JPS6272958A - 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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JPS6272958A
JPS6272958A JP21125885A JP21125885A JPS6272958A JP S6272958 A JPS6272958 A JP S6272958A JP 21125885 A JP21125885 A JP 21125885A JP 21125885 A JP21125885 A JP 21125885A JP S6272958 A JPS6272958 A JP S6272958A
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Taku Murasugi
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は自動変速機に用いるロックアツプトルクコンバ
ータのスリップ(トルクコンバータ入出力要素間の相対
回転)を制御する装−置に関するものである。
(従来の技術) 自動変速機は、その動力云達糸に挿入するトルクコンバ
ータの上記スリップによって動力伝達効率が悪くなるの
を避けられない。そこで、この代すニロックアップトル
クコンバータを用いることが提案された。このロックア
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)からのかき廻し作動油によって
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fi)と、ロックアツプクラッ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かう回転をそのまま
取出す動作態様(ロックアツプ状n)との2種の動作態
様を持ち、エンジンのトルク変動が間顕となり且つトル
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〜填へ籾胤〜q夷へへ\へ呵へ鳩※へ鷺へ惣へへへへ
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、前者の動作態様した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(高車速域)で入出力
要素間のスリップがなくなる分、エンジンの燃費を向上
させることができ、今日多くの自動車に実用されつつあ
る。
ところで従来のロックアツプトルクコンバータは上記2
種の動作態様を選択的に使い分けていただけのため、そ
の判断基準となるロックアツプ車速をエンジンのトルク
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
設定せざるをえず、ロックアツプ期間が短かくなって十
分な燃費向上効果を果たし得ないのが実情であった。
そこで、エンジンのトルク変動が若干間願になるものの
、そのトルクが十分な低回転域で、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
のスリップを抑え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を本願出
願人は先に特開昭59−86750号公報により提案済
である。
この技従は、スリップ制剤弁がコンバータ位置の時ロッ
クアツプクラッチの一側におけるロックアツプ制御室圧
を他側におけるコンバータ室圧と同じにしてロックアツ
プクラッチを釈放し、スリップ制御弁がスリップ位置の
時、トルクコンバータ出力要素及びロックアツプクラッ
チの伝達トルク差に応じ開度変化する可変オリフィスの
開度に応じた値にロックアツプ制御室圧を低下させてロ
ックアツプクラッチを滑り結合させ、スリップ制御弁が
ロックアツプ位置の時ロックアツプ制御室圧を全て排除
してロックアツプクラッチを完全結合させるようにした
ものである。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、この種スリップ制御装置にあっては、トルクコ
ンバータの作動油路及びスリップ制御油路を含めた自動
変速機の油路構成上、スリップ制御油路の近辺にシール
(例えばコンバータ室とロックアツプ制御室との間に介
在するシール部材等)を介して高圧油路が存在すること
となり、この高圧油路からスリップ制御油路内に上記シ
ールを経て作動油が漏入するのを避けられない。
そして、作動油の漏入量はその温間が上昇して粘度低下
が大きくなるにつれ多くなり、又作動油の漏入はロック
アツプ制御室内に漏入量の増大(作動油温の上昇)につ
れ高くなる残圧を発生させる。
この残圧は、スリップ制御を正常に行ない得るスリップ
制御可能限界線を、作動執油温が40’C。
80°C,100’Cの場合について示すと夫々第7図
中a、b 、cの如くに変化させ、各温度毎に線a、b
