JP2005265050A - 流体継手を用いた車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ターボチャージャ６２を装備したエンジン６１とロックアップクラッチ付流体継手２とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、発進後の低速走行中におけるロックアップクラッチ２５の締結のタイミングを適正化し、円滑な締結を行う。
【解決手段】ロックアップクラッチ制御装置は、ターボチャージャ６２の作動状態を検知する手段を備えており、ターボチャージャ６２が高出力状態に達する以前の時点で、ロックアップクラッチ２５の締結を開始させる。ロックアップクラッチ２５の締結は接続ショックを生じることなく短時間で行われ、その後、車両はスムースに加速される。ターボチャージャ６２の作動状態を検知するためには、エンジン６１の回転数の変化率又は吸気管６３の圧力を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンと変速機との間に流体継手（フルードカップリング）を備え、車両の発進時等において、車両の運転者によるクラッチの複雑な操作を要せずに、流体継手のポンプとタービンの間の滑りを利用して円滑な発進が可能な車両用動力伝達装置に関するものである。

車両用動力伝達装置には、車両の運転の容易化あるいは運転者の疲労軽減のために、エンジンの動力を車輪に伝達するクラッチあるいは変速機の操作を自動化し、イージードライブとした各種の動力伝達装置がある。流体伝動装置であるトルクコンバータと遊星歯車機構からなる動力伝達装置を用いたいわゆるＡＴ車がその代表的なものである。そして、イージードライブを目的とする動力伝達装置の中には、いわゆるマニュアル車と同様な平行軸歯車機構式変速機を使用して、これと自動クラッチ等とを組み合わせ、運転者が変速レバーで変速段を切り替える際のクラッチ操作を省略した動力伝達装置があり、市販車両にも採用されている。運転手が変速レバーを操作する代わりに、電子制御装置と変速機を操作するアクチュエータとを用い、車両の走行状態に応じて自動的に変速段を切り替える動力伝達装置も存在する。

最近では、ディーゼルエンジンを装備した車両において、エンジンと変速機との間に流体継手を介在させた動力伝達装置が開発されている。流体継手は流体伝動装置の一種ではあるが、トルクコンバータとは異なってステーターベーンを備えておらず、トルクの増加機能はないけれども、トルクコンバータよりも構造が簡易なものとなっている。流体継手を介在させると、特にエンジン回転数の小さい領域でトルクが大きいディーゼルエンジンでは、車両の発進時において、流体継手のポンプとタービンとの間の滑りを利用した発進が可能となる。つまり、マニュアル車の発進時のごとき微妙なクラッチ操作が不要となって、スムースな発進が容易に行えると同時に、アイドル時などにおけるエンジンのトルク変動が吸収され、振動、騒音も軽減される。エンジンと変速機との間に流体継手を設けた動力伝達装置の一例は、特開２００１−２４１５４６号公報に記載されている。

図２、図３を参照して、このような流体継手を具備した車両用動力伝達装置について説明する。図２はディーゼルエンジンのクランクシャフトから変速機に至る間の動力伝達装置を示す断面図であり、クランクシャフト１の後方に流体継手２が締結され、さらに、湿式多板クラッチ３を介して、平行軸歯車機構を有する変速機４が連結される。流体継手2は、それぞれ独立して回転可能なポンプ２１とタービン２２とを備えており、そのケーシング２３内は作動油で満たされている。流体継手のポンプ２１はケーシング２３、ドライブプレート１１等によってディーゼルエンジンのクランクシャフト１と一体的に結合される。また、タービン２２には流体継手２の出力軸２４が、その出力軸２４の他端には湿式多版クラッチ3の入力軸ハブ部分３１が、それぞれスプライン嵌合により結合される。湿式多版クラッチ3の出力軸ハブ部分３２は、やはりスプライン嵌合によって変速機4の入力軸４１と結合されている。

