JPS6238044Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動変速機等の動力伝達系に用いられ
るロツクアツプトルクコンバータのスリツプ制御
装置に関するものである。

ロツ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（通常ボンプインペラ）からの
かき廻し作動油によりステータによる反力下で出
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様（コンバータ状態）と、
ロツクアツプクラツチの結合により上記入出力要
素を直結して入力要素に向う回転をそのまま出力
要素から取出す動作態様（ロツクアツプ状態）と
の２種の動作態様を持ち、エンジンのトルク変動
が問題となり且つトルク増大の必要な比較的低い
エンジン回転域で前者の動作態様を、又それ以外
の高エンジン回転域で後者の動作態様を夫々使用
するものである。従つてロツクアツプトルクコン
バータは前者の動作態様しか持たない通常のトル
クコンバータに較べ、高エンジン回転域で入出力
要素間のスリツプがなくなる分、エンジンの燃費
を向上させることができ、今日多くの自動車用自
動変速機に実用されつつある。

しかして、このロツクアツプトルクコンバータ
は、上記２種の動作態様を使い分けていただけで
は、エンジンのトルク変動が車体を振動させない
程小さくなる相当な高車速になつて始めてロツク
アツプ状態にせざるをえず、ロツクアツプ期間が
短かく、これによる十分な燃費向上効果を果たし
得ない。

そこで、エンジンのトルク変動が若干問題にな
るものの、そのトルクが十分な低回転域で、ロツ
クアツプクラツ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が問題とならないよう
吸収しつつトルクコンバータ入出力要素間の過大
なスリツプを抑えるロツクアツプトルクコンバー
タのスリツプ制御技術が特開昭57−3325号公報に
より提案されている。このスリツプ制御技術は第
２図に示す如きもので、図中ａはトルクコンバー
タ、ｂ，ｃ，ｄは夫々そのポンプインペラ、ター
ビンランナ、ステータを夫々示し、ポンプインペ
ラｂはコンバータカバーｅを介してエンジンクラ
ンクシヤフトｆに駆動結合し、タービンランナｃ
はトルクコンバータ出力軸ｇに駆動結合し、ステ
ータｄはワンウエイクラツチｈを介して中空固定
軸１上に置く。コンバータカバーｅに出力軸ｇへ
駆動結合したロツクアツプクラツチピストンｊを
対設し、これらでコンバータ室ｋ及びロツクアツ
プ室ｌ間の差圧に応動するロツクアツプクラツチ
を構成する。

ｍは定圧弁、ｎはロツクアツプ制御弁、ｏはロ
ツクアツプソレノイドを夫々示し、定圧弁ｍはポ
ンプｐからの作動油圧（ライン圧）を一定圧ｐ_p
にしてロツクアツプ制御弁ｎの室ｑ及びｒに供給
し、室ｑ内に供給された一定圧ｐ_Oはコントロー
ルユニツトｓによりデユーテイ制御されるソレノ
イドｏの開時間隔に応じドレンされて信号圧ｐ_s
にされる。

コントロールユニツトｓはエンジン負荷、エン
ジン回転数、車速等の制御因子を演算し、トルク
コンバータａをコンバータ状態にすべき運転域で
ソレノイドｏへのデユーテイを０％にし、その弁
体ｔをばねｕにより閉位置に保つ。この時室ｑ内
の信号圧ｐ_sは一定圧ｐ_pとなり、弁スプールｖを
図中下半部位置にし、トルクコンバータバルブｗ
からの作動油がスプールランドv₂，v₃間、ロツク
アツプ室ｌ、コンバータ室ｋ及びドレンポートｘ
に通流する間、ロツクアツプクラツチピストンｊ
をコンバータカバーｅから離反させることによ
り、トルクコンバータａを所定通りコンバータ状
態で作動させることができる。

