(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータ入出力要素間をロックアップクラッチにより直結可能なロックアップ式トルクコンバータを介して入力される動力を変速して出力する自動変速機において、
前記トルクコンバータ内の作動油温に応じ該作動油温の過熱時、前記ロックアップクラッチを滑り結合させる弾性体をトルクコンバータ内に設けたことを特徴とする自動変速機の過熱対策装置。
【請求項２】
請求項１において、前記弾性体をトルクコンバータ出力要素およびロックアップクラッチ間のスプライン結合部に介在させたことを特徴とする自動変速機の過熱対策装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記弾性体によるロックアップクラッチの滑り結合力を最大でも、トルクコンバータの前段におけるエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生じないロックアップクラッチ結合力の上限値にしたことを特徴とする自動変速機の過熱対策装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動変速機の過熱時における対策装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機は、例えば本願出願人が昭和６２年３月に発行した「ＲＥ４Ｒ０１Ａ型フルレンジ電子制御オートマチックトランスミッション整備要領書」（Ａ２６１Ｃ０７）に記載の有段式自動変速機について述べると、図４に示すごとく車速ＶＳＰとエンジンスロットル開度ＴＶＯとで規定された車両運転状態ごとの好適変速段を予め決定しておき、これに基づき、実線で示すアップシフト変速線よりも図中右側の領域に移行した時、第ｎ速から第ｎ＋１速へのアップシフト変速を行い、破線で示すダウンシフト変速線よりも図中左側の領域に移行した時、第ｎ＋１速から第ｎ速へのダウンシフト変速を行うよう構成する。
【０００３】
ところで、上記に代表される自動変速機にあっては、特にダウンシフト変速線を越える直前の斜線領域における例えば車速ＶＳＰがＶＳＰ1 近辺で、スロットル開度ＴＶＯがＴＶＯ1 近辺の運転運転状態の時に、エンジンと自動変速機との間に介在させたトルクコンバータのスリップ（入出力要素間の相対回転）が大きくなる。ここでトルクコンバータは、自動変速機の作動油の一部を作動流体としており、上記のようにトルクコンバータのスリップ量が大きくなる運転を比較的長時間に亘って継続すると、自動変速機の作動油温が過熱され、自動変速機の過熱を惹起する。
【０００４】
そこで従来、例えば特開昭６２−７４７２６号公報に記載のごとく、電子制御式自動変速機において作動油温を検出するセンサを設け、これにより検出された作動油温が設定温度を越えるとき、シフトソレノイドのＯＮ，ＯＦＦ制御により強制ダウンシフト変速を行わせて変速段を強制的に低速段に切り換える対策が提案された。かかる強制ダウンシフト変速は、ギヤ比が大きくなった分、トルクコンバータが行うべきトルク増大作用を緩和し、作動油温の過熱原因であるトルクコンバータのスリップ量を減ずることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の強制ダウンシフト変速による過熱対策では、高価な油温センサが余分に必要であるだけでなく、変速制御ロジックが１つ追加されて変速制御の演算が面倒になることから、コスト的に不利になるのを免れなかった。
【０００６】
また、上記した従来の強制ダウンシフト変速による過熱対策では、シフトソレノイドの電子的なＯＮ，ＯＦＦ制御により変速を行う電子制御式自動変速機にしか採用することができず、変速弁を油圧制御により切り換えて変速を行わせる油圧制御式自動変速機に用いることができなくて、汎用性に欠けるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、変速制御ロジックの変更や追加を必要とすることなしに自動変速機の過熱対策を行うことができ、また油圧制御式自動変速機にも用いることができる自動変速機の過熱対策装置を提案し、もって上述の問題を解消することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的のため第１発明による自動変速機の過熱対策装置は、