車両の発進時においてディーゼルエンジンが起動されると、流体継手2のポンプ２１はクランクシャフト１と一体となって回転を始め、タービン２２に作動油を送り込む。ディーゼルエンジンの回転数が増加するにつれ、ポンプ２１からタービン２２に循環する作動油の流量が増加し、タービン２２に作用するトルクが増大する。流体継手2に接続された湿式多板クラッチ３は、車両の変速時以外はその摩擦板に作用する油圧により締結状態にある。車両が発進する前には変速機４は発進段にギヤインされ、ブレーキペダルの踏込みにより車両は停止している。このときはタービン２２も停止しているが、ブレーキペダルの解除に伴いタービン２２は回転を始め、湿式多板クラッチ３及び変速機4を介して車両は発進するようになる。車両が発進した後は、ディーゼルエンジンの回転数がさらに上昇し、それに伴ってタービン２２の回転数も増加する。発進後の時間の経過とともに流体継手２の滑りが減少して、タービン２２の回転数はポンプ２１の回転数（ディーゼルエンジンの回転数）に接近しながら次第に大きくなり、その速度比、すなわち、流体継手におけるタービン回転数のポンプ回転数に対する比率は１に近づく。

このように、流体継手２を利用すると、そのポンプ２１とタービン２２の間の滑りにより車両のスムースな発進が可能となる。しかし、流体継手２の滑りが存在する限り動力の伝達効率は１００％に達することはなく、その分ディーゼルエンジンは無駄な燃料を消費する。したがって、車両が発進し通常走行が可能になったときは、例えば２０Ｋｍ／ｈ程度の低速走行の中に、流体継手２の機能を停止しクランクシャフト１と変速機４を直結状態とすることが望ましく、流体継手２にはポンプ２１とタービン２２とを締結するロックアップクラッチ２５が備えられている。

ロックアップクラッチ２５は、クランクシャフト１とポンプ２１とを結合するケーシング２３の内面に対向して置かれ、タービン２２に連結されたクラッチディスク２６と、その前面側に設けた摩擦フェージング２７とによって構成される。ロックアップクラッチ２５の切断及び締結は、流体クラッチ２のケーシング２３内において高圧の作動油が流動する流路を切り替えることによって制御され、そのため、流体継手２の後方の隔壁部５には、その縦断面図である図３にも示されるとおり、作動油を加圧して送出するトロコイドポンプ５１と作動油の流路を切り替える流路切替弁５２が取り付けてあり、この流路切替弁５２はロックアップクラッチ制御装置７０により制御される。

トロコイドポンプ５１で加圧された作動油が、出力軸２４の中心部の通路から、クラッチディスク２６の前面の室２８へ流入し、クラッチディスク２６の外周部の狭い隙間を経て後面の室２９に流れ、ポンプ２１とタービン２２で形成される作動室に流れ込むような流路としたときは、前面の室２８の圧力が後面の室２９より高いので、クラッチディスク２６はケーシング２３から離れ、ロックアップクラッチ２５は切断される。流路切替弁５２により流れを逆にすると、クラッチディスク２６の後面側の圧力が高くなり、摩擦フェージング２７がケーシング２３の内面に係合してロックアップクラッチ２５が締結され、流体継手２のポンプ２１とタービン２２とは直結状態となる。流路切替弁５２は、ロックアップクラッチ２５の急激な締結によるショックを回避するよう、パイロット弁を用いてパルスのデューティ比を徐々に変更するロックアップクラッチ制御装置７０によって切り替えられる。ロックアップクラッチ２５等の詳細な構成及び制御方法については、前述の特許公報に記載されている。

