JPS60168956A - スリツプ制御式トルクコンバ−タ - Google Patents

スリツプ制御式トルクコンバ−タ

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Publication number
JPS60168956A
JPS60168956A JP2294184A JP2294184A JPS60168956A JP S60168956 A JPS60168956 A JP S60168956A JP 2294184 A JP2294184 A JP 2294184A JP 2294184 A JP2294184 A JP 2294184A JP S60168956 A JPS60168956 A JP S60168956A
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JP
Japan
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pressure
converter
lock
torque converter
chamber
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Application number
JP2294184A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Niikura
新倉 靖博
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60168956A publication Critical patent/JPS60168956A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/14Control of torque converter lock-up clutches
    • F16H61/143Control of torque converter lock-up clutches using electric control means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

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】 (1)技術分野 本発明は自動変速機の動力伝達系に挿入して用いるトル
クコンバータ、特にスリップ制御式トルクコンバータの
改良に関するものである。
(g)従来技術 トルクコンバータは、そのコンバータ室内に供給される
作動流体を戻り路を経て排除する間該戻り路中の保圧弁
によtてコンバータ室内に圧力流体を充満され、この圧
力流体を介し入力要素(通常ポンプインペラ)及び出力
要素(通常タービンランナ)間で動力の受渡しを行なう
よう構成される。従って、通常のトルクコンバータはト
ルク増大機能及びトルク変動吸収機能が得られる反面、
入出力要素間で相対回転(スリップ)を避けられず、動
力伝達効率が悪(・。
そこで、トルク増大機能が不要ながらトルク変動吸収機
能が未だ若干必要な状態下では、入出力要素間を相対回
転がトルク変動吸収のための必要最少限となるようスリ
ップ制限するようにしたスリップ制御式トルクコンバー
タが一部で実用されている。この種トルクコンバータは
一般に、適宜コンバータ室内の圧力(以下コンバータ圧
と言う)と対向するロックアツプ圧の減少制御により両
者の差圧に応動するロックアツプクラッチを介し入出力
要素間の相対回転を上記の値となるよう構成される。
一方、スリップ制御式トルクコンバータを具えた自動変
速機は、ポンプからの作動流体をプレッシャレギュレー
タパルプにより調圧して基準圧(ライン圧)を造り、こ
のライン圧によりクラッチ、ブレーキ等の各種摩擦要素
を選択的に油圧作動させて自動変速作用を行なうと同時
に1プレツシヤレギユレータパルプから洩れた余分な作
動流体をコンバータ室に供給してトルクコンバータ作動
流体となし、前記のコンバータ圧を発生させる。
ソシて、プレッシャレギュレータバルフハエンジンの負
荷状態に応じライン圧を変化させ、エンジンが低回転、
