WO2005090835A1 - 流体継手を用いた車両用動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ターボチャージャ６２を装備したエンジン６１とロックアップクラッチ付流体継手２とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、発進後の低速走行中におけるロックアップクラッチ２５の締結のタイミングを適正化し、円滑な締結を行わせるものである。ロックアップクラッチ制御装置は、ターボチャージャ６２の作動状態を検知する手段を備えており、ターボチャージャ６２が高出力状態に達する以前の時点で、ロックアップクラッチ２５の締結を開始させる。ロックアップクラッチ２５の締結は接続ショックを生じることなく短時間で行われ、その後、車両はスムースに加速される。ターボチャージャ６２の作動状態を検知するためには、エンジン６１の回転数の変化率又は吸気管６３の圧力を検出する。

Description

明細書 流体継手を用いた車両用動力伝達装置 技術分野 本発明は、 エンジンと変速機との間に流体継手 （フルードカップリング） を 備え、 車両の発進時等において、 車両の運転者によるクラッチの複雑な操作を 要せずに、 流体継手のポンプとタービンの間の滑りを利用して円滑な発進が可 能な車両用動力伝達装置に関するものである。 背景技術 車両用動力伝達装置には、 車両の運転の容易化あるいは運転者の疲労軽減の ために、 エンジンの動力を車輪に伝達するクラツチあるいは変速機の操作を自 動化し、 イージードライブとした各種の動力伝達装置がある。 流体伝動装置で ある トルクコンバータと遊星歯車機構からなる動力伝達装置を用いたいわゆ る A T車がその代表的なものである。 そして、 イージードライブを目的とする 動力伝達装置の中には、 いわゆるマニュアル車と同様な平行軸歯車機構式変速 機を使用して、 これと自動クラツチ等とを組み合わせ、 運転者が変速レバーで 変速段を切り替える際のクラツチ操作を省略した動力伝達装置があり、 市販車 両にも採用されている。 運転手が変速レバーを操作する代わりに、 電子制御装 置と変速機を操作するァクチユエータとを用い、 車両の走行状態に応じて自動 的に変速段を切り替える動力伝達装置も存在する。

最近では、 ディーゼルエンジンを装備した車両において、 エンジンと変速機 との間に流体継手を介在させた動力伝達装置が開発されている。 流体継手は流 体伝動装置の一種ではあるが、 トルクコンパータとは異なってステーターべ一 ンを備えておらず、 トルクの増加機能はないけれども、 トルクコンバータより も構造が簡易なものとなっている。 流体継手を介在させると、 特にエンジン回 転数の小さい領域でトルクが大きいディーゼルエンジンでは、 車両の発進時に おいて、 流体継手のポンプとタービンとの間の滑りを利用した発進が可能とな る。 つまり、 マニュアル車の発進時のごとき微妙なクラツチ操作が不要となつ て、 スムースな発進が.容易に行えると同時に、 アイ ドル時などにおけるェンジ ンの トルク変動が吸収され、 振動、 騒音も軽減される。 エンジンと変速機との 間に流体継手を設けた動力伝達装置の一例は、 特開 2 0 0 1— 2 4 1 5 4 6号 公報に記載されている。 図 2、 図 3を参照して、 このよ うな流体継手を具備した車両用動力伝達装置 について説明する。 図 2はディーゼルエンジンのクランクシャフ トから変速機 に至る間の動力伝達装置を示す断面図であり、 クランクシャフ ト 1の後方に流 体継手 2が締結され、 さらに、 湿式多板クラッチ 3を介して、 平行軸歯車機構 を有する変速機 4が連結される。 流体継手 2は、 それぞれ独立して回転可能な ポンプ 2 1 とタービン 2 2とを備えており、 そのケーシング 2 3内は作動油で 満たされている。 流体継手のポンプ 2 1はケーシング 2 3、 ドライブプレート 1 1等によってディーゼルエンジンのクランクシャフ ト 1 と一体的に結合さ れる。 また、 タービン 2 2には流体継手 2の出力軸 2 4が、 その出力軸 2 4の 他端には湿式多版クラツチ 3の入力軸ハプ部分 3 1が、 それぞれスプライン嵌 合により結合される。 湿式多版クラッチ 3の出力軸ハブ部分 3 2は、 やはりス プライン嵌合によって変速機 4の入力軸 4 1 と結合されている。

