JPH02240443A - 自動変速機のロックアップ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動変速機に用いられるトルクコンバータとこ
れに付随するロックアツプクラッチの構造に関するもの
である。

［従来の技術］ 一般に自動変速機付車両においては、エンジンのトルク
を自動的に変速するためにトルクコンバータが設けられ
、さらに変速範囲を拡張するために、トルクコンバータ
の後に自動的にシフトアップまたはシフトダウンされる
機械式の補助変速機が設けられる。上記トルクコンバー
タは実質的に、トルコン入力軸（エンジン出力軸）と連
結されるポンプと、トルコン出力軸（補助変速機入力軸
）と連結されるタービンと、通常は静止固定されタービ
ンからポンプへ還流するオイルの流れ方向を変えるステ
ータとで構成され、ポンプからタービンに吐出されるオ
イルを介して、トルコン入力軸のトルクをトルコン出力
軸に伝達するようになっている。このため、オイルの粘
性に起因するエネルギ損失によって動力伝達効率が低下
することが避けられず、このため燃費性能が低下すると
いった問題があった。

そこで、トルクコンバータの変速比が１に近づきトルク
コンバート作用が実質的になくなるような運転領域（通
常は高速域）では、トルコン入力軸とトルコン出力軸と
を機械的に連結し、トルコン入力軸のトルクをオイルを
介さず直接的にトルコン出力軸に伝達するロックアツプ
機構を備えた自動変速機が提案されている（例えば、特
開昭６１−１７５３６７号公報参照）。このようなロッ
クアツプ機構を備えた自動変速機は、ロックアツプ時に
はオイルの粘性に起因する動力損失が生じないので燃費
性能の向上が図れるといった利点がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のトルクコンバータでは、ポンプが
トルコン入力軸（エンジン出力軸）に連結固定されてい
るので、これにロックアツプ機構を設けると、ロックア
ツプ時にはトルクコンバータ全体がトルコン人・出力軸
とともに一体的に回転する。このため補助変速機への動
力伝達系の慣性モーメントが大きくなり、このような状
態で補助変速機を変速すると大きな変速ショックが発生
しやすく、また加減速を行うと加減速ショックが発生し
やすいといった不具合が生じる。さらに、ロックアツプ
時には補助変速機のシフトダウン時の応答性が悪くなる
。このため、ロックアツプ領域をエンジントルクの変動
が比較的小さい高回転領域に限定せざるをえず、燃費性
能の向上を十分に図ることができないといった問題があ
った。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、ロックアツプ時の変速ショックあるいは加減速ショ
ックの発生を有効に防止し、かつシフトダウン時の応答
性を高め、これによりロックアツプ領域を広く設定して
、燃費性能の向上を図ることができる自動変速機のロッ
クアツプ構造を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を達するため、エンジン出力軸に連
結されるクラッチプレートと、上記エンジン出力軸の軸
線方向にみてクラッチプレートの一方の側に配置されト
ルクコンバータのポンプに連結されるポンププレートと
、クラッチプレートの他方の側に配置されトルクコンバ
ータのタービンに連結されるタービンプレートと、クラ
ッチプレートとタービンプレートとを係合させてトルク
コンバータをロックアツプするかそれともクラッチプレ
ートとポンププレートとを係合させてトルクコンバータ
のロックアツプを解除するかを切り替えるロックアツプ
切替手段とを設けたことを特徴とする自動変速機のロッ
クアツプ構造を提供する。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、ロックアツプ切替手段によってクラッ
チプレートとタービンプレートとが係合させられたとき
には、トルコン入力軸（エンジン出力軸）とトルコン出
力軸（補助変速機入力軸）とがクラッチプレートとター
ビンプレートとを介して機械的に接続され、トルクコン
バータはロックアツプ状態となる。このとき、トルコン
入力軸とポンプとは機械的に接続されないので、ポンプ
とポンププレートの慣性が動力伝達系に作用せず、した
がって動力伝達系の慣性モーメントが大幅に小さくなる
。このため、補助変速機を変速する際の変速ショックあ
るいは加減速時の加減速ショックが低減され、かつシフ
トダウン時の応答性が高められる。したがって、ロック
アツプ領域を広く設定することができ、燃費性能の向上
と走行性の向上とを図ることができる。