亮スロットル開度となる尚負荷運転状態に向う匠つれラ
イン圧を第1θ図にa、bで示すように高くして、この
ライン圧により油圧作動される摩擦要素の締結力をエン
ジンの出力に対応したものにする。従ってこの高負荷運
転状態テハ、プレッシャレギュレータパルプがコンバー
タ室に供給すべき作動流体の洩れ量を当然少なくする結
果、コンバータ圧が第10図にc、dで示す如く高負荷
運転状態になるにつれ低下し、成るエンジン回転数以下
ではこれにより駆動されるポンプの回転数が低いことと
も相俟って、コンバータ圧が第1O図にc’、d’で示
す如く大幅に低下すると共に脈動する。
この場合、ロックアツプ圧の減少制御によりロックアツ
プクラッチの滑り結合を介し前記のスリップ制限を行な
おうとしても、コンバータ圧の大幅な低下によってロッ
クアツプクラッチの結合力不足を生じ、スリップ制限を
所定通りに行なえない。従って、従来のスリップ制御式
トルクコンバータはスリップ制御式としたことによる動
力伝達効率の向上を十分望み得す、エンジンの燃費節減
効果を狙い通りに達成し得なかった。
この問題解決のために、エンジンの低回転時でも十分な
コンバータ圧が得られるよう、前記ポンプの容量を大き
くしたり、前記保圧弁の開弁圧を高くすることが考えら
れる。しかし、前者の対策ではポンプ容量がエンジンの
高回転時に過大となり、これを駆動するエンジンの動力
損失が大きく結局は燃費の低下を招くことから、採用不
可能だし、又後者の対策では保圧弁の下流におけるオイ
ルクーラ(放熱器)への作動流体量が減少し、作動流体
のかき廻しが激しく作動流体の温度上昇が著しいコンバ
ータ状態(スリップ制限しないトルクコンバータの作動
状態)において作動流体の冷却不足を招くと言った重大
なトラブルを発生する6−(8)発明の目的 本発明はスリップの制限中前記戻り路の通路面積を減少
して、エンジン低回転高負荷運転時コンバータ室への作
動流体供給量が少なくなってもコンバータ圧が大幅に低
下することのないよ5 K L、 +5もって上述の問
題を解決することを目的とする。
(4)発明の構成 この目的のため本発明は前記型式のスリップ制御式トル
クコンバータにおいて、スリップ制限中を示す信号に応
答して前記戻り路の通路面積な減する絞り機構を設けた
ことを特徴とする。
(5)実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第1図は本発明スリップ制御式トルクコンバータをその
スリップ制御装置と共に示し、図中10はエンジン、1
1はそのクランクシャフト、12はフライホイル、18
はトルクコンバータ、14はトルクコンバータ出力軸で
ある。エンジン10はその運転中クランクシャフト11
をフライボイル12と共に回転しており、トルクコンバ
ータ18はフライホイル12を介しクランクシャフト1
1に駆動結合されて常時エンジン駆動されるポツプイン
ペラ(入力要素)18aと、これに対向させたタービン
ランチ(出力要素)18bと、ステータ(反力要素)1
8cとの8要素で構成し、タービンランナ18bを出力
軸14に駆動結合し、ステータ18cは一方向クラッチ
15を介し中空固定軸16上に置く。トルクコンバータ
1Bはその内部コンバータ室18dに、エンジン1oで
駆・動されるポンプ17からの作動流体を供給路18を
経て供給され、この作動流体を戻り路19を鹸てリザー
バ20に戻すと共に、その途中に設けた放熱器21によ
り冷却する。なお、戻り路19には82で示す保圧弁が
挿入されており、これによりコンバータ室18d内を成
る値以下の圧力(コンバータ圧) Pcに保つ。かくて
上述の如くエンジン駆動されるポンプインペラ18aは
内部作動流体をかき廻し、これをタービンランナ18b
lC衝突させた後ステータ18cに流通させ、この間ス
テータ18cの反力下でタービンランナ18bをトルク
増大させつつ回転させる。かがるコンバータ状態での作
動中トルクコンバータ18は、入出力要素18a 、1
8b間でスリップ(相対回転)を生じながら振動抑制及
びトルク増大下にエンジン10の動力を出力軸14に伝
達することができ、この動力が自動変速機の歯車変速機
構を経て車輪に伝えられることで車両を走行させ得る。