、cの右側領域をスリップ制御域とすべきである。附言
すれば、作動油温の上昇につれ、又スロットル開度(エ
ンジン負荷)が大きくなるにつれ、更に車速の上昇につ
れスリップ制御可能範囲は狭くなる。
しかるに前記従来のスリップ制御装置は、スリップ制御
弁がコンバータ位置からスリップ位置に切換わるスリッ
プ制御開始線を第7図中dの如くに定め、車速がV□以
上なら作動油温及びエンジン負荷に関係なくスリップ制
御を開始する構成であったため、作動油温の上昇ととも
に、スリップ制御不適格域であるにもかかわらずスリッ
プ制御を実行する機会が多くなるという問題を生じてい
た。
そして、スリップ制御の不正確がスリップ量過大方向に
生ずると、ロックアツプクラッチの不必要な引摺りによ
りクラッチフェーシングを早期摩耗させると共に、摩擦
熱の多量発生で作動油温が益々上昇するといった悪循環
をともなう。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記不適格域でスリップ制御しても燃費の向
上を望み得す、この領域ではむしろ上述の問題に鑑みス
リップ制御しない方がよいとの事実認識に基づき、この
ような領域設定が可能となるようスリップ制御弁をトル
クコンバータ作動Mの温度、エンジン負荷及び車速に応
じてスリップ位置に切換えるスリップ制御変更手段を設
けたものである。
(作用) スリップ制御弁はコンバータ位置の時ロックアツプ制御
室圧をコンバータ室圧と同じにしてロックアツプクラッ
チを釈放し、トルクコンバータ入出力要素間の相対回転
を制限せず、スリップ制御を実行しない。スリップ制御
弁はスリップ位置の時ロックアツプ制御室圧の適当な低
下によりロックアツプクラッチを締結し、スリップ制御
を実行する。
ところでスリップ制御弁がコンバータ位置からスリップ
位置となるスリップ制御の開始をスリップ制御域変更手
段はトルクコンバータ作動油温、エンジン負荷及び車速
に応じ決定するから、これらによりスリップ制御可能限
界線が変化するとき姓も、スリップ制御の開始をこれに
追従して変化させることができる。従って、スリップ制
御が正常に実行され得ない領域においてスリップ制御が
行なわれる問題を回避でき、ロックアツプクラッチの不
必要な4摺りによりクラッチフェーシングが早期摩耗さ
れたり、これにともなう摩擦熱で作動油温が益々上昇す
るといった悪循環を生ずることがなくなる。
(実施例) 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図は本発明スリップ制御装置の一実施例で、図中1
はこの装置によりスリップ制御すべきロックアツプトル
クコンバータを示し、これをぎンプインペラ(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tt素)3と、ステータ4とで主に構成する
。ポンプインペラ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には更に中空のホ゛ン
プ駆動軸6を溶接し、この軸を介しポンプ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3はその内周縁部にリヘット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
ンチ3をスリーブ10上に[3自在に嵌合し、このスリ
ーブ10をトルクコンバータ出力軸11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11の一部とな
す。タービンハブ9及びスリーブ10に夫々、互に向い
合って半径方向外方へ延在する7ランジ9a、lOaを
一体に形成し、これら7ランジを相互に摺動自在に嵌合
して両者間に圧力室12を画成する。7ランジ9aT1
0aの対向面に夫々ボール溝13゜14を形成し、これ
らボール溝13.14はトルクコンバータ出力軸11を
中心とする半径Rの円弧に沿って延在させると共に、相
互に対向させる。
更に、ボール溝18.14の底面13a+14aは相互
に平行となすも、夫々を第2図に明示する如く7ランジ
9a、lQaの回転面に対しθの角度だけ傾斜させ、こ
れらポール@底面13a。
14d間に介在させてボール溝13114間に共通な1
個のボール15を挟圧させて、カム機構を構成する。
スリーブ10上には別にロックアツプクラッチ16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7エーシング16aをコンバータカバー5
に圧接する時両者間にコンバータ室17から隔絶された
ロックアツプ制御室1Bが生ずるようにする。ロックア
ツプ制御室18はスリーブ10に形成した孔10b、1
ocにより圧力室12に常時連通させると共に、スリー
ブ10の孔10b 、10d及びタービンハブ9に形成
した軸方向スリット9dによ、リコンSMり室17に通
じさせる。なお、スリン)9b及び孔10dG!そのオ
