JP2002295668A - 動力伝達装置のロックアップ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変速中のロックアップとクラッチの同時接を
防止できる動力伝達装置のロックアップ制御装置を提供
する。 【解決手段】 エンジンＥ側の動力を変速機Ｔ／Ｍ側に
伝達する流体継手２と変速機Ｔ／Ｍ側を断接する変速用
クラッチ３を備え、さらに流体継手２に、その流体継手
２を断接するロックアップ装置２０を備えた動力伝達装
置のロックアップ制御装置において、ギヤイン状態検出
手段２１ｃと、変速用クラッチ３の接続状態を検知する
手段と、ロックアップ装置２０を接作動する制御装置２
２とを備え、ギヤイン状態で、且つ、変速用クラッチ３
が接の状態のときのみ、ロックアップ装置２０を接作動
させるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン側の動力
を変速機側に伝達する流体継手と変速機側を断接する変
速用の湿式多板クラッチを備えた動力伝達装置に係り、
特に、流体継手を断接するための動力伝達装置のロック
アップ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体継手（フルードカップリング）は、
船舶用、産業機械用、自動車用の動力伝達継手として従
来から用いられている。流体継手を装備した車両用動力
伝達装置は、例えば特開昭５５−１５９３６０号公報に
開示されるように、車両に搭載されたエンジンによって
作動される流体継手と、その流体継手に伝動連結された
湿式多板クラッチと、湿式多板クラッチに伝動連結され
た変速機が直列に配置されている。

【０００３】このような車両用動力伝達装置に装備され
る流体継手は、例えばディーゼルエンジンのクランクシ
ャフト（流体継手としての入力軸）に連結されたケーシ
ングと、そのケーシングと対向して配設されケーシング
に取り付けられたポンプと、そのポンプと対向配設され
た、入力軸と同一線上に配置された出力軸に取り付けら
れたタービンとを具備しており、駆動側のポンプの回転
を流体を仲介として被動側のタービンを回転させて、エ
ンジンの動力を変速機側に伝達するものである。

【０００４】この流体継手において、始動時等には、流
体継手のクリープ力が必要であるが、エンジンが設定回
転数（例えば１０００ｒｐｍ）に達したならば、流体継
手のすべりがエネルギーロスのとなるため 、ロックア
ップ装置が、断から接に作動されて、タービンをケーシ
ングに接触させてポンプとタービンとを機械的に連結す
るようにし、またエンジンが所定回転数（例えば８００
ｒｐｍ）以下になったときにはロックアップ装置を接か
ら断に自動的に切り換えるようにしている。

【０００５】しかし、変速操作中にロックアップ装置を
作動すると、ニュートラル状態で、ドライバのアクセル
踏み込みでタービン回転が上昇し想定しないロックアッ
プ断接が生じる。

【０００６】このため、図５に示すように、ギヤイン状
態を確認してロックアップ装置を作動することが提案さ
れている。

【０００７】図５は、ロックアップを断から接とするロ
ックアップ制御を示したもので、制御がスタート１００
し、ｓｔｅｐ１０１で、タービン回転が１０００ｒｐｍ
以上かどうかを判断し、タービン回転が１０００ｒｐｍ
以下のとき（ＮＯ）はロックアップ装置を断のまま維持
１０２し、タービン回転が１０００ｒｐｍ以上のとき
（ＹＥＳ）ロックアップ装置を接１０３として制御を終
了１０４する。また図５（ｂ）に示すように、ロックア
ップを断とする制御がスタート１０５し、ｓｔｅｐ１０
６で、タービン回転が８００ｒｐｍ以上のとき（ＮＯ）
はロックアップ装置を接のまま維持１０７し、タービン
回転が８００ｒｐｍ以下となったとき（ＹＥＳ）、ロッ
クアップ装置を断１０８としてロックアップ接の制御を
終了１０９する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このロック
アップ装置を断から接に作動させる場合、ギヤイン判定
と同時にロックアップを接とする判定を行うと、ロック
アップとクラッチが同時接となり、タービン側回転と変
速機側回転が大きく相違するとショックが悪化する問題
がある。