車両の発進時においてディーゼルエンジンが起動されると、流体,継手 2のポ ンプ 2 1はクランクシャフ ト 1 と一体となって回転を始め、 タービン 2 2に作 動油を送り込む。 ディーゼルエンジンの回転数が增加するにつれ、 ポンプ 2 1 からタービン 2 2に循環する作動油の流量が増加し、 タービン 2 2に作用する トルクが増大する。 流体継手 2に接続された湿式多板クラッチ 3は、 車両の変 速時以外はその摩擦板に作用する油圧により締結状態にある。 車両が発進する 前には変速機 4は発進段にギヤィンされ、 ブレーキペダルの踏込みにより車両 は停止している。 このときはタービン 2 2も停止しているが、 ブレーキペダル の解除に伴いタービン 2 2は回転を始め、湿式多板クラッチ 3及ぴ変速機 4を 介して車両は発進するようになる。 車両が発進した後は、 ディーゼルエンジン の回転数がさらに上昇し、 それに伴ってタービン 2 2の回転数も増加する。 発 進後の時間の経過とともに流体継手 2の滑りが減少して、 タービン 2 2の回転 数はポンプ 2 1 の回転数 （ディーゼルエンジンの回転数） に接近しながら次第 に大きくなり、 その速度比、 すなわち、 流体継手におけるタービン回転数のポ ンプ回転数に対する比率は 1に近づく。 このように、 流体継手 2を利用すると、 そのポンプ 2 1 とタービン 2 2の間 の滑りにより車両のスムースな発進が可能となる。 しかし、 流体継手 2の滑り が存在する限り動力の伝達効率は 1 0 0 %に達することはなく、 その分ディー ゼルエンジンは無駄な燃料を消費する。 したがって、 車両が発進し通常走行が 可能になったときは、 例えば 2 0 K m Z h程度の低速走行の中に、 流体継手 2 の機能を停止しクランクシャフ ト 1 と変速機 4を直結状態とすることが望ま しく、 流体継手 2にはポンプ 2 1 とタービン 2 2とを締結するロックアップク ラッチ 2 5が備えられている。

ロックアップクラッチ 2 5は、 クランクシャフト 1 とポンプ 2 1 とを結合す るケーシング 2 3 の内面に対向して置かれ、 タービン 2 2に連結されたクラッ チディスク 2 6 と、 その前面側に設けた摩擦フェージング 2 7とによって構成 される。 ロックアップクラッチ 2 5の切断及ぴ締結は、 流体クラッチ 2のケー シング 2 3内において高圧の作動油が流動する流路を切り替えることによつ て制御され、 そのため、 流体継手 2の後方の隔壁部 5には、 その縦断面図であ る図 3にも示されるとおり、 作動油を加圧して送出する トロコィ ドポンプ 5 1 と作動油の流路を切り替える流路切替弁 5 2が取り付けてあり、 この流路切替 弁 5 2はロックアップクラツチ制御装置 7 0により制御される。

