JPS6081566A - ロツクアツプトルクコンバ−タのスリツプ制御装置 - Google Patents

ロツクアツプトルクコンバ−タのスリツプ制御装置

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JPS6081566A
JPS6081566A JP58186885A JP18688583A JPS6081566A JP S6081566 A JPS6081566 A JP S6081566A JP 58186885 A JP58186885 A JP 58186885A JP 18688583 A JP18688583 A JP 18688583A JP S6081566 A JPS6081566 A JP S6081566A
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pressure
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torque converter
variable orifice
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村杉 卓
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雅明 菅
Yasuhiro Niikura
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    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
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    • F16H2045/0273Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
    • F16H2045/0294Single disk type lock-up clutch, i.e. using a single disc engaged between friction members
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    • F16H61/143Control of torque converter lock-up clutches using electric control means
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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】 本発明は自動変速機等に用いるロックアツプトルクコン
バータ、特にそのスリップ制御装置に関するものである
ロックアツプトルクコンバータは、エンジン駆動される
入力要素(通常ポンプインペラ)がらのかき廻し作動油
に−よってステータ(反力要素)の反力下で出力要素(
通常タービンランナ)をトルク増大させつつ回転させる
動作態(2)(コンバータ状態)と、ロックアツプクラ
ッチの結合により入出力要素間を直結して入力要素に向
う回転をそのまま出力要素に伝える動作固守(ロックア
ツプ状顧)との2動作態驚を持ち、エンジンのトルク変
動が問題となりかつトルク増大の必要な比較的低エンジ
ン回転域で前者の動作塵嗟を、又それ以外の高エンジン
回転域で後者の動作B髄を切換使用するものである。従
って、ロックアツプトルクコンバータは前者の動作固守
しか持たない通常のトルクコンバータに較べ、高エンジ
ン回転域(高重速域)で入出力要素間のスリップをなく
せる分、エンジンの燃費を向上させることができる。
ところで、ロックアツプトルクコンバータを上記2種の
動作態洋間のみで切換使用するだけでは、その切換判断
基準となるロックアツプ重速をエンジンのトルク変動が
水体を全く振動させなくなる程小さくなるような金程の
高qL速に設定する必要があり、ロックアンプ期間が短
かくなって十分な燃費向上を果たし得ない。
そこで、エンジンのトルク変動は若干問題になるものの
、エンジン出力トルクが十分なある程度の低エンジン回
転域で、前記ロックアツプクラッチを滑らせながら結合
し、これによりエンジンのトルク変動を問題とならない
よう吸収しつつ、トルクコンバータのスリップをflj
[I限して上述の問題をなくすようにしたロックアツプ
トルクコンバータのスリップ制御技術が米国特許第L9
66.08L号明細書や、同第4,002,228号明
細書により提案されている。
この技術は、トルクコンバータの出力要素と出力軸との
相対変位(トルク比例)により開度(開口面値)が変化