【０００９】また、ロックアップ装置と湿式多板クラッ
チとを同時に作動すると、大流量に作動油が必要となり
オイルポンプの大型化が必要となり、このため燃費、動
力性能を悪化させる問題がある。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、変速中のロックアップとクラッチの同時接を防止で
きる動力伝達装置のロックアップ制御装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、エンジン側の動力を変速機側に
伝達する流体継手と変速機側を断接する変速用クラッチ
を備え、さらに流体継手に、その流体継手を断接するロ
ックアップ装置を備えた動力伝達装置のロックアップ制
御装置において、ギヤイン状態検出手段と、変速用クラ
ッチの接続状態を検知する手段と、ロックアップ装置を
接作動する制御装置とを備え、ギヤイン状態で、且つ、
変速用クラッチが接の状態のときのみ、ロックアップ装
置を接作動させる動力伝達装置のロックアップ制御装置
である。

【００１２】請求項２の発明は、制御装置は、流体継手
の入力側の回転数、流体継手の出力側の回転数または変
速機の入力側の回転数が所定回転数以上となった場合、
ギヤイン状態で、且つ変速用クラッチが接状態のときの
み、ロックアップ装置を断から接とする請求項１記載の
動力伝達装置のロックアップ制御装置である。

【００１３】請求項３の発明は、制御装置は、流体継手
の入力側の回転数、流体継手の出力側の回転数または変
速機の入力側の回転数が所定回転数以下となった場合、
ギヤイン状態のときのみ、ロックアップ装置を断とする
請求項１又は２記載の動力伝達装置のロックアップ制御
装置である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。

【００１５】先ず、図２により車両の動力伝達装置のロ
ックアップ制御装置の概略構成を説明する。

【００１６】図２に示すように、エンジンＥには、クラ
ッチ機構１を介して変速機Ｔ／Ｍが接続されている。ク
ラッチ機構１は流体継手（フルードカップリング）２と
湿式多板クラッチ３とからなる。流体継手２は、エンジ
ンＥから変速機Ｔ／Ｍに至る動力伝達経路の途中であっ
てその上流側に設けられ、湿式多板クラッチ３は同下流
側に直列に設けられる。なおここでいう流体継手とはト
ルクコンバータを含む広い概念であり、現に本実施形態
においてもトルクコンバータを用いている。

【００１７】流体継手２は、エンジンＥの出力軸（クラ
ンク軸）１ａに接続されたケーシング１８と一体に回転
するポンプ部４と、ケーシング１８内でポンプ部４に対
向されクラッチ３の入力側に接続されたタービン部５
と、タービン部５とポンプ部４との間に介設されたステ
ータ部６とからなっている。またこの流体継手２には、
ポンプ部４とタービン部５との締結・切離を行うロック
アップクラッチ７と、そのロックアップクラッチ７を作
動する油圧回路１９からなるロックアップ装置２０を有
する。

【００１８】湿式多板クラッチ３は、その入力側が入力
軸３ａを介してタービン部５に接続され、出力側が変速
機Ｔ／Ｍの入力軸８に接続され、流体継手２と変速機Ｔ
／Ｍとの間を断接するもので、常時はスプリング（図示
せず）で断方向に付勢され、油圧回路１９からの圧油に
て接にされる。

【００１９】変速機Ｔ／Ｍは、入力軸８と、これと同軸
に配置された出力軸９と、これらに平行に配置された副
軸１０とを有する。入力軸８には、入力主ギヤ１１が設
けられている。出力軸９には、１速主ギヤＭ１と、２速
主ギヤＭ２と、３速主ギヤＭ３と、４速主ギヤＭ４と、
リバース主ギヤＭＲとが夫々軸支されていると共に、６
速主ギヤＭ６が固設されている。副軸１０には、入力主
ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２と、１速主ギヤＭ１
に噛合する１速副ギヤＣ１と、２速主ギヤＭ２に噛合す
る２速副ギヤＣ２と、３速主ギヤＭ３に噛合する３速副
ギヤＣ３と、４速主ギヤＭ４に噛合する４速副ギヤＣ４
と、リバース主ギヤＭＲにアイドルギヤＩＲを介して噛
合するリバース副ギヤＣＲとが固設されていると共に、
６速主ギヤＭ６に噛合する６速副ギヤＣ６が軸支されて
いる。