ロックアップクラッチ付の流体継手を用いた車両用動力伝達装置の発進時等の作動について、図８によって説明する。図８には、自然吸気式の排気量の大きなディーゼルエンジンを搭載した車両の、発進時以降におけるエンジンの回転数（流体継手のポンプ回転数）とタービンの回転数の変化を示す。車両の停止時には、エンジンはアイドル時の回転数である約５００ｒｐｍで回転をしており、車輪が停止しているからタービン回転数はゼロとなっている。この状態から運転者がアクセルペダルを踏込むと、エンジン回転数は上昇してトルクも増加し、タービンが回転を始め車両が発進する。その後、エンジン回転数の上昇に従ってタービンの回転数も上昇し、車両の速度は徐々に増加する。流体継手のタービン回転数がエンジン回転数に近づいて車両の速度が所定値となり、エンジン回転数が後述するストール回転数である１５００ｒｐｍ付近に達すると、ロックアップクラッチを接続する指令が制御装置から出力され、その指令に応じポンプとタービンが締結される（ロックアップ）と両者は一体的に回転するようになる。指令が出力される時点ではタービンとポンプの回転数の比率である速度比が０．８付近にあり、ロックアップクラッチの締結をスムースに行うことができる。

ここで、流体継手のストール回転数について図４に基づいて説明を加える。一定の大きさ及びトルク容量を有する流体継手を自然吸気式エンジン（ＮＡエンジン）と組み合わせ、流体継手のタービンを停止させてエンジン回転数を増加させた場合、エンジンと一体的に連結されたポンプに作用する負荷トルクは、回転数の増加に応じて２次曲線的に増大する。一方、自然吸気式エンジンの出力トルクは、ディーゼルエンジンにおいては、回転数が変化してもトルクはほぼ一定という、実線で示されるようなフラットな特性を有している。そのため、エンジンの定格出力トルク曲線がポンプ負荷トルク曲線と交わる●点の回転数でつり合い、それ以上はエンジン回転数が増加しないこととなる。このつり合った状態のエンジン回転数をストール回転数と称する。エンジンと変速機の間にロックアップクラッチ付の流体継手を介在させる動力伝達装置では、一般的に、発進後においてはこのストール回転数の近傍でロックアップクラッチを締結するように設定する。ポンプの回転数がストール回転数まで上昇したときは、通常、速度比は０．８付近の値となるからロックアップクラッチは円滑に締結され、それ以後の流体継手の滑りがなくなって伝達効率は１００％となる。
特開２００１−２４１５４６号公報

このように自然吸気式エンジン、つまり過給を行わないエンジンを搭載した車両では、車速が所定値を超えエンジン回転数がストール回転数の近傍に達したときにロックアップクラッチを締結するよう設定すれば、ロックアップクラッチの接続と発進時以降の車両の加速を支障なく行うことができる。しかし、エンジン出力の向上を目的として過給のためのターボチャージャを備えた、いわゆるターボエンジンを流体継手と組み合わせたときには、エンジンを起動すると回転数が上昇して一度ほぼ一定の回転数となるが、その後再び回転数が徐々に増加し、より高い回転数でまた静定する現象が生じることが判明した（図５参照）。この現象は、ことに、エンジン出力の増加巾の大きい大容量ターボチャージャを搭載したエンジン等では顕著に表れ、恰もストール回転数が複数存在するような現象であり、以下、これを「２段ストール」という。

２段ストールは、図４の破線に示すターボエンジンの出力特性に起因すると考えられる。すなわち、ターボエンジンでは起動時はターボチャージャが十分な能力を発揮できず、エンジンシリンダに供給される空気の圧力（ブースト）が低いため、エンジンの出力トルクも低く、図４における最下方の破線の特性となる。自然吸気式エンジンの場合と同じ流体継手と組み合わせたとすると、最下方の破線とポンプ負荷トルク曲線との交点（○印）で一旦つり合い、エンジン回転数の上昇もその回転数で頭打ちとなる（図５の１段目のストール回転数）。そもそも、ターボチャージャはエンジンの排気ガスで駆動されるから、排気ガス量が少ないエンジンの起動時や低負荷時には、その回転数は低く十分な機能を発揮しない。ターボチャージャの機能の程度は、エンジンの運転状況と密接に関連し、吸気管のブーストあるいはエンジンの回転数変化等として捉えられるが、そのようなターボチャージャの作動状態を、ここでは「ターボチャージャの出力」と称する。

