(57)【要約】【課題】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、円滑な締結を行う。【解決手段】ロックアップクラッチ制御装置は、流体継手２のポンプ２１とタービン２２を切り離して車両の発進を行う。その後、流体継手２の速度比、つまりタービン２２とポンプ２１の回転数の比が０．７に達する以前の時点で、制御装置はロックアップクラッチ２５の締結を開始させる指令を出力する。これにより、ロックアップクラッチ２５の締結は締結ショックを生じることなく短時間で行われ、ターボチャージャの作動遅れ後のエンジン出力上昇時には、車両はスムースに加速される。【選択図】  図１
2005325918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボチャージャ（６２）を装備したエンジン（６１）に流体継手（２）が連結され、
前記流体継手（２）は、前記エンジン（６１）のクランクシャフト（１）と結合されたポンプ（２１）と、前記流体継手（２）の出力軸と結合されたタービン（２２）と、前記ポンプ（２１）と前記タービン（２２）とを締結するロックアップクラッチ（２５）とを有し、さらに、
車両の発進時には、前記ロックアップクラッチ（２５）を切断して前記ポンプ（２１）と前記タービン（２２）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ップクラッチ（２５）を締結するロックアップクラッチ制御装置（７０）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（７０）は、前記タービン（２２）回転数の前記ポンプ（２１）回転数に対する比率である速度比が０．７以下の時点で、前記ロックアップクラッチ（２５）の締結を開始させるように設定されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
【請求項２】
前記ロックアップクラッチ（２５）は、前記流体継手（２）のケーシング（２３）内に配置され前記タービン（２２）と連結されたクラッチディスク（２６）を有しており、前記ロックアップクラッチ（２５）の締結時には、前記流体継手（２）のケーシング（２３）内の作動油の圧力により、前記クラッチディスク（２６）が前記ケーシング（２３）に押圧される請求項１に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項３】
前記ロックアップクラッチ制御装置（７０）は、エンジン回転数センサ（７１）及びタービン回転数センサ（７２）の検出値により前記速度比を演算し、これが０．７以下の所定速度比に達したときに、前記ロックアップクラッチ（２５）の締結の指令を出力するように設定された請求項１又は請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項４】
前記ロックアップクラッチ制御装置（７０）は、エンジン回転数センサ（７１）により検出されたエンジン回転数が、０．７以下の所定速度比に対応する回転数に達したときに、前記ロックアップクラッチ（２５）の締結の指令を出力するように設定された請求項１又は請求項２に記載の車両用動力伝達装置。
【請求項５】
前記エンジン（６１）はディーゼルエンジンである請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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】
【０００２】
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ッ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ＡＴ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、これと自動クラッ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ッ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アクチュエータとを用い、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。
【０００３】
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、トルクコンバータとは異なってステーターベーンを備えておらず、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ッチ操作が不要となって、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エ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２００１−２４１５４６号公報に記載されている。
【０００４】
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２１とタービン２２とを備えており、そのケーシング２３内は作動油で満たされている。流体継手のポンプ２１はケーシング２３、ドライブプレート１１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２２には流体継手２の出力軸２４が、その出力軸２４の他端には湿式多板クラッチ３の入力軸ハブ部分３１が、それぞれスプライン嵌合により結合される。湿式多板クラッチ３の出力軸ハブ部分３２は、やはりスプライン嵌合によって変速機４の入力軸４１と結合されている。
【０００５】
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２１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２２に作動油を送り込む。ディーゼルエンジンの回転数が増加するにつれ、ポンプ２１からタービン２２に循環する作動油の流量が増加し、タービン２２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は発進段にギヤインされ、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２２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２２は回転を始め、湿式多板クラッチ３及び変速機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２２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２２の回転数はポンプ２１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。
【０００６】