トルクコンバータ入出力要素間をロックアップクラッチにより直結可能なロックアップ式トルクコンバータを介して入力される動力を変速して出力する自動変速機において、
前記トルクコンバータ内の作動油温に応じ該作動油温の過熱時、前記ロックアップクラッチを滑り結合させる弾性体をトルクコンバータ内に設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また第２発明による自動変速機の過熱対策装置は、
上記弾性体をトルクコンバータ出力要素およびロックアップクラッチ間のスプライン結合部に介在させたことを特徴とするものである。
【００１０】
更に第３発明による自動変速機の過熱対策装置は、
上記弾性体によるロックアップクラッチの滑り結合力を最大でも、トルクコンバータの前段におけるエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生じないロックアップクラッチ結合力の上限値にしたことを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
第１発明において自動変速機は、トルクコンバータを介して動力を入力され、この動力を変速して出力する。この伝動に際しトルクコンバータは、ロックアップクラッチによりトルクコンバータ入出力要素間を直結可能で、この直結状態ではトルク増大作用やトルク変動吸収機能が得られないものの、トルクコンバータのスリップをなくして伝動効率を高めることができる。
【００１２】
一方、上記の弾性体はトルクコンバータ内の作動油温に応じこの作動油温が過熱状態になる時、ロックアップクラッチを滑り結合させる。かかるロックアップクラッチの滑り結合でトルクコンバータは、ロックアップクラッチの滑り結合力に応じてトルク増大作用を低減される。よって運転者は、同じ車速を維持しようとして駆動力不足を感じ、アクセルペダルの踏み込みによりスロットル開度を増す等の操作を行うこととなり、自動変速機は結果としてダウンシフト変速を行う。このダウンシフト変速によりギヤ比が大きくなった分、トルクコンバータが行うべきトルク増大作用が緩和され、作動油温の過熱原因であるトルクコンバータのスリップ量を減じて作動油温の過熱を防止することができる。
【００１３】
ところで、かかる自動変速機の過熱対策によれば、トルクコンバータに上記の弾性体を付加するだけで所期の作用を得ることができることから、高価な油温センサなどの部品を必要としないし、また変速制御ロジックの変更や追加も必要とせず、コスト上大いに有利である。
【００１４】
また、上記第１発明による自動変速機の過熱対策では、同様な構成上の理由から、電子制御式自動変速機に限らず、油圧制御式自動変速機にも採用することができるし、また有段式自動変速機に限らず、無段変速機にも用いることができ、汎用性が極めて高い。
【００１５】
なお第２発明による自動変速機の過熱対策装置においては、上記弾性体をトルクコンバータ出力要素およびロックアップクラッチ間のスプライン結合部に介在させたことから、
弾性体が一切相対回転を生じない部品間に介在することとなり、弾性体の耐久性を向上させることができる。
【００１６】
また第３発明による自動変速機の過熱対策装置においては、上記弾性体によるロックアップクラッチの滑り結合力を最大でも、トルクコンバータの前段におけるエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生じないロックアップクラッチ結合力の上限値にしたから、
如何なる運転状態のもとでもエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生ずることがなく、第３発明による自動変速機の過熱対策装置はその設置によっても運転性を損なうことがない。
【００１７】
【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。
図１は、本発明による自動変速機の過熱対策装置を例示するトルクコンバータの断面図で、このトルクコンバータ１は、入力要素であるポンプインペラ１ａと、出力要素であるタービンランナ１ｂと、反力要素であるステータ１ｃと、ロックアップクラッチ１ｄとを具える。