トロコィ ドポンプ 5 1で加圧された作動油が、 出力軸 2 4の中心部の通路か ら、 クラッチディスク 2 6の前面の室 2 8へ流入し、 クラッチディスク 2 6の 外周部の狭い隙間を経て後面の室 2 9に流れ、 ポンプ 2 1 とタービン 2 2で形 成される作動室に流れ込むような流路としたときは、 前面の室 2 8の圧力が後 面の室 2 9 より高いので、 クラッチディスク 2 6はケーシング 2 3から離れ、 ロックアップクラッチ 2 5は切断される。 流路切替弁 5 2により流れを逆にす ると、 クラツチディスク 2 6の後面側の圧力が高くなり、 摩擦フェージング 2 7がケーシング 2 3 の内面に係合してロックアップクラッチ 2 5が締結され、 流体継手 2のポンプ 2 1 とタービン 2 2とは直結状態となる。 流路切替弁 5 2 は、 ロックアップクラッチ 2 5の急激な締結によるショ ックを回避するよう、 パイ口ッ ト弁を用いてパルスのデューティ比を徐々に変更する口ックアップ クラツチ制御装置 7 0によって切り替えられる。 ロックアップクラッチ 2 5等 の詳細な構成及び制御方法については、 前述の特許公報に記載されている。 ロックアップクラツチ付の流体継手を用いた車両用動力伝達装置の発進時 等の作動について、 図 8によって説明する。 図 8には、 自然吸気式の排気量の 大きなディーゼルエンジンを搭載した車両の、 発進時以降におけるエンジンの 回転数 （流体継手のポンプ回転数） とタービンの回転数の変化を示す。 車両の 停止時には、 エンジンはアイ ドル時の回転数である約 5 0 0 r p mで回転をし ており、 車輪が停止しているからタービン回転数はゼロとなっている。 この状 態から運転者がアクセルペダルを踏込むと、 エンジン回転数は上昇してトルク も増加し、 タービンが回転を始め車両が発進する。 その後、 エンジン回転数の 上昇に従ってタービンの回転数も上昇し、 車両の速度は徐々に増加する。 流体 継手のタービン回転数がエンジン回転数に近づいて車両の速度が所定値とな り、 エンジン回転数が後述するス トール回転数である 1 5 0 0 r p m付近に達 すると、 ロックアップクラッチを接続する指令が制御装置から出力され、 その 指令に応じポンプとタービンが締結される （ロックアップ） と両者は一体的に 回転するようになる。 指令が出力される時点ではタービンとポンプの回転数の 比率である速度比が 0 . 8付近にあり、 ロックアップクラッチの締結をスムー スに行うことができる。 ここで、 流体継手のス トール回転数について図 4に基づいて説明を加える。 一定の大きさ及びトルク容量を有する流体継手を自然吸気式エンジン （N Aェ ンジン） と組み合わせ、 流体継手のタービンを停止させてエンジン回転数を増 加させた場合、 エンジンと一体的に連結されたポンプに作用する負荷トルクは、 回転数の增加に応じて 2次曲線的に増大する。 一方、 自然吸気式エンジンの出 力トルクは、 ディーゼルエンジンにおいては、 回転数が変化しても トルクはほ ぼ一定という、実線で示されるようなフラッ トな特性を有している。そのため、 エンジンの定格出力 トルク曲線がポンプ負荷トルク曲線と交わる ·点の回転 数でつり合い、 それ以上はエンジン回転数が増加しないこととなる。 このつり 合った状態のエンジン回転数をス トール回転数と称する。 エンジンと変速機の 間にロックアップクラツチ付の流体継手を介在させる動力伝達装置では、 一般 的に、発進後においてはこのス トール回転数の近傍で口ックアップクラツチを 締結するように設定する。 ポンプの回転数がス トール回転数まで上昇したとき は、 通常、 速度比は 0 . 8付近の値となるからロックアップクラッチは円滑に 締結され、 それ以後の流体継手の滑りがなくなって伝達効率は 1 0 0 %となる。

このように自然吸気式エンジン、 つまり過給を行わないエンジンを搭載した 車両では、 車速が所定値を超えエンジン回転数がス トール回転数の近傍に達し たときにロックアップクラッチを締結するよう設定すれば、 ロックアップクラ ツチの接続と発進時以降の車両の加速を支障なく行うことができる。 しかし、 エンジン出力の向上を目的として過給のためのターボチャージャを備えた、 い わゆるターボエンジンを流体継手と組み合わせたときには、 エンジンを起動す ると回転数が上昇して一度ほぼ一定の回転数となるが、 その後再び回転数が 徐々に増加し、 より高い回転数でまた静定する現象が生じることが判明した (図 5参照）。 この現象は、 ことに、 エンジン出力の増加巾の大きい大容量タ ーボチャージャを搭載したエンジン等では顕著に表れ、 恰もス トール回転数が 複数存在するような現象であり、 以下、 これを 「 2段ス トール」 という。

