JPH08105510A - トルクコンバータのロックアップ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コースト状態時にもロックアップクラッチの
締結が確実に行えるようにすること。 【構成】 出力要素の回転が入力要素の回転を上回る車
両の慣性走行状態を検出する慣性走行状態検出手段（４
２）と、該慣性走行状態検出手段が車両の慣性走行状態
を検出し、且つ前記制御手段がロックアップピストンを
係合させる制御信号を出力した時に前記出力要素（Ｃ）
と車輪との間の締結要素（Ｄ）としての、リバースクラ
ッチ（Ｒ／Ｃ）、バンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）、ハイクラ
ッチ（Ｈ／Ｃ）、ローアンドリバースブレーキ（ＬＲ／
Ｂ）、フォワードクラッチ（ＦＷＤ／Ｃ）のいずれか一
つを、一時解放する慣性走行時解放手段（４３）とを設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は歯車式自動変速機と共に
オートマチックトランスミッションを構成するトルクコ
ンバータのロックアップ制御装置に係り、特に、トルク
コンバータの入力側速度より出力側速度の方が速い、い
わゆる車両の慣性走行状態（コースト状態）におけるロ
ックアップ制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】トルクコンバータは自動クラッチとして
作動する他、トルクの増大作用をするもので、通常歯車
式変速機に接続されて、オートマチックトランスミッシ
ョンを構成する。

【０００３】トルクコンバータは、本発明を示す図１、
及び図２を利用して説明すると、入力要素としてポンプ
インペラ１０と呼ばれる羽根車を有し、出力要素として
タービンランナ１１と呼ばれる羽根車を有している。ポ
ンプインペラ１０はエンジンによって駆動されている。
タービンランナ１１は、自動変速機の入力軸１４（イン
プットシャフト）に取り付けられる。そして、トルクコ
ンバータ４の内部には図示しない作動流体（作動油）が
満たされている。

【０００４】エンジン１が回転すると、ポンプインペラ
１０が回転し、ポンプインペラ１０内のポンプ作用でタ
ービンランナ１１が回転する。その回転が自動変速機の
入力軸１４へと伝達される。

【０００５】トルクコンバータ４は流体を動力伝達の媒
介にしているため、すべりによる損失が大きく、機械式
クラッチに比較して１０％程度動力伝達効率が悪い。そ
こで、一定の車速以上になったらポンプインペラ１０と
タービンランナ１１とを機械的に直結するロックアップ
機構を備えるトルクコンバータが一般的となってきた。

【０００６】このロックアップ機構は、自動変速機の入
力軸１４に取付けられたタービンハブ１３にロックアッ
プピストン３を備えている。そして、このロックアップ
ピストン３は、ポンプインペラ１０と一体となったコン
バータカバー１０ａの内面に対向して、クラッチフェー
シング３ａを有する。

【０００７】ロックアップクラッチの締結及び解放につ
いては、ロックアップピストン３を軸方向に移動させる
ことによって行い、その移動は、ロックアップピストン
３の前後両面の作動流体圧力、即ち、 係合圧（アプライ圧ＰA）：ロックアップピストン３の
タービンランナ側（コンバータ室２０）の圧力、 解放圧（リリース圧ＰR）：ロックアップピストン３の
コンバータカバー側（ロックアップ室２１）の圧力、 の２つを制御することによって行う。

【０００８】ロックアップクラッチの締結時は、ロック
アップ室２１はドレーン状態となって解放圧より係合圧
の方が大きくなるよう制御されるので、コンバータ室２
０側から作動流体がロックアップピストン３をクラッチ
フェーシング３ａに押しつける。すると、ロックアップ
ピストン３はタービンハブ１３上をエンジン側へと移動
し、クラッチフェーシング３ａ部がコンバータカバー１
０ａに接続する。この結果、エンジンの動力は、エンジ
ン→コンバータカバー１０ａ→クラッチフェーシング３
ａ→ロックアップピストン３→タービンハブ１３→自動
変速機の入力軸１４へと直結状態で伝達される。

【０００９】ロックアップクラッチの解除時は、解放圧
の方が係合圧より大きくなるよう制御されるので、ロッ
クアップ室２１からコンバータ室２０へと作動流体が流
れ、ロックアップピストン３をクラッチフェーシング３
ａから離す。このため、エンジンからの動力伝達は、こ
の部分では遮断される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トルクコン
バータにおいてロックアップさせる必要があるのは、車
速がある一定速度以上となった場合（エンジン側＝入力
側の回転が出力側の回転より速い場合）のみに限らず、
減速のためアクセル・ペダルの踏み込みを解放して慣性
走行をしているとき、すなわち、トルクコンバータの出
力側の回転が入力側より速い場合（コースト時）にもあ
る。例えばエンジンブレーキを効果的にしたい場合や、
燃費を向上させたい場合である。

【００１１】後者について、通常のエンジン制御では、
燃費向上を図るためにアクセルオフに応じて燃料の供給
量をカットすることが行われる。この燃料カット制御
は、エンジンの回転がアクセルをオフにしたときの回転
数から、ある所定回転数に低下するまで継続され、その
後再度燃料供給が開始される。従って、燃料カットする
時間が長いほど燃費は向上する。

【００１２】このような制御を行う場合、コースト時す
なわちアクセルオフ時にロックアップされないと、エン
ジン回転数が上述した所定回転数にまで低下する時間が
短く、燃料カットされる時間幅が短くなって、燃費向上
の効果があまり発揮されない。

【００１３】そこで、このような燃費向上のための制御
手段を備えた場合、ロックアップクラッチをコースト時
にも締結させることで、エンジン回転数の急激な低下を
防止して、燃料カットの時間幅を長くして燃費向上を図
る必要がある。

【００１４】このように、コースト時にロックアップさ
せる必要性があるにもかかわらず、コースト時には、コ
ンバータの出力側の回転が速いので、コースト時にロッ
クアップさせようとしても、従来のトルクコンバータで
は、ロックアップは難しいという問題があった。