【００２０】この変速機Ｔ／Ｍによれば、出力軸９に固
定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合されたスリーブ
Ｓ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグＤＲにスプライ
ン噛合すると、出力軸９がリバース回転し、上記スリー
ブＳ／Ｒ１を１速主ギヤＭ１のドグＤ１にスプライン噛
合すると、出力軸９が１速相当で回転する。そして、出
力軸９に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛合され
たスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ２にス
プライン噛合すると、出力軸９が２速相当で回転し、上
記スリーブＳ／２３を３速主ギヤＭ３のドグＤ３にスプ
ライン噛合すると、出力軸９が３速相当で回転する。

【００２１】そして、出力軸９に固定されたハブＨ／４
５にスプライン噛合されたスリーブＳ／４５を、４速主
ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合すると、出力軸９
が４速相当で回転し、上記スリーブＳ／４５を入力主ギ
ヤ１１のドグＤ５にスプライン噛合すると、出力軸９が
５速相当（直結）で回転する。そして、副軸１０に固定
されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ６
を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合する
と、出力軸９が６速相当で回転する。

【００２２】上記各スリーブＳは、図示しないシフトフ
ォークおよびシフトロッドを介して、運転室内のシフト
レバー２１によってマニュアル操作される。

【００２３】またシフトレバー２１によるギアの切り替
え操作の際には、先ず、ニュートラルで、湿式多板クラ
ッチ３が断とされ、そのニュートラル位置から他のギア
に切り替えた後は、湿式多板クラッチ３が接とされる。

【００２４】このシフトレバー２１の操作によるニュー
トラルとギヤポジションは、ギヤイン状態検出センサ
（ギヤイン状態検出手段）２１ｃで検出され、そのニュ
ートラルとギヤポジションが、制御装置２２に入力され
る。

【００２５】また、アクセルペダル２３の踏み込み量
は、センサ２４により検出され、その踏み込み量が制御
装置２２に入力される。またブレーキペダル２５の踏み
込み量は、センサ２６で検出され、その踏み込み量が制
御装置２２に入力される。

【００２６】変速機Ｔ／Ｍの入力主ギヤ１１又は入力主
ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２に回転数を検出する
回転センサ２７と、タービン部５の回転を検出する回転
センサ２８が設けられ、これら回転センサ２７，２８の
検出値が制御装置２２に入力される。

【００２７】この制御装置２２のロックアップ制御は、
後で、図１の説明で詳しく説明するが、基本的には、ギ
ヤイン状態でｍエンジン回転数が例えば８００ｒｐｍ以
下のときには、流体継手２のロックアップ装置２０を断
側に、１０００ｒｐｍ以上となったとき、ロックアップ
装置２０を接側に作動する。

【００２８】次に、流体継手２とロックアップ装置２０
の詳細を図３により説明する。

【００２９】図３において、エンジンの出力軸（クラン
ク軸）１ａに接続されたケーシング１８には、ポンプ部
４が一体に設けられる。ポンプ部４は、軸受２９により
クラッチ３の入力軸３ａに対して回転自在に設けられ
る。またケーシング１８内には、ポンプ部４に対向され
てタービン部５が、クラッチ３の入力軸３ａに接続され
て設けられる。なお、図では、説明の便宜上、ステータ
部６は省略してある。タービン部５には、ダンパースプ
リング３０を介して、クラッチディスク３１が連結され
る。クラッチディスク３１は、ケーシング１８と対向す
るようタービン部５のタービンハブ３２の外周に相対回
転自在で、かつ軸方向に摺動可能に設けられ、そのケー
シング１８側に面したクラッチディスク３１の外周部に
クラッチフェージング３３が装着される。