2段ス トールは、 図 4の破線に示すターボエンジンの出力特性に起因すると 考えられる。 すなわち、 ターボエンジンでは起動時はターボチャージャが十分 な能力を発揮できず、 エンジンシリンダに供給される空気の圧力 （ブース ト） が低いため、 エンジンの出力 トルクも低く、 図 4における最下方の破線の特性 となる。 自然吸気式エンジンの場合と同じ流体継手と組み合わせたとすると、 最下方の破線とポンプ負荷トルク曲線との交点 （〇印） で一且つり合い、 ェン ジン回転数の上昇もその回転数で頭打ちとなる （図 5の 1段目のス トール回転 数）。 そもそも、 ターボチャージャはエンジンの排気ガスで駆動されるから、 排気ガス量が少ないエンジンの起動時や低負荷時には、 その回転数は低く十分 な機能を発揮しない。 ターボチャージャの機能の程度は、 エンジンの運転状況 と密接に関連し、 吸気管のブース トあるいはエンジンの回転数変化等として捉 えられるが、 そのようなターボチャージャの作動状態を、 ここでは 「ターポチ ヤージャの出力」 と称する。

ターボチャージャの出力が高まって回転数が増加しブース トが上昇するに つれてエンジンの出力トルクが増え、 流体継手におけるポンプの負荷トルクと のつり合い点は、 高回転数の方向に移動する。 そして、 ターボチャージャの出 力が、 エンジン運転状態に対応する定常的な出力となると、 エンジン回転数も そのつり合い点で一定となる。 最終的にエンジンが定格運転状態となり、 ター ポチャージャによるブース トがエンジン全負荷時のブース トとなったときは、 出力特性が最上方の破線のようになり、 これ-とポンプ負荷トルク曲線との交点 で再びつり合って、 エンジン回転数はそれ以上は上昇しなくなる （図 5の 2段 目のス トール回転数）。 ちなみに、 エンジン出力の増加巾の大きい大容量ター ポチャージャを搭載したエンジンに限らず、 例えば、 排気ガス中の N O Xを低 減させる目的で排気ガスを還流させる E G Rを行うエンジンでは、 エンジンの 低負荷時に排気ガスを還流させ、 全負荷時付近では還流を停止させるため、 ェ ンジン起動時と全負荷時との、 ターボチャージャの出力の差は、 より大きなも のとなる。

そして、 このようなターボエンジンにロックアップクラツチ付の流体継手を 連結したときは、 車両の発進後において、 ロックアップクラッチを締結するタ ィミングの適正化を図る課題があることも明らかになった。 例えば、 自然吸気 式エンジンと同様に、 1段目のス トールが生じた後、 エンジン回転数とタービ ン回転数が近接し速度比が 0 . 8程度に達したときにロックァップの指令を出 力すると、 この時点はターボチャージャの高出力化に伴いブース トが上昇する 時期に相当する。 そのため、 エンジンの出力 トルク及ぴ回転数が再上昇するこ ととなり、 ロックアップクラッチの締結が不安定となって、 結果的に、 締結に 要する時間が長くなりあるいはロックアップクラッチ締結のショ ックが大き くなる。 図 9は、 大容量のターボチャージャを用い高過給を行うターボェンジ ンと流体継手を組み合わせ、 上記のように速度比が 0 . 8の時点でロックアツ プを指令したときのエンジン回転数等の変化を示すグラフであるが、 ロックァ ップ指令以降でのエンジン回転数の変動が激しく、 ロックアップクラツチ締結 のために時間がかかり、 また、 ロックアップクラッチ締結時前後の加速特性が 悪化している様子が示されている。 発明の開示 上述の課題に鑑み、 本発明は、 ターボエンジンとロックアップクラッチ付流 体継手とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、 発進诗以降における口 ックアップクラツチ締結のタイミングを適正化することを目的とする。 すなわ ち、 本発明は、 請求の範囲第 1項に記載したとおり、

「ターボチャージャを装備したエンジンに流体継手が連結され、

前記流体継手は、 前記エンジンのクランクシャフ トと結合されたポンプと、 前 記流体継手の出力軸と結合されたタービンと、 前記ポンプと前記タービンとを 締結するロックアップクラッチとを有し、 さらに、

車両の発進時には、 前記口ックアップクラツチを切断して前記ポンプと前記タ 一ビンとを滑らせながら発進し、 発進後、 車両の低速走行中に前記ロックアツ プクラツチを締結する口ックアップクラツチ制御装置を有する車両用動力伝 達装置において、

前記ロックアップクラッチ制御装置は、 前記ターボチャージャの作動状態を検 知する手段を備えており、 前記ターボチャージャが高出力状態に達する以前の 時点で、 前記口ックアップクラツチの締結を開始させる」