ーバーラツプ量により第8図に斜線で示す開度を変更さ
れる可変オリフィス19を構成し、該可変オリアイスは
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18の油圧を圧力室12にフイード
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アイスヲ形成することも可
能である。
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歯20aと7ラ
ンジ10aの外周縁に形成した歯10e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10
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1の前記ステータ4は一方面クラ
ッチ21を介して中空固定軸22上に置き、この軸z2
とポンプ駆動軸6およびトルクコンバータ出力軸11と
の間に夫々環状通路23゜z4を設定する。環状通路z
8は前記オイルポンプ7からの作動油をトルクコンバー
タ1内に導ひき、この作動油を環状通路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
等によりトルクコンバータ1内、即ちコンバータ室′1
7内は一定の圧力pcに保たれている。
又、ロックアツプ制御室18はトルクコンバータ出力軸
11の中空孔11aを経てスリップ制御弁25の連絡ボ
ート25aに通じさせ、この制御弁をスプール25bと
これを上半部図示のコンバータ位置に弾支するばね25
0とで購成する。ばね25Cから遠いスプール25bの
端面が臨む室25dに車速の上昇につれ高くなるガバナ
圧P。
を供給し、このガバナ圧によりスプール25bを適宜下
半部図示のスリップ位置にする。スプール25bはコン
バータ位置でポー)25aを入口ボート25eに通じさ
せ、スリップ位置でボー) 25aを固定オリフィス2
6付のドレンボー)25fに通じさせるものとし、入口
ボート25eに前記のコンバータ室圧PCを供給する。
ばね250を作用させたスプール25t)の端面が臨む
室25gには、スリップ制御域変更手段2フにより発生
させた油温及びエンジン負荷対応圧(制御圧)PTを供
給し、スプー/I/25 bのストローク制御は従って
圧力PT及びばね25Cによる第1図中右向きの力と、
圧力PGによる第1図中左向きの力とで行なう。
スリップ制御域変更手段27は制御圧発生回路z8を具
え、その一端よりスロットル開度(エンジン負荷)の増
大につれ第4図の如く高くなるライン圧P/を供給し、
他端をドレンさせる。そして回路28に上流側より順次
チョーク29及びオリフィス30を設ける。チョーク2
9は流路断面積に対して流路長の長いもので、通過流体
の動粘性の影響を犬青く受け、油温上昇につれ動粘性係
数が低下する程、同−子方のもとでは通過流量を増加さ
せる。オリフィス30は動粘性(温度)による影響をほ
とんど受けず、オリフィス径で決まる一定流量(但し圧
力が同一である場合)を通過させる。従って、チョーク
29及びオリフィス30間には、油温が40 ’C、8
0’C、100’Cの場合について示すと夫々第4図の
如くに変化する制御圧P、が発生し、この制御圧は温度
上昇につれ高くなり、又ライン圧P、が同図の如きもの
であるからスロットル開度(エンジン負荷)の増大につ
れ高くなり、油温及びエンジン負荷に対応した値を持つ
上記実施例の作用を次に説明する。
スリップ制御弁z5のスプール25bにかかる力の釣合
式はその両端受圧面をA1ばね25Cのところで、FB
/Aは一定値であり、制御圧P、が前記したようにスロ
ットル開度及び作動油温の関数、つまりこれらの上昇に
つれ高くなる特性を持つことから、スプール25bを上
半部図示のコンバータ位置から下半部図示のスリップ位
置に切換えるガバナ圧PGの値はスロットル開度及び作
動油温の上昇につれ高くなる。従って、上記の切換えに
よりスリップ制御が開始されるスリップ制御開始線は作
動油温が40’Cl80’C,100’Cの時について
示すと第1図中右向 、 bz 、 C/の如きものと
なる。
各作動油渇毎にスリップ制御開始線より第7図中左側領
域において、スリップ制御弁25は第1図中上半部状態
であり、この場合コンバータ室圧Poがボートz5a、
z5a、中空孔11aを経てロックアツプ制御室18に
供給され、この室カコンバータ室17と同圧にされるか
ら、ロックアツプクラッチ16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、エンジン駆動されるポンプイン
ヘラ2は[lJ油をタービンランナ3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イナ8をステータ4に
よ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10を経て
トルクコンバータ出力軸11より取出すことができる。
