JP4110744B2 - 自動クラッチ式変速機のロックアップクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

【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シフト操作で、変速機側を断接する変速用クラッチとを備えた動力伝達装置に係り、特に、シフトダウン時にエンジンがオーバランするギア段へシフトした際にエンジンにダメージを与えないための自動クラッチ式変速機のロックアップクラッチ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 、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し、エンジンが所定回転数（例えば８００ｒｐｍ）以下になったときには、ポンプとタービンとの連結を断とするロックアップ装置を備えている。
【０００５】
この動力伝達装置においては、クラッチペダルがないもののマニュアル車同様にシフトレバーを備え、任意のギア段から他のギア段にシフト操作でき、そのシフト操作の際に、湿式多板クラッチが自動的に変速機を断接するよう制御される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ドライバが、シフトダウン時にエンジンがオーバランするギヤ段にシフトした際、例えば５速で走行中に３速や２速など低速段に一気にシフトした場合、湿式多板クラッチが断から接となるとエンジンがオーバランしてしまう問題がある。
【０００７】
そこで、このようなシフトダウン操作がなされた場合、湿式多板クラッチを接とせずに、エンジンのオーバランを防止し、エンジンがオーバランしないところで、湿式多板クラッチを接とする制御とすることも考えられるが、ドライバーが意図的に急減速をしたい場合には、ドライバの意志を無視することとなり、現状では湿式多板クラッチをつなぐようにしているが、エンジンにダメージを与えることは回避できない問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、シフトダウン時にエンジンがオーバランするギア段にシフトさせてもオーバランを回避或いは低減でき、しかもエンジンにダメージを与えることがない自動クラッチ式変速機のロックアップクラッチ制御装置を提供することにある。
【０００９】
【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、エンジン側に接続されたポンプ部と変速機側に接続されたタービン部とを有しそれらポンプ部およびタービン部間の流体を介してエンジン側の動力を変速機側に伝達する流体継手と、その流体継手の上記ポンプ部と上記タービン部とを断接するロックアップ装置と、シフト操作で、変速機側を断接する変速用クラッチとを備えた動力伝達装置において、上記シフト操作により高速段からエンジンがオーバランするギヤ段にシフトされた際に、上記変速用クラッチを接から断に作動した後、上記変速機のシフトダウン操作終了時のギヤ段を検知し、その検知したギヤ段で上記変速用クラッチが接のときの上記タービン部のタービン回転数を予め求めると共に、その求めたタービン回転数が規定値を越えるかどうかを判断し、規定値を超えるときに、上記ロックアップ装置を接から断に作動し、該ロックアップ装置を接から断に作動した後、上記変速用クラッチを断から接に作動する制御装置を備えたことを特徴とする自動クラッチ式変速機のロックアップクラッチ制御装置である。
【００１２】
【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。
【００１３】
先ず、図２により車両の動力伝達装置の概略構成を説明する。
【００１４】
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（変速用クラッチ）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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
そして、出力軸９に固定されたハブＨ／４５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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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、制御装置２２に入力される。
【００２３】
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。
【００２４】
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２７Ａと、出力軸９の回転を検出する回転センサ（車速センサ）２７Ｂと、タービン部５の回転を検出する回転センサ２８Ｔと、クラッチ３の回転を検出する回転センサ２８Ｃが設けられ、これら回転センサ２７，２８Ｔ，２８Ｃの検出値が制御装置２２に入力される。
【００２５】
この制御装置２２のロックアップ制御は、基本的には、ギヤイン状態で、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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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４９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。
【００３５】
開閉弁５３は、常閉で、圧油供給ライン４６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。
【００３６】
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に接続されたロックアップクラッチソレノイド５６により切り換え制御がなされる。この、ロックアップ用四方弁４９は、始動時、ロックアップクラッチソレノイド５６がＯＦＦで、図示のポートを接続してロックアップ装置２０を断の状態にする。すなわち、ライン４８からの圧油が、ライン５７より、図２で説明した内側通路３６に流れてタービン部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と絞り弁５９を通して圧油戻しライン５０に戻るようにされる。
【００３７】
また、ロックアップクラッチソレノイド５６が作動されると、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に流れて、図２で説明した内側室３５に溜まってクラッチディスク３１をケーシング１８側に押圧してロックアップ装置２０を接とする。また、外側室３４に残っている油は、内側通路３６からライン５７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に戻されるようになっている。