ことを特徴とする車両用動力伝達装置となっている。

ターボチャージャを装備したターボエンジンではターボチャージャの作動 遅れがあるため、 流体継手と組み合わせたときは、 前述の 2段ス トールの特性 となり、 ロックアップクラッチの締結が不安定となる。 しかし、 本発明では、 ロックアップクラツチを締結するための制御装置が、 ターボチャージャの作動 状態を検知する手段を備え、 作動状況を監視している。 そして、 その制御装置 は、 ターボチャージャが高出力状態に達する以前の時点で、 ロックアップクラ ッチの締結を開始させるので、 ターボチャージャの出力が高まってブース トが 上昇しエンジンの回転数及ぴ出力トルクが増大する前に、 ロックアップクラッ チの締結を完了させることができる。 つまり、 ターボチャージャは、 作動遅れの期間が経過した後にはある定常的 な作動状態に達するが、 その作動状態は、 アクセルペダルの踏込み量などに対 応するエンジン運転状態により決定される。 通常、 発進時には運転者はァクセ ルペダルの踏込み量を大きく しているから、 作動遅れ期間の経過後には、 ター ポチャージャはエンジン全負荷運転における作動状態に近い高出力状態とな る。 これにより、 エンジンも高出力となり出力トルク及ぴ回転数が増加するこ ととなるが、 本発明では、 この時点においてはロックアップクラッチの締結操 作は行わない。 したがって、 ロックアップクラッチの締結に長時間かかること はなく、 さらに、 締結時のショ ックを抑えることが可能となる。 ターボチヤ一 ジャの高出力化によりブース トが上昇しエンジンが高出力となったときには、 ロックアップクラツチの締結が完了しエンジンは変速機と直結されているの で、 エンジンの出力の増加に伴って車両はスムースに加速される。 本発明の実施例として、 請求項 2に記載のように、 エンジン回転数の変化率 を検出する手段によってターボチャージャの作動状態を検知し、 エンジン回転 数の変化率が所定値以下となった時点で、 ロックアップクラツチ制御装置が口 ックァ.ップクラッチの締結を開始させるようにすることができる。 また、 請求 項 3に記載のように、 エンジンの吸気管内の圧力を検出する手段によってター ボチャージャの作動状態を検知し、 その圧力が所定圧力以上となった時点で、 ロックアップクラツチ制御装置が口ックアップクラツチの締結を開始させる ようにしてもよい。

ターボエンジンの回転数は、 ターボチャージャの作動遅れ期間の中に頭打ち となり、 その後必ず上昇することとなるので、 請求項 2に示されるように回転 数の変化率が所定値以下となったことを検出すれば、 ターボチャージャが高出 力の作動状態に達する以前の時点で、 ロックアップクラツチの締結を開始させ ることができる。 請求項 3のように、 エンジンの吸気管内のブース トを検出す ることにより、 ターボチャージャの作動状態を検知することも、 もちろん可能 である。 これらの手段は、 例えばエンジン制御装置に備えられたセンサの状況 を勘案して、 適宜選択すればよい。 請求項 4に記載のように、 ロックアップクラツチ制御装置が車両の速度を検 出し、 車速に応じて口ックアップクラツチの締結を制御するように構成したと きは、ロックアップクラツチの締結をより確実に行うことが可能となる。また、 流体継手を用いる動力伝達装置は、 もともとディーゼルエンジンにより好都合 なものであるから、 請求項 4に記載のように、 本発明は、 ディーゼルエンジン に効果的に適用できる。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の口ックアップクラツチ制御装置が適用される流体継手付車 両用動力伝達装置の概略図である。