なお、ロックアツプ切替手段によってクラッチプレート
とポンププレートとが係合させられたときにはトルコン
入力軸（エンジン出力軸）とポンプとがクラッチプレー
トを介して機械的に接続される一方、トルコン出力軸と
タービンとの保合が解除される。したがって、ポンプか
らタービンへはオイルを介してトルクが伝達され、トル
クコンバータは通常のトルクコンバート作用を及ぼす。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第２図に示すように、６気筒Ｖ型エンジンＶＥ（第１．
第２気筒＃１．＃２のみ図示）は、例えば第１気筒＃ｌ
については、吸気弁ｌが開かれたときに独立吸気通路２
から燃焼室３内に吸気（混合気）を吸入し、この吸気を
ピストン４で圧縮して点火プラグ（図示せず）で着火燃
焼させ、排気弁５が開かれたときに排気ガスを独立排気
通路６に排出し、これに伴ってクランク軸７が回転する
ようになっている。なお、第２気筒＃２についても第１
気筒＃ｌと同様の構成となっており、また図示していな
いが第３〜第６気筒についても同様の構成となっている
。

そして各気筒に吸気を供給するために共通吸気通路１１
が設けられ、この共通吸気通路１１には上流から順に、
吸気中の浮遊塵を除去するエアクリーナ１２と、吸気量
を検出するエアフローメータ１３とが設けられている。

上記共通吸気通路１１は分岐部１４で、第１気筒＃ｌと
同じバンク側の各気筒に吸気を供給する第１吸気通路１
５と、第２気筒＃２と同じバンク側の各気筒に吸気を供
給する第２吸気通路１６とに分岐している。第１吸気通
路１５にはアクセルペダルｌＯと連動して開閉される第
１スロツトル弁１７が介設され、第１吸気通路１５の下
流側端部は２室で構成されるサージタンク１８の第１室
と連通している。一方、第２吸気通路１６にはリンク機
構（図示せず）を介して第１スロツトル弁１７と連動し
て開閉される第２スロツトル弁１９が介設されている。

第２吸気通路１６の下流側端部はサージタンク１８の第
２室と連通している。そして、サージタンク１８は中央
の壁部２１で第１゜第２室に仕切られ、この壁部２１に
は両室の連通を制御する連通制御弁２２が設けられてい
る。なお、本願発明の要旨に直接関係しないので、詳し
い説明は省略するが、高回転時には連通制御弁２２が開
かれ、慣性効果による圧力波過給が行なわれるようにな
っている。上記サージタンク１８には、対応する各気筒
に吸気を供給する独立吸気通路２が接続され、この独立
吸気通路２には燃料噴射弁２３が設けられている。なお
、アイドル時のアイドル吸気量を調節するためにアイド
ル吸気量調節手段２４が設けられている。また、各独立
排気通路６は１つの共通排気通路２５に集合され、この
共通排気通路２５には排気ガス浄化装置２６が介設され
ている。

また、エンジンＶＥのトルクを自動的に変速して車輪側
に伝達するために自動変速機ＡＴが設けられている。こ
の自動変速機ＡＴは、クランク軸７のトルクをオイルを
介してトルクコンバートしてトルコン出力軸５５（第１
図参照、以下単に出力軸５５という）に伝達するトルク
コンバータＴと、出力軸５５のトルクをさらに変速して
車輪側に出力する機械式の補助変速機２８とで構成され
ている。

