクコン
バータによれば、ロックアップクラッチがスリップ係合
状態を開始する当初の所定期間において、ロックアップ
クラッチを作動させるための作動油のアプライ圧力を中
間圧力よりも高いプリチャージ圧力に設定するので、ロ
ックアップクラッチのクラッチピストンは、非係合状態
に対応した後退位置から係合状態に至る進出位置に至る
までの助走期間中は、高いプリチャージ圧力に押されて
高速で移動し、助走時間の短縮が図られ、ロックアップ
クラッチの締結が完了するまでに、エンジン回転が吹き
上がるのが回避される。

【００２６】前記検出手段は前記作動油の温度を検出す
る温度検出手段を含んでおり、前記コントローラは、前
記作動油の粘性の変化に起因して前記係合状態への移行
が遅れるのを回避するため、前記温度検出手段が検出し
た前記作動油の温度に応じて前記プリチャージ圧力の設
定を変更する。作動油の粘性はロックアップクラッチの
非係合状態から係合状態への移行時間に影響を与えるの
で、温度検出手段によって作動油の温度を検出し、検出
された作動油の温度によってプリチャージ圧力の設定を
変更することにより、ロックアップクラッチの応答遅れ
が回避される。

【００２７】また、この発明は、車両に搭載されたエン
ジンの出力軸に連結されたフロントカバー、前記フロン
トカバーに取り付けられたポンプインペラ、前記ポンプ
インペラとの間でオイルを介して動力伝達を行うタービ
ン、作動油のアプライ圧力に基づいて作動され前記フロ
ントカバーと前記タービンとを連結可能なロックアップ
クラッチ、前記車両の運転状態を検出する検出手段、及
び前記検出手段からの検出信号に基づいて前記ロックア
ップクラッチを非係合状態から締結圧力で係合する係合
状態に移行させると共に、前記ロックアップクラッチを
スリップ係合状態を経て前記係合状態に移行させるため
前記アプライ圧力を前記締結圧力よりも低い中間圧力に
制御するコントローラを具備し、前記検出手段は前記車
両の積載状態を検出する積載状態検出手段を含み、前記
コントローラは、前記積載状態の変化に起因して前記係
合状態への移行時間が変動するのを回避するため、前記
積載状態検出手段が検出した前記積載状態に応じて前記
中間圧力の設定を変更することから成るロックアップク
ラッチ付きトルクコンバータに関する。

【００２８】このロックアップクラッチ付きトルクコン
バータによれば、コントローラは、積載状態検出手段が
検出した車両の積載状態に応じて中間圧力の設定を変更
するので、車両の積載状態の変化が生じても、ロックア
ップクラッチは非係合状態から係合状態への移行時間が
変動することがなく、車両の積載状態に関わらずロック
アップクラッチは安定して作動する。

【００２９】前記積載状態検出手段が検出する前記積載
状態は車両総重量であり、前記コントローラは、前記積
載状態検出手段が検出した前記車両総重量が重いほど前
記中間圧力を高い圧力に設定する。車両が空積載状態で
あればロックアップクラッチは係合完了までの時間が短
く、車両が満載状態に近いほどロックアップクラッチは
係合完了までの時間が長くなる。コントローラは、積載
状態検出手段が検出した車両総重量が重いほど中間圧力
を高い圧力に設定するので、車両総重量の大きさに関わ
らずロックアップクラッチの係合完了までの時間の変動
が抑えられる。

【００３０】車両の積載状態に応じて中間圧力の設定を
変更する場合において、更に、前記コントローラは、前
記スリップ係合状態が開始される当初の所定期間におい
て前記アプライ圧力を前記中間圧力よりも高いプリチャ
ージ圧力に設定する。ロックアップクラッチのクラッチ
ピストンは、助走期間中は、高いプリチャージ圧力に押
されて高速で移動するので、助走時間の短縮が図られ、
ロックアップクラッチの締結が完了するまでにエンジン
回転が吹き上がるのが回避される。また、更に、前記検
出手段は前記作動油の温度を検出する温度検出手段を含
んでおり、前記コントローラは、前記作動油の粘性の変
化に起因して前記係合状態への移行が遅れるのを回避す
るため、前記温度検出手段が検出した前記作動油の温度
に応じて前記プリチャージ圧力の設定を変更するので、
作動油の粘性に起因したロックアップクラッチの応答遅
れが回避される。