【００１５】すなわち、コースト時では、出力側の回転
が入力側の回転より速いため、回転に伴って入力側の作
動油に加わる遠心力が出力側の作動油に加わる遠心力よ
り小さくなる。この遠心力の差はトルクコンバータの解
放圧と係合圧とに影響を与え、解放圧が係合圧より高く
なりロックアップクラッチが締結しにくくなる。

【００１６】これを図６で説明すると、コースト時に
は、エンジン回転数（Ｎｅ）｛＝コンバータカバー１０
ａの回転数（Ｎ₁）｝より、タービンランナ１１の回転
数（Ｎｔ）の方が大きいので、コンバータ室２０内の作
動油に加わる遠心力Ｆ₁も、ロックアップ室２１内の作
動油に加わる遠心力Ｆ₂より大きくなる。よって、これ
ら遠心力によるロックアップ室内の遠心油圧Ｐ₁より、
コンバータ室内の遠心油圧Ｐ₂の方が大きくなる。これ
ら、遠心油圧をロックアップ室、コンバータ室のピスト
ンの最外周部での液圧Ｐ₀より差し引いた値がコースト
時の解放圧ＰR＝Ｐ₀−Ｐ₁と係合圧ＰA＝Ｐ₀−Ｐ₂を特定
することとなる。Ｐ₁＜Ｐ₂であるからＰR＞ＰAとなり、
ロックアップクラッチを締結させようとする場合、ロッ
クアップピストン３がコンバータ状態（ドライブ時）に
比べてカバー側へ動きにくい。

【００１７】次に、この状態でロックアップクラッチを
締結（係合圧を加え、解放圧をドレーン）させようとす
る時、解放側いっぱいにまで押されているロックアップ
ピストン３を締結側に動かし始めるには、図８から分か
るように、その押力に打ち勝つだけの力をフェーシング
部の圧力降下（粘性流体の流路抵抗損失）によって発生
させる必要があるが、このときフェーシング隙間は最大
となっているため、必要な圧力降下を得るにはかなりの
流量が必要となる。

【００１８】また、その流量が確保でき、ロックアップ
ピストン３が締結側に動き始めると、フェーシング部の
隙間が小さくなるにつれて圧力損失は増し、ロックアッ
プピストン３の締結側の押力も増すため、一度ロックア
ップピストン３が動き出すと急激に締結してしまい締結
ショックを生じる。

【００１９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
なされたもので、いわゆる慣性走行状態時にもロックア
ップクラッチの締結が確実に行えるようにすることを課
題とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。

【００２１】（１）すなわち、エンジン１により回転駆
動される入力要素Ｂと、この入力要素Ｂの回転に伴って
流動する流体で従動回転され、自動変速機を介してエン
ジンの出力を車輪に伝達する出力要素Ｃと、前記入出力
要素間の流体中にあって、両面に受ける流体液圧の差圧
により入力要素Ｂと出力要素Ｃとを係脱するロックアッ
プピストン３と、車両の走行状態に基づき前記ロックア
ップピストンの係脱を指令する制御信号を出力する制御
手段と、を有するトルクコンバータ４のロックアップ制
御装置において、前記出力要素の回転が入力要素の回転
を上回る車両の慣性走行状態を検出する慣性走行状態検
出手段４２と、該慣性走行状態検出手段が車両の慣性走
行状態を検出し、且つ前記制御手段がロックアップピス
トンを係合させる制御信号を出力した時に前記出力要素
Ｃから車輪へ伝達されるエンジンの出力を、一時解放す
るよう締結要素Ｄに指令する慣性走行時解放手段４３
と、を設けたことで、トルクコンバータのロックアップ
制御装置とした（請求項１に対応）。

【００２２】（２） 前記（１）の発明において、前記
慣性走行時解放手段４３によって一時解放される締結要
素Ｄは、自動変速機の締結要素であることも可能である
（請求項２に対応）。

【００２３】（３） 前記（１）、または（２）の発明
において、前記締結要素Ｄは液圧回路により駆動され、
前記慣性走行時解放手段４３は、車両の慣性走行状態時
における一時解放後、次回の締結までの間に、係合用液
圧を該締結要素Ｄの締結直前状態にまで上昇させておく
のが好ましい（請求項３に対応）。

【００２４】

【作用】車両の走行中において、車両が慣性走行に移行
すると、トルクコンバータ４では、出力側の回転速度が
入力側の回転速度を上回ることとなる。

【００２５】このため、前述した原因によりトルクコン
バータ４の入力側の液圧が出力側の液圧より大きくな
り、この液圧に妨げられてロックアップピストン３がコ
ンバータカバー１０ａ側へ移動しにくくなり、ロックア
ップしにくくなる。

【００２６】この場合に、前記した（１）の発明によれ
ば、コースト時に前記出力要素Ｃと車輪との間の締結要
素Ｄを一時解放する。これにより、タービンの回転数が
下がるので、コンバータ室２０内の遠心油圧Ｐ₂が下が
り。解放圧ＰRと係合圧ＰAの値が近づき、ロックアップ
し易くなる。

【００２７】また、締結要素Ｄは専用のものを設けても
よいが、（２）の発明のように、自動変速機５内の既
存、かつ、締結中の締結要素のいずれかを一時解放させ
ることで（１）と同様、タービンの回転数が下がり、コ
ンバータ室２０内の遠心油圧Ｐ₂が下がり、解放圧ＰRと
係合圧ＰAの値が近づき、ロックアップし易くなる。

【００２８】なお、慣性走行状態が解除されるとき、前
記締結要素Ｄも締結する必要がある。このとき、前記
（３）の発明のように、係合用液圧を該締結要素の締結
直前状態にまで上昇させておけば、締結ショックは小さ
くなる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 ＜実施例１＞図１に本実施例に係るロックアップ機構付
きトルクコンバータ４を示す。トルクコンバータ４は自
動クラッチとして作動する他、トルクの増加作用をする
もので、通常、自動変速機に接続されて、オートマチッ
クトランスミッションを構成する。このトルクコンバー
タ４は、油圧回路、制御回路（コントロールユニット）
により駆動制御される。

