JPH0238754A - 直結クラッチの制御装置 - 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】 〈産業上の利用公費〉 本発明は、エンジンの出力軸と歯車変速装置の入力軸と
を直結し得る油圧クラッチが組込まれたトルクコンバー
タを有する車両用自動変速機において、油圧クラッチの
直結作動領域での変速や加減速に伴うシアツクを低減さ
せるようにした直結クラッチの＃御方法に関する。

〈従来の技術〉 車両用自動変速機は、クラ、チやブレーキ等の摩擦係合
要素に対して選択的に圧油を給排することにより、歯車
変速装置内の任意の回転要素を入力軸に連結したり変速
機ケーシングに対して固定し、変速比の切換えを車両の
運転状態に応じて自動的に行うようにしたものである。

このような変速機においては、各種装置や機諸等の保護
並びに快適な乗心地維持のため、変速時のシアツクが小
さいことが要求される。

このような従来の一般的な車両用自動変速機の概略構造
を表す第３図に示すように、車両の動力源となるエンジ
ン１１のクランク軸１２は、トルクコンバータ１３のイ
ンペラ１４に一体的に連結されている。トルクコンパー
タ１３はインペラ１４とタービン１５とステータ１６と
一方向クラッチ１７とを有し、ステータ１６はこの一方
向クラッチ１７を介して変速機ケース１８に結合され、
乙の一方向クラッチ１７によりステータ１６はクランク
軸１２と同方向へは回転するが、その逆方向の回転が許
容されない構造となっている。タービン１５に伝えられ
たトルクは、変速装置入力軸１９によってその後部に配
設された前進４段後進１段の変速段を達成する歯車変速
装置に伝達されろ。

この歯車変速装置ζよ、三組のクラッチ２０゜２１．２
２と二組のブレーキ２３．２４と一組の一方向クラッチ
２５と一組のラビニョ型遊星歯車機構２６とで構成され
ている。ラピニョ型遊星歯車機構２６は、リングギヤ２
７とロングピニオンギヤ２８とショートピニオンギヤ２
９とフロントサンギヤ３０とリヤサンギヤ３１と前記ピ
ニオンギヤ２８．２９を回転自在に支持すると共に変速
装置入力軸１９に回転自在に嵌合されたキャリア３２と
から構成されている。リングギヤ２７は変速装置出力軸
３３に連結され、フロントサンギヤ３０はキックダウン
ドラム３４及びフロントクラッチ２０を介して変速装置
入力軸１９に連結され、更にリヤサンギヤ３１はリヤク
ラッチ２１を介して変速装置入力軸１９に連結されてい
る。そして、キャリア３２は相互に並列に配設されたロ
ーリバースブレーキ２４と一方向クラッチ２５とを介し
て変速機ケース１８に連結されると共にこの歯車変速装
置の後端に配設された４速クラツチ２２を介して変速装
置入力軸１９に連結されている。

なお、キックダウンドラム３４はキックダウンブレーキ
２３によって変速機ケース１８と一体的に連結可能とな
っており、ラビニョ型遊星歯車機構２６を通ったトルク
は、変速装置出力軸３３に固着された駆動歯車３５から
図示しない駆動輪の駆動軸側へ伝達される。

又、この図示例では車両の中高速走行時ｌζおけるエン
ジン１１の静粛性や燃費の向上等を図るため、予め設定
された車両の走行条件を満たす場合に、エンジン１１の
クランク軸１２を変速装置入力軸１９に直結状態とする
油圧クラッチ３６がトルクコンバータ１３のインペラ１
４とタービン１５との間に組込まれている。つまり、油
圧クラッチ３６のクラッチ板３７と、タービン１５との
間に圧油が供給されると、クラッチ板３７がトルクコン
バータ１３のフロントカバー３８に押付けられ、クラン
ク軸１２が油圧クラッチ３６を介して変速装置入力軸１
９に対して機械的に直結状態となる。逆に、クラッチ板
３７とフロントカバー３８との間に圧油が供給されると
、クランク軸１２はトルクコンバータ１３を介して変速
装置入力軸１９に接線する通常の状態となる。