【００３１】前記タービンの後続には、前記タービンの
出力軸に連結された入力ディスク、前記入力ディスクと
対向して配設された出力ディスク、及び前記入力ディス
クと前記出力ディスクとの間に圧接状態に配設され傾転
軸回りの傾転量に応じて前記入力ディスクの回転を出力
ディスクに無段階に変速して伝達するパワーローラを備
えたトロイダル型無段変速機が接続されている。車両の
走行速度が発進のように一定以下のときにはトルクコン
バータはオイルを介して動力伝達が行われ、トロイダル
型無段変速機における発進クラッチの機能を奏する。車
両の走行速度が一定以上であれば、トルクコンバータは
ロックアップクラッチを係合状態として直結状態とな
り、トロイダル型無段変速機で変速が行われる。

【００３２】前記作動油は、前記トロイダル型無段変速
機において圧接状態に置かれる前記入力ディスクと前記
出力ディスクとの間に供給するのに用いられるトラクシ
ョン油である。トラクション油は、普通の自動変速機に
用いられるオイルと比較して粘性に対する温度の影響が
大きい。ロックアップクラッチの作動油として、トラク
ション油を用いるときには、この発明によるプリチャー
ジ時間を制御する温度補償を機能させると有利である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明のロックアップクラッチ付きトルクコンバータの
実施例を説明する。図１はこの発明によるロックアップ
クラッチ付きトルクコンバータの作動特性を示すグラ
フ、図２はこの発明によるロックアップクラッチ付きト
ルクコンバータにおいて行われる作動油の油温に応じた
アプライ圧力制御の内容を示すフローチャート、図３は
この発明によるロックアップクラッチ付きトルクコンバ
ータにおいて行われる積載状態に応じたアプライ圧力制
御の内容を示すフローチャート、図４は油温とプリチャ
ージ時間との間に設定される関係を示すグラフ、図５は
車両重量と目標中間圧力との間に設定される関係を示す
グラフである。なお、この発明におけるロックアップク
ラッチ付きトルクコンバータの構造及びトルクコンバー
タに関連して接続されるトロイダル型無段変速機につい
ては、図６に示したトルクコンバータ及びトロイダル型
無段変速機をそのまま適用可能であるので、図６に示し
た構成要素については図６と同様の符号を用いることで
重複した説明を省略する。

【００３４】図２に示すフローチャートの実行が開始す
ると、運転状態検出手段が検出した車両の運転状態、例
えば、車速やエンジン回転数等の運転状態が入力される
（ステップ１）。車両の走行速度が発進後において所定
の走行速度以上になっているか否か等の、ロックアップ
クラッチ３７のロックアップ（Ｌ／Ｕで略す）開始条件
が満足しているか否かが判定される（ステップ２）。ロ
ックアップ開始条件が満たされていなければ、フローチ
ャートの実行は終了する。ロックアップ開始条件が満足
していると、その時のロックアップクラッチ３７のクラ
ッチピストンを作動させる作動油の油温θが検出される
（ステップ３）。検出した油温θに基づいて予め決めら
れたマップ（又は関数ｆ）によりアプライ圧力が当初に
おいて高められるプリチャージ時間Ｔｐ［＝ｆ（θ）］
が決定される（ステップ４）。

【００３５】ステップ４で決定されたプリチャージ時間
Ｔｐに渡って、アプライ圧力をプリチャージ圧力Ｐｐと
するプリチャージ圧力信号が出力される（ステップ
５）。プリチャージ圧力信号の出力が開始されてから、
プリチャージ時間Ｔｐが経過したか否かが判定される
（ステップ６）。プリチャージ時間Ｔｐが経過していな
ければ、プリチャージ時間Ｔｐが経過するまでこの判定
を繰り返すが、プリチャージ時間Ｔｐが経過したことに
対応してロックアップクラッチ３７のアプライ圧力をプ
リチャージ圧力Ｐｐよりも減圧した中間圧力Ｐｉに設定
し、設定した中間圧力信号を出力する（ステップ７）。
ロックアップクラッチ３７は中間圧力Ｐｉに基づいて係
合を開始し、係合時間Ｔｉが経過したか否かが判定され
る（ステップ８）。係合時間Ｔｉ中は、ロックアップク
ラッチ３７がスリップ係合状態にある期間である。係合
時間Ｔｉが経過した場合には、最終的な締結圧力Ｐｃに
よる締結圧力信号が出力される（ステップ９）。なお、
作動油の温度θによるプリチャージ時間Ｔｐの変更を行
わない場合には、ステップ２から直接にステップ５へ移
行し、プリチャージ時間Ｔｐは予め定められた期間に設
定される。