【００１８】
ポンプインペラ１ａは、自動変速機２の変速機ケース３内に取着したポンプハウジング４の中心部にブッシュ５を介して回転自在に支持すると共に、ポンプインペラ１ａに溶接（６）したコンバータカバー７を介して図示せざるエンジンクランクシャフトに結合する。タービンランナ１ｂ、ステータ１ｃ、およびロックアップクラッチ１ｄは、ポンプインペラ１ａとこれに溶接したコンバータカバー７とで画成される空間内に収容し、ポンプインペラ１ａと対向するタービンランナ１ｂはタービンハブ８を介してトルクコンバータ出力軸（変速機入力軸）９に回転結合させる。また、ポンプインペラ１ａとタービンランナ１ｂとの間にあってトルク増大作用を生起するステータ１ｃは、トルクコンバータ出力軸９を回転自在に支持する中空固定軸１０上に、ワンウエイクラッチ１１を介して支持する。
【００１９】
ロックアップクラッチ１ｄは、タービンランナ１ｂおよびコンバータカバー７間に介在させ、このロックアップクラッチ１ｄを、一方でタービンハブ８上に支持し、他方で当該タービンハブ８に対しトーショナルダンパ１２を介してスプライン１３により回転係合させる。
【００２０】
本例では特に、タービンハブ８に対するロックアップクラッチ１ｄのスプライン結合部１３に介在させて、弾性体としてのコイルばね１４を設け、このコイルばね１４は多数個を１組としてスプライン結合部１３の周囲に等間隔に配置する。この配置に当たっては、タービンランナ１ｂをリベット１５でタービンハブ８に鋲着するに際してこれらの間に共締めしたばね座１６と、トーショナルダンパ１２の内周ハブ部１７上に係着したばね座１８との間に介装することとする。
【００２１】
ここでコイルばね１４は、トルクコンバータ内の作動油温が上昇するにつれてばね長が伸びるよう変形するものとし、この変形でロックアップクラッチ１ｄをコンバータカバー７に対し、例えば図２に実線で示すような結合力を生起するものとする。つまり、作動油温Ｔが過熱気味を表す下限値Ｔ0 未満である間、コイルばね１４はロックアップクラッチ１ｄをコンバータカバー７に押しつけるに至らず、コンバータカバー７に対するロックアップクラッチ１ｄの結合力Ｆを０に保つ。しかして作動油温Ｔが過熱気味を表す下限値Ｔ0 を越えると、コイルばね１４は温度上昇につれてロックアップクラッチ１ｄを強くコンバータカバー７に押しつけ、コンバータカバー７に対するロックアップクラッチ１ｄの結合力Ｆを温度上昇につれて漸増させ、或る温度Ｔ1 以上の高温ではロックアップクラッチ１ｄの結合力Ｆを上限のＦS に保つものとする。
【００２２】
但し、ロックアップクラッチ結合力の上限値ＦS は、ロックアップクラッチ１ｄをコンバータカバー７に対してスリップすることなく完全に結合させるための最低結合力ＦL よりも小さな値とし、好ましくはロックアップクラッチ結合力の上限値ＦS をエンジンの停止や、ロックアップクラッチ１ｄのジャダーを生じない上限値に定めるのがよい。従ってコイルばね１４は、作動油温Ｔが過熱気味を表す下限値Ｔ0 を越えると、上記エンジンの停止やジャダーを生じない範囲で、温度上昇とともに強くロックアップクラッチ１ｄをコンバータカバー７に対し滑り結合させることができる。
【００２３】
上記実施例の作用を次に説明する。
コンバータカバー７を経て入力されるエンジン回転はポンプインペラ１ａに伝達され、これを回転駆動する。ここでポンプインペラ１ａは、トルクコンバータ１を通流する作動油を遠心力でタービンランナ１ｂに向かわせ、これに衝突させてタービンランナ１ｂを流体駆動する。その後、作動油はステータ１ｃを経てポンプインペラ１ａに戻され、この間ステータ１ｃによる反力下でタービンランナ１ｂへのトルクを増大させる。タービンランナ１ｂの回転トルクはタービンハブ８を介し軸９に至り、これから変速機ケース３内における自動変速機２の歯車変速機構に伝達される。
【００２４】
以上のようなトルクコンバータ１のコンバータ状態での伝動は、ロックアップクラッチ１ｄがコンバータカバー７から図示のごとく離されたロックアップクラッチ解放時に行われ、かかるロックアップクラッチ１ｄの解放は、作動油をトルクコンバータ１に通流させるに際しこれを、ロックアップクラッチ１ｄおよびコンバータカバー７間に画成された室に流入させ、ロックアップクラッチ１ｄの反対側における室から流出させる時に生起される。