【００３０】＜トルクコンバータ＞トルクコンバータ４
は、図１に示したように、ポンプインペラ１０（入力要
素）、タービンランナ１１（出力要素）、ステータ１２
（反力要素）の３つの羽根車を有している。

【００３１】ポンプインペラ１０はこれに連結したコン
バータカバー１０ａを介してエンジンのクランクシャフ
トによって駆動されている。タービンランナ１１は、タ
ービンハブ１３に取り付けられ、このタービンハブ１３
は自動変速機の入力軸１４（インプットシャフト）に連
結している。

【００３２】ステータ１２は、一方向クラッチ１５を介
して、図１に示す中空固定軸１６に取り付けられてい
る。この中空固定軸１６の周囲は筒状軸１７で包囲さ
れ、この中空固定軸１６と筒状軸１７との間に作動油供
給路１８が設けられている。また、前記自動変速機の入
力軸１４と中空固定軸１６との間には、作動油戻り路１
９が設けられている。さらに、自動変速機の入力軸１４
の中心を通って作動油通路２３が設けられている。トル
クコンバータ４の内部には、作動油供給路１８から供給
された作動油が通流し、その後、作動油戻り路１９から
排出される。

【００３３】＜ロックアップクラッチ＞トルクコンバー
タ４には、ロックアップクラッチ機構が設けられ、この
ロックアップ機構は、ロックアップピストン３を有す
る。このロックアップピストン３は、環状の円盤形で、
その内周が前記タービンハブ１３外周に軸方向摺動自在
に取り付けられている。

【００３４】このロックアップピストン３に対向して、
ポンプインペラ１０と一体となったコンバータカバー１
０ａの内面にクラッチフェーシング３ａを有する。そし
て、ロックアップピストン３とタービンランナ１１との
間にコンバータ室２０が画成され、ロックアップピスト
ン３とコンバータカバー１０ａとの間にロックアップ室
２１が画成され、コンバータ室２０とロックアップ室２
１とは、ロックアップピストン３の外周において連通し
ている。そして、前記作動油供給路１８から作動油戻り
路１９に至る作動油流通路の途中に設けた図示しない保
圧弁によりコンバータ室２０とロックアップ室２１の各
液圧は通常一定に保たれる。

【００３５】ロックアップピストン３はさらにトーショ
ナルダンパ２２を介して前記タービンランナ１１に駆動
結合されている。そして、図示しないオイルポンプカバ
ーに内蔵されたロックアップ制御バルブ２４により制御
された油圧（ロックアップクラッチを締結する方向に作
用する係合圧）がコンバータ室２０に加わるが、この係
合圧が、ロックアップ室２１内の油圧（ロックアップク
ラッチを解放する方向に作用する解放圧）より大きくな
ると、ロックアップピストン３はタービンハブ１３上を
軸方向に移動し、これによりコンバータカバー１０ａと
クラッチフェーシング３ａとが接続する。

【００３６】＜自動変速機＞図２は、トルクコンバータ
４に接続されて、オートマチックトランスミッションＡ
の後段を形成する自動変速機５である。

【００３７】自動変速機５は、トルクコンバータの出力
軸に接続される入力軸１４と、出力軸５２間に、第１遊
星歯車組５３及び第２遊星歯車組５４を介装すると共
に、締結・解放の切替えにより変速を行うためのクラッ
チ及びブレーキを内蔵する。この第１遊星歯車組５３は
第１サンギヤ５３Ｓ、第１キャリヤ５３Ｃ、第１リング
ギヤ５３Ｒにより構成される。同様に第２遊星歯車組５
４は第２サンギヤ５４Ｓ、第２キャリヤ５４Ｃ、第２リ
ングギヤ５４Ｒにより構成される。

【００３８】上記クラッチ及びブレーキは入力軸１４と
第１サンギヤ５３Ｓの締結・解放を管理するリバースク
ラッチ（Ｒ／Ｃ）、その第１サンギヤ５３Ｓとオートマ
チックトランスミッションのケースＦとの締結・解放を
管理するバンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）、入力軸１４と第１
キャリヤ５３Ｃの締結・解放を管理するハイクラッチ
（Ｈ／Ｃ）、第１キャリヤ５３Ｃとオートマチックトラ
ンスミッションのケースＦの締結・解放を管理するロー
アンドリバースブレーキ（ＬＲ／Ｂ）、第１キャリヤと
第２リングギヤ５４Ｒの締結・解放を管理するフォワー
ドクラッチ（ＦＷＤ／Ｃ）、により構成される。

【００３９】自動変速機の入力軸１４はトルクコンバー
タ４から駆動力を入力され、第２サンギヤ５４Ｓに伝達
する。ここでは、入力軸１４は更にハイクラッチ（Ｈ／
Ｃ）により第１キャリヤ５３Ｃに結合可能とするととも
に、リバースクラッチ（Ｒ／Ｃ）により第１サンギヤ５
３Ｓに結合可能とする。第１サンギヤ５３Ｓは更にバン
ドブレーキ（Ｂ／Ｂ）により固定可能とし、第１キャリ
ヤ５３Ｃは更にローアンドリバースブレーキ（ＬＲ／
Ｂ）により固定可能とするとともにフォワードクラッチ
（ＦＷＤ／Ｃ）により第２リングギヤ５４Ｒに結合可能
とする。また、第１リングギヤ５３Ｒ及び第２キャリヤ
５４Ｃを相互に駆動結合し、これらを自動変速機の出力
軸５２に結合する。出力軸５２からの駆動力は、車輪に
伝達される。

【００４０】具体的には、例えば４速時には、図６中の
締結要素のうちハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）とバンドブレー
キ（Ｂ／Ｂ）とが作動中（動力を伝達中）であるが、こ
の時自動変速機の入力軸１４より動力は、第１遊星車組
５３において、締結中であるハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）を
介して、第１キャリヤ５３Ｃを公転させる。