ターボチャージャの出力が高まって回転数が増加しブーストが上昇するにつれてエンジンの出力トルクが増え、流体継手におけるポンプの負荷トルクとのつり合い点は、高回転数の方向に移動する。そして、ターボチャージャの出力が、エンジン運転状態に対応する定常的な出力となると、エンジン回転数もそのつり合い点で一定となる。最終的にエンジンが定格運転状態となり、ターボチャージャによるブーストがエンジン全負荷時のブーストとなったときは、出力特性が最上方の破線のようになり、これとポンプ負荷トルク曲線との交点で再びつり合って、エンジン回転数はそれ以上は上昇しなくなる（図５の２段目のストール回転数）。ちなみに、エンジン出力の増加巾の大きい大容量ターボチャージャを搭載したエンジンに限らず、例えば、排気ガス中のＮＯｘを低減させる目的で排気ガスを還流させるＥＧＲを行うエンジンでは、エンジンの低負荷時に排気ガスを還流させ、全負荷時付近では還流を停止させるため、エンジン起動時と全負荷時との、ターボチャージャの出力の差は、より大きなものとなる。

そして、このようなターボエンジンにロックアップクラッチ付の流体継手を連結したときは、車両の発進後において、ロックアップクラッチを締結するタイミングの適正化を図る課題があることも明らかになった。例えば、自然吸気式エンジンと同様に、１段目のストールが生じた後、エンジン回転数とタービン回転数が近接し速度比が０．８程度に達したときにロックアップの指令を出力すると、この時点はターボチャージャの高出力化に伴いブーストが上昇する時期に相当する。そのため、エンジンの出力トルク及び回転数が再上昇することとなり、ロックアップクラッチの締結が不安定となって、結果的に、締結に要する時間が長くなりあるいはロックアップクラッチ締結のショックが大きくなる。図９は、大容量のターボチャージャを用い高過給を行うターボエンジンと流体継手を組み合わせ、上記のように速度比が０．８の時点でロックアップを指令したときのエンジン回転数等の変化を示すグラフであるが、ロックアップ指令以降でのエンジン回転数の変動が激しく、ロックアップクラッチ締結のために時間がかかり、また、ロックアップクラッチ締結時前後の加速特性が悪化している様子が示されている。

上述の課題に鑑み、本発明は、ターボエンジンとロックアップクラッチ付流体継手とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、発進時以降におけるロックアップクラッチ締結のタイミングを適正化することを目的とする。すなわち、本発明は、
「ターボチャージャを装備したエンジンに流体継手が連結され、
前記流体継手は、前記エンジンのクランクシャフトと結合されたポンプと、前記流体継手の出力軸と結合されたタービンと、前記ポンプと前記タービンとを締結するロックアップクラッチとを有し、さらに、
車両の発進時には、前記ロックアップクラッチを切断して前記ポンプと前記タービンとを滑らせながら発進し、発進後、車両の低速走行中に前記ロックアップクラッチを締結するロックアップクラッチ制御装置を有する車両用動力伝達装置において、
前記ロックアップクラッチ制御装置は、前記ターボチャージャの作動状態を検知する手段を備えており、前記ターボチャージャが高出力状態に達する以前の時点で、前記ロックアップクラッチの締結を開始させる」
ことを特徴とする車両用動力伝達装置となっている。

本発明の実施例として、請求項２に記載のように、エンジン回転数の変化率を検出する手段によってターボチャージャの作動状態を検知し、エンジン回転数の変化率が所定値以下となった時点で、ロックアップクラッチ制御装置がロックアップクラッチの締結を開始させるようにすることができる。また、請求項３に記載のように、エンジンの吸気管内の圧力を検出する手段によってターボチャージャの作動状態を検知し、その圧力が所定圧力以上となった時点で、ロックアップクラッチ制御装置がロックアップクラッチの締結を開始させるようにしてもよい。