【００３０】このクラッチディスク３１により、ケーシ
ング１８とクラッチディスク３１間に外側室３４が形成
され、タービン部５とクラッチディスク３１間に内側室
３５が形成される。

【００３１】入力軸３ａには、内側通路３６が形成さ
れ、その入力軸３ａの外周に外側通路３７が形成され
る。

【００３２】この流体継手２で、ロックアップ装置２０
が断のとき、圧油は、内側通路３６からケーシング１８
とクラッチディスク３１間に外側室３４に流れ、外側室
３４から図示の矢印３８に示すようにタービン部５とポ
ンプ部４内を流れ、一部は軸受け２９を通って外側通路
３７に流れて、ポンプ部４の回転をタービン部５に伝達
する。またロックアップ装置が接のときは、圧油の流れ
は上述と逆に切り換えられる。すなわち、圧油は、外側
通路３７から軸受け２９を通って図示の矢印３９に示す
ようにポンプ部４とタービン部５内を流れると共に、内
側室３５に流れる。これによりクラッチディスク３１の
クラッチフェージング３３がケーシング１８に摩擦接触
し、ケーシング１８の回転が、クラッチディスク３１よ
りダンパースプリング３０を介してタービン部５に伝達
され、ポンプ部４とタービン部５とが機械的に締結され
る。

【００３３】なお、湿式多板クラッチ３は、油が満たさ
れたクラッチケーシング４０内で、入力側と出力側とに
それぞれ複数枚ずつ互い違いにクラッチプレート４１が
スプライン噛合され、これらクラッチプレート４１同士
をクラッチピストン４２により押し付け合い、或いは解
放して、クラッチの接続・分断を行うものである。クラ
ッチピストン４２はクラッチスプリング４３により常に
断側に付勢されると共に、これを上回る油圧がクラッチ
ピストン４２に付加されたときクラッチ３が締結され
る。

【００３４】図４は、流体継手２及びロックアップ装置
２０と湿式多板クラッチ３を作動する油圧回路１９の詳
細を示したものである。

【００３５】図４に示すように、オイルタンク４５の油
がろ過器Ｆを介して油圧ポンプＯＰにより吸引吐出され
ると共に、その吐出圧がリリーフバルブ４７により調整
され、圧油供給ライン４６に供給される圧油が一定の圧
力となるようにされる。

【００３６】圧油供給ライン４６には、ライン４８を介
して、流体継手２への圧油を切り換えるロックアップ用
四方弁４９が接続される。このロックアップ用四方弁４
９には、圧油をオイルタンク４５に戻す圧油戻しライン
５０が接続されると共にその圧油戻しライン５０に、絞
り弁５１、クーラ５２、開閉弁５３が接続される。

【００３７】開閉弁５３は、常閉で、圧油供給ライン４
６に接続されたパイロットライン５４からの圧油で開と
される。

【００３８】ロックアップ用四方弁４９は、圧油供給ラ
イン４６のパイロットライン５５に接続されたパイロッ
ト制御用二方電磁弁５６により切り換え制御がなされ、
常時（パイロット制御用二方電磁弁５６がＯＦＦ、ロッ
クアップ断）は、ライン４８からの圧油が、ライン５７
より、図３で説明した内側通路３６に流れ、外側室３５
からタービン部５とポンプ部４に流れて、外側通路３７
からライン５８を通し、ロックアップ用四方弁４９を介
して圧油戻しライン５０に戻るようにされ、また、パイ
ロット制御用二方電磁弁５６が作動（ロックアップ接）
されると、パイロットライン５５からの圧油で、ロック
アップ用四方弁４９が切り換えられ、ライン４８からの
圧油が、ライン５８より外側通路３７に流れてポンプ部
４とタービン部５に流れると共に内側室３５に溜まり、
図３で説明した外側室３４の油がライン５８に流れ、ロ
ックアップ用四方弁４９、絞り弁４９を介して圧油戻し
ライン５０に戻されるようになっている。

【００３９】また、湿式多板クラッチ３は、圧油供給ラ
イン４６にライン６０を介して接続され、そのライン６
０にクラッチ切換用二方弁６１が接続され、そのクラッ
チ切換用二方弁６１が、圧油供給ライン４６のパイロッ
トライン６２に接続されたパイロット制御用二方電磁弁
６３で作動制御されるようになっている。