【００４１】そして、その第１キャリヤ５３Ｃが軸支す
る第１プラネタリギヤ５３Ｐと噛合する第１サンギヤ５
３Ｓの軸がバンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）によりオートマチ
ックトランスミッションのケースＦに固定されているた
め第１キャリヤ５３Ｃ（第１プラネタリギヤ５３Ｐ）
は、公転・自転しながら第１リングギヤ５３Ｒを回転駆
動させる。その際、第１リングギヤ５３Ｒは、第１キャ
リヤ５３Ｃによりその公転分駆動され、第１プラネタリ
ギヤ５３Ｐによりその自転分さらに送り込まれるので、
トルクコンバータ４からの本来の動力の回転数（第１キ
ャリヤ５３Ｃの回転数に等しい）に対して、第１プラネ
タリギヤ５３Ｐの自転分の増速が行われていることにな
る。

【００４２】一方、第２遊星歯車組５４においては、動
力は第２サンギヤ５４Ｓに入力されるものの、第１遊星
歯車組５３におけるバンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）のような
外部との固定要素が存在しないため、第２プラネタリギ
ヤ５４Ｐ及び第２リングギヤ５４Ｒとも空転をするばか
りで動力の伝達が一切行われない。尚、図２より第２キ
ャリヤ５４Ｃは第１リングギヤ５３Ｒと直結状態にある
のが分かるが、自らが軸支する第２プラネタリギヤ５４
Ｐが前述のように空転しているので一連の動力伝達に寄
与していない状態にある。

【００４３】以下同様に各変速段において検討を加える
と、表１に示すような締結を行えばそれぞれの変速段を
構成できることが分かる（○印は各締結要素が各変速段
において締結状態であることを表し、空欄は解放状態を
表している）。

【００４４】

【表１】

【００４５】＜ロックアップ制御機構＞本実施例では、
リバースクラッチ（Ｒ／Ｃ）、バンドブレーキ（Ｂ／
Ｂ）、ハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）、ローアンドリバースブ
レーキ（ＬＲ／Ｂ）、フォワードクラッチ（ＦＷＤ／
Ｃ）のいずれか一つが制御対象の締結要素（Ｄ）として
利用される。なお、これらクラッチやブレーキは液圧に
よって作動する液圧アクチュエータで締結・解放される
ようになっている。この制御は以下に述べる油圧回路を
コントロールユニットで制御することで行われる。

【００４６】＜油圧回路＞ここで、トルクコンバータ４
制御のための油圧回路を図３、図４に従って説明する。

【００４７】図３、図４に示したように、油圧回路は、
各種油圧装置へと油圧（ライン圧）を供給する油圧源と
してのオイルポンプ３０、このオイルポンプ３０から供
給される作動油をトルクコンバータ４や自動変速機の油
圧制御装置へと配分するプレッシャレギュレータバルブ
３１、このプレッシャレギュレータバルブ３１からトル
クコンバータ４へ供給されるトルクコンバータ作動圧
（以下、アプライ圧あるいはコンバータ圧という）を制
御してロックアップ制御を行うロックアップ制御バルブ
２４、このロックアップ制御バルブ２４の作動制御を行
うロックアップソレノイド２５、オイルポンプ３０から
供給される油圧（ライン圧）を制御するライン圧ソレノ
イド３４、トルクコンバータ４の作動油をドレーンする
逃がしバルブ３５を備えている。

【００４８】オイルポンプ３０から供給される作動油
は、プレシャレギュレータバルブ３１を介して、トルク
コンバータ４の作動油供給路１８へと供給される。作動
油供給路１８から供給される作動油はポンプインペラ１
０を通過し、タービンランナ１１を回転させた後、作動
油戻り路１９を通って逃がしバルブ３５からドレーンさ
れる。

【００４９】一方、タービンランナ１１を通過した作動
油の一部は前記コンバータ室２０を経由してロックアッ
プ室２１へと至り、さらには自動変速機の入力軸１４の
中心を通る作動油通路２３を経て、ロックアップ制御バ
ルブ２４の側面に設けた第１ポート２４ａへと至る。

【００５０】ロックアップ制御バルブ２４は、シリンダ
形状をしたバルブ本体の側面に、前記第１ポート２４ａ
の他に、プレッシャレギュレータバルブ３１からの液圧
を受ける第２ポート２４ｂとドレンポート２４ｃを有
し、またバルブ本体の一端面に制御ポート２４ｄを有
し、他端面にスプリング２４ｅを有する。

【００５１】また、バルブ本体内部に、摺動自在のバル
ブピストン２４ｆを有する。

【００５２】＜コントロールユニット＞前記ロックアッ
プソレノイドは、マイクロコンピュータを備えたコント
ロールユニット３３（ＡＴＣＵ）によって駆動制御され
る。

【００５３】コントロールユニット３３には、エンジン
の回転数（Ｎｅ）（ポンプインペラ回転数）を検出する
エンジン回転センサ４７、入力軸１４（タービンランナ
１１）の回転数（Ｎｔ）を検出するタービン回転センサ
４８、自動変速機の出力軸５２の回転数を検出する自動
変速機の出力軸回転センサ５７、スロットル開度Ｔｖｏ
を検出するスロットル開度センサ５８、作動油の温度Ｔ
ａｔを検出する油温センサ５９などが接続されている。
また、コントロールユニットには、車速センサからの車
速情報Ｖｓや、スイッチ信号よりアイドルスイッチ（Ｉ
ｄｌｅＳＷ）のＯＮ／ＯＦＦ情報も入力される。

【００５４】コントロールユニット３３は、これらの取
り込まれた信号を基に、ロックアップクラッチの締結指
令を出したり、あるいは、自動変速機の、各々の締結要
素の締結・解放をアクチュエータ６０に信号を出力する
ことにより変速制御を行う。