【００３８】
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６０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に接続された変速クラッチソレノイド６３で作動制御されるようになっている。
【００３９】
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が図示の閉位置（ＯＦＦ）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、変速クラッチソレノイド６３がＯＦＦからＯＮに作動されてパイロットライン６２からの圧油によりクラッチ切換用二方弁６１が開方向に作動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。
【００４０】
このロックアップクラッチソレノイド５６と変速クラッチソレノイド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。
【００４１】
次に、動力伝達装置における自動クラッチ式変速機のロックアップクラッチ制御装置の作動を説明する。
【００４２】
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。
【００４３】
発進時は、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２１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。
【００４４】
発進後は、ドライバのシフトレバー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。すなわち、ドライバがあるギヤ段から他のギヤ段にシフト操作した際、そのシフト操作によるニュートラル位置とギヤ段が制御装置２２に入力され、制御装置２２は、シフト操作によるニュートラル位置となったときクラッチ３を断とし、他のギヤ段にシフトした後は、そのクラッチ３を接とするように、図４で説明した、変速クラッチソレノイド６３をＯＮ（接）・ＯＦＦ（断）する。
【００４５】
また、走行中に、制御装置２２は、回転センサ２７Ａ，Ｂ、２８Ｔ，Ｃの検出値で、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。すなわち、制御装置２２は、ロックアップ装置２０を断とするときには、ロックアップクラッチソレノイド５６をＯＦＦとし、ロックアップ装置２０を接とするときは、ロックアップクラッチソレノイド５６をＯＮとするように制御する。
【００４６】
さて、走行中に、ドライバが、シフトダウンしてエンジンがオーバランするギヤ段にシフトした際、例えば５速で走行中に３速や２速など低速段に一気にシフトした場合、湿式多板クラッチ３が断から接になると、図２で説明した変速機Ｔ／Ｍ側の回転が高いため、湿式多板クラッチ３が接になると、エンジンＥに、この回転が伝達されてエンジンＥがオーバランしてしまう。
【００４７】
そこで、本発明においては、このようなシフトダウン操作がなされた場合、制御装置２２は、湿式多板クラッチ３を接とすると共に流体継手２のロックアップ装置２０を断とするように制御したものである。
【００４８】
図１は、図２に示した制御装置２２で、オーバラン時のロックアップ装置２０の解除のフローチャートを示したものである。
【００４９】
先ず、図２で説明したように、制御装置２２は、シフトダウン操作終了時のギヤ段を検知８１し、ｓｔｅｐ１で、そのギヤ段でのタービン回転数が規定値（３６００ｒｐｍ）を越えるかどうかを判断し、越えるとき（ＹＥＳ）には、ロックアップクラッチソレノイドにロックアップＯＦＦ信号を出力８２して制御を終了８３する。また、ｓｔｅｐ１の判断で、規定値を越えないとき（ＮＯ）には、ロックアップクラッチを解除せずに制御を終了する。
【００５０】
また、このシフトダウン操作で、制御装置２２は、ロックアップ装置２０を接から断の作動と、湿式多板クラッチ３を断から接に作動する順序は、ロックアップ装置２０を接から断にした後、湿式多板クラッチ３を断から接に作動するように、図４のロックアップクラッチソレノイド５３とクラッチコントロールソレノイド６３を制御する。
【００５１】
このように、シフトダウン時に、エンジンＥがオーバランするギヤ段に入れた場合でも、流体継手２のロックアップ装置２０の接状態を解除して断とすることで、回転は、ポンプ４とタービン５の流体による伝達のため、エンジンＥには、ダメージを受けないエンジンブレーキをかけることができ、エンジンＥのオーバランを防止することができる。
【００５２】
また、制御を終了した後、制御装置２２は、エンジン回転が、１０００ｒｐｍ以上となったならば、ロックアップ装置２０を再度接とするように制御を行う。
【００５３】
なお、上述の実施の形態では、変速用クラッチとして湿式多板クラッチ３を例に説明したが、本発明は、湿式多板クラッチ３に限らず他の形式のクラッチにも適用できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、シフトダウン時にエンジンがオーバランするギヤ段にシフトさせても、流体継手のロックアップ装置の接状態を解除して断とすることで、エンジンのオーバランを回避することができる。
【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。
【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
２０ ロックアップ装置
２２ 制御装置
４９ ロックアップ用四方弁
５６ ロックアップクラッチソレノイド
Ｅ エンジン
Ｔ／Ｍ 変速機

Claims (1)

1. エンジン側に接続されたポンプ部と変速機側に接続されたタービン部とを有しそれらポンプ部およびタービン部間の流体を介してエンジン側の動力を変速機側に伝達する流体継手と、その流体継手の上記ポンプ部と上記タービン部とを断接するロックアップ装置と、シフト操作で、変速機側を断接する変速用クラッチとを備えた動力伝達装置において、
   上記シフト操作により高速段からエンジンがオーバランするギヤ段にシフトされた際に、上記変速用クラッチを接から断に作動した後、上記変速機のシフトダウン操作終了時のギヤ段を検知し、その検知したギヤ段で上記変速用クラッチが接のときの上記タービン部のタービン回転数を予め求めると共に、その求めたタービン回転数が規定値を越えるかどうかを判断し、規定値を超えるときに、上記ロックアップ装置を接から断に作動し、該ロックアップ装置を接から断に作動した後、上記変速用クラッチを断から接に作動する制御装置を備えたことを特徴とする自動クラッチ式変速機のロックアップクラッチ制御装置。

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