このように、流体継手２を利用すると、そのポンプ２１とタービン２２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１００％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２０Ｋｍ／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２１とタービン２２とを締結するロックアップクラッチ２５が備えられている。
【０００７】
ロックアップクラッチ２５は、クランクシャフト１とポンプ２１とを結合するケーシング２３の内面に対向して置かれ、タービン２２に連結されたクラッチディスク２６と、その前面側に設けられた摩擦フェージング２７とによって構成される。ロックアップクラッチ２５の切断及び締結は、流体クラッチ２のケーシング２３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って制御され、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イドポンプ５１と作動油の流路を切り替える流路切替弁５２が取り付けてあり、この流路切替弁５２はロックアップクラッチ制御装置７０により制御される。
【０００８】
トロコイドポンプ５１で加圧された作動油が、出力軸２４の中心部の通路から、クラッチディスク２６の前面の室２８へ流入し、クラッチディスク２６の外周部の狭い隙間を経て後面の室２９に流れ、ポンプ２１とタービン２２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２８の圧力が後面の室２９より高いので、クラッチディスク２６はケーシング２３から離れ、ロックアップクラッチ２５は切断される。流路切替弁５２により流れを逆にすると、クラッチディスク２６の後面側の圧力が高くなり、摩擦フェージング２７がケーシング２３の内面に係合してロックアップクラッチ２５が締結され、流体継手２のポンプ２１とタービン２２とは直結状態となる。流路切替弁５２は、ロックアップクラッチ２５の急激な締結によるショックを回避するよう、パイロ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ロックアップクラッチ制御装置７０によって切り替えられる。ロックアップクラッチ２５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。
【０００９】
ロックアップクラッ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５００ｒｐｍで回転をしており、ブレーキペダルの踏込みによ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ブレーキペダルを放しアクセルペダルを踏込むと、タービンが回転を始め車両が発進する。
【００１０】
発進後は、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。エンジン回転数が後述するストール回転数である１５００ｒｐｍ付近に達すると、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、両者の回転数の比率である速度比は０．８付近となる。エンジン回転数がストール回転数となった時点で、ロックアップクラッチを締結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）。これにより、両者は一体的に回転するようになり、以後の流体継手の滑りがなくなって伝達効率は１００％となる。
【００１１】
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（ＮＡエンジン）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、回転数の増加に応じて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。
【特許文献１】特開２００１−２４１５４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
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、ロックアップクラッ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。
【００１３】
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（○印）で一旦つり合い、エ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）。
【００１４】
エンジンの排気ガス量の増大により、ターボチャージャの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。最終的にエンジンが定格運転状態となり、ターボ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）。一方、タービンの停止時にはゼロである速度比は、これが回転を始めると上昇し、エンジン回転数が１段目のストール回転数となる時点では速度比は０．５〜０．６となる。その後も速度比は上昇を続け、エンジンの出力が再び増大するときは０．８程度に達する。このように、速度比は、エンジン回転数の増大に伴って上昇し、発進時ではエンジン回転数に対応してほぼ決定される。
【００１５】
２段ストール特性は、ターボチャージャの作動に由来するものであるから、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では、より顕著に表れる。これに限らず、例えば、排気ガス中のＮＯｘを低減させる目的で排気ガスを還流させるＥＧＲを行い、かつ、ターボチャージャを有するエンジンでは、エンジンの中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、エンジン起動時と全負荷時とのエンジン出力の差が大きく、やはり２段ストール特性は顕著となる。
【００１６】
そして、このようなターボエンジンにロックアップクラッ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イ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、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程度となったときにロックア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び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。
【００１７】