摩擦係合要素である上記各クラッチ２０〜２２及びブレ
ーキ２３，２４はそれぞれ係舎用ピストン装置或いはサ
ーボ装置等を備えた油圧機器で構成されておし、トルク
コンバータ１３のインペラ１４に連結された油ポンプ３
９で発生する圧油によって油圧制御ａ装置を介し操作さ
れる。なお、その詳細な構成や作用は特開昭５８−４６
２４８号公報等に開示されている通りであり、図示しな
い運転席のセレクトレバーの位置と車両の運転状態とに
応じて各摩擦係合要素の選択的係合が行われ、種々の変
速段が達成される。このセレクトレバーによるセレクト
パターンは、Ｐ（駐１１１［）　。

Ｒ（後退）、Ｎ（中立）、Ｄ（前進３段又は前進４段自
動変速）、２（前進２段自動変速）。

Ｌ（１速固定）となっている。そして、セレクトレバー
を０位でに選定した状態で図示しない補助スイッチを操
作すると、前進３段自動変速か或いは前進４段自動変速
が選択される構造となっている。

セレクトレバーを上記セレクトパターンの各位置に保持
した場合、それぞれの摩擦係合要素がどの様に働（かに
ついては、第４図の作動エレメント図に示す通りである
。又、図中の符号で丸印は油圧作動によって係合状態に
あることを示し、斜線の入った丸印は変速時においてロ
ーリバースブレーキ２４が係合する直前に一方向クラッ
チ２５の作用でキャリア３２が止っていることを示す。

〈発明が解決しようとする課題〉 エンジンの出力軸と歯車変速装置の入力軸とを完全に直
結状態とする油圧クラッチをトルクコンバータ内に組込
んだ第３図に示す従来の車両用自動変速機においては、
油圧クラッチ３６の接続を確実なものとするｔこめ、ト
ルクコンバータ１３のフロントカバー３８に対する油圧
クラッチ３６のクラッチ板３７の押付は圧を、エンジン
１１の最大トルクの１．２倍程度のトルク容量となるよ
うに設定している。

このため、油圧クラッチ３６の接続時に運転者がアクセ
ルペダルの踏込み量を急激に変化させても、フロントカ
バー３８に対するクラッチ板３７の解放が迅速に行われ
ず、手動変速機の場合と同様な加減速ショックが発生す
る。同様に、変速操作の際のフロントカバー３８に対す
るクラッチ板３７の解放動作も遅れてしまう結果、トル
クコンバータ１３を介してクランク軸１２と変速装置入
力軸１９とを連結している場合と比較すると、変速シ璽
ツクが大きくなる欠点を有する。

又、フロントカバー３８に対するクラッチ板３７の押付
は圧は、クラッチ板３７に取付けられろ摩擦材のｇＩ擦
係数のばら付きや、トルクコンバータ１３内に供給され
る自動変速８！油の摩擦特性のばら付き、或いはその油
温変化に伴う摩擦係数の変動等を考慮する必要があり、
広範に亙る確認試験を基に決定されろことが多い。この
ため、確認試験のための手間や時間が膨大なものとなる
欠点を有する。

く課題を解決するための手段〉 本発明による直結クラッチの制御方法は、エンジンの出
力軸と歯車変速装置の入力軸に接続するトルクコンバー
タの出方軸とを直結し得る油圧クラッチが組付けられた
車両用自動変速機において、前記エンジンの出方軸と前
記ｌ・ルクコンバークの出力軸とを直結する場合、前記
トルクコンバータの入力軸側と出力軸側との回転差を検
出し、この回転差が零近傍に収まるように前記油圧クラ
ッチに対する圧油の給排をフィードバック制御するよう
にしたことを特徴とするものである。

く作　　　用〉 トルクコンバータの入力軸側と出力軸側との回転差が零
近傍に収まるように、油圧クラッチに対する圧油の給排
がフィードバック制御され、エンジンの出力軸とトルク
コンバータの出力軸、つまり歯車変速装置の入力軸とが
直結されろ。

この状態では油圧クラッチに過大な油圧が負荷しておら
ず、運転者がアクセルペダルの踏み込み址を急激に変え
た秒、或いは変速操作が開始されたりした場合、これに
対応して油圧クラッチが迅速に解放され、直ちにトルク
コンバータを介してエンジンの出力軸と歯車変速装置の
入力軸とが連結された状態となる。これにより、加減速
や変速に伴うシアツクがトルクコンバータにて吸収され
る。