【００２５】
作動油をトルクコンバータ１に対し上記と逆向きに通流させる時、ロックアップクラッチ１ｄは動圧によりコンバータカバー７に向け付勢されてこれに圧接される。かかるトルクコンバータ１のロックアップ状態では、ロックアップクラッチ１ｄがコンバータカバー７へのエンジン回転をそのままタービンハブ８を介し軸９に伝達し、これから変速機ケース３内における自動変速機２の歯車変速機構に入力させる。従って、当該ロックアップ状態でトルクコンバータ１は、入出力要素１ａ，１ｂ間を直結されることとなり、これら入出力要素１ａ，１ｂ間の相対回転、つまりトルクコンバータのスリップを０にして、上記のトルク増大作用が行われなくなる。
【００２６】
以上のトルクコンバータ１の伝動作用は、作動油が図２に示す温度値Ｔ0 未満で、過熱状態でなく、従ってコイルばね１４がロックアップクラッチ１ｄをコンバータカバー７に押しつけることのない時のものである。
【００２７】
ところで、トルクコンバータ１がコンバータ状態で伝動を行う時は、そのスリップにより作動油が攪拌されて温度上昇が大きくなる。そしてこの傾向は、図４の斜線領域での運転のようにトルクコンバータスリップ量が大きくなる運転状態で特に顕著になり、かかる運転状態を継続すると、作動油が過熱される。作動油が図２に示す温度値Ｔ0 を越えた過熱状態では、コイルばね１４がロックアップクラッチ１ｄをしてコンバータカバー７に押しつけ、図２に示す特性のように温度上昇につれ大きくなる結合力を生起して、ロックアップクラッチ１ｄをコンバータカバー７に滑り結合させる。
【００２８】
この滑り結合は、トルクコンバータ１のトルク増大作用を低減させ、図１のトルクコンバータ１および自動変速機２を車両に搭載した場合における車輪駆動力特性を自動変速機２の変速段（第１速、第２速、第３速）ごとに示す図３からも明らかなように、駆動力低下を惹起する。図３において実線は、各変速段でトルクコンバータ１がコンバータ状態である時の車輪駆動力特性を、また１点鎖線は、各変速段でトルクコンバータ１がロックアップ状態である時の車輪駆動力特性をそれぞれ示す。今、第３速で、車速ＶＳＰを図３中のＶＳＰ2 により示す値に保つ走行を行っている場合を考えると、ロックアップクラッチ１ｄの上記滑り結合は、車輪駆動力をコンバータ状態での駆動力ＤC からロックアップ状態での駆動力ＤL に向けて、ロックアップクラッチ１ｄの滑り結合度合（作動油の過熱度合）に対応した例えばＤS に低下させる。
【００２９】
ここで運転者は、車速ＶＳＰ2 を維持するには駆動力不足であること感じることなり、車速維持のためにアクセルペダルを踏み込んでスロットル開度ＴＶＯを増すなり、マニュアル操作でダウンシフト変速を行わせる。なお前者のアクセルペダルの踏み込みによるスロットル開度ＴＶＯの増大も、図４に示す斜線領域から低速段（第ｎ速）への領域移行を伴い、結果として自動変速機をダウンシフト変速させることになる。このダウンシフト変速によりギヤ比が大きくなった分、トルクコンバータ１が行うべきトルク増大作用が緩和され、作動油温の過熱原因であるトルクコンバータスリップ量を減じて作動油の過熱を防止することができる。
【００３０】
ところで、本例のような自動変速機の過熱対策によれば、トルクコンバータ１に前記したようなコイルばね１４を付加するだけで所期の過熱対策を行うことができ、高価な油温センサなどの部品を必要としないし、また変速制御ロジックの変更や追加も必要とせず、コスト上大いに有利である。
【００３１】
また本例の過熱対策では、トルクコンバータ１にコイルばね１４を付加するだけでよいとの構成上の理由から、電子制御式自動変速機に限らず、油圧制御式自動変速機にも採用することができるし、また有段式自動変速機に限らず、無段変速機にも用いることができ、汎用性が極めて高い。
【００３２】
なお本例による自動変速機の過熱対策においては、コイルばね１４をタービンハブ８に対するロックアップクラッチ１ｄのスプライン結合部１３に配置したことによって、コイルばね１４の両端がいささかもトルクコンバータ回転方向に相対変位されることがなく、コイルばね１４の耐久性を向上させることができる。また、コイルばね１４が自動変速機の過熱原因であるトルクコンバータ１内に配置されていることから、過熱対策に対する応答性が頗るよい。