そして、請求項４に記載のごとく、ロックアップクラッチ制御装置が車両の速度を検出する手段を有し、車速に応じてロックアップクラッチの締結を制御するように構成することができる。また、請求項５に記載のように、本発明の流体継手付の動力伝達装置は、ターボ過給を行うディーゼルエンジンに対してより好適に適用することができる。

ターボチャージャを装備したターボエンジンではターボチャージャの作動遅れがあるため、流体継手と組み合わせたときは、前述の２段ストールの特性となり、ロックアップクラッチの締結が不安定となる。しかし、本発明では、ロックアップクラッチを締結するための制御装置が、ターボチャージャの作動状態を検知する手段を備え、作動状況を監視している。そして、その制御装置は、ターボチャージャが高出力状態に達する以前の時点で、ロックアップクラッチの締結を開始させるので、ターボチャージャの出力が高まってブーストが上昇しエンジンの回転数及び出力トルクが増大する前に、ロックアップクラッチの締結を完了させることができる。

つまり、ターボチャージャは、作動遅れの期間が経過した後にはある定常的な作動状態に達するが、その作動状態は、アクセルペダルの踏込み量などに対応するエンジン運転状態により決定される。通常、発進時には運転者はアクセルペダルの踏込み量を大きくしているから、作動遅れ期間の経過後には、ターボチャージャはエンジン全負荷運転における作動状態に近い高出力状態となる。これにより、エンジンも高出力となり出力トルク及び回転数が増加することとなるが、本発明では、この時点においてはロックアップクラッチの締結操作は行わない。したがって、ロックアップクラッチの締結に長時間かかることはなく、さらに、締結時のショックを抑えることが可能となる。ターボチャージャの高出力化によりブーストが上昇しエンジンが高出力となったときには、ロックアップクラッチの締結が完了しエンジンは変速機と直結されているので、エンジンの出力の増加に伴って車両はスムースに加速される。

ターボチャージャの作動状態を検知する手段としては、請求項２に示される、エンジン回転数の変化率を検出する手段がある。ターボエンジンの回転数は、ターボチャージャの作動遅れ期間の中に頭打ちとなり、その後必ず上昇することとなるので、回転数の変化率が所定値以下となったことを検出すれば、ターボチャージャが高出力の作動状態に達する以前の時点で、ロックアップクラッチの締結を開始させることができる。請求項３のように、エンジンの吸気管内のブーストを検出することにより、ターボチャージャの作動状態を検知することも、もちろん可能である。これらの手段は、例えばエンジン制御装置に備えられたセンサの状況を勘案して、適宜選択すればよい。

請求項４に記載のように、ロックアップクラッチ制御装置が車両の速度を検出し、車速に応じてロックアップクラッチの締結を制御するように構成したときは、ロックアップクラッチの締結をより確実に行うことが可能となる。また、流体継手を用いる動力伝達装置は、もともとディーゼルエンジンにより好都合なものであるから、請求項４に記載のように、本発明は、ディーゼルエンジンに効果的に適用できる。

以下、図面に基づいて、本発明を実施した流体継手付の車両用動力伝達装置について説明する。図１はディーゼルエンジン６１を含む本発明の車両用動力伝達装置を概略的に示すものである。ディーゼルエンジン６１は過給を行うためのターボチャージャ６２を装備しており、ターボチャージャ６２はエンジンシリンダに供給する空気を圧縮するコンプレッサ６２１及びこれと連結されたコンプレッサ駆動タービン６２２を有している。コンプレッサ６２１で圧縮された空気は圧力（ブースト）が上昇し吸気管６３からシリンダに供給される。シリンダにおいて燃焼した後の排気ガスは、排気管６４を経てコンプレッサ駆動タービン６２２に流入し、これを回転駆動する。このディーゼルエンジンには、排気ガス中のＮＯｘを低減させるため、排気ガスを吸気管６３に還流させるＥＧＲ通路６５が設けてある。