トルクコンバータａをロツクアツプ状態にすべ
き運転領域で、コントロールユニツトｓはソレノ
イドｏへのデユーテイを100％にし、その弁体ｔ
をばねｕに抗して開位置に保つ。この時室ｑ内の
信号圧ｐ_sは零となり、弁スプールｖは室ｒ内の
一定圧ｐ_pにより図示上半部位置にされる。かく
て、ポンプｐからの作動油がスプールランドv₁，
v₂間、コンバータ室ｋ、ロツクアツプ室ｌ及びド
レンポートｘに通流する結果、ロツクアツプクラ
ツチピストンｊをコンバータカバーｅに押圧し、
トルクコンバータａを所定通りロツクアツプ状態
で作動させることができる。

トルクコンバータａをスリツプ制御しながら動
作させるべき運転領域では、コントロールユニツ
トｓは前記制御因子に応じソレノイドｏをデユー
テイ制御して繰返し開閉させる。この時ソレノイ
ドｏはその開時間隔（制御因子）に対応した信号
圧ｐ_sを室ｑに生ぜしめ、弁スプールｖを図中下
半部及び上半部に示す中間位置をなす。かくて、
ポンプｐからの作動油がドレンポートｘより一部
排除されながらコンバータ室ｋに制御圧ｐ_cとし
て供給される結果、ロツクアツプクラツチピスト
ンｊを制御圧ｐ_cにより決まる力でコンバータカ
バーｅに押圧し、トルクコンバータａをスリツプ
制御しながら動作させることができる。

このスリツプ制御中スプールｖにかかる力の釣
合式は、ランドv₁の直径をD₄、ランドv₂，v₃の直
径をD₅、ランドv₄の直径をD₆とすると（但しD₅
＞D₄＞D₆）、 ｐ_s・π／４D₄ ²＋ｐ_c・π／４（D₅ ²−D₄ ²） ＝ｐ_p・π／４（D₅ ²−D₆ ²） …(1) となる。ところで、ｐ_pは一定圧であるから上式
右辺は一定値となり、この式を整理してｐ_sとｐ_c
の関係、即ち制御因子に対応した信号圧ｐ_sに対
する制御圧ｐ_c（ロツクアツプクラツチの結合
力）の変化特性は第３図に示す如きものとなる。

しかして、このように信号圧ｐ_sのみによりロ
ツクアツプクラツチの結合力が一義的に決まる従
来構造では、エンジンの運転状態（特にエンジン
負荷）を急変させた時、制御圧ｐ_cもそれに応じ
急変されなければ要求通りのスリツプ制御（スリ
ツプ率を一定に保つつ制御）を達成することがで
きないにもかかわらず、上記した従来のロツクア
ツプ制御弁は応答遅れが大きく、この要求を満足
することができず、従来のものは運転状態が急変
する過渡期においてロツクアツプクラツチの結合
力が大き過ぎ、振動を生じたり、当該結合力が小
さ過ぎ、燃費向上効果を悪化させる等の欠点を免
れ得ないものであつた。

又、特にエンジン負荷が急増する過渡期におい
ては、上記応答遅れ中にエンジン負荷増大分だけ
高くなつたポンプｐからの作動油圧（ライン圧）
がランドv₁，v₂間の受圧面積差に作用してスプー
ルｖを第１図中左行させてしまい、この時スプー
ルｖを右行させてロツクアツプクラツチの結合力
を増さねばならない処、この結合力を逆に低下さ
せスリツプ率を大きくしてしまう欠点も生ずる。

本考案は、ロツクアツプ制御弁がそのスプール
位置に応じコンバータ室内のコンバータ圧をロツ
クアツプ室に導びくと共に、この圧力供給を中止
する前にロツクアツプ室をドレンに通じさせ始め
るものとしてロツクアツプ室内にロツクアツプク
ラツチの結合力を決定するロツクアツプ圧を発生
させ、このロツクアツプ圧を信号圧と共働するよ
うスプールに作用させると共に、スプールを信号
圧に対抗して付勢するスプリングを設け、コンバ
ータ圧を信号圧と対向するようスプールに作用さ
せれば、上記各種問題を一挙に解決し得るとの観
点から、この着想を具体化したロツクアツプトル
クコンバータのスリツプ制御装置を提供しようと
するものである。