図 2は、 車両用動力伝達装置における流体継手等の断面図である。

図 3は、 車両用動力伝達装置の隔壁部の断面図である。

図 4は、 エンジンと流体継手とを組み合わせたときの作動特性を示す図であ る。

図 5は、 ターボチャージャを備えたエンジンの経時的な作動特性を示す図で める。

図 6は、 本発明の口ックアップクラツチ制御装置の作動を示すフローチヤ一 トである。

図 7は、 本発明の口ックアップクラツチ制御装置を備えた車両の発進時等の 作動を示す図である。

図 8は、 自然吸気式エンジンを搭載した車両の発進時等の作動を示す図であ る。

図 9は、 ターボチャージヤエンジンを搭載し、 従来のロックアップクラッチ 制御装置を備えた車两の発進時等の作動を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 図面に基づいて、 本発明を実施した流体継手付の車両用動力伝達装置 について説明する。 図 1はディーゼルエンジン 6 1を含む本発明の車両用動力 伝達装置を概略的に示すものである。 ディーゼルエンジン 6 1は過給を行うた めのターボチャージャ 6 2を装備しており、 ターボチャージャ 6 2はエンジン シリ ンダに供給する空気を圧縮するコンプレッサ 6 2 1及ぴこれと連結され たコンプレッサ駆動タービン 6 2 2を有している。 コンプレッサ 6 2 1で圧縮 された空気は圧力（ブース ト）が上昇し吸気管 6 3からシリンダに供給される。 シリンダにおいて燃焼した後の排気ガスは、 排気管 6 4を経てコンプレッサ駆 動タービン 6 2 2に流入し、 これを回転駆動する。 このディーゼルエンジンに は、 排気ガス中の N O Xを低減させるため、 排気ガスを吸気管 6 3に還流させ る E G R通路 6 5が設けてある。

ディーゼルエンジン 6 1の動力は、 クランクシャフ ト 1から流体継手 2へ伝 達される。 本発明が適用される流体継手付の車両用動力伝達装置を構成する機 器は、 ディーゼルエンジン 6 1がターボチャージャ 6 2を備えたターボェンジ ンである点を除けば、 図 2に示す従来の装置と格別異なるものではない。 すな わち、 流体継手 2の後方には、 自動的に断接するクラッチである多板湿式クラ ツチ 3を介して、 平行軸歯車機構を有する変速機 4が連結されている。 流体継 手 2のポンプ 2 1はケーシング 2 3等によってクランクシャフ ト 1 と一体的 に結合され、 また、 タービン 2 2は湿式多板クラッチ 3の入力軸と一体的に回 転する。 湿式多板クラッチ 3は、 変速時以外には締結状態にあり、 タービン 2 2は変速機の入力軸 4 1 と直結されている。

流体継手 2は、 ポンプ 2 1 とタービン 2 2を締結するロックアップクラッチ 2 5を有している。 ロックアップクラッチ 2 5の構成及びその制御方法も図 2 の従来の装置と同様であって、 ロックアップクラッチ 2 5の締結、 切断の制御 のため、ロックアップクラツチ制御装置 7 0が設けられる。その指令に応じて、 トロコィ ドポンプ 5 1から圧送されるケーシング 2 3内の作動油の流れを流 路切替弁 5 2で切り替え、 タービン 2 2 と連結されたクラツチディスク 2 6が ケーシング 2 3の内面に押圧されるような流路とすると、 ロックアップクラッ チ 2 5は接続されることとなる。 次いで、 車両の発進時におけるターボチャージャ 6 2の作動及び本発明の口 ックアップクラッチ 2 5の制御方法について説明する。 車両停止時には、 車輪 と連なる流体継手 2のタービン 2 2は回転しない。 ロックアップクラッチ 2 5 は切断されていて、 ポンプ 2 1は独立して回転可能であるので、 ディーゼルェ ンジン 6 1が起動されるとポンプ 2 1はエンジンのアイ ドル時回転数で回転 を始め、 このときは流体継手の速度比はゼロである （図 7参照）。 この状態か ら運転者がブレーキを解除しアクセルペダルを踏込むと、エンジンの回転数は 急速に上昇し、 タービン 2 2の回転数が徐々に増大して車両は発進を始める。 速度比も徐々に大きくなり、 それに伴って流体継手 2の滑りが減少する。