ディーゼルエンジン６１の動力は、クランクシャフト１から流体継手２へ伝達される。本発明が適用される流体継手付の車両用動力伝達装置を構成する機器は、ディーゼルエンジン６１がターボチャージャ６２を備えたターボエンジンである点を除けば、図２に示す従来の装置と格別異なるものではない。すなわち、流体継手２の後方には、自動的に断接するクラッチである多板湿式クラッチ３を介して、平行軸歯車機構を有する変速機４が連結されている。流体継手２のポンプ２１はケーシング２３等によってクランクシャフト１と一体的に結合され、また、タービン２２は湿式多板クラッチ3の入力軸と一体的に回転する。湿式多板クラッチ3は、変速時以外には締結状態にあり、タービン２２は変速機の入力軸４１と直結されている。

流体継手２は、ポンプ２１とタービン２２を締結するロックアップクラッチ２５を有している。ロックアップクラッチ２５の構成及びその制御方法も図２の従来の装置と同様であって、ロックアップクラッチ２５の締結、切断の制御のため、ロックアップクラッチ制御装置７０が設けられる。その指令に応じて、トロコイドポンプ５１から圧送されるケーシング２３内の作動油の流れを流路切替弁５２で切り替え、タービン２２と連結されたクラッチディスク２６がケーシング２３の内面に押圧されるような流路とすると、ロックアップクラッチ２５は接続されることとなる。

次いで、車両の発進時におけるターボチャージャ６２の作動及び本発明のロックアップクラッチ２５の制御方法について説明する。車両停止時には、車輪と連なる流体継手２のタービン２２は回転しない。ロックアップクラッチ２５は切断されていて、ポンプ２１は独立して回転可能であるので、ディーゼルエンジン６１が起動されるとポンプ２１はエンジンのアイドル時回転数で回転を始め、このときは流体継手の速度比はゼロである（図７参照）。この状態から運転者がブレーキを解除しアクセルペダルを踏込むと、エンジンの回転数は急速に上昇し、タービン２２の回転数が徐々に増大して車両は発進を始める。速度比も徐々に大きくなり、それに伴って流体継手２の滑りが減少する。

前述したように、ディーゼルエンジン６１に装備したターボチャージャ６２には、コンプレッサ６２１、コンプレッサ駆動タービン６２２の慣性等に基づく作動遅れがあり、エンジンが起動したとしても、一定の期間はターボチャージャ６２の出力が低くコンプレッサ６２１の回転数が充分には増加しない。このため、図５に示されるとおり、コンプレッサ６２１の出口圧力と入口圧力の比である圧力比は殆ど上昇せず、吸気管６３のブーストは低いままである。そして、この期間ではディーゼルエンジン６１の出力は抑制されて、その回転数は１段目のストール回転数に抑えられる。ただし、この期間においても流体継手２のタービン２２の回転数は次第に増加して速度比は大きくなり、車両の車速もそれに応じて増加する。

ターボチャージャ６２の回転数が低く十分な性能が発揮されない作動状態は、一定の短期間であって、その後はターボチャージャ６２の出力増に伴いブーストが高まり、ディーゼルエンジン６１の出力トルクと回転数は増大する。発進時には運転者はアクセルペダルを大きく踏込んでいるので、ターボチャージャ６２の出力は、作動遅れの期間の経過後には、ほぼエンジン全負荷時運転に対応する高出力状態となる。本発明では、このようなターボチャージャ６２の作動状態を検知し、ターボチャージャ６２が高出力状態に達しディーゼルエンジン６２の出力が再び増大する以前の時点において、ロックアップクラッチ２５の接続の指令信号を発生するよう制御する。