【００５５】そして、コントロールユニット３３は、図
１に示したように、エンジン回転センサ４７とタービン
回転センサ４８とからトルクコンバータ４への入出力速
度比（Ｎｔ／Ｎｅ）を算出する入出力速度比検出手段４
１と、入出力速度比検出手段４１から得た入出力速度比
から走行する車両が慣性走行状態（コースト状態）か否
かを検出する慣性走行状態検出手段４２と、車両走行が
慣性走行状態であると判定されたとき、前記締結要素Ｄ
を一時解放させる慣性走行時解放手段４３とを有する。

【００５６】なお、エンジン回転数（Ｎｅ）を検出する
エンジン回転センサ４７はエンジン１に接続されたクラ
ンクシャフトに設け、タービンランナ１１の回転数（Ｎ
ｔ）を検出するタービン回転センサ４８はトルクコンバ
ータ４の出力軸であるインプットシャフト１４に設ける
ことができる。

【００５７】前記慣性走行状態検出手段４２は、入出力
速度比検出手段４１で検出した速度比（Ｎｔ／Ｎｅ）が
１より大きいとき慣性走行状態であると判定する。な
お、前記スロットル開度センサ５８によりアクセルペダ
ルが釈放されたことを検出することで慣性走行状態であ
ると判断してもよい。

【００５８】前記慣性走行時解放手段４３は、前記慣性
走行状態検出手段４２が慣性走行状態を検出結果と、前
記入出力速度比検出手段４１からの速度比（Ｎｔ／Ｎ
ｅ）情報とを受け、慣性走行状態であるとき、前記油圧
回路の液圧制御手段（例えば液圧制御用アクチュエー
タ）６０を制御し、前記締結要素Ｄの駆動用アクチュエ
ータを制御して、前記締結要素Ｄとしてのリバースクラ
ッチ（Ｒ／Ｃ）、バンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）、ハイクラ
ッチ（Ｈ／Ｃ）、ローアンドリバースブレーキ（ＬＲ／
Ｂ）、フォワードクラッチ（ＦＷＤ／Ｃ）のいずれか一
つを解放する。

【００５９】＜変速の制御＞前記コントロールユニット
３３（ＡＴＣＵ）は、以下のプログラムを実行すること
により変速制御を行う。

【００６０】オートアップ時（自動変速の機能のうち変
速段が上がる状態）の上記ギヤトレーンの変速制御によ
る１→２変速の場合は、上記表１から明らかなようにロ
ーアンドリバースブレーキ（ＬＲ／Ｂ）を解放し、バン
ドブレーキ（Ｂ／Ｂ）を締結することで達成される。同
様に、２→３変速の場合は、バンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）
を解放しハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）を締結することで、ま
た３→４変速の場合は、フォワードクラッチ（ＦＷＤ／
Ｃ）を解放しバンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）を締結すること
で、それら変速は達成される。

【００６１】変速制御は、対応変速段に応じた締結要素
を締結・解放するための油圧を操作可能なアクチュエー
タ６０に対する制御により行われる。前記アクチュエー
タ６０は、変速段選択のためのシフトソレノイド等を含
む変速制御油圧回路を形成するコントロールバルブ部を
有して構成でき、これは変速制御用コントロールユニッ
ト（ＡＴＣＵ）による制御の下、必要な作動圧を制御圧
として生成し該当締結要素の締結・解放切換えをなす。

【００６２】＜実施例１の作用＞以下、本実施例の作用
について説明する。 ＜非ロックアップ時＞通常、オイルポンプ３０からのラ
イン圧は、プレッシャレギュレータバルブ３１を介し、
アプライ圧（コンバータ圧）としてポンプインペラ１０
からタービンランナ１１を経由し、コンバータ室２０へ
と供給される。ロックアップソレノイド２５により、ロ
ックアップ制御バルブ２４の制御ポート２４ｄに加わる
制御圧Ｐｓが遮断されると、バルブピストン２４ｆを図
３における下方に移動する。

【００６３】その結果、ロックアップ室２１内の解放圧
ＰRは、コンバータ室２０内のコンバータ圧（アプライ
圧）と等しくなる。このため、ロックアップピストン３
はコンバータカバー１０ａに押し付けられることなく、
トルクコンバータ４はいわゆるコンバータ状態で動力伝
達を行う。

【００６４】＜ロックアップの作動＞車両が規定車速以
上になって、トルクコンバータ４のいわゆる”すべり”
による損失を少なくする必要が生じた場合、コントロー
ルユニット３３からの指令で、ロックアップソレノイド
２５がロックアップ制御バルブ２４への制御液圧を高く
し、図４に示したように、バルブピストン２４ｆを図の
上方へと移動せしめる。

【００６５】その結果、ロックアップ室２１の作動油
は、作動油通路２３、第１ポート２４ａを介してドレン
ポート２４ｃから排出される。このため、ロックアップ
室２１内の解放圧ＰRは０になり、ロックアップピスト
ン３はコンバータ室２０内のアプライ圧（コンバータ
圧）でコンバータカバー１０ａ側へと押し付けられる。
この結果、ロックアップピストン３はタービンハブ１３
上の軸上をエンジン側へと移動し、クラッチフェーシン
グ３ａがコンバータカバー１０ａに接続する。以後は、
入力要素と出力要素とが直結状態となって、エンジンの
動力は、エンジン→コンバータカバー１０ａ→クラッチ
フェーシング３ａ→ロックアップピストン３→タービン
ハブ１３→自動変速機の入力軸１４へと直結状態で伝達
される。この状態をいわゆるロックアップ状態という。

【００６６】＜車両走行状態がロックアップ動作に与え
る影響＞先に、「非ロックアップ時」においては、ロッ
クアップ室２１内の解放圧ＰRとコンバータ室２０内の
コンバータ圧（アプライ圧）とはほぼ等しい、と説明し
た。

【００６７】厳密には、トルクコンバータ４のロックア
ップ室２１内の油圧と、ロックアップ室２１内の油圧
は、「非ロックアップ時」であっても車両の走行状態に
よって異なる。これは、入力要素Ｂ，出力要素Ｃの回転
に伴って生じる遠心力による。この油圧の差異はその後
のロックアップ制御に影響を与える。