される可変オリフィスを具え、該可変オリフィスの開駄
に応じロックアツプクラッチの解除圧を変えてその結合
力(トルクコンバータのスリップ)を制御するものであ
る。しかし、上記可変オリフィスは米国特許第8,96
6.031号明細書に示されたものについて説明すると
、第11図の如く出力要素に設けられた矩形孔Oと出力
軸に設けられた円形孔Qとで構成され、両者のオーバー
ランプにより開口面Isを決定されるものであるため以
下の問題を生じていた。
即ち、かかる可変オリフィスは上記トルクコンバータの
出力要素と出力軸との相対的なオリフィス開口方向変位
X(以下相対変位という)に対する開口面Isの変化特
性からロックアンプクラッチ解除圧PIを第14図中実
線の如くに変化させるものであり、この解除圧PLを相
対変位Xが0(開度5−0)又は最大値L(開度S=最
大)に近い領域の時ゆるやかに変化させ、それ以外の相
□対変位域2(実際にスリップ制御が行なわれる領域)
において大きく変化させる。従って、相対変位Xが第1
L図に実線で示す状態のX□から2点鎖線で示す状態の
x2へΔXだけ変化した場合、解除圧PLは第14図に
示す如くP工からP2へΔPだけ大きく変化される。一
方、スリップ制御系はこの間第12図の如く応答遅れT
□(約0.1秒)及び遅れ時間T、 (約0.8秒)を
持って解除圧PをP□からP2へ持ち来たす一次遅れ系
であり、これがため上記従来のように実際のスリップ制
御領域において解除圧PLの変化ΔPが大きいと、過大
なフィードバックがかかり、第18図に示すようにスリ
ップ制御中口ツクアップクラッチ解除圧が大きくハンチ
ングし、これにともなってエンジン回転数もトルクコン
バータ出力軸回転数に近付いたりこれから大きくずれる
ようにハンチングすると共に、その結果トルク変動が大
きくなって振動を生ずるのを免れない。
本発明は、実際のスリップ制御領域において相対変位に
対するロックアツプクラッチ解除圧の変化がゆるやかに
行なわnるよう可変オリフィスを構成すれば上述の問題
を解消でき、安定したスリップ制御が碍られるとの観点
から、この着想に基づき可変オリフィスを改良したもの
である。
この目的のため本発明は、ロックアンプコンバータの出
力要素と出力軸との相対的なオリフィス開口方向変位に
関する可変オリフィス開度の2回微分値が零以上となる
よう可変オリフィスを構成したロックアンプトルクコン
バータのスリップ制御装置を提供しようとするものであ
る。
以下、図示の実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明装置を具えるロックアンプトルクコンバ
ータで、この図中1はトルクコンバータを示し、トルク
コンバータ1はポンプインペラ(トルクコンバータ入力
要素)2と、タービンランチ(トルクコンバータ出力要
素)8と、ステータ4とで主に構成する。ポンプインゝ
う2はこれに溶接したコンバータカバー5を介してエン
ジンクランクシャフト(図示せず)に駆動結合し、エン
ジン運転中これにより常時駆動されているものとする。
ポンプインペラ2には更に中空のポンプ駆動軸6を溶接
し、この軸を介してポンプ7をエンジン運転中これによ
り常時駆動する。
タービンランナ8はその内周縁部にリベット8により鋲
着したタービンハブ9を具え、これを介してタービンラ
ンナ8をスリーブLO上に摺動自在に嵌合し、このスリ
ーブ[0をトルクコンバータ出力軸[[に軸方向へ移動
しないようスプライン結合して該出力軸L1の一部とな
す。タービンハブ9及びスリーブ【0に夫々、互に向い
合って半径方向外方へ延在するフランジ9a+loaを
一体に形成し、これらフランジを相互に摺動及び回動自
在に嵌合して両者間に圧力室12を画成する。フランジ
9a、LOaの対向面に夫々ボール溝18.14を形成
し、これらボール溝18,14+はトルクコンバータ出
力軸11を中心とする半径Rの円弧に沿って少なくとも
8ケ所延在させると共に、相互に対向させる。更に、ボ
ール溝18゜L4の昨面13a、L4aは相互に平行と
なすも、夫々を第6図に明示する如くフランジg a 
、 toaの回転面に対しθの角度だけ傾斜させ、これ
らボール溝底面L8a、L4a間に介在させてボール溝
18,141間に共通な【叫のボール15を挟圧するこ
とでカム機構を構成する。
スリーブ[0上には別にロックアツプクラッチL6を摺
動自在に嵌合し、該ロックアツプクラッチ16がその外
周部クラッチフェーシングL6aをフンバータカパー5
に圧接する時両者間にコンバータ室17がら隔絶された
ロックアツプ制御室18が生ずるようにする。ロックア
ツプ制御室L8はスリーブLOに形成した孔tab、t
oeにより圧力室[2に常時連通させると共に、スリー
ブtoの孔10b 、LOd及びタービンハブ9に形成