く実　施　例〉 本発明による直結クラッチの制御方法を第３図及び第４
図に示す車両用自動変速機に応用した一実施例の概念を
表す第１図に示すように、トルクコンバータ１３に組込
まれた油圧クラッチ３６のクラッチ板３７とタービン１
５との間には、油路４０を介してクラッチ制御弁４１に
連通し得る保合側油室４２が形成されており、このクラ
ッチ板３７とトルクコンバータ１３のフロントカバー３
８との間には、油路４３を介してクラッチ制御弁４１に
連通し得る解放１１１１油室４４が形成されている。又
、クラッチ制御弁４１には油＃５４０゜４３に対する圧
油の給排を切換えろスプール４５が組付けられており、
このスプール４５の作動をｆＩＩＪｌｌ＋する電磁弁４
６が絞り４７を有する油路４Ｂを介してクラッチ制御弁
４１に接続している。電磁弁４６（寥、イグニションコ
イル等のエンジン回転数検出温４９やキックダウンドラ
ム回転数検出１ｓｏ、ｍｓ歯車回転数検出Ｍ５１．スロ
ットル開度検出晋５２゜冷却水温検出ｌ１１５３等の車
両の走行状態を検出するための各種検出機器からの検出
信号に基づいて指令を発する制御装置５４に連結され、
この制御装置５４からの制御電流によって開閉動作がデ
ユーティ制御される。油路５５を介してクラッチｌ制御
弁４１に連通する調圧弁５６とこのクラッチ制御弁４１
とには、油ポンプ３９にそれぞれ連通する油路５７，５
８が接続してお秒、この調圧５１Ｐ５６には油ポンプ３
９からクラッチ制御弁４１に供給される“圧油の圧力を
安定化させるために作動するスプール５９と圧縮コイル
ばね６０とが組込まれている。

なお、クラッチ制御弁４１には油路４０゜４３を介して
それぞれ保合側油室４２．解放側油室４４から圧油を排
油するための排油ボート６１が形成されている。又、電
磁弁４６にはクラッチ制御弁４１のスプール４５を第１
図中、右側へ変位させるため、油路４８に連通する排油
ポート６２が形成されている。

電ａｌｆｐ４６は非通電時閉室形のものであり、通電す
ることにより排油ボート６２が開いて油路４８内の圧油
の油圧がデユーティｍｓｏされる。

従って、電磁弁４６が非通電の状態ではクラッチ制御弁
４１のスプール４５に形成された各ランドの受圧面積差
によりスプール４５が第１ｒＥＪ中、左側へ変位する。

乙れにより、油＄４０と排油ポート６１とが連通ずると
共に油路５８，４３が連通し、係合側油室４２の圧油が
油Ｒ１４０を介して排油ポート６１から排油される一方
、油ポンプ３９からの圧油が油路５８，４３を介して解
除側油室４４に供給される。この結果、クラッチ板３７
はフロントカバー３８から引き離され、第３図に示すよ
うにエンジン１１のクランク軸１２がトルクコンバータ
１３を介して歯車変速装置の入力軸１９に連結された状
態となる。

又、電磁ｆｐ４６に通電すると排油ボート６２が開いて
油路４Ｂの油圧が低下するため、クラッチ制御弁４１の
スプール４５がその各ランドの受圧面積差により第１図
中、右側へ変位する。これにより、油ｊ１４３と排油ポ
ート６１とが連通すると共に油ｊ８５７．４０が連通し
、解除側油室４４の圧油が油ａ４３を介して排油ボート
６１から排油される一方、油ポンプ３９からの圧油が油
＄５７，４０を介して係合側油室４２に供給される。こ
の結果、クラッチ板３７がフロントカバー３８に押し付
けられ、第３図に示すようにエンジン１１のクラレフ軸
１２が油圧クラッチ３６を介して歯車変速装置の入力軸
１９に直結状態となる。この時、電磁弁４６のデユーテ
ィ率を変化させると、？ＦｊｌＮ　４０及び係合側油室
４２の油圧がこれに追従して変化し、フロントカバー３
８に対するクラッチ板３７の押付は圧を調整することが
できる。

なお、油圧クラッチ３６やトルクコンバータ１３等の構
造は、第１図に示したもの以外の周知な構造のもの、例
えばトーシ盲ンスプリングを装着したクラッチ板を有す
る油圧クラッチ等を採用することも当然可能である。