ターボチャージャ６２の作動状況を検知するため、ここではディーゼルエンジン６１の回転数（ポンプ２１の回転数）を検出する回転数センサ７１（図１）を利用する。ディーゼルエンジン６１の回転数は、ターボチャージャ６２の回転数が上昇する前に一旦頭打ちとなり、その後、ターボチャージャ６２の出力の増大に伴いその回転数が上昇して、必然的にディーゼルエンジン６１の回転数が再度増大することになる。したがって、回転数センサ７１で検出した回転数からその変化率を演算し、車両の発進後、ディーゼルエンジン６１の回転数の変化率が所定値まで低下したとき（図５のＡ点）に、ロックアップクラッチ制御装置７０が接続の指令信号を出力するよう設定する。これによって、ターボチャージャ６２が高出力状態となり、ディーゼルエンジン６１の出力が再び増大する以前の時点でロックアップクラッチ２５の接続が開始される。なお、ターボチャージャ６２が高出力状態となってその回転数が上昇したときには、吸気管６３内のブーストが高くなる。この現象を利用して、エンジン回転数の変化率を検出する代わりに吸気管６３内に設置した圧力センサ７２によりブースト又は圧力比を検出し、これが所定圧力に達したとき（図５のＢ点）に、ロックアップクラッチ２５の接続指令信号を出力するように設定することもできる。

ロックアップクラッチ制御装置７０から接続指令信号が出力されると、流路切替弁５２が切り替わり、作動油はポンプ、タービンの間の作動室からクラッチディスク２６の後方の室２９を経て前方の室２８へと流れて、クラッチディスク２６の摩擦フェージング２７がケーシング２３の内面に押圧される。このときロックアップクラッチ制御装置７０は、制御パルスのデューティ比を変更することにより、流路切替弁５２の切替速度を調整し、クラッチディスク２６を押圧する油圧を適正に制御して接続ショックを防ぐ。

上記のとおり、ディーゼルエンジン６１の回転数の変化率が所定値まで低下したとき、つまり、１段目のストール回転数に達した的確なタイミングでロックアップクラッチ２５の接続を開始すると、ポンプ２１の回転数やトルクが安定した状態での締結となる。そのため、図７のエンジン回転数等の変化から分かるように、締結に要する時間が短縮されるとともに、回転数等の変動による接続ショックを回避することができる。そして、ターボチャージャ６２が高出力状態となって２段目のストール回転数となる以前に、ロックアップクラッチ２５の締結が完了してクランクシャフト１は変速機４に直結される。締結する時点では、車両は発進後の低速走行状態にあり、ディーゼルエンジン６１の出力トルク及び回転数が増大すると、車両の滑らかな加速が可能となり、図９のごとき車速の変動を起こすことはない。

図６には、本発明によるロックアップクラッチ締結の制御のフローチャートを示す。ディーゼルエンジン６１が起動し車両が発進を始めると、車速を検出し（Ｓ１）、車速が例えば１０Ｋｍ／ｈを超えているか否かを判断する（Ｓ３）。これは、車速が余りに低いときにはタービン２２の回転数も非常に低く、ロックアップクラッチ２５の締結に適さないためである。変速機４の変速段が定まっていると、車速とタービン（２２）の回転数とは一対一の関係にあるから、車速を検出する代わりにタービン２２の回転数を検出してもよい。車速が一定値に達していないときは、ロックアップクラッチの指令を出力することなく、フローを終了する。なお、次に述べるエンジン回転数の変化率について、これが所定値以下になるときには必ず車速が一定値を超えているような動力伝達装置では、車速の判断条件を省略することができる。

車速が一定値を超えたときは、ディーゼルエンジン６１の回転数の変化率が所定値以下となったか否かを判断する（Ｓ４）。このため、回転数センサで常に回転数を検出しその変化率の演算が実行されている（Ｓ２）。この変化率が所定値以上のときは、未だロックアップクラッチの締結の時期ではないのでフローを終了する。所定値に達すると、適正なタイミングに到達したとして、ロックアップクラッチ制御装置７０がロックアップクラッチ２５を締結する指令を出力し、締結のためのデューティ比制御を開始する（Ｓ５、Ｓ６）。回転数の変化率の判定条件に代えて、ブーストを判定条件として用いることができるのはもちろんである。