前述したように、 ディーゼルエンジン 6 1に装備したターボチャージャ 6 2 には、 コンプレッサ 6 2 1、 コンプレッサ駆動タービン 6 2 2の慣性等に基づ く作動遅れがあり、 エンジンが起動したとしても、 一定の期間はターボチヤ一 ジャ 6 2の出力が低く コンプレッサ 6 2 1の回転数が充分には増加しない。 こ のため、 図 5に示されるとおり、 コンプレッサ 6 2 1の出口圧力と入口圧力の 比である圧力比は殆ど上昇せず、 吸気管 6 3のブース トは低いままである。 そ して、 この期間ではディーゼルエンジン 6 1の出力は抑制されて、 その回転数 は 1段目のス トール回転数に抑えられる。 ただし、 この期間においても流体継 手 2のタービン 2 2の回転数は次第に増加して速度比は大きくなり、 車両の車 速もそれに応じて増加する。 ターボチャージャ 6 2の回転数が低く十分な性能が発揮されない作動状態 は、 一定の短期間であって、 その後はターボチャージャ 6 2の出力増に伴いプ ース トが高まり、 ディーゼルエンジン 6 1の出力トルクと回転数は増大する。 発進時には運転者はアクセルペダルを大きく踏込んでいるので、 ターボチヤ一 ジャ 6 2の出力は、 作動遅れの期間の経過後には、 ほぼエンジン全負荷時運転 に対応する高出力状態となる。 本発明では、 このようなターボチャージャ 6 2 の作動状態を検知し、 ターボチャージャ 6 2が高出力状態に達しディーゼルェ ンジン 6 2の出力が再び増大する以前の時点において、 ロックアップクラッチ 2 5の接続の指令信号を発生するよう制御する。

ターボチャージャ 6 2の作動状況を検知するため、 ここではディーゼルェン ジン 6 1の回転数（ポンプ 2 1の回転数） を検出する回転数センサ 7 1 (図 1 ) を利用する。 ディーゼルエンジン 6 1の回転数は、 ターボチャージャ 6 2の回 転数が上昇する前にー且頭打ちとなり、 その後、 ターボチャージャ 6 2の出力 の増大に伴いその回転数が上昇して、 必然的にディーゼルエンジン 6 1の回転 数が再度増大することになる。 したがって、 回転数センサ 7 1で検出した回転 数からその変化率を演算し、 車両の発進後、 ディーゼルエンジン 6 1の回転数 の変化率が所定値まで低下したとき （図 5の A点） に、 ロックアップクラッチ 制御装置 7 0が接続の指令信号を出力するよう設定する。 これによつて、 ター ポチャージャ 6 2が高出力状態となり、 ディーゼルエンジン 6 1の出力が再び 増大する以前の時点で口ックアップクラッチ 2 5の接続が開始される。 なお、 ターボチャージャ 6 2が高出力状態となってその回転数が上昇したときには、 吸気管 6 3内のブース トが高くなる。 この現象を利用して、 エンジン回転数の 変化率を検出する代わりに吸気管 6 3内に設置した圧力センサ 7 2によりプ 一ス ト又は圧力比を検出し、 これが所定圧力に達したとき （図 5の B点） に、 ロックアップクラッチ 2 5の接続指令信号を出力するように設定することも できる。

ロックアップクラツチ制御装置 7 0から接続指令信号が出力されると、 流路 切替弁 5 2が切り替わり、 作動油はポンプ、 タービンの間の作動室からクラッ チディスク 2 6の後方の室 2 9を経て前方の室 2 8へと流れて、 クラッチディ スク 2 6の摩擦フェージング 2 7がケーシング 2 3の内面に押圧される。 この ときロックアップクラツチ制御装置 7 0は、 制御パルスのデューティ比を変更 することにより、 流路切替弁 5 2の切替速度を調整し、 クラツチディスク 2 6 を押圧する油圧を適正に制御して接続ショ ックを防ぐ。