本実施例におけるトルクコンバータ１３及び油圧クラッ
チ３６の作動領域をそれぞれ表す第２図に示すように、
エンジンブレーキ作動域及びエンジン１１の低回転側で
の高負荷域を斜線で表すトルクコンバータ１３の作動領
域に設定し、それ以外は基本的に油圧クラッチ３６の作
動領域としている。ｉｆＡ　Ｌ　、冷却水温が５０℃以
下の時や変速時或いはｌ速の変速段が選定されている時
、そして車両の後退時はトルクコンバータ１３を介して
エンジン１１のクランク軸１２を歯車変速装置の入力軸
１９に連結している。

以上のトルクコンバータ１３作動領域から外れた油圧ク
ラッチ３６の作動領域では、制御装置５４がエンジン回
転数検出器４９とキックダウンドラム回転数検出器５０
及び駆動歯車回転数検出器５１とからクランク軸１２と
歯車変速装置の入力軸１９との回転差を演算し、これが
予め設定された値より小さくなるように電磁弁４６のデ
ユーティ率を制御している。本実施例では、上記回転差
が２回転から８回転の間ではデユーティ率を変化させず
、２回転以下の場合にはデユーティ率を漸次下げて行き
、油圧クラッチ３６の係合圧を次第に高める一方、回転
差が８回転から１７回転の間ではデユーティ率を一定割
合上げて油圧クラッチ３６の係合圧を弱め、１７回転以
上の回転差がある場合にはデユーティ率を更に一定割合
上げ、油圧クラッチの係合圧を大きく弱めている。

このようにして、クランク軸１２と歯車変速装置の入力
軸１９との回転差が実質的に零近傍に収束する結果、油
圧クラッチ３６の係合状態からトルクコンバータ１３が
作動する油圧クラッチ３６の解放状態への移行がわずか
な油圧の変化で迅速になされる結果、加減速や変速シ讐
ツクが緩和されろ。

〈発明の効果〉 本発明の直結クラッチの＃御方法によると、トルクコン
バータに組込まれる油圧クラッチの保合領域において、
エンジンの出力軸と歯車変速装置の入力軸との回転差が
零近傍に収まるように油圧クラッチに対する圧油の給排
をフィードバック制御するようにしたので、油圧クラッ
チの係合状態から解放状態への移行が油圧のわずかな変
化で迅速になされる結果、従来の直結クラッチの利点を
損なうことなく急な加減速や変速時に伴うシフツクを緩
和することができる。

又、エンジンの出力軸と歯車変速装置の入力軸との回転
差を検出しているため、油圧クラッチの摩擦材の１１ｍ
係数のばら付きや、自動変速機油のｇ１擦特性のばら付
さ或いはその油温変化に伴うｇ擦係数の変動等を考慮す
る必要が全くな（なり、性能確認試験の手間や時間を著
しく少な（できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実現し得る自動変速機の一実施例
の主要部を表す制御１既合図、第２図はそのトルクコン
バータ及び油圧クラッチの作動領域をそれぞれ表すグラ
フ、第３図は自動変速機の一例を表す機構概念図、第４
図はその摩擦係合要素の作動スケルトン図である。 又、図中の符号で１１はエンジン、１２はクランク軸、
１３はトルクコンバータ、１９は歯車変速装置の入力軸
、３６は油圧クラッチ、３７はクラッチ板、３８はフロ
ントカバー　３９は油ポンプ、４０．４３．４８．５５
．５７．５８は油路、４１はクラッチ制御弁、４２は係
合側油室、４４は解放側油室、４６は電磁弁、４９はエ
ンジン回転数検出器、５０はキックダウンドラム回転数
検出器、５１は駆動ｌ］Ｘ回転数検出藷、５４は制御装
置、６１，６２は排油ボートである。 特　　許　　出　　願　　人 三菱自動車工業株式会社 代　　　　理　　　　人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの出力軸と歯車変速装置の入力軸に接続するト
   ルクコンバータの出力軸とを直結し得る油圧クラッチが
   組付けられた車両用自動変速機において、前記エンジン
   の出力軸と前記トルクコンバータの出力軸とを直結する
   場合、前記トルクコンバータの入力軸側と出力軸側との
   回転差を検出し、この回転差が零近傍に収まるように前
   記油圧クラッチに対する圧油の給排をフィードバック制
   御するようにしたことを特徴とする直結クラッチの制御
   方法。