以上詳述したように、本発明は、ターボエンジンとロックアップクラッチ付流体継手とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、ターボチャージャの作動状態を検知する手段を備え、その作動状況を監視しながら、発進後におけるロックアップクラッチ締結のタイミングを適正化するものである。したがって、ディーゼルエンジンに限らず、ターボ過給を行うガソリンエンジンにも適用可能であり、また、流体継手の後方に湿式多板クラッチ等のクラッチを介在させない動力伝達装置にも適用できることは明らかである。

本発明のロックアップクラッチ制御装置が適用される流体継手付車両用動力伝達装置の概略図である。 車両用動力伝達装置における流体継手等の断面図である。 車両用動力伝達装置の隔壁部の断面図である。 エンジンと流体継手とを組み合わせたときの作動特性を示す図である。 ターボチャージャを備えたエンジンの経時的な作動特性を示す図である。 本発明のロックアップクラッチ制御装置の作動を示すフローチャートである。 本発明のロックアップクラッチ制御装置を備えた車両の発進時等の作動を示す図である。 自然吸気式エンジンを搭載した車両の発進時等の作動を示す図である。 ターボチャージャエンジンを搭載し、従来のロックアップクラッチ制御装置を備えた車両の発進時等の作動を示す図である。

符号の説明

１ クランクシャフト
２ 流体継手（フルードカップリング）
２１ ポンプ
２２ タービン
２５ ロックアップクラッチ
２６ クラッチディスク
３ 湿式多板クラッチ
４ 変速機
６１ ディーゼルエンジン
６２ ターボチャージャ
６２１ コンプレッサ
６２２ コンプレッサ駆動タービン
６３ 吸気管
７０ ロックアップクラッチ制御装置
７１ 回転数センサ
７２ 圧力センサ

Claims (5)

1. ターボチャージャ（６２）を装備したエンジン（６１）に流体継手（２）が連結され、
   前記流体継手（２）は、前記エンジン（６１）のクランクシャフト（１）と結合されたポンプ（２１）と、前記流体継手（２）の出力軸と結合されたタービン（２２）と、前記ポンプ（２１）と前記タービン（２２）とを締結するロックアップクラッチ（２５）とを有し、さらに、
   車両の発進時には、前記ロックアップクラッチ（２５）を切断して前記ポンプ（２１）と前記タービン（２２）とを滑らせながら発進し、発進後、車両の低速走行中に前記ロックアップクラッチ（２５）を締結するロックアップクラッチ制御装置（７０）を有する車両用動力伝達装置において、
   前記ロックアップクラッチ制御装置（７０）は、前記ターボチャージャ（６２）の作動状態を検知する手段を備えており、前記ターボチャージャ（６２）が高出力状態に達する以前の時点で、前記ロックアップクラッチ（２５）の締結を開始させることを特徴とする車両用動力伝達装置。
2. 前記ターボチャージャ（６２）の作動状態を検知する手段は、前記エンジン（６１）の回転数の変化率を検出する手段であり、その変化率が所定値以下となった時点で、前記動力伝達制御装置が前記ロックアップクラッチ（２５）の締結を開始させる請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
3. 前記ターボチャージャ（６２）の作動状態を検知する手段は、前記エンジン（６１）の吸気管（６３）内の圧力を検出する手段であり、その圧力が所定圧力以上となった時点で、前記動力伝達制御装置が前記ロックアップクラッチ（２５）の締結を開始させる請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
4. 前記ロックアップクラッチ制御装置（７０）には、車両の速度を検出する手段が付加されており、車両の速度に応じてロックアップクラッチ（２５）の締結を開始させるか否かが選択可能となっている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
5. 前記エンジン（６１）はディーゼルエンジンである請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用動力伝達装置の制御装置。

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