以下、図示の実施例により本考案を詳細に説明
する。

第１図は本考案スリツプ制御装置をこれにより
制御すべきロツクアツプトルクコンバータと共に
示し、この図中１はトルクコンバータで、トルク
コンバータ１はポンプインペラ３と、タービンラ
ンナ８と、ステータ９とで構成する。ポンプイン
ペラ３はこれに結着したコンバータカバー６を介
しドライブプレート５に結合し、このドライブプ
レートをエンジンクランクシヤフト４に結合す
る。タービンランナ８はハブ１８を介しトルクコ
ンバータ出力軸７にスプライン結合し、ステータ
９はワンウエイクラツチ１０を介し固定スリーブ
１２上に置く。トルクコンバータ１をコンバータ
ハウジング２８により包囲し、このコンバータハ
ウジングをトランスミツシヨンケース２９に対
し、ポンプハウジング１４及びポンプカバー１１
と共に結合する。ポンプハウジング１４に上記の
スリーブ１２を一体成形し、該ハウジング１４及
びポンプカバー１１により画成される室内にポン
プ１３を収納し、このポンプを中空軸５２により
ポンプインペラ３に駆動結合して、このポンプイ
ンペラを介し常時エンジン駆動する。中空軸５２
でスリーブ１２を包套して両者間に環状の作動油
供給通路５０を設定し、スリーブ１２内に出力軸
７を遊貫して両者間に環状の作動油排出通路５１
を設定する。

上記トルクコンバータ１はその内部にロツクア
ツプクラツチ１７を設けてロツクアツプトルクコ
ンバータとし、ロツクアツプクラツチ１７は次の
構成とする。即ち、ハブ１８上にロツクアツプク
ラツチピストン２０を摺動自在に嵌合し、このピ
ストン２０をコンバータカバー６内に収納する。
コンバータカバー６の端壁に対向するロツクアツ
プクラツチピストン２０の外周部一側面に環状の
クラツチフエーシング１９を設け、このクラツチ
フエーシングがコンバータカバー６の端壁に図示
の如く接する時ロツクアツプクラツチピストン２
０の両側にロツクアツプ室２７とコンバータ室６
３とが画成されるようにする。

ロツクアツプクラツチピストン２０をトーシヨ
ナルダンパ２１を介してタービンランナ８に駆動
結合する。トーシヨナルダンパ２１は乾式クラツ
チ等で用いられる通常のものとし、ドライブプレ
ート２３、トーシヨンスプリング２４、リベツト
２５及びドリブンプレート２６で構成する。ロツ
クアツプクラツチピストン２０に環状駆動部材２
２を溶接し、この爪２２ａをドライブプレート２
３の切欠き２３ａに駆動係合させ、ドリブンプレ
ート２６をタービンランナ８に結着する。

上述の如くエンジン駆動されるポンプ１３は通
路５０を経て作動油をトルクコンバータ１内に通
流させ、その後作動油は通路５１より排除される
間保圧弁を通ることによつてコンバータ室６３内
を或る圧力に保ち、この圧力はエンジンの運転状
態に応じその負荷が大きくなるにつれ上記保圧弁
の開弁圧以内で高くなるよう変化する。なお、ロ
ツクアツプ室２７は出力軸７に形成したロツクア
ツプ通路１６に通じさせ、この通路を本考案のス
リツプ制御装置６０に接続する。