【００３６】図１のグラフに示すように、コントローラ
がロックアップをさせる必要があると判断したときに
は、時刻ｔ₀においてロックアップクラッチ３７のアプ
ライ圧力を中間圧力Ｐｉよりも高いプリチャージ圧力Ｐ
ｐに設定する。作動油の油圧は、図示しないロックアッ
プ制御弁によりリリース室３９内のリリース圧力を開放
すると同時にアプライ室３８内のアプライ圧力を上昇さ
せることによって得られる。ロックアップクラッチ３７
の作動油の圧力は、少なくともロックアップクラッチ３
７のクラッチピストンがクラッチフェーシングをフロン
トカバー３４に摺接させるまで、即ち、非係合状態から
係合開始までの助走期間をストロークする間（時刻ｔ₁
まで）は、プリチャージ圧力Ｐｐに維持される。したが
って、クラッチピストンは、図１のピストンストローク
のグラフに示すように、プリチャージ圧力Ｐｐを受けて
高速で移動し、クラッチの非係合状態からスリップ係合
状態が開始されるまでの助走期間が短縮化される。

【００３７】ロックアップクラッチ３７のクラッチフェ
ーシングがフロントカバー３４へ接触開始した後、係合
終了まではアプライ圧力をプリチャージ圧力Ｐｐから中
間圧力Ｐｉまで軽減してクラッチを滑らかに係合させて
いる。クラッチピストンの押付け力が小さくなるので、
フェーシングとフロントカバー３４とが緩やかに接触し
てスリップ係合を開始することで、ロックアップクラッ
チ３７の同期作用が開始される。同期が進み、スリップ
係合状態の係合期間Ｔｉが終了してフェーシングとフロ
ントカバー３４との相対回転が無くなった時刻ｔ₂にお
いて、アプライ圧力を中間圧力Ｐｉよりも高い締結圧力
Ｐｃに昇圧することで、ロックアップクラッチ３７の確
実なクラッチ係合が得られ、クラッチ係合動作が終了す
る。

【００３８】プリチャージ時間Ｔｐは、図４に示すグラ
フのように終了時間ｔ₁をｔ_a又はｔ_bに示すように変
更することにより、油温θの高さに応じて決定される。
トルクコンバータ１３の作動油をトロイダル型無段変速
機に使用されるトラクション油を兼用する場合のよう
に、作動油の粘性が温度によって大きく影響されるとき
には、作動油の油温θが低いほど作動油の粘性が高くな
ってロックアップクラッチ３７のクラッチ作動が緩慢に
なるので、プリチャージ時間Ｔｐは長く設定される。ト
ラクション油の油温θは、一般には、オイルパン内或い
は冷却回路中に配置されている油温センサにより検出さ
れる。プリチャージ時間Ｔｐは、コントローラに予め記
憶されているプリチャージ時間決定手段により決定され
る。従って、作動油の幅広い温度領域でロックアップク
ラッチ３７のクラッチピストンの助走時間を短縮し、且
つロックアップ締結時のショックの悪化が防止される。

【００３９】次に、この発明によるロックアップクラッ
チ付きトルクコンバータにおいて行われる積載量補償を
伴うアプライ圧力制御を、図３に示すフローチャートを
参照して説明する。図３に示すアプライ圧力制御は、図
２に示すアプライ圧力制御と比較して、ステップ１３，
１４における制御内容が異なる以外、実質的な差はない
ので、図２に示す各ステップの番号を１０番台に変えて
対応させることにより、重複する説明を省略する。ステ
ップ１２においてロックアップ開始条件が満足される
と、車両の積載状態を検出する積載状態検出手段によっ
て、車両の積載量を反映した車両重量Ｗ（車両総重量）
が検出される（ステップ１３）。車両重量の検出は、プ
レーキの前後輪の液圧配分に使用する後軸重センサ（車
体フレームに配置）のような安価な積載センサ等から直
接検出する方法の他に、荷台等に高精度で検出可能な専
用の荷重計を用いたり、発進時において基準となる車両
重量で期待される加速度と車速センサ等から検出された
加速度との比較により車両重量を間接的に類推すること
でも行われる。コントローラは、予め関数ｇ（又はマッ
プ）として記憶されている中間圧力決定手段により、積
載状態検出手段が検出した車両重量Ｗに応じた目標中間
圧力Ｐｉｔを決定する（ステップ１４）。