トルクコンバータ18は更に上記スリップを制限及び中
止可能なスリップ制御式及びロックアラ、プ式とするた
めにクラッチ(ロックアツプクラッチ)22を具え、こ
れをトーショナルダンパ2Bを介し出力軸14に駆動結
合すると共に、この軸上で軸方向移動可能としてロック
アツプ室24を設定する。クラッチz2はロックアツプ
室24内のロックアツプ圧P Vuに応じこれとコンバ
ータ室1111d内のコンバータ圧Pcとの差圧により
図中左行し、この差圧に応じた力で入出力要素18a。
18b間を駆動結合することによりトルクコンバータ1
Bのスリップを制限及び中止し得るものとする。
上記ロックアツプ圧PL//uはスリップ制御弁25に
より後述の如く加減するが、この目的のためロックアツ
プ室24は軸14の中空孔及び回路26を経てスリップ
制御弁25のボー) 25aに通じさせる。弁25には
別に前記コンバータ圧PCを回路27により導びかれる
ボー) 25bと、ドレンボー) 25cとを設け、ス
プール25dが図示の中立位置の時ポート25aを両ボ
ート25b 。
25cから遮断し、スプール25dが図中左行する、時
ボート25aをポート25bに、又スゲ−#25dが図
中右行する時ポー)25aをボート25cに夫々通じさ
せるものとする。
スプール25dは、室25eにおいてスプールランドの
受圧面積差に作用するコンバータ圧Pcが及ぼす力と、
室25fにおいてスプールランドの受圧面積差に作用す
るロックアツプ圧p ”/uが及ばす力及び室25gに
おいてスプール左端面に作用する制4’lll圧Psが
及ぼす力とに応動し、制御圧Psは制御圧発生回路28
及び電磁弁29により以下の如くにして造る。
即ち、制御圧発生回路28にはその一端28aより基準
圧(自動変速機のライン圧)PLを供給し、このライン
圧をオリフィス28c 、 28dを経て回路28の他
端28bよりドレンする。このドレン欺をデユーティ制
御される電磁弁29により決定することで、オリフィス
28 c 、 286 間K 制御圧P8を造り出すこ
とができ、これを回路80により室25gに導ひく。
電磁弁29はプランジャ29aと、これを付勢、時図中
左行させるソレノイド29bとを具え、ソレノイド29
bの減勢時プランジャ29aがドレン開口端28bから
のドレン作動流体に押しのけられることで上記のドレン
を許容し、ソレノイド29bの付勢時プランジャ29a
が左行されることでドレン開口端28bを閉じるものと
する。そして、電磁弁ソレノイド29bへの通電(付勢
)は、トルクコンバータのロックアツプ制御をも行なう
スリップ制御用コンピュータ81からの第2図(11)
及び同図(b)に示すようなパルス信号のパルス幅(オ
ン時間)中において繰返し行なわれるようデユーティ制
御される。しかして、第2図(a)に示す如(デユーテ
ィ(%)が小さい時電磁弁29がドレン開口端28bを
閉じる時間は短かく、従って制御圧Psは第8図に示す
ようにオリフィス28c 、28dの受圧面積差のみで
決まる一定値となる。デユーティ(%)が第2図(b)
で示す如く大きくなるにつれ、電磁弁27は長時間ドレ
ン開口端28bを閉じるようになり、従って制御圧Ps
は第8図の如く徐々に上昇し、遂にはう、イン圧九に等
しくなる。
第1図において、制御圧Psが上昇するにつれ、この制
御圧はスプール25dを第4図(a)の如く右行させて
ボー)25aを徐々に大きくボート25cに通じさせ、
ロックアツプ圧p ”(uは低下する。一方制御圧Ps
が低下するにつれ、スプール25(1は第4図(b)の
如く左行されてボート25aをボー) 25bに徐々に
太き(通じさせ、ロックアツプ圧PL/uは上昇する。
ところで制御圧P8は第8図の如くデユーティ(%)が
大きくなるにつれ上昇することから、ロックアツプ圧P
L//uは、第5図に示す如くデユーティ(%)の小さ
い領域でコンバータ圧P。に等しく保たれ、デユーティ
(%)が大きくなるにつれ低下し、遂には零となるよう
変化される。
本発明においては第1図に示すように、戻り路19中に
絞り弁42(絞り機構)を挿入する。この絞り弁42は
コンバータ室18dに通ずるボート42aと、保圧弁8
2に通ずるボート42bと、これらボート間を短絡する
オリフィス42cと、右端にばね42eを作用されると