本考案装置６０はロツクアツプ制御弁３０とロ
ツクアツプソレノイド３１とで構成する。ロツク
アツプ制御弁３０はスプール４０を具え、第１ポ
ート３０ａ、第２ポート３０ｂ及びドレンポート
３０ｃを有する。スプール４０は第２ポート３０
ｂに常時通ずる条溝４０ａを有し、その両端に
夫々ランド４０ｂ，４０ｃを設定すると共に、ラ
ンド４０ｂから遠い端部にランド４０ｄを設けて
ランド４０ｃ，４０ｄ間に室３１を設定する。さ
らにランド４０ｄにはスプール４０を図中右方へ
後述する信号圧に対抗して付勢ばね４０ｅを着座
させてある。第１ポート３０ａはスプール４０が
図中上半部位置の時条溝４０ａに通じて第２ポー
ト３０ｂに連通されており、スプール４０が図中
左行するにつれ当該連通がランド４０ｂにより漸
減されるよう配置する。そして、ランド４０ｂが
第１ポート３０ａを閉じ終える前にランド４０ｃ
がドレンポート３０ｃを開き始めるようこのドレ
ンポートを配置し、該ドレンポート３０ｃ中にオ
リフイス３２を設ける。第１ポート３０ａは室３
１と共にコンバータ室６３と通ずる油路３３に接
続し、第２ポート３０ｂは油路３４によりロツク
アツプ通路１６に接続する。

ランド４０ｂは室３５に臨ませ、この室を油路
３６及びこれに設けたオリフイス５４を経て適当
な圧力源（例えば自動変速機のライン圧Ｐ_L源）
に接続する。油路３６の途中に分岐路５５を設
け、これをドレン通路５９に接続すると共に、分
岐路５５中にオリフイス５８を挿置する。分岐路
５５にロツクアツプソレノイド３１を設け、この
ソレノイドは常態でプランジヤ３１ａを図中左半
部に示す後退位置にして分岐路５５を開き、附勢
時通電量に応じ図中右半部位置に向け進出して分
岐路５５を開度制御し得るリニヤソレノイドとす
る。

上述の構成になる本考案装置の作用を次に説明
する。

トルクコンバータ１をコンバータ状態で作動さ
せるべき運転域で、ロツクアツプソレノイド３１
は通電量を零にされる。この時ソレノイドプラン
ジヤ３１ａは図中左半部に示す後退位置にあつて
分岐路５５をドレン通路５９に最大限連通させる
ため、室３５内の信号圧Ｐ_sigはライン圧Ｐ_Lによ
つて上昇し得ず、零である。一方、コンバータ室
６３内のコンバータ圧Ｐ_T／Ｃが油路３３より室
３１内に達してランド４０ｃ，４０ｄ間の受圧面
積差に作用するため、スプール４０は図中上半部
位置へ押付けられ、第２ポート３０ｂをドレンポ
ート３０ｃから遮断すると共に第１ポート３０ａ
に通じている。これにより、油路３３に達してい
るコンバータ圧Ｐ_T／Ｃがそのままポート３０
ａ，３０ｂ、油路３４及び通路１６を経てロツク
アツプ室２７に達し、この室がコンバータ室６３
と同圧にされることから、ロツクアツプクラツチ
ピストン２０はコンバータカバー６の端壁に圧接
されず、ロツクアツプクラツチ１７は遮断してい
る。従つて、トルクコンバータ１は要求通りのコ
ンバータ状態でトルク増大しつつエンジンクラン
クシヤフト４の動力を出力軸７に伝達することが
できる。なおこの間、ランド４０ｂ，４０ｃ間の
受圧面積差にコンバータ圧Ｐ_T／Ｃが作用してス
プール４０を図中左向きに押すが、ランド４０
ｃ，４０ｄ間の受圧面積差に作用する室３１内の
コンバータ圧Ｐ_T／Ｃとばね４０ｅの作用によつ
て、スプール４０は左行されることなく図中上半
部位置に保たれて、上記の作用を行ない得る。