【００４０】ステップ１５及びステップ１６におけるプ
リチャージ制御でクラッチピストンを高速でストローク
させた後、コントローラは、ロックアップクラッチ制御
弁によってリリース室３９の圧力を回復させると同時に
アプライ室３８内の圧力を減圧することによりアプライ
圧力をプリチャージ圧力Ｐｐ及び締結圧力Ｐｃよりも低
い目標中間圧力Ｐｉｔに応じた中間圧力Ｐｉに減圧制御
する。車両重量Ｗと目標中間圧力Ｐｉｔとの関係を定め
たグラフが図５に示されている。図５に示すように、一
般には、目標中間圧力Ｐｉｔは、車両重量Ｗが増加する
ほど高くなるように設定されている。クラッチピストン
の押付け力は車両重量Ｗに応じて制御されるので、ロッ
クアップクラッチ３７は滑らかに係合を開始し、フェー
シングとフロントカバー３４の回転が同期して行くが、
必要以上に係合完了までに要する時間が延びることもな
い。クラッチの同期が進み、フェーシングとフロントカ
バー３４との相対回転がなくなったところで、アプライ
圧力を所定の締結圧力Ｐｃに昇圧して制御が完了する。
ロックアップクラッチ３７の作動特性は、図１に示すよ
うに、車両重量ｗに応じて中間圧力ＰｉをＰｉａ、Ｐｉ
ｂに示すように変更して設定される。中間圧力Ｐｉを車
両重量ｗに応じて変更することにより、車両の積載状態
の変化に起因してロックアップクラッチ３７が締結状態
へ移行するまでの時間が変動することがない。

【００４１】

【発明の効果】この発明によるロックアップクラッチ付
きトルクコンバータは、以上のように構成されているの
で、ロックアップクラッチの締結条件が満たされると、
ロックアップクラッチのアプライ圧力が中間圧力よりも
高いプリチャージ圧力に制御され、クラッチピストンは
係合開始まで高速でストロークされ助走期間が短縮され
る。その後、アプライ圧力は中間圧力に減圧されるので
締結ショックの悪化も防止される。トルクコンバータの
後続に配設される無段変速機の低速段でロックアップク
ラッチを締結する場合においても、クラッチの係合遅れ
がなく、且つクラッチ係合をスムーズにし、低コストで
フィーリングの良いロックアップクラッチ付きトルクコ
ンバータが得られる。また、ロックアップクラッチにプ
リチャージ圧力が供給されるプリチャージ時間を作動油
の油温に応じて設定することにより、ロックアップクラ
ッチの締結過程におけるクラッチピストンの助走時間を
幅広い油温領域で短縮することができ且つロックアップ
クラッチの締結時のショックを緩和することができる。
更に、ロックアップクラッチ締結過程の中間圧力を車両
重量等の積載状態に応じて設定することにより、締結シ
ョック及び係合時間を車両重量によらずに適正に維持す
ることができ、耐久性のあるトルクコンバータを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるロックアップクラッチ付きトル
クコンバータの作動特性を示すグラフである。