【００３３】
また本例による自動変速機の過熱対策においては、コイルばね１４によるロックアップクラッチ結合力を最大でも、図２につき前述したようにエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生じないロックアップクラッチ結合力の上限値にしたことから、如何なる運転状態のもとでもエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生ずることがなく、本例の過熱対策装置はその設置によっても運転性を損なうことがない。
【００３４】
【発明の効果】
かくして第１発明による自動変速機の過熱対策装置は、請求項１に記載のごとく、
トルクコンバータ内の作動油温に応じ作動油温の過熱時、トルクコンバータのロックアップクラッチを滑り結合させる弾性体をトルクコンバータ内に設けた構成になるから、
トルクコンバータの作動油温が過熱状態になる時、弾性体によりロックアップクラッチを滑り結合させてトルクコンバータのトルク増大作用を減じ得ることとなり、
これに伴う駆動力不足を感じて運転者が、アクセルペダルの踏み込みによりスロットル開度を増す等の操作を行うことで生ずる自動変速機のダウンシフト変速により、作動油温の過熱を防止することができる。
【００３５】
そして第１発明による自動変速機の過熱対策装置は、トルクコンバータに上記の弾性体を付加するだけで所期の作用を得ることができることから、高価な油温センサなどの部品を必要としないし、また変速制御ロジックの変更や追加も必要とせず、コスト上大いに有利である。
【００３６】
また、上記第１発明による自動変速機の過熱対策では、同様な構成上の理由から、電子制御式自動変速機に限らず、油圧制御式自動変速機にも採用することができるし、また有段式自動変速機に限らず、無段変速機にも用いることができ、汎用性が極めて高い。
【００３７】
第２発明による自動変速機の過熱対策装置は、請求項２に記載のごとく、
上記弾性体をトルクコンバータ出力要素およびロックアップクラッチ間のスプライン結合部に介在させた構成になるから、
弾性体が一切相対回転を生じない部品間に介在することとなり、弾性体の耐久性を向上させることができる。
【００３８】
第３発明による自動変速機の過熱対策装置は、請求項３に記載のごとく、
上記弾性体によるロックアップクラッチの滑り結合力を最大でも、トルクコンバータの前段におけるエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生じないロックアップクラッチ結合力の上限値にしたから、
如何なる運転状態のもとでもエンジンの停止や、ロックアップクラッチのジャダーを生ずることがなく、第３発明による自動変速機の過熱対策装置はその設置によっても運転性を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による過熱対策装置の一実施例を示す自動変速機のトルクコンバータを示す要部断面図である。
【図２】同例におけるコイルばねが生起するロックアップクラッチの滑り結合力特性を示す線図である。
【図３】図１に示す自動変速機のトルクコンバータを車両に搭載した場合における車輪駆動力特性を、トルクコンバータがコンバータ状態である場合と、ロックアップ状態である場合とで比較して示す線図である。
【図４】自動変速機作動油の過熱を生じ易い運転領域を例示する自動変速機の変速線図である。
【符号の説明】
１  トルクコンバータ
1a  ポンプインペラ（トルクコンバータ入力要素）
1b  タービンランナ（トルクコンバータ出力要素）
1c  ステータ
1d  ロックアップクラッチ
２  自動変速機
３  変速機ケース
７  コンバータカバー
８  タービンハブ
９  トルクコンバータ出力軸
12  トーショナルダンパ
13  スプライン結合部
14  コイルばね（弾性体）
16  ばね座
18  ばね座
【図１】
0003658793.tif 000002
【図２】
0003658793.tif 000003
【図３】
0003658793.tif 000004
【図４】
0003658793.tif 000005