そして、エンジンＶＥ及び自動変速機ＡＴの各種制御を
行うためにマイクロコンピュータで構成されるコントロ
ールユニット３１が設けられ、詳しい説明は省略するが
、このコントロールユニット３１は、吸気温度センサ３
２、エア７０−メータＩ３、スロットルポジシコンセン
サ３３、水温センサ３４、Ｏ！センサ３５、触媒温度セ
ンサ３６、ディストリビュータ３７に対して設けられた
クランク角センサ３８、イグニッションコイル３９、タ
ービン回転数センサ４１．インヒビタスイッチ４２、ブ
レーキペダル４３に対して設けられたストップランプス
イッチ４４、アクセルペダルｌＯに対して設けられたキ
ックダウンスイッチ４６、車速センサ４７等から入力さ
れる信号を制御情報として所定の制御を行うようになっ
ている。

第１図に示すように、トルクコンバータＴは実質的に、
ポンプ５１とタービン５２とステータ５３とで構成され
、これらの各部材の外壁部によってその内部に画成され
る空間部内にはオイルが充填されている。そして、後で
説明するようにトルクコンバータＴがロックアツプされ
ていないときには、ポンプ５１がクランク軸７とともに
回転してオイルを吐出し、ポンプ５１から吐出されるオ
イルによってタービン５２が回転駆動され、タービン５
２から流出するオイルがステータ５３によってポンプ５
１の回転力を高めるような方向に流れ方向を変えられた
後ポンプ５１に戻され、このオイルによってポンプ５１
の回転力が高められ、さらに回転力が高められたポンプ
５１から再びタービン５２にオイルが吐出されタービン
５２の回転力が高められるといった一連の動作が連続的
に繰り返され、タービン５２側にポンプ５１側より大き
なトルクが発生するようになっている。なお、クランク
軸７は本願請求項１に記載されたエンジン出力軸に相当
する。

そして、クランク軸７の軸線方向にみて、ポンプ５１の
フロント側（エンジン側）には略円筒形のポンププレー
ト５４が取り付けられている。ポンププレート５４はそ
の７０ント面の中心部でクランク軸７まわりに回転自在
に支持され、一方ポンプ５１は出力軸５５まわりに回転
自在に支持されているので、ポンプ５１とポンププレー
ト５４とはクランク軸７ないし出力軸５５まわりで一体
的に回転できるようになっている。そして、ポンププレ
ート５４とクランク軸７とのクリアランス部はふつうの
方法でシールされており、トルクコンバータＴのフロン
ト側にはトルクコンバータＴとポンププレート５４とに
よって密閉された空間部５６が画成されている。

上記空間部５６内には、クランク軸７に連結され常時こ
れとともに回転する一方、クランク軸７の軸線方向にた
わめるようになっているクラッチプレートＣが設けられ
ている。そして、ポンププレート５４と、クラッチプレ
ートＣのフロントプレート５７との間には第１油圧室５
８が形成され、一方タービン５２のフロント側に取り付
けられたタービンプレート５９とクラッチプレートＣの
リヤプレート６１との間には第２油圧室６２が形成され
ている。第１油圧室５８と第２油圧室６２とはクラッチ
プレートＣの外周部６３とポンププレート５４との間の
クリアランスを通してごくわずかに連通しているが、実
質的には両油圧室５８゜６２は互いに独立していると考
えてよい。

そして、第１油圧室５８は第１油圧導入通路６４を介し
て第１油圧シフトバルブＶ、に接続され、一方策２油圧
室６２は第２油圧導入通路６５を介して第２油圧シフト
バルブＶ２に接続されている。

第１油圧シフトパルプＶｌには、フロント側（第１図で
は左側）から順に、フロント側油圧リリース通路７１と
、上記の第１油圧導入通路６４と、フロント側うイン圧
導入通路７２と、リヤ側油圧リリース通路７３と、リヤ
側うイン圧導入通路７４とが接続され、上記リヤ側うイ
ン圧導入通路７４に対しては第１油圧コントロールソレ
ノイドバルブ７５が設けられている。上記第１油圧コン
トロールソレノイドバルブ７５によってリヤ側うイン圧
導入通路７４から第１油圧シフトバルブＶ１に補助変速
機２８（第２図参照）からのライン圧が導入されたとき
には、バルブスプール７６がスプリング７７の付勢力に
抗してフロント側に移動させられ、フロント側うイン圧
導入通路７２と第１油圧導入通路６４とを連通させ（第
１図中の第１油圧シフトパルプＶ、はこの状態を示して
いる）、第１油圧室５８にライン圧を伴ったオイルを導
入するようになっている。