トルクコンバータ１をロツクアツプ状態で作動
させるべき運転域で、ロツクアツプソレノイド３
１は通電量を最大にされる。この時ソレノイドプ
ランジヤ３１ａは図中右半部に示す位置に最大限
進出して分岐路５５を閉じるため、室３５内の信
号圧Ｐ_sigはライン圧Ｐ_Lに同じ値となる。この信
号圧は、室３１内のコンバータ圧Ｐ_T／Ｃがラン
ド４０ｃ，４０ｄ間の受圧面積差に作用して生ず
る力とばね４０ｅとに抗しスプール４０を図中下
半部位置へ押付け、第２ポート３０ｂを第１ポー
ト３０ａから遮断すると共にドレンポート３０ｃ
に通じさせる。これにより、ロツクアツプ室２７
内の圧力は通路１６、油路３４及びポート３０
ｂ，３０ｃを経て排除されることから、ロツクア
ツプクラツチピストン２０はコンバータ室６３内
の圧力によりコンバータカバー６の端壁に圧接さ
れ、ロツクアツプクラツチ１７は結合される。従
つてトルクコンバータ１は要求通りロツクアツプ
状態となり、エンジンクランクシヤフト４の動力
をそのままコンバータカバー６、ロツクアツプク
ラツチ１７、タービンランナ８、ハブ１８を経て
出力軸７に伝達することができる。

トルクコンバータ１をスリツプ制御すべき運転
領域で、ロツクアツプソレノイド３１は制御因子
に対応した通電量に応じプランジヤ３１ａの進出
量を図中左半部位置と右半部位置との間に制御さ
れる。これにより分岐路５５の開度が制御因子に
対応した値に制御され、この開度により決定され
る油路３６内の圧力抜取量に応じ室３５内の信号
圧Ｐ_sigは零とライン圧Ｐ_Lとの間の値に制御さ
れ、制御因子に対応する。この信号圧Ｐ_sigはその
値に応じた量だけスプール４０を室３１内のコン
バータ圧Ｐ_T／Ｃとばね４０ｅとに抗して押動
し、このスプールは図中上半部位置と下半部位置
との間の位置となる。この時第２ポート３０ｂは
第１ポート３０ａ及びドレンポート３０ｃの双方
に通じ、これらポートに対する連通度をスプール
４０の位置によつて決定される。かくて、これら
連通度に応じ制御されたロツクアツプ圧Ｐ_L／ｕ
が油路３４内に発生し、このロツクアツプ圧は通
路１６を経てロツクアツプ室２７内に供給され
る。これがためロツクアツプクラツチピストン２
０はコンバータ室６３内のコンバータ圧Ｐ_T／Ｃ
とロツクアツプ室２７内のロツクアツプ圧Ｐ_L／
ｕとの差圧に応じた力でコンバータカバー６の端
壁に押付けられるが、ロツクアツプ圧Ｐ_L／ｕが
前記ロツクアツプ時のように零でなく、制御され
た或る値であることから、ロツクアツプクラツチ
１７は滑りながら結合し、トルクコンバータ１を
運転状態に適したスリツプ制御しながら動作させ
ることができる。

このスリツプ制御中スプール４０にかかる力の
釣合式は、ランド４０ｂ，４０ｃ，４０ｄの直径
を夫々D₁，D₂，D₃＜但しD₂＞D₁＞D₃かつ（D₁ ²−
D₁ ²）＞（D₂ ²−D₃ ²）＞、スリツプ制御時のばね４０
ｅのばね力をＦとすると、 Ｐ_sig・π／４D₁ ²＋Ｐ_L／ｕ・π／４（D₂ ²−D₁ ²） ＝Ｐ_T／Ｃ・π／４（D₂ ²−D₃ ²）＋Ｆ…(2) で表わされる。ところで、Ｐ_T／Ｃはエンジン負
荷の上昇に応じ高くなることから上式右辺は一定
値とならないが、この式を整理してＰ_sigとＰ_L／
ｕとの関係、即ち制御因子に対応した信号圧Ｐ_sig
に対するロツクアツプ圧Ｐ_L／ｕ（ロツクアツプ
クラツチ１７の結合力）の変化特性を示すと、こ
の特性はＰ_T／Ｃをパラメータとして例えば第４
図の如くに変化する。