共に図中左端を室42fに臨ませ、室4ZfKは回路4
Bを経て前記の制御圧Psを導びく。かくて、スプール
+2dは室42fに導びかれる制御圧PSK応じこれか
ばね42eとバランスする位置に変位し、スプール42
dが図中上半部位置の時絞り弁42はボート42a 、
+2b間を連通させて絞り作用(戻り路19の通路面積
を減する作用)を行なわず、スプール482dが図中下
半部位置の時絞り弁42はボー ト421d 、+2b
間を遮断してオリフィス42cにより戻り路19の絞り
作用を行なうものとする。
スリップ制御用コンピュータ81は電源+Vにより作動
され、エンジン回転数センサ88からのエンジン回転数
(入力要素18aの回転数)信号Sir 。
トルクコンバータ出力回転数センサB4からの軸14(
出力要素18b)の回転数に関する信号sor N及び
スロットル開度センサ85からのエンジンスロットル開
度信号8THを受けて電磁弁29の前記デユーティ制御
を後述の如くに行なう。こ、の目的のためコンピュータ
81は第6図に示すようなマイクロコンピュータとし、
これを通常通りランダムアクセスメモリ(RAM)を含
むマイクロプロセッサユニット(MPU)86と、読取
専用メモリ(ROM)s 7と、入出力インターフェー
ス回路(I/10)88と、Aろ変換器89とで構成す
る。
そしてこのマイクロコンピュータはセンサ88゜84か
らの信号Sir 、 Barを波形整形回路40により
波形整形して入力されると共に、センサ85からの信号
sTHをAろ変換器89によりデジタル信号に変換して
入力され、これら入力信号を基に第7図の制御プログラ
ムを実行して増幅器41を介し電磁弁ソレノイド2Gl
bを制御するものとする。
第7図は割込みルーチンであり、ステップ50にお(・
て図示せざるタイマーから一定時間隔毎に割込み信号を
受ける度にMPU86が以下の演算処理を行ない、トル
クコンバータ18を予めHOME17に記憶されている
マツプKGい制御する。即ち先ずステップ51において
、工/ジン回転数信・号Sir及びスロットル開度信号
8THから上記マツプを基にトルクコンバータ1Bをス
リップ制限すべきでないエンジン10の運転領域(完全
的領域)か否かを判別し、そうであればステップ5zに
おいて出力デユーティを0%に設定し、次のステップ5
Bでこの出力デユーティθ%を指示する。
この時MPU86は第6図の増幅器41を介して電磁弁
ソレノイド29bを付勢することがなく、ロックアツプ
圧PL を第5図から明らかなよう/U にコンバータ圧P。と同じ最高値に保つ。か(て、ロッ
クアツプクラッチz2は釈放され、入出力要素18a 
、18b間をいささかも駆動結合せず、トルクコンバー
タ18を当該完全A/、領域で要求通り、スリップ制限
しないコンバータ状態で作用させ得る。
この間制御圧Psは第8図から明らかなように最低にさ
れており、絞り弁4zはスプール42(1がばね42e
により第1図中上半部位置にされることから戻り路19
の絞り作用を行なわな(・0これがためコンバータv1
8dから戻り路19を経て排除される作動流体は充分多
く、放熱器21に通流する作動流体量も多い。従って、
トルクコンバータ18がコンバータ状態で、作動油のか
き廻しにより多量の熱を作動流体に発生させても、これ
を放熱器21で充分圧冷却することができる。
第7図中ステップ51で完全的領域でないと判別した場
合、ステップ151が選択され、ここでエンジン回転数
信号8ir及びスロットル開度信号STHからROM 
8 ?の前記マツプを基に今度はトルクコンバータ1B
をスリップのない完全ロックアツプ状態で作動さ、せる
べきエンジンの運転領域(完全5口領域)か否かを判別
し、そうでなければトルクコンバータ18をスリップ制
御すべき領域であるからステップ55において以下のス
リップ制御プログラムを実行する。即ち、先ずエンジン
回転数(入力要素18aの回転数)信号Sir及びトル
クコンバータ出力軸回転数(出力要素18bの回転数)
信号8orの差からトルクコンバータスリップ量をめ、
これと、前記マツプからエンジン回転数信号Sir及び
スロットル開度信号STHを、基に読出した設定スリッ
プ量との差に基づ(PID演算によりトルクコンバータ