一方、第１油圧コントロールソレノイドバルブ７５によ
ってリヤ側うイン圧導入通路７４のライン圧がリリース
通路７８にリリースされたときには、スプリング７７の
付勢力によってバルブスプール７６がリヤ側に移動させ
られ、第１油圧導入通路６４とフロント側油圧リリース
通路７１とが連通しく第１図中の第２油圧シフトバルブ
Ｖ２はこの状態を示している）、第１油圧室５８内の油
圧がフロント側油圧リリース通路７１にリリースされる
ようになっている。

また、第２シフトバルブｖ２も、第１油圧シフトバルブ
Ｖ１と同様に、フロント側から順に、フロント側油圧リ
リース通路８１と、第２油圧導入通路６５と、フロント
側うイン圧導入通路７２と、リヤ側油圧リリース通路８
３と、リヤ側うイン圧導入通路８４とが接続され、リヤ
側うイン圧導入通路８４に対して第２油圧コントロール
ソレノイドバルブ８５が設けられ、第２油圧コントロー
ルソレノイドバルブ８５によって第２油圧シフトバルブ
ｖ２にライン圧が導入されたときには、バルブスプール
８６がスプリング８７の付勢力に抗してフロント側に移
動させられ、第２油圧室６２にライン圧を導入し、一方
第２油圧コントロールソレノイドバルブ８５によってリ
ヤ側ライン圧導入通路８４のライン圧がリリース通路８
８にリリースされｔ；ときには、第２油圧室６２内の油
圧がフロント側油圧リリース通路８１にリリースされる
ようになっている。

以下、トルクコンバータＴのロックアツプ切替制御につ
いて説明する。

低速時等、トルクコンバータＴのトルクコンバート作用
を必要とする所定の運転領域では、第２油圧コントロー
ルソレノイドバルブ８５がリヤ側うイン圧導入通路８４
を介して第２油圧シフトバルブＶ２にライン圧を導入す
るようにセットされ６−４、第１油圧コントロールソレ
ノイドバルブ７５がリヤ側うイン圧導入通路７４を介し
て第１油圧シフトバルブｖ１にかけられていたライン圧
をリリースするようにセットされる。このとき、第２油
圧室６２には高圧のライン圧を伴ったオイルが導入され
、一方策１油圧室５８内にはライン圧が導入されないの
で、クラッチプレートＣはフロント側に押圧され、クラ
ッチプレートＣのフロント面５７とポンププレート５４
とは摩擦係合する。このとき第１油圧室５８内のオイル
は第１油圧導入通路６４とフロント側油圧リリース通路
７１とを通して排出される。このとき、第３図に示すよ
うにクランク軸７とポンプ５１とはクラッチプレートＣ
とポンププレート５４とを介して機械的に接続される。

なお、このときクラッチプレートＣとタービンプレート
５９とは機械的に接続されない。したがって、クランク
軸７のトルクは、ポンプ５１とタービン５２とを介して
本来のトルクコンバート作用を及ぼしつつ、出力軸５５
に伝達される。

一方、高速時等、トルクコンバータＴのトルクコンバー
ト作用が実質的になくなるような運転領域では、第１油
圧コントロールソレノイドバルフ７５がリヤ側うイン圧
導入通路７４を介して第１油圧シフトバルブｖｌにライ
ン圧を導入するようにセットされる一方、第２油圧コン
トロールソレノイドバルブ８５がリヤ側うイン圧導入通
路８４を介して第２油圧シフトバルブＶ！にかけられて
いたライン圧をリリースするようにセットされる。