【００６８】以下、アクセルペダルを踏んでエンジンを
駆動しているドライブ走行時と、アクセルペダルを釈放
して慣性走行しているコースト時とに分けて説明する。

【００６９】｛ドライブ走行時｝図５は、ドライブ時に
おけるロックアップ室２１内の解放圧ＰRとコンバータ
室２０内のコンバータ圧（アプライ圧）とを比較した模
式図である。

【００７０】ここで、コンバータカバー１０ａはエンジ
ンの回転数（Ｎｅ）と同一の回転数（Ｎ₁）で回転して
いるものとする。また、タービンランナ１１の回転数
（Ｎｔ）は（Ｎ₂）であるとする。このときロックアッ
プ室２１内の作動油全体の回転数の平均値として（Ｎ₁
＋Ｎ₂）／２が与えられる。

【００７１】すると、コンバータ室２０内の作動油には
Ｎｔに起因する遠心力Ｆ₂が生起し、ロックアップ室２
１内の作動油には（Ｎ₁＋Ｎ₂）／２に起因する遠心力Ｆ
₁が生起している。これら遠心力による圧力は、ロック
アップ室２１内の解放圧ＰRとコンバータ室２０内のコ
ンバータ圧（アプライ圧）とを減圧する。

【００７２】すなわち、ロックアップ室２１内の作動油
に加わる遠心力により生起する圧力Ｐ₁は Ｐ₁＝（γ／２ｇ）（ｒ_o ²−ｒ_i ²）〔（２π／６０）
｛（Ｎ₁＋Ｎ₂）／２｝〕² γ ：作動油の比重 ｒ_o：ロックアップピストンの直径 ｒ_i：ロックアップピストンの内径 であり、ロックアップ室、コンバータ室のピストンの最
外周部での液圧Ｐ₀からこのＰ₁を差し引いた値ＰRが遠
心力の影響を受けたロックアップ室２１内の現実の油圧
である。

【００７３】これに対し、コンバータ室２０内の作動油
に加わる遠心力により生起する圧力Ｐ₂は Ｐ₂＝（γ／２ｇ）（ｒ_o ²−ｒ_i ²）〔（２π／６０）
Ｎ₂〕² であり、前記液圧Ｐ₀からこのＰ₂を差し引いた値ＰAが
遠心力の影響を受けたコンバータ室２０内の現実の油圧
である。

【００７４】ドライブ時のロックアップ室２１内油圧Ｐ
Rとコンバータ室２０内油圧ＰAとを比較すると、ドライ
ブ時はエンジン回転数（Ｎｅ＝Ｎ₁）の方が、タービン
回転数（Ｎｔ＝Ｎ₂）より大きいので、 （Ｎ₁＋Ｎ₂）／２ ＞ Ｎ₂ という関係式が成り立ち、よって、 Ｐ₁＞Ｐ₂ とな
る。ＰR＝Ｐ₀−Ｐ₁であり、ＰA＝Ｐ₀−Ｐ₂であるから、
ＰR＜ＰAとなる。

【００７５】このように、ドライブ走行時には、コンバ
ータ室２０内の油圧の方が、ロックアップ室２１内の油
圧より大きい。従って、前記のようにしてロックアップ
制御をする場合も、なんら問題なくロックアップピスト
ン３をコンバータ室２０側からロックアップ室２１側へ
と移動できる。

【００７６】｛コースト時｝これに対し、図６は、アク
セルペダルを釈放して慣性走行に入った場合（コースト
状態）におけるロックアップ室２１内の解放圧ＰRとコ
ンバータ室２０内のコンバータ圧（アプライ圧）とを比
較した模式図である。

【００７７】コースト時のロックアップ室２１内油圧Ｐ
Rとコンバータ室２０内油圧ＰAとを比較すると、コース
ト時はタービン回転数（Ｎｔ＝Ｎ₂）の方がエンジン回
転数（Ｎｅ＝Ｎ₁）より大きいので、 （Ｎ₁＋Ｎ₂）／２ ＜ Ｎ₂ という関係式が成り立ち、よって、 Ｐ₁＜Ｐ₂ とな
る。ＰR＝Ｐ₀−Ｐ₁であり、ＰA＝Ｐ₀−Ｐ₂であるから、
ＰR＞ＰAとなる。

【００７８】このように、コースト時には、ロックアッ
プ室２１内の油圧の方がコンバータ室２０内の油圧より
大きい。従って、前記ロックアップ制御をする場合、ド
ライブ時に比較して、ロックアップピストン３をコンバ
ータ室２０側からロックアップ室２１側へと移動するの
に、より大きな力と時間を要する。

【００７９】すなわち、ロックアップは、ロックアップ
室２１内の解放圧ＰRをドレーンし、ロックアップピス
トン３をコンバータ室２０内のアプライ圧（コンバータ
圧）でコンバータカバー１０ａ側へと押し付けることに
より行うのであるから、コースト時にも原則としてロッ
クアップ動作は可能である。

【００８０】しかし、上記のようなＰR＞ＰAという関係
にあるので、図７のような関係となって、ドライブ走行
時に比較して、ロックアップにより大きな力と時間を要
するのである。

【００８１】また、解放側いっぱいにまで押されている
ロックアップピストン３を締結側に動かし始めるには、
その押力に打ち勝つだけの力をフェーシング部の圧力降
下（粘性流体の流路抵抗損失）によって発生させる必要
があるが、このときフェーシング隙間は最大となってい
るため、必要な圧力降下を選るにはかなりの流量が必要
となる。

【００８２】また、その流量が確保でき、ロックアップ
ピストン３が締結側に動き始めると、フェーシング部の
隙間が小さくなるにつれて圧力損失は増し（図８のＢ
部）、ロックアップピストン３の締結側の押力も増すた
め、一度ロックアップピストン３が動き出すと急激に締
結してしまい、締結ショックを生じる。