かくして本考案装置は上述の如くに構成したか
ら、ロツクアツプクラツチ１７のスリップ制御中
における結合力が従来のように信号圧Ｐ_sigのみに
よつて決まるのでなく、これとコンバータ圧Ｐ
_T／Ｃとによつて決まることとなり、このコンバ
ータ圧がエンジン負荷の大小によつて増減するこ
とからエンジン負荷を急変させた時ロツクアツプ
圧Ｐ_L／ｕ（ロツクアツプクラツチ１７の結合
力）もロツクアツプ制御弁３０により急速に変化
させることができ、特にエンジン負荷を急増させ
た過渡期においてもロツクアツプ制御弁３０のス
プール４０のランド４０ｂ，４０ｃの面積差がラ
ンド４０ｃ，４０ｄの面積差より大きいことで、
これら面積差に作用するコンバータ圧Ｐ_T／Ｃの
上昇によつて、スプール４０は図中若干左行し
て、ロツクアツプクラツチ１７の結合力（スリツ
プ）を迅速に最適値へ増加するよう制御可能で、
所定のスリツプ率を安定して保つことができる。
当然、エンジン負荷を急減した時もコンバータ圧
Ｐ_T／Ｃの下降によりスプール４０は図中若干右
行して、ロツクアツプクラツチ１７の結合力を迅
速に減じて、所定のスリツプ率を安定して保ち得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案装置をこれにより制御すべきロ
ツクアツプトルクコンバータと共に示すシステム
図、第２図は従来のスリツプ制御装置を示すシス
テム図、第３図は同装置のスリツプ制御圧変化特
性図、第４図は本考案装置のスリツプ制御圧変化
特性図である。 １……トルクコンバータ、４……エンジンクラ
ンクシヤフト、６……コンバータカバー、７……
トルクコンバータ出力軸、１６……ロツクアツプ
通路、１７……ロツクアツプクラツチ、２０……
ロツクアツプクラツチピストン、２１……トーシ
ヨナルダンパ、２７……ロツクアツプ室、３０…
…ロツクアツプ制御弁、３１……ロツクアツプソ
レノイド、３１，３５……室、３２……オリフイ
ス、３３，３４，３６……油路、４０……弁スプ
ール、４０ａ……条溝、４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ
……スプールランド、３０ａ……第１ポート、３
０ｂ……第２ポート、３０ｃ……ドレンポート、
５４，５８……オリフイス、５５……分岐路、５
９……ドレン路、６０……スリツプ制御装置、６
３……コンバータ室。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 制御因子に対応した信号圧に応動するロツクア
   ツプ制御弁のスプール位置に応じ、ロツクアツプ
   室内におけるロツクアツプ圧とコンバータ室内に
   おけるコンバータ圧との圧力バランスを変化させ
   てロツクアツプクラツチの締結力を変えることに
   より、入出力要素間の滑りを変化させ得るロツク
   アツプトルクコンバータにおいて、前記ロツクア
   ツプ制御弁に前記コンバータ室と通ずる第１ポー
   ト、前記ロツクアツプ室と通ずる第２ポート及び
   ドレンポートを設け、第１及び第２ポート間を連
   通可能で、第１ポートを閉じ終える前に第２ポー
   トをドレンポートに通じさせ始める条溝を前記ス
   プールに設けて該条溝の両端に夫々スプールラン
   ドを設定し、これらスプールランドのうちの前記
   信号圧が作用する側のランドを他方のランドより
   小径にすると共に、スプールを前記信号圧に対抗
   するよう付勢するスプリングを設け、前記コンバ
   ータ圧を前記信号圧と対向するようスプールに作
   用させる構成にしたことを特徴とするロツクアツ
   プトルクコンバータのスリツプ制御装置。