このとき、第１油圧室５８には高圧のライン圧を伴った
オイルが導入され、一方策２油圧室６２内にはライン圧
が導入されないので、クラッチプレー）Ｃはリヤ側に押
圧され、クラッチプレートＣのリヤ面６１とタービンプ
レート５９とは摩擦係合する。このとき第２油圧室６２
内のオイルは第２油圧導入通路６５とフロント側油圧リ
リース通路８１とを通して排出される。この場合、第４
図に示すようにクランク軸７と出力軸５５とはクラッチ
プレートＣとタービンプレート５９とを介して機械的に
接続され、一方クラッチプレートＣとポンププレート５
４とは機械的に接続されないので、ポンププレート５４
とポンプ５１とはエンジンＶＥ側から補助変速機２８（
第２図参照）側への動力伝達系とは切り離される。した
がって、トルクコンバータＴのロックアツプ状態におい
ては、動力伝達系の慣性モーメントが大幅に小さくなる
ので、補助変速機２８（第２図参照）を変速する際の変
速ショックあるいは加減速時の加減速ショックが低減さ
れ、かつシフトダウン時の応答性が高められる。したが
って、ロックアツプ領域を広く設定することができ、燃
費性能の向上を図ることができる。

なお、トルクコンバータＴをロックアツプ解除状態から
ロックアツプする際には、クラッチプレートＣとタービ
ンプレート５９との摩擦係合を緩慢に行いトルクショッ
クが発生しないようにしている。例えば、第５図に示す
ように、時刻ｔ、でロックアツプ領域に入ったときには
、第１油圧室５８の油圧変化と第２油圧室６２の油圧変
化とは、夫々折れ線Ｇ、、Ｇ、のように緩慢に変化する
。これに対して、ロックアツプ状態からロックアツプを
解除する際にはトルクショックが発生するおそれがない
ので、クラッチプレートＣとポンププレート５４との摩
擦係合は迅速に行われる。例えば、第６図に示すように
、時刻（、でロックアツプ解除領域に入ったときには、
第１油圧室５８の油圧変化と第２油圧室６２の油圧変化
とは、夫々折れ線Ｇ、、Ｇ４のように急速に変化する。

以上、本発明によればロックアツプ領域を広く設定して
燃費性能の向上と走行性の向上とを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるロックアツプ構造を備えた自
動変速機のトルクコンバータまわりの縦断面説明図であ
る。 第２図は、第１図に示す自動変速機を備えた６気筒ｖ型
エンジンのシステム構成図である。 第３図は、ロックアツプ解除時の、ポンププレートとタ
ービンプレートとに対するクラッチプレートの係合状態
を示す図である。 第４図は、ロックアツプ時の、ポンププレートとタービ
ンプレートとに対するクラッチプレートの係合状態を示
す図である。 第５図は、ロックアツプ解除状態からロックアツプする
際の第１油圧室と第２油圧室の油圧の経時変化を示す図
である。 第６図は、ロックアツプ状態からロックアツプを解除す
る際の第１油圧室と第２油圧室の油圧の経時変化を示す
図である。 ＶＥ・・・エンジン、ＡＴ・・・自動変速機、Ｔ・・・
トルクコンバータ、Ｃ・・・クラッチプレート、Ｖ、、
Ｖ２・・・第１．第１油圧シフトバルブ、７・・・クラ
ンク軸、２８・・・補助変速機、３１・・・コントロー
ルユニット、５１・・・ポンプ、５２・・・タービン、
５３・・・ステータ、５４・・・ポンププレート、５５
・・・出力軸、５８・・・第１油圧室、５９・・・ター
ビンプレート、６２・・・第２油圧室、７５．８５・・
・第１．第２油圧コントロールソレノイドバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジン出力軸に連結されるクラッチプレートと
   、上記エンジン出力軸の軸線方向にみてクラッチプレー
   トの一方の側に配置されトルクコンバータのポンプに連
   結されるポンププレートと、クラッチプレートの他方の
   側に配置されトルクコンバータのタービンに連結される
   タービンプレートと、クラッチプレートとタービンプレ
   ートとを係合させてトルクコンバータをロックアップす
   るかそれともクラッチプレートとポンププレートとを係
   合させてトルクコンバータのロックアップを解除するか
   を切り替えるロックアップ切替手段とを設けたことを特
   徴とする自動変速機のロックアップ構造。