した孔9bによりコンバータ室[7に通じさせる。なお
、孔9b及び孔1odはそのオーバーラツプ量により第
6図に斜線で示す開度Sを変更される可変オリフィス1
9を構成し、該可変オリフィスはその開度に応じコンバ
ータ室17及びロックアツプ制御室18間の連通度を加
減する。尚、前記孔10cには、ロックアツプ制御室1
8の油圧を圧力室12にフィードバックする際の定常安
定性の向上及びステップ応答時等のハンチング防止の為
にオリフィスを形成することも可能である。
本発明においては第6図に明示するように、孔9bを図
中右方へ向は拡がる台形とし、孔LOdを矩形とする。
これら孔はボール[5を含むカム機構の後述する作用に
より第6図中左右方向へ相対変位(x)シて可変オリフ
ィス【9の開度Sを変化させる。従って、開度Sは相対
変位Xの関数であり、相対変位がX□からx2となった
時(相対変位微増分ΔXよ)における開度Sの増分をΔ
S□、その後の相対変位微増分Δx2に対する開度Sの
増分をΔS2とし、今ΔX□=ΔX2=ΔXとすると、
孔9bの形状からΔS工くΔS、であり、この関係は全
相対変位に亘って不変である。このことから、ΔS、−
ΔS0〉0であり、従って、 ΔS ΔS 2−1> 0 ΔX ΔX となり、 でもあり、従って となり、相対変位Xに関する開度Sの2回微分値を正と
なし得る。
ロックアツプクラッチ16には更にL字形断面の環状部
材20を固着し、その遊端縁に形成したtm20aとフ
ランジtOaの外周縁に形成した歯LOeとを噛合させ
ることにより、ロックアツプクラッチ16をスリーブL
Oに軸方向相対移動可能に駆動結合する。
又、トルクコンバータLの前記ステータΦは一方向クラ
ッチ2[を介して中空固定軸22上に置き、この軸22
とポンプ駆動軸6及びトルクコンバータ出力軸[1との
間に夫々環状通路28.24を設定する。環状通路28
は前記メイルポンプ7からの作動油をトルクコンバータ
1内に導ひき、この作動11JIを環状通路24より排
除するが、この間その後の作動油通路中に設けられた保
圧弁(図示せず)等によりトルクコンバータL内、即ち
コンバータ室L7内は一定の圧力PCに保たれている。
又、ロックアンプ制御室18はトルクコンパ−タ出力軸
11の中空孔ttaを経てロックアツプ制御弁26の連
絡ボー)25aに通じさせ、この制御弁をスプール25
b1プラグ25c1これらを図中右向きに付勢するばね
25 d * 25 eで構成する。四ツクアップ制御
弁25は室25fに供給される重速相当のガバナ圧P。
に応じスプール25bを移動され、連絡ボート25aを
入口ボー)25g、固定オリフィス26付のドレンボー
ト25h又はドレンボー)25iに選択的に連通させる
よう機能し、入口ボート25gには前記コンバータ室圧
pcを導ひく。
上述の構成とした本発明スリップ制御装置を具えるロッ
クアツプトルクコンバータの作用を次に説明する。
取込が低いコンバータ領域の時、これに対応するガバナ
圧PGがスプール25bをはね25dに抗し押動し得ず
、ロックアツプ制御弁25は第1図及び第8図の状態を
保つ。この場合、コンバータ室圧P がボート25g 
r 2 s a及び中空孔ttaを経てロックアンプ制
御室18に供給され、この室[8がコンバータ室17と
同圧にされるから、ロックアツプクラッチL6は第1図
に示す解放位置を保ち、ロックアツプトルクコンバータ
をコンバータ状態で作動させる。即ち、エンジン駆動さ
レルポンプインペラ2は作動油をタービンランナ8に向
かわせ、この作動油はその後ステータ4を経てポンプイ
ンペラ2に戻る。この間、作動油はタービンランナ8を
ステータ4にょる反力下でトルク増大しつつ回転させ、
この回転動力をタービンハブ9、ボール15及びスリー
ブ[0を経てトルクコンバータ出力軸[lより取出すこ
とができる。
一方、重連が高いロックアツプ領域の時、これに対応す
る高いガバナ圧PGがスプール2sbをはね2sdに抗
してだけでなくばね258に抗しても押動することがで
き、ロックアンプ制御J↑25は第4図に示ず状則とな
る。この場合、ロックアツプ制御室18が中空孔11a
1ボー) 25a及びドレンボー)25h125iに通
じ、無圧状態に保たれるから、四ツクアップクラッチ1
6はコンバータ室圧PCにより第[図中左行されてクラ
ッチフェーシング16aをコンバ−タカノ(−6に圧接
した継合位置を保ち、ロックアツプトルクコンバータを
ロックアンプ状態に作動させる。即ち、ホ゛ンブインペ
ラ2に向うエンジン回転はトルクコンバータLを経由せ
ず、ロックアンプクラッチ16、環状部材20及びスリ
ーブIOを紅でそのままトルクコンバータ出力軸11よ
り取出され、トルクコンバータのスリップ率を零となす
ことができる。
そしてIEmが上記両値間のスリップ領域の時(ま、こ
れに対応したガバナ圧PGがロックアツプ制御室25を