上記のとおり、 ディーゼルエンジン 6 1の回転数の変化率が所定値まで低下 したとき、 つまり、 1段目のス トール回転数に達した的確なタイミングでロッ クアップクラッチ 2 5の接続を開始すると、 ポンプ 2 1の回転数やトルクが安 定した状態での締結となる。 そのため、 図 7のエンジン回転数等の変化から分 かるように、 締結に要する時間が短縮されるとともに、 回転数等の変動による 接続ショ ックを回避することができる。 そして、 ターボチャージャ 6 2が高出 力状態となって 2段目のス トール回転数となる以前に、 ロックアップクラッチ 2 5の締結が完了してクランクシャフ ト 1は変速機 4に直結される。 締結する 時点では、 車両は発進後の低速走行状態にあり、 ディーゼルエンジン 6 1の出 力トルク及ぴ回転数が増大すると、 車両の滑らかな加速が可能となり、 図 9の ごとき車速の変動を起こすことはない。 図 6には、 本発明によるロックアップクラッチ締結の制御のフローチヤ一ト を示す。 ディーゼルエンジン 6 1が起動し車両が発進を始めると、 車速を検出 し（S 1 )、車速が例えば 1 0 K m Z hを超えているか否かを判断する（S 3 )。 これは、 車速が余りに低いときにはタービン 2 2の回転数も非常に低く、 口ッ クアップクラッチ 2 5の締結に適さないためである。 変速機 4の変速段が定ま つていると、 車速とタービン （ 2 2 ) の回転数とは一対一の関係にあるから、 車速を検出する代わりにタービン 2 2の回転数を検出してもよい。 車速が一定 値に達していないときは、 ロックアップクラッチの指令を出力することなく、 フローを終了する。 なお、 次に述べるエンジン回転数の変化率について、 これ が所定値以下になるときには必ず車速が一定値を超えているような動力伝達 装置では、 車速の判断条件を省略することができる。

車速が一定値を超えたときは、 ディーゼルエンジン 6 1の回転数の変化率が 所定値以下となったか否かを判断する （S 4 )。 このため、 回転数センサで常 に回転数を検出しその変化率の演算が実行されている （S 2 )。 この変化率が 所定値以上のときは、 未だ口ックアップクラツチの締結の時期ではないのでフ ローを終了する。 所定値に達すると、 適正なタイミングに到達したとして、 口 ックアップクラツチ制御装置 7 0がロックアップクラッチ 2 5を締結する指 令を出力し、 締結のためのデューティ比制御を開始する （S 5、 S 6 )。 回転 数の変化率の判定条件に代えて、 ブース トを判定条件と して用いることができ るのはもちろんである。 産業上の利用可能性 以上詳述したように、 本発明は、 ターボエンジンとロックアップクラッチ付 流体継手とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、 ターボチャージャの 作動状態を検知する手段を備え、 その作動状況を監視しながら、 発進後におけ るロックアップクラツチ締結のタイミングを適正化するものである。 したがつ て、 本発明はそのような動力伝達装置を有する車両に利用することができ、 デ ィーゼルエンジンに限らず、 ターボ過給を行うガソリンエンジンにも適用可能 である。 また、 流体継手の後方に湿式多板クラッチ等のクラッチを介在させな い動力伝達装置にも適用できることは明らかである。

Claims

請求の範囲

1 . ターボチャージャを装備したエンジンに流体継手が連結され、

前記流体継手は、前記エンジンのクランクシャフ トと結合されたポンプと、 前記流体継手の出力軸と結合されたタービンと、 前記ポンプと前記タ一ビ ンとを締結するロックアップクラッチとを有し、 さらに、

車両の発進時には、 前記口ックアップクラッチを切断して前記ポンプと前 記タービンとを滑らせながら発進し、 発進後、 車両の低速走行中に前記口 ックアップクラツチを締結する口ックアップクラツチ制御装置を有する車 両用動力伝達装置において、

前記口ックアップクラツチ制御装置は、 前記ターボチャージャの作動状態 を検知する手段を備えており、 前記ターボチャージャが高出力状態に達す る以前の時点で、 前記口ックアップクラツチの締結を開始させることを特 徴とする車両用動力伝達装置。

2 . 前記ターボチャージャの作動状態を検知する手段は、 前記エンジンの回転 数の変化率を検出する手段であり、その変化率が所定値以下となった時点 で、 前記動力伝達制御装置が前記口ックアップクラツチの締結を開始させ る請求項 1に記載の車両用動力伝達装置。

3 . 前記ターボチャージャの作動状態を検知する手段は、 前記エンジンの吸気 管内の圧力を検出する手段であり、 その圧力が所定圧力以上となった時点 で、 前記動力伝達制御装置が前記口ックアップクラツチの締結を開始させ る請求項 1に記載の車両用動力伝達装置。

4 . 前記ロックアップクラッチ制御装置には、 車両の速度を検出する手段が付 加されており、 車両の速度に応じて口ックアップクラツチの締結を開始さ せるか否かが選択可能となっている請求項 1に記載の車両用動力伝達装 置の制御装置。

5 . 前記エンジンはディーゼルエンジンである請求項 1に記載の車両用動力伝 達装置の制御装置。