【図２】この発明によるロックアップクラッチ付きトル
クコンバータにおいて行われる作動油の油温に応じたア
プライ圧力制御の内容を示すフローチャートである。

【図３】この発明によるロックアップクラッチ付きトル
クコンバータにおいて行われる積載状態に応じたアプラ
イ圧力制御の内容を示すフローチャートである。

【図４】油温とプリチャージ時間との間に設定される関
係を示すグラフである。

【図５】車両重量と目標中間圧力との間に設定される関
係を示すグラフである。

【図６】トロイダル型無段変速機を後続に配設したトル
クコンバータを示す概略図である。

【図７】従来のロックアップクラッチ付きトルクコンバ
ータの作動特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１，２トロイダル変速部３主軸４，７入力ディスク５，８出力ディスク６，９パワーローラ１１傾転軸１３トルクコンバータ３４フロントカバー３５ポンプインペラ３６タービン３７ロックアップクラッチＰｃ締結圧力Ｐｉ中間圧力Ｔｐプリチャージ時間（当初の所定期間）Ｐｐプリチャージ圧力 θ 作動油の温度Ｗ車両重量（積載状態の総重量）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載されたエンジンの出力軸に連
結されたフロントカバー、前記フロントカバーに取り付
けられたポンプインペラ、前記ポンプインペラとの間で
オイルを介して動力伝達を行うタービン、作動油のアプ
ライ圧力に基づいて作動され前記フロントカバーと前記
タービンとを連結可能なロックアップクラッチ、前記車
両の運転状態を検出する検出手段、及び前記検出手段か
らの検出信号に基づいて前記ロックアップクラッチを非
係合状態から締結圧力で係合する係合状態に移行させる
と共に、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態
を経て前記係合状態に移行させるため前記アプライ圧力
を前記締結圧力よりも低い中間圧力に制御するコントロ
ーラを具備し、前記コントローラは、前記スリップ係合
状態が開始される当初の所定期間において前記アプライ
圧力を前記中間圧力よりも高いプリチャージ圧力に設定
することから成るロックアップクラッチ付きトルクコン
バータ。
【請求項２】前記検出手段は前記作動油の温度を検出
する温度検出手段を含んでおり、前記コントローラは、
前記作動油の粘性の変化に起因して前記係合状態への移
行が遅れるのを回避するため、前記温度検出手段が検出
した前記作動油の温度に応じて前記プリチャージ圧力の
設定を変更することから成る請求項１に記載のロックア
ップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項３】車両に搭載されたエンジンの出力軸に連
結されたフロントカバー、前記フロントカバーに取り付
けられたポンプインペラ、前記ポンプインペラとの間で
オイルを介して動力伝達を行うタービン、作動油のアプ
ライ圧力に基づいて作動され前記フロントカバーと前記
タービンとを連結可能なロックアップクラッチ、前記車
両の運転状態を検出する検出手段、及び前記検出手段か
らの検出信号に基づいて前記ロックアップクラッチを非
係合状態から締結圧力で係合する係合状態に移行させる
と共に、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態
を経て前記係合状態に移行させるため前記アプライ圧力
を前記締結圧力よりも低い中間圧力に制御するコントロ
ーラを具備し、前記検出手段は前記車両の積載状態を検
出する積載状態検出手段を含み、前記コントローラは、
前記積載状態の変化に起因して前記係合状態への移行時
間が変動するのを回避するため、前記積載状態検出手段
が検出した前記積載状態に応じて前記中間圧力の設定を
変更することから成るロックアップクラッチ付きトルク
コンバータ。
【請求項４】前記積載状態検出手段が検出する前記積
載状態は車両総重量であり、前記コントローラは、前記
積載状態検出手段が検出した前記車両総重量が重いほど
前記中間圧力を高い圧力に設定することから成る請求項
３に記載のロックアップクラッチ付きトルクコンバー
タ。
【請求項５】前記コントローラは、前記スリップ係合
状態が開始される当初の所定期間において前記アプライ
圧力を前記中間圧力よりも高いプリチャージ圧力に設定
することから成る請求項３又は４に記載のロックアップ
クラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項６】前記検出手段は前記作動油の温度を検出
する温度検出手段を含んでおり、前記コントローラは、
前記作動油の粘性の変化に起因して前記係合状態への移
行が遅れるのを回避するため、前記温度検出手段が検出
した前記作動油の温度に応じて前記プリチャージ圧力の
設定を変更することから成る請求項５に記載のロックア
ップクラッチ付きトルクコンバータ。
【請求項７】前記タービンの後続には、前記タービン
の出力軸に連結された入力ディスク、前記入力ディスク
と対向して配設された出力ディスク、及び前記入力ディ
スクと前記出力ディスクとの間に圧接状態に配設され傾
転軸回りの傾転量に応じて前記入力ディスクの回転を出
力ディスクに無段階に変速して伝達するパワーローラを
備えたトロイダル型無段変速機が接続されていることか
ら成る請求項１〜６に記載のロックアップクラッチ付き
トルクコンバータ。
【請求項８】前記作動油は、前記トロイダル型無段変
速機において圧接状態に置かれる前記入力ディスクと前
記出力ディスクとの間に供給するのに用いられるトラク
ション油であることから成る請求項７に記載のロックア
ップクラッチ付きトルクコンバータ。