【００８３】＜コースト時におけるロックアップ動作＞
次に、本実施例における、慣性走行状態におけるロック
アップ制御を図９、図１０に基づき説明する。

【００８４】まず、ロックアップ前において、前記締結
要素Ｄは締結しており、前記締結要素Ｄの液圧アクチュ
エータに印加される液圧ＣＰは、図１０において、ＣＰ
１で示される。

【００８５】入出力速度比検出手段４１においてタービ
ン回転数Ｎｔとエンジン回転数Ｎｅとの速度比（ｅ＝Ｎ
ｔ／Ｎｅ）を算出する（ステップ１００）。この算出さ
れたｅの値が１よりも大きいか否かを、慣性走行状態検
出手段４２において判定する（ステップ１０１）。慣性
走行状態では図９に示したように、タービン回転数Ｎｔ
の方がエンジン回転数Ｎｅより大きい。よって、ｅの値
が１よりも大きいとき慣性走行状態と判別する。

【００８６】慣性走行状態であるとされたとき、次にロ
ックアップ締結をすべき領域かどうかの判別を行う（ス
テップ１０２）。ここで、ロックアップ領域と判別され
たとき、ギヤ位置を判断し（ステップ１０３）、ギヤ位
置に応じて前記締結要素Ｄの締結力解除制御を行う。す
なわち、３速のときはフォワードクラッチ（ＦＷＤ／
Ｃ）又はハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）を一時解放し（ステッ
プ１０４）、また、４速のときはハイクラッチ（Ｈ／
Ｃ）又はバンドブレーキ（Ｂ／Ｂ）を一時解放する（ス
テップ１０５）。同時に、前記のようにロックアップ制
御がなされ、図１０のｔ₁においてロックアップ制御が
開始される。この一時解放のためＣＰは、締結力発生臨
界圧ＣＰ２にまで落ちる。

【００８７】ここで、前記締結要素Ｄが一時解放される
と、タービンに自動変速機からの回転力が加わらなくな
るので、タービン回転数が作動流体の抵抗を受けて下が
り、これによりコンバータ室２０内の遠心油圧が下が
る。その結果、解放圧と係合圧の値が近づき、フェーシ
ング部の圧力損失が小さくてもすなわちコンバータ室か
らロックアップ室へのアプライ流量が小さくてもロック
アップピストン３が締結側へと動き易くなる。その結
果、ロックアップピストン３が締結可能となりロックア
ップする。

【００８８】その後、ロックアップ締結が終了したかど
うかの判別を行う（ステップ１０６）。ロックアップ締
結は、図１０のｔ₂時点で完了するが、このとき、ター
ビン回転数Ｎｔとエンジン回転数Ｎｅとは同一速度にな
るので、前記速度比（ｅ＝Ｎｔ／Ｎｅ）が１か否かを判
定すれば締結の有無を検出できる。

【００８９】ロックアップ締結が終了したら、前記締結
要素Ｄを締結する必要がある。この締結にあたっては、
事前に前記締結要素Ｄの液圧アクチュエータに印加され
る液圧を、図１０のＣＰ３のように、クラッチが締結す
る直前の液圧にまで徐々に高くしておく（ステップ１０
７）。

【００９０】このように液圧を予圧しておくことによ
り、再度コンバータ制御用締結要素を締結するとき、締
結ショックが少なく、かつ、迅速な締結が可能となる。
以上のように実施することによりコーストロックアップ
を実現可能とし、以後は再度ロックアップが解除される
までドライブ時と同様の環境が提供されることになる。

【００９１】尚、本実施例において、３速時、４速時を
例にして作用を説明したものだが、他の変速段時でロッ
クアップの必要性がある場合、同様に制御することが可
能であり、その際は制御対象となるクラッチあるいはブ
レーキが、表１に従って以下のように変わるだけであ
る。 ２速時：フォワードクラッチ（ＦＷＤ／Ｃ），バンドブ
レーキ（Ｂ／Ｂ） １速時：フォワードクラッチ（ＦＷＤ／Ｃ），ローアン
ドリバースブレーキ（ＬＲ／Ｂ） 後退時：ローアンドリバースブレーキ（ＬＲ／Ｂ），リ
バースクラッチ（Ｒ／Ｃ）

【００９２】＜実施例２＞次に、本発明の第２の実施例
を説明する。本実施例においては、コンバータ制御用締
結要素のみ実施例１と異なり、他の構成は実施例１と同
様である。

【００９３】＜ロックアップ制御機構＞図１１に示しす
ように、前記トルクコンバータの出力軸と自動変速機の
入力軸との間に、前記締結要素Ｄとしてのコンバータ制
御用クラッチが設けられ、このクラッチは、液圧によっ
て作動する液圧アクチュエータで締結・解放されるよう
になっている。

【００９４】そして、コースト時に、前記締結要素Ｄを
一時解放することで、前記実施例１と同様の効果を得
る。図９を参照すると、ステップ１０２でロックアップ
締結領域であると判定されると、この実施例２では、ギ
ア位置の判定は行わず、図９のステップ１０４、１０５
の代わりに、前記締結要素Ｄの制御用液圧アクチュエー
タを作動してこのクラッチＤを一時解放する。他の点は
図９に同じである。

【００９５】

【発明の効果】本発明によれば、慣性走行状態（コース
ト状態）において、トルクコンバータのロックアップク
ラッチを締結しやすくし、衝撃が生じる等の現象の発生
を抑えることができる。

【００９６】そして、これにより、コースト時にもエン
ジンブレーキ効果の享受が可能となる。それを従来の方
法で解決すると多大な量の作動油を必要とするという、
問題も合わせて解決することができる。

【００９７】また、アクセルをオフにしたときのエンジ
ン回転数から、ある所定回転数に低下するまで燃料供給
をカットする燃料カット手段を備えた車両においては、
コースト時にロックアップを可能にし燃料カット時間を
長くすることが可能となるので、燃費向上を図ることが
できる。