【００４０】この湿式多板クラッチ３は、常時は、クラ
ッチ切換用二方弁６１が閉位置にあり、その状態で、ス
プリング４２により断方向に付勢され、パイロット制御
用二方電磁弁６３が開に作動されてパイロットライン６
２からの圧油によりクラッチ切換用二方弁６１が開とさ
れて湿式多板クラッチ３に圧油が供給されて接方向作動
される。制御装置２２は、パイロット制御用二方電磁弁
６３のＯＮ・ＯＦＦで変速用クラッチの接状態を検知す
るようになっている。

【００４１】このパイロット制御用二方電磁弁５６とパ
イロット制御用二方電磁弁６３とは制御装置２２からの
電気信号で作動されるようになっている。

【００４２】次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作
動を説明する。

【００４３】この動力伝達装置では、エンジンＥの動力
を流体継手２、湿式多板クラッチ３、変速機Ｔ／Ｍとい
う順で伝達する。

【００４４】発進時、ロックアップクラッチ７と多板湿
式クラッチ３は、断とされ、ドライバがシフトレバー２
１のシフト操作により、発進段にシフトすると、湿式多
板クラッチ３が接となり、その状態では、流体継手２の
タービン部５は、駆動輪側から止められているので、ポ
ンプ部４のみが回転し、クリープ力が発生することにな
る。その後、ブレーキペダル２５を離したり、アクセル
ペダル２３を踏み込んだりすれば、タービン部５が回転
して変速機Ｔ／Ｍ側に動力が伝達される。

【００４５】発進後は、シフトレバー２１で変速操作が
なされ、その都度湿式多板クラッチ３が断接される。

【００４６】さて、図１は、図２に示した制御装置２２
で、ロックアップ装置２０を制御する際のフローチャー
トを示したもので、図１（ａ）は、ロックアップ装置を
断から接にするフローを、図１（ｂ）は、断から接にす
るフローを示したものである。

【００４７】先ず、図２で説明したように、制御装置２
２には、タービン部５の回転を検出する回転センサ２８
或いは変速機Ｔ／Ｍ側の入力主ギヤ１１の回転を検出す
る回転センサ２７で検出した回転数が入力され、またシ
フトレバー２１の操作によるギヤポジション（ギヤイン
状態）やニュートラルが図示していないセンサにより入
力され、これにより制御装置２２は、タービン回転（エ
ンジン回転）とギヤイン状態かニュートラルかを認識で
きる。

【００４８】図１（ａ）に示すように、運転開始など、
ロックアップ装置を断から接への制御がスタート８０さ
れ、ｓｔｅｐ８１で、ギヤイン状態かどうかが判断さ
れ、ギヤインのとき（ＹＥＳ）、ｓｔｅｐ８２で、変速
クラッチ（湿式多板クラッチ）が接かどうか判断され、
クラッチ接（ＹＥＳ）のとき、ｓｔｅｐ８３で、タービ
ン回転が１０００ｒｐｍ以上かどうかを判断し、タービ
ン回転が１０００ｒｐｍ以上のとき（ＹＥＳ）は、ロッ
クアップ装置を接８３として制御を終了８４する。ｓｔ
ｅｐ８２の判断で、変速クラッチが断のとき（ＮＯ）
と、ｓｔｅｐ８３の判断で、タービン回転が１０００ｒ
ｐｍ以下のとき（ＮＯ）は、ロックアップ装置を断のま
まを維持８５する。

【００４９】この制御において、ｓｔｅｐ８２の判断
で、変速クラッチギが断のとき（ＮＯ）は、ロックアッ
プ装置を断のままを維持８６することで、変速中等、湿
式多板クラッチとロックアップ装置が同時に作動するこ
とが防止され、クラッチ接のフィーリングが悪化するこ
とが防止されると共に、図４で説明したようにロックア
ップ装置と湿式多板クラッチ３の同時接によるオイルポ
ンプＯＰの負荷を防止できる。