第2図に示す状態となす。この場合ロ°ンクアソプ制御
室18内の圧力PLは固定オリフィス26を経て抜取ら
れる一方、可変オリフィス[9を経てコンバータ室[7
からの圧力PCの補充を受ける。かくて、この間口ツク
アップ制御室[8内の圧力PLは可変オリフィス19の
開度により決定され、この圧力PLに応じた度合でロッ
クアツプクラッチL6はすべりながらコンノ(−タカノ
く−5に摩擦継合し、コンバータ状態とロックアツプ状
態との中間状態で動力伝達を行なう。
ここで、タービンハブ9に作用する力を考察するに、こ
れとボールL5との間に摩擦力が軽微であるから、これ
を無視すると、タービンハブ9には第5図に示す如くそ
の発生トルクTTによる力FTト、コンバータ室圧力P
C及びロックアンプ制御室圧力PLの圧力笛が室L2内
でタービンハブ9の受圧面iAに作用して生ずる力F、
とが加わり、ボール[5が抗力Nをもってこれら力の合
力と釣合う。ところで、上記F’T 、FLは夫々PT
= T/R、−−−(L)、FL−(PC−PL )X
 A −一−(2)で表わされ、父上記釣合状態ではF
、 、 FLは夫々FT −N SiH6、B’L= 
N cosθでも表わされるから、FLtanO= F
T −−−(F)の関係式がまる。
ロックアツプクラッチ16の伝達トルクTLについては
、その受圧1T1i債及び半径で決まる定数をKとする
と、TL = K(PC−PL) −−一(4)の式で
表わされ、この式と前記(1)〜(8)式とからTTと
の間には K [ TL=■xRtanθxTT の関係式が成立する。この式中、K、A、R,θK [ は固定値であるから、上式のA ×Rtan(7は定数
であり、これをkと@換えると、上式はTL = k 
X TT−−−−−ff1)となる。
h 記(5)式から、ロックアンプクラッチの伝達トル
クTLとタービンランナ3の発生トルクTTは一定ノ比
でバランスしていることが判る。
この釣合状外から、タービントルクTTが大きくなると
、第5図においてボール[6が下方に移動され、ボール
尚底面taa、t4aとのカム作用によりタービンハブ
9はこの図中右下方向に移動される。この方向の移動の
内、軸方向成分は第6図において孔9bを点線矢印方向
に変位させ、可変オリフィス19の開度Sを減少させる
。これによりこの可変オリフィス[9を経てコンバータ
室【7からロックアツプ制御室1Bに向う圧力が減少し
、一方ロツクアンプ制御室L8から固定オリフィス26
を経て前述した如く排除される圧力が一定であることか
ら、ロックアツプ制御室[8内の圧力は前記(6)式の
関係が成立するよう低下される。
逆に、上記釣合状態から、タービントルクTTが小さく
なると、第6図においてボール[5が上方に移動され、
タービンハブ9をこの図中左上方向に移動させる。この
方向の移動の内、軸方向成分は第6図において孔9bを
実線矢印方向へ変位させ、可変オリフィス19の開度S
を増大させる。
これにより、この可変オリフィス[9を経てコンバータ
室17からロックアツプ制御室[8に向う圧力が増し、
この室18内の圧力は前記(6)式の関係が成立するよ
う高められる。上記の制御を行うに当り、カム機構を構
成するボール[5は、コンバータの軸方向に移動するこ
とにより、遠心力による制御等へのPA彰響は極力小さ
くできる。
かかる作用の繰返しによりスリップ制御領域でハ、ター
ビントルクTTの変化に応じ可変オリフィスL9の開度
制御によりロックアンプ制御室[8内の圧力、即ちロッ
クアツプクラッチ[6のすべり結合力を加減して、前記
(5)式で示す如くタービントルクTTとロックアンプ
クラッチ16の伝達トルクTLとの比が一定になるよう
ロックアツプトルクコンバータをスリップ制御すること
ができる。
ところで本発明においては、かかるスリップ制御を行な
う可変オリフィス[9を、ロックアツプトルクコンバー
タの出力装素と出力軸との相対的なオリフィス開口方向
変位に関する開度Sの2回ら、相対変位Xに対するロッ
クアツプクラッチ解除圧PLの変化特性は第[4図に2
点@線で示すようにスリップ餅制御領域Zでゆるやかと
なる(ΔP/<ΔP)。従って、スリップ制御中大きな
フィードバックがかからず、当該制御が安定して実行さ
れ、第10図に示すようにロックアツプクラッチ解除圧
PLが大きくハンチングせず、これにともなってエンジ
ン回転数もトルクフンバータ出力軸回転数とほぼ同じ差
を持って安定すると共に、その結果トルク変動が小さく
、振動を発生しないdなおこの作用効果は、可変オリフ
ィス[9を第6図の如くに構成するだけでなく、孔9b
を第7図(a)又は同図(b)に示すような三角形状又
はその−辺を曲線にした形状にしたり、或いは第8図又
は第9図に示すように孔9bを矩形にし、孔1)Odを