一方、各作動油温毎にスリップ制御開始線より第7図中
右側領域において、スリップ制御弁25は第1[中下半
部状態にされる。この場合ロックアツプ制御室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19を経てコンバータ室17からの子方
Pcの補充を受ける。かくて、この間口ツクアップ制御
室18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16はすべりながらコンバータカバー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15との間の摩擦力が
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2図に示す如くその発生トルクT、による力FTと
、コンバータ室圧力P 及びロックアツプ制御室圧%P
Lの圧力差が室12内でタービンハブ9の受圧面積Sに
作用して生ずる力FLとが加わり、ボール15が抗力N
を持ってこれら力の合力と釣合う。とこTT/ 、・・
・(tl、FL ろで、上記FT ’ FLは夫々FT−、” (PC−
PL ) X S −(2)で表わされ、父上記釣合状
態ではFT、 FLは夫々FT = N Sinθ、F
L= Ncosθでも表わされるから、FL tanθ
= FT−(8)の関係式が求まる。
ロックアツプクラッチ16の伝達トルクTLについては
、その受圧面積及び半径で決まる定数をKとすると、’
rL= K (po−PL ) −・・(4)の式で表
の関係式が成立する。この式中、K、S、R,θに は固定値であるから、上式のS xRtan eは定数
であり1これをkと置換えると、上式はTL= k x
 TT−−−−−−−・−(5’)となる。
上記(5)式から、ロックアツ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は一定の比で
バランスしていることが判る。
この釣合状態から1タービントルクTTが大きくなると
、第2図においてボール15が下方に移動され、ボール
溝底面iaa、14aとのカム作用によりタービンハブ
9はこの図中右方に軸方向移動される。この軸方向移動
は第8図においてスリン)9bを点線矢印方向に変位さ
せ、可変オリフィス19の開度を減少させる。これによ
りこの可変オリフィス19を経てコンバータ室17から
ロックアツプ制御室18に向う圧力が減少し、一方ロツ
クアップ制御室18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18内の圧力は前記(5)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2図においてボール15が上方に移動され、
タービンハブ9をこの図中左方に軸方向移動させる。こ
の軸方向移動は第3図においてスリン)9bを実線矢印
方向へ変位させ、可変オリフィス19の開度を増大させ
る。これにより、この可変オリフィス19を経てコンバ
ータ室17からロックアツプ制御室18に向う圧力が増
し、この室18内の圧力は前記(5)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15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悪影響は極力小
さくできる。
かかる作用の繰返しにより、第7図中吉作動油温毎ノス
リップ制御開始線より右側におけるスリップ制御領域で
は、タービントルクT、の変化に応じ可変オリフィス1
9の開度制御によりロックアツプ制御室18内の圧カP
L1即ちロックアツプクラッチ16のすべり結合力を加
減して、前記(5)式に示す如くタービントルクTTと
ロックアツプクラッチ16の伝達トルクTI、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。
なお、上記実施例ではスリップ制御弁25の状態変化を
油圧制御するようにしたが第5図の如くに電子制御する
こともできる。本例では、スリップ制御弁25の室25
gを大気開放室とし、室25dにガバナ圧PGに代え適
宜ライン圧P、を供給するようになす。これがため、回
路81を設け、その一端よりライン圧P7を供給すると
共に、他端より圧力を排除するようにし、この他端にこ
れを開閉するt磁弁32を対設する。そして回路31に
固定オリフィス33およびこれにより大径のオリフィス
34を順次ライン圧供給方向へ配して設け、これらオリ
フィス間を室25dに接続する。
1!磁弁32はプランジャ82aと、これを図示の開位
置に弾支するばね82bと、このばねに抗してプランジ
ャ32aを吸引するコイル82Cとで構成し、コイル8
2Cの通電(ON )、非通電(OFF )をコントロ
ーラ35により制御する。この目的のため、コントロー
ラ35にトルクフンパータ作動油温Tを検出する油温セ
ンサ36からの信号、エンジンススロットル開度THを