スリップ量が設定スリップ量に近付くような出力デユー
ティをめる。
このデユーティをステップ5Bにおいて第6図中の駆動
回路41より電磁弁ソレノイド29bに出力する。かく
てロックアツプ圧P L/、は第5図中最高値及び最低
値間で変化され、ロックアツプクラッチ22を滑り結合
させながら、トルクコンバータスリップ量を設定スリッ
プ閂にすることができる。
かかるスリップ制御中、制御圧P8は第8図から明らか
なように最低値と最高値との間の値にされており、絞り
弁42はこの制御圧Psによりスプール42dがばね4
2eに抗して第1図中下半部位置にされることから、戻
り路19をオリフィス42cによって絞る。これがため
、コンバータ室18dから戻り路19を経て排除される
作動流体量がオリフィス42cにより制限され、前記し
たコンバータ圧P。の第1O図中c/ 、 d/で示す
低下を同図中点線e、fの如くに補償することができる
。従つ゛てスリップ制御中、エンジン10の低回転高負
荷運転時もコンバータ圧P。を高く保って、ロックアツ
プクラッチz2の滑り結合力をロックア″′圧P L/
、に対応させる3とができ・上記のスリップ制御を正確
に行なうことができる。
なおこの間、放熱器21への作動流体通流量が減少し、
これにより作動流体の冷却効果が低下するが、スリップ
制御中入出力要素18a 、18b間の相対回転数が低
(て作動流体のかき廻しによる発熱量も少ないため、作
動流体の過熱を生ずることはない。
第7図中ステップ54で完全L/、領域と判別した場合
、ステップ56が選択され、ここで出力デユーティを1
00%に設定し、次のステップ58でこの出力デユーテ
ィ100%を第6図中の駆動回路41より電磁弁ソレノ
イドZ9bに出力する。
かくてロックアツプ圧PL/Uは第6図から明らかなよ
うに最低にされ、ロックアツプクラッチ22をコンバー
タ圧PCにより完全結合させる。
従って当該完全L/、領域でトルクコンパ→り18は所
定通り入出力要素18a 、18b間に相対回転を生じ
ないロックアツプ状態で作動させることができる。
かかるロックアツプ中、制御圧Psが第8図から明らか
なように最高値となり、絞り弁42は前記スリップ制御
中と同様戻り路19の絞り作用を行ない、放熱器21へ
の作動波音を少なくする。
しかし当該ロックアツプ中は、入出力要素18a。
18b間の相対回転が全くないため、作動流体温度の上
昇は微少で、作動流体の過熱を生ずることはない。
なお上述の例では、絞り弁42を制御圧PsK応動させ
る構成としたが、スリップ制御中を示す信号としては制
御圧P8の他にロックアツプ圧PL/U又は°″″″″
″−−タ81″出力″′−ティがあり、これらに応じ絞
り弁42を応動させるようKしてもよい。
絞り弁42を構成したもので、本例でばばね42eをス
プール42(iの反対端面に作用させ、ばね42eから
遠いスプール42dの端面が臨む室42gを回路44に
より第1図中の回路261C接続して、れがばね42e
とバランスする位置に変位させるようにする。
この場合、前記コンバータ状態ではロックアツプ圧P 
L/、が十分高いためにスプール42dが図中上半部位
置にされ、又前記スリップ制御中及びび最低値にされる
ためスプール42dが図中下半部位置にされることから
、絞り弁42は前述したと全く同様に機能し、所期の目
的を達することができる。
第9図はコンピュータ81の出力デユーティに応動する
よう絞り弁42を構成したもので、本例ではばね42e
を第1図におけると同様の配置とするも、スプール42
dをソレノイド46のプランジャ45aによりストロー
クさせるようにする。
そして、ソレノイド45はコンピュータ81の出力デユ
ーティに対応した値の電流により比例駆動され、出力デ
ユーティ0%では駆動されずにプランジャ45aを図中
上半部位置に保ち、出力デユーティの増大につれプラン
ジャ45aをばね42eと釣合うよう図中下半部位置に
向は突出させるものとする。
この場合、コンバータ状態では出力デユーティが0%で
あるためにスプール42dが図中上半部位置にされ、又
スリップ制御中及びロックアツプ中は出力デユーティの
増大圧よりスプール42dが図中下半部位置にされるこ
とになり、絞り弁42は前述したと全く同様に機能して