第6図の孔9bと同じ(但し逆向き)形状にしたり(第
8図)、第7図(b)の孔9bと同じ(但し逆向き)形
状にしたり(第9図)して、相対変位Xに関する開1s
の2回置分値を正にすることによっても、同悌に秦し得
られる。また、図示しないが、孔9blLOdを共に矩
形とし相対変位Xに関する開度Sの2回置分値を零とし
てもよい。更にこれら実施例では、オリフィスの開口方
向をタービンランナ3の軸方向としたが、円周方向にな
るように形成することも可能であることは言うまでもな
い。
かくして本発明スリップ制御装置は上述の如く可変オリ
フィスL9を相対的なオリフィス開口方向変位Xに関す
る開度Sの2回置分値が零以上になるよう構成したから
、ロックアツプクラッチ解除圧PLを実際のスリップ制
御領域2において例えば第14図中2点鎖線で示す如く
ゆるやかに変化させることができ、制御のハンチングを
防止し得て振動の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明スリップ制御装置を具えたロックアンプ
トルクコンバータの縦断側面図、第2図乃至第4図は夫
々同トルクコンバータのロックアツプ制御弁に係わる作
用説明図、第5図は第[図のv−vl上における展開断
面図、 第6図は第1図の矢■方向に見た本発明装置における可
変オリフィスの変化状態説明図、第7図(a)、同図(
b)、第8図、第9図は夫々本発明の他の例を示す第6
0図と同様の説明図、ト、 第[[図は従来のスリップ制御装置における可変オリフ
ィスを示す第6図と同1iの図面、第12図及び第13
図は同装置による動作タイムチャート、 第141図はロックアンプクラッチ解除圧の変化特性を
本発明装置による場合と、従来装置による場合とで比較
して示す線図である。 [・・・トルクコンバータ 2・・・ポンプインペラ(トルクコンバータ入力要素)
3・・・タービンランナ(トルクコンバータ出力要素)
4・・・ステータ 6・・・コンバータカバー9、・・
タービンハブ 9a・・・ハブフランジ9b・・・孔 
10 、、、スリーブ tOa・・スリーブフランジ tab、 toe、 tod=、、孔 toe ・・歯
tt・・・トルクコンバータ出力軸 L2・・・圧力室 ta 、 14・・・ボール尚(カム機構)L8a、 
L4a・・・ボール面吹面(カム機構)【5・・・ボー
ル(カム機構) 【7・・・コンバータ室 【B・・・ロックアツプ制御
弁19・・・可変オリフィス 20・・・環状部材20
a・・・歯2L・・・一方向クラッチ2z・・・中空固
定軸 25・・・ロックアツプ制御弁 26・・・固定オリフィス S・・・可変オリフィス開
度X・・、相対変位(相対的なオリフィス開口方向変位
)。 時計出願人 日産自動車株式会社 第2図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 トルクコンパゝl □−□ 汰力齢直国頃5文 F7,7更動 □ 第11図 第12図 γ。  C 〉墾トさト凶さ\蚕嘗γ田a

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 スリップ可能な入出力要素を有するロックアツプト
    ルクコンバータの出力要素と出力軸との相対変位により
    開度が変化される可変オリフィスを具え、該可変オリフ
    ィスの開度に応じ前記入出力要素間のスリップ制限を適
    宜行なうロックアツプトルクコンバータのスリンプルu
    研装置において、前記ロックアツプトルクコンバータの
    出力要素と出力軸との相対的なオリフィス開口方向変位
    に関する前記可変オリフィス開度の2回微分値が零以上
    となるよう前記1lif変オリフイスを構成したことを
    特徴とするロックアツプトルクコンバータのスリップ制
    御装置。
JP58186885A 1983-10-07 1983-10-07 ロツクアツプトルクコンバ−タのスリツプ制御装置 Granted JPS6081566A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58186885A JPS6081566A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 ロツクアツプトルクコンバ−タのスリツプ制御装置
US06/657,953 US4640395A (en) 1983-10-07 1984-10-05 Slip control mechanism for friction clutch in torque converter of automatic power transmission

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