【００９８】また、締結要素Ｄは専用のものを設けるか
わりに、自動変速機５内の既存、かつ、締結中の締結要
素、すなわち、リバースクラッチ（Ｒ／Ｃ）、バンドブ
レーキ（Ｂ／Ｂ）、ハイクラッチ（Ｈ／Ｃ）、ローアン
ドリバースブレーキ（ＬＲ／Ｂ）、フォワードクラッチ
（ＦＷＤ／Ｃ）のいずれか一つを、慣性走行時解放手段
４３の制御により、一時解放させることで同様の効果
を、得ることができる。

【００９９】また、ロックアップ締結が終了後の締結要
素Ｄの締結にあたっては、事前に前記締結要素Ｄの液圧
アクチュエータに印加される液圧を、クラッチが締結す
る直前の液圧にまで徐々に高くしておくことにより、再
度コンバータ制御用締結要素を締結するとき、締結ショ
ックが少なく、かつ、迅速な締結が可能となる。

【０１００】

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１のトルクコンバータと制御ブロック
を示した図

【図２】 本発明の第１の実施例の構成図

【図３】 非ロックアップ時の油圧回路を示す図

【図４】 ロックアップ時の油圧回路を示す図

【図５】 ドライブ時における遠心力が与える影響を示
す模式図

【図６】 コースト時における遠心力が与える影響を示
す模式図

【図７】 ロックアップピストン解放時の圧力分布を示
す模式図

【図８】 ロックアップピストン締結時の圧力分布を示
す模式図

【図９】 本発明の第１の実施例の制御フローチャート

【図１０】本発明のコンバータ制御用締結要素の締結力
発生臨界圧制御の説明図

【図１１】本発明の第２の実施例の構成図

【符号の説明】

Ａ・・・オートマチックトランスミッション Ｂ・・・トルクコンバータの入力要素 Ｃ・・・トルクコンバータの出力要素 Ｄ・・・締結要素 Ｅ・・・自動変速機内の締結要素群（クラッチ、ブレー
キ） Ｆ・・・オートマチックトランスミッションのケース １・・・エンジン、 ３・・・ロックアップピストン、 ３ａ・・・クラッチフェーシング、 ４・・・トルクコンバータ、 ４・・・ロックアップ機構付きトルクコンバータ、 ５・・・自動変速機 １０・・・入力要素としてのポンプインペラ、 １０ａ・・・コンバータカバー、 １１・・・出力要素としてのタービンランナ、 １２・・・ステータ、 １３・・・タービンハブ、 １４・・・自動変速機の入力軸（インプットシャフト） １５・・・一方向クラッチ、 １６・・・中空固定軸、 １７・・・筒状軸、 １８・・・作動油供給路、 １９・・・作動油戻り路、 ２０・・・コンバータ室、 ２１・・・ロックアップ室、 ２２・・・トーショナルダンパ、 ２３・・・作動油通路、 ２４・・・ロックアップ制御バルブ、 ２４ａ・・・第１ポート、 ２４ｂ・・・第２ポート、 ２４ｃ・・・ドレンポート、 ２４ｄ・・・制御ポート、 ２４ｅ・・・スプリング、 ２４ｆ・・・バルブピストン、 ２４ｇ・・・第２制御ポート、 ２４ｈ・・・連通溝、 ２５・・・ロックアップソレノイド、 ２５ａ・・・可動プランジャ、 ２６・・・バルブ制御路、 ２９・・・ドレーン路、 ３０・・・オイルポンプ、 ３１・・・プレッシャレギュレータバルブ、 ３３・・・コントロールユニット、 ３４・・・ライン圧ソレノイド（液圧制御用アクチュエ
ータ）、 ３４ａ・・・ドレーン路、 ３５・・・逃がしバルブ、 ４１・・・入出力速度比検出手段、 ４２・・・慣性走行状態検出手段、 ４３・・・慣性走行時解放手段、 ４７・・・エンジン回転センサ、 ４８・・・タービン回転センサ、 ５２・・・自動変速機の出力軸 ５７・・・自動変速機の出力軸回転センサ ５８・・・スロットル開度センサ ６１・・・車速センサ（車速検出手段）、 ＰR・・・ロックアップ室内液圧（解放圧）、 ＰA・・・コンバータ室内液圧（係合圧）、 Ｎｅ・・・エンジン回転数、 Ｎｔ・・・タービン回転数、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン（１）により回転駆動される入
   力要素（Ｂ）と、 この入力要素（Ｂ）の回転に伴って流動する流体で従動
   回転され、自動変速機を介してエンジンの出力を車輪に
   伝達する出力要素（Ｃ）と、 前記入出力要素間の流体中にあって、両面に受ける流体
   液圧の差圧により入力要素（Ｂ）と出力要素（Ｃ）とを
   係脱するロックアップピストン（３）と、 車両の走行状態に基づき前記ロックアップピストンの係
   脱を指令する制御信号を出力する制御手段と、 を有するトルクコンバータ（４）のロックアップ制御装
   置において、 前記出力要素の回転が入力要素の回転を上回る車両の慣
   性走行状態を検出する慣性走行状態検出手段（４２）
   と、 該慣性走行状態検出手段が車両の慣性走行状態を検出
   し、且つ前記制御手段がロックアップピストンを係合さ
   せる制御信号を出力した時に前記出力要素（Ｃ）から車
   輪へ伝達されるエンジンの出力を、一時解放するよう締
   結要素（Ｄ）に指令する慣性走行時解放手段（４３）
   と、 を設けたことを特徴とするトルクコンバータのロックア
   ップ制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記慣性走行時解放
   手段（４３）によって一時解放される締結要素（Ｄ）
   は、自動変速機の締結要素であることを特徴とするトル
   クコンバータのロックアップ制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記締結要
   素（Ｄ）は液圧回路により駆動され、前記慣性走行時解
   放手段（４３）は、車両の慣性走行状態時における一時
   解放後、次回の締結までの間に、係合用液圧を該締結要
   素（Ｄ）の締結直前状態にまで上昇させておくことを特
   徴とするトルクコンバータのロックアップ装置。