所期の目的を達することができる。
以上、各実施例は、絞り機構として、スプール式の絞り
弁を用いたが、これに限ることなく、流路面積を可変と
する機構であればよい。
(6)発明の効果 かくして本発明スリップ制御式トルクコンバータは上述
の如く、スリップ制御中を示す信号(図示例では制御圧
2・・°″′ア″′圧PL/U又はコンピュータ810
出力デユーテイ)に応答して戻り路190通路面積を減
する絞り弁42を設けた構成になるから、エンジン10
の低回転高負荷運転中でもコンバータ圧P。が第10図
中e、fの如<尚<保たれ、従って当該運転中における
スリップ制御時もコンバータ圧P。が不足することがな
く、これと前述の如く減少制御されるロックアツプ圧P
 L 、、Uとの差圧に応動する・ツクアップクプ制御
が正確に実行され、本発明トルクコンバータはスリップ
制御式としたことにょる動力伝達効率の向上を十分達成
でき、エンジンの燃費を狙い通りに節減し得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明トルクコンバータの一実施例をそのスリ
ップ制御装置と共に示すシステム図、第2図(al及び
同図(b)は夫々スリップ制御用コンピュータが出力す
るデユーティの変化状況を示すタイムチャート、 第8図はデユーティに対する制御圧の変化特性図、 第4図(a)及び同図(b)はスリップ制御弁の作用説
明図、 第5図はデユーティに対するロックアツプ圧の変化特性
図、 第6図はスリップ制御用コンピュータのブロック線図、 第7図は同スリップ制御用コンピュータの制御プログラ
ムを示すフローチャート、 第8図及び第9図は本発明で用いる絞り弁の他の2例を
示す断面図、 第1O図は本発明トルクコンバータのコンバータ圧変化
特性を従来型トルクコンバータのコンバータ圧変化特性
及び自動変速機のライン圧変化特性と共VC例示する比
較線図である。 lO・・・エンジン 11・・・クランクシャフト12
・・・フライホイル 18・・・トルクコンバータ18
a・・・同人カ要素(ポンプインペラ)18b・・・同
出力要素(タービンランチ)18d・・・コンバータ室 】4・・・トルクコンバータ出力軸 ■?・・・ポンプ 18・・・供給路 19・・・戻り路 20・・・リザーバ21・・・放熱
器 22・・・ロックアツプクラッチ 24・・・ロックアツプ室 PL//U・・・ロックア
ツプ圧25・・・スリップ制御弁 81・・・スリップ制御用コンピュータ8B・・・エン
ジン回転数センサ B4・・・トルクコンバータ出力回転数セ/す85・・
・エンジンスロットル開度センサ86・・・マイクロプ
ロセッサユニット8?・・・読取専用メモリ 88・・・入出力インターフェース回路80・・・Aろ
変換器 40・・・波形整形回路41・・・増幅器 4
2・・・絞り弁(絞り機構)42c・・・オリフィス 
42d・・・スプール42e・・・ばね 44・・・ロックアツプ圧導入回路 45・・・ソレノイド。 第2図 第3図 ソトノイドの6.−ティc%) 第4図 (a) (b) 第5図 アエーアイ(%)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L コンバータ室内に供給される作動流体を戻り路を経
    て排除する間、該戻り路中の保圧弁によってコンバータ
    室内に圧力流体を充満され、この圧力流体を介し入出力
    要素間で動力の受渡しを行なうと共に、適宜コンバータ
    室内の圧力と対向するロックアツプ圧の減少制御により
    両者の差圧釦応動するロックアツプクラッチを介し入出
    力要素間の相対回転を制限するようにしたスリップ制御
    式トルクコンバータにおいて、前記相対回転の制限中を
    示す16号に応答して前記戻り路の通路面積を減する絞
    り機構を設けたことを特徴とするスリップ制御式トルク
    コンバータ。
JP2294184A 1984-02-13 1984-02-13 スリツプ制御式トルクコンバ−タ Pending JPS60168956A (ja)

Priority Applications (1)

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