【００５０】尚、ロックアップを接から断にする場合に
は、上述した問題は生じないため、図１（ｂ）に示すよ
うに、ロックアップを接から断とする制御がスタート９
０し、ｓｔｅｐ９１で、ギヤイン状態かどうかが判断さ
れ、ギヤインのとき（ＹＥＳ）、タービン回転が８００
ｒｐｍ以下のとき（ＹＥＳ）は、ロックアップ装置を断
９３としてロックアップ接の制御を終了９４し、ｓｔｅ
ｐ９２の判断で、タービン回転が８００ｒｐｍ以上のと
き（ＮＯ）は、ロックアップ装置を接のまま維持９５す
る。

【００５１】このロックアップ断判定は、変速クラッチ
の断接にかかわらず、ギヤイン状態で行うため、例えば
低車速で、高ギヤ段へギヤインした際のエンジン回転低
下やエンスト防止が行える。

【００５２】尚、制御装置２２によるロックアップ装置
２０の作動は、図４で説明したように、パイロット制御
用二方電磁弁５６を作動し、圧油供給ライン４６の圧油
をパイロットライン５５を介してロックアップ用四方弁
４９を切り換えることで、図３で説明したように、圧油
が、外側通路３７からポンプ部４とタービン部５に供給
された後、内側室３５に供給され、その圧油でクラッチ
ディスク３１をケーシング１８側に押し付けて、フェー
ジング３３をケーシング１８に接触させることで接とさ
れる。

【００５３】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ギヤイン
状態を判定すると共に変速クラッチ接の判定を行った後
で、ロックアップ装置を断から接にすることで、ロック
アップ装置と変速クラッチの同時接を防止でき、クラッ
チ接フィーリングの悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示すフローチャート図
である。

【図２】本発明の装置の概略構成を示す図である。

【図３】図２の流体継手と湿式多板クラッチからなるク
ラッチ機構の詳細を示す断面図である。

【図４】図２の流体継手と湿式多板クラッチを作動する
油圧回路の詳細を示す図である。

【図５】従来のロックアップ制御のフローチャート図で
ある。

【符号の説明】

２ 流体継手 ３ 湿式多板クラッチ（変速用クラッチ） ２１ シフトレバー ２１ ギヤイン状態検出手段 ２０ ロックアップ装置 ２２ 制御装置 ２８ 回転センサ Ｅ エンジン Ｔ／Ｍ 変速機

フロントページの続き (72)発明者 岸 郷史 神奈川県川崎市川崎区殿町３丁目25番１号 いすゞ自動車株式会社川崎工場内 Ｆターム(参考） 3J053 CA03 CB08 CB09 DA04 DA06 DA12 DA23 DA26 DA28 EA01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン側の動力を変速機側に伝達する
   流体継手と変速機側を断接する変速用クラッチを備え、
   さらに流体継手に、その流体継手を断接するロックアッ
   プ装置を備えた動力伝達装置のロックアップ制御装置に
   おいて、ギヤイン状態検出手段と、変速用クラッチの接
   続状態を検知する手段と、ロックアップ装置を接作動す
   る制御装置とを備え、ギヤイン状態で、且つ、変速用ク
   ラッチが接の状態のときのみ、ロックアップ装置を接作
   動させることを特徴とする動力伝達装置のロックアップ
   制御装置。
2. 【請求項２】 制御装置は、流体継手の入力側の回転
   数、流体継手の出力側の回転数または変速機の入力側の
   回転数が所定回転数以上となった場合、ギヤイン状態
   で、且つ変速用クラッチが接状態のときのみ、ロックア
   ップ装置を断から接とする請求項１記載の動力伝達装置
   のロックアップ制御装置。
3. 【請求項３】 制御装置は、流体継手の入力側の回転
   数、流体継手の出力側の回転数または変速機の入力側の
   回転数が所定回転数以下となった場合、ギヤイン状態の
   ときのみ、ロックアップ装置を断とする請求項１又は２
   記載の動力伝達装置のロックアップ制御装置。