検出するスロットル開度センサ8フからの信号、及び車
速Vを検出する車速センサ88からの信号を夫々入力ス
ル。コントローラ85はこれら入力情報を第6図のステ
ップ40で読込んで、以下の如くに電磁弁82をON、
OFF制御する。即ち次のステップ41において、油4
Tに対応するテーブルデータを読込み、このテーブルデ
ータは油温Tが40℃なら第7図中線aIに対応するテ
ーブルデータとし、油温Tが80゛Cなら同図中線b/
に対応す42では、上記の如く読込んだテーブルデータ
からス゛ロットル開度THおよび車速Vを基にスリップ
制御域か否かを判別し、スリップ制御域ならステップ4
3で1を磁弁32をONし、スリップ制御域でない(コ
ンバータ域)ならステップ44で電磁弁32をOFFす
る。
電磁弁32はON時回路81がらのドレンを阻止してこ
の回路内にライン圧P、を生ぜしめる。このライン圧は
室25dに達してスリップ制御弁25を図中下半部状態
にし、前記のスリップ制御を可能ならしめる。電磁弁3
2のOFF時、回路31はドレンされ、オリアイス88
の下流側が無圧状態になることで、室25dも無圧状態
にされる。この時スリップ制御弁25はばね250によ
り図中上半部状態にされ、トルクコンバータをコンバー
タ状態で機能させ得る。かくて本例でも、前述した例と
同様の作用が得られる。
(発明の効果) かくして本発明スリップ制御装置は上述の如く、スリッ
プ制御域をトルクコンバータ作動油温、エンジン負荷、
および車速に応じ決定する構成としたから、これに応じ
てスリップ制御可能限界線が変化すると碓も、スリップ
制御の開始をこれに追従して変化させることができる。
従って、スリップ制御が正常に実行されない領域におい
てスリップ制御が行なわれる問題を回避でき、ロックア
ツプクラッチの不必要な別槽りによりクラッチフェーシ
ングが早期摩耗されたり、これにともなう摩擦熱で作動
油温が益々上昇するといった悪循環を生ずることがなく
なる。
【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ツプ
トルクコンバータの縦断測面図、第2図は第1図の■−
■線上における展開断面図、 第8図は第1図の■矢視図、 第4図は第1図に示す装置の制御圧特性図、第5図は本
発明装置の他の例を示す要部システム図、 第6図は同側装置のコントローラが実行する制御プログ
ラムの70チヤート、 第7図は本発明装置によるスリップ制御域を従来装置に
よるそれと比較して示す線図である。 1・・・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     5・・・コンバータカバー9・
・・タービンハブ   9a・・・ハブ7ランジ6b・
・・軸方向スリット 10・・・スリーブ10a・・・
スリーブ7ランジ 10b、 100.10d 、−・孔  106−* 
・・・11・・・トルクコンバータ出力軸 12・・・圧力室     IJ、 14・・・ボール
溝1aal 14a・・・ボール溝底面 15・・・ボール      17・・・コンバータ室
18・・・ロックアツプ制御室 19・・・可変オリフィス  21・・・一方向クラッ
チ22・・・中空固定軸    25・・・スリップ制
御弁26・・・固定オリアイス 27・・・スリップ制御域変更手段 28・・・制御圧発生回路  29・・・チョーク30
・・・固定オリフィス 81〜a8・・・スリップ制御域変更手段(81・・・
ライン圧導入回路、32・・・電磁弁、38゜)   
   34−16固定第1)フイユ、B ’5−1sア
。 口〜う、36・・・油温センサ、37・・・スロットル
開度センサ、38・・・車速センサ) 20・・・環状部材    goa・・・歯第2図  
 第3図 第4図 スロットルH贋 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、トルクコンバータ入出力要素間の相対回転をロック
    アップクラッチの締結により制御可能で、スリップ制御
    弁がコンバータ位置の時前記ロックアップクラッチの一
    側におけるロックアップ制御室圧が他側におけるコンバ
    ータ室圧と同じにされてロックアップクラッチが釈放さ
    れ、スリップ制御弁がスリップ位置の時ロックアップ制
    御室圧の低下によりロックアップクラッチが締結される
    ようにしたロックアップトルクコンバータにおいて、ト
    ルクコンバータ作動油の温度、エンジン負荷および車速
    に応じて前記スリップ制御弁をスリップ位置に切換える
    スリップ制御域変更手段を設けてなることを特徴とする
    ロックアップトルクコンバータのスリップ制御装置。
JP60211258A 1985-09-25 1985-09-25 ロツクアツプトルクコンバ−タのスリツプ制御装置 Expired - Fee Related JPH0730839B2 (ja)

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