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エ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の時点でロックアッ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、ロックアップ指令以降でのエンジン回転数の変動が激しく、ロックアップクラッ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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、発進時以降におけるロックアップクラッ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、
「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、前記ロ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ロックアップクラッチを締結するロックアップクラッ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、前記タービン回転数のポンプ回転数に対する比率である速度比が０．７以下の時点で、前記ロックアップクラッチの締結を開始させるように設定されている」
ことを特徴とする車両用動力伝達装置となっている。
【００１９】
本発明のロックアップクラッチは、請求項２に記載のように、前記流体継手のケーシング内に配置され前記タービンと連結されたクラッチディスクを有しており、その締結時には、前記ケーシング内の作動油の圧力により、前記クラッチディスクが前記ケーシングに押圧されるように構成されているのが好ましい。
【００２０】
本発明において、速度比が０．７以下の時点でロックアップクラッチの締結を開始させるため、請求項３に記載のごとく、前記ロックアップクラッチ制御装置は、エンジン回転数センサ及びタービン回転数センサの検出値により前記速度比を演算し、これが０．７以下の所定速度比に達したときに、前記ロックアップクラッチの締結の指令を出力するように設定することができる。
【００２１】
また、請求項４に記載のごとく、前記ロックアップクラッチ制御装置は、エンジン回転数センサにより検出されたエンジン回転数が、０．７以下の所定速度比に対応する回転数に達したときに、前記ロックアップクラッチの締結の指令を出力するように設定することもできる。
【００２２】
そして、請求項５に記載のように、本発明の流体継手付の動力伝達装置は、ターボ過給を行うディーゼルエンジンに対してより好適に適用することができる。
【発明の効果】
【００２３】
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、ロックアップクラッチを締結するための制御装置が、タービン回転数のポンプ回転数に対する比率である速度比が０．７以下の時点で、すなわち、ターボチャージャの出力が高まってブーストが上昇する以前の時点で、ロックアップクラッチの締結を開始させるように設定されている。これにより、ブーストの上昇に伴いエンジンの回転数及び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。
【００２４】
通常、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から、ターボチャージャの作動遅れの期間が経過した後には、エンジンが高出力となり出力トルク及び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。本発明でロックアップクラッチの締結を開始させるのは、１段目のストールが生じる時期に相当し、エンジン回転数の変化が少ないときである。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。ターボチャー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、ロックアップクラッ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。
【００２５】
本発明においては、ロックアップクラッチの締結を速度比が０．７以下の時点で開始するから、このときのタービン回転数とポンプ回転数との差が比較的大きい。請求項２に記載のように、ロックアップクラッチが、流体継手のケーシング内に配置されタービンと連結されたクラッチディスクを有しており、その締結時には、ケーシング内の作動油の圧力により、クラッチディスクがケーシングに押圧されるように構成したときは、作動油の緩衝作用に基づき、締結の際の締結ショックを緩和することができる。
【００２６】
車両用動力伝達装置には、その制御を行うため、エンジン回転数センサ及びタービン回転数センサが装備されている。請求項３に記載のように、これらのセンサの検出値により速度比を演算して、ロックアップクラッチの締結の指令を出力するようにすれば、特別のセンサ等を要することなく、本発明の制御を実行できる。また、速度比はほぼエンジン回転数によって決定されるので、請求項４のように、エンジン回転数センサの検出値のみを用いたときは、より一層簡易な構成で本発明の制御を実行できることとなる。
【００２７】
ディーゼルエンジンは、エンジン低回転時のトルクが大きい特性を有する。したがって、請求項５に記載のように、本発明の流体継手付の動力伝達装置は、ターボ過給を行うディーゼルエンジンに対してより好適に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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６１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６１は過給を行うためのターボチャージャ６２を装備しており、ターボチャージャ６２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６２１及びこれと連結されたコンプレッサ駆動タービン６２２を有している。コンプレッサ６２１で圧縮された空気は圧力（ブースト）が上昇し吸気管６３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６４を経てコンプレッサ駆動タービン６２２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ＮＯｘを低減させるため、排気ガスを吸気管６３に還流させるＥＧＲ通路６５が設けてある。
【００２９】
ディーゼルエンジン６１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６１がターボチャージャ６２を備えたターボエ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が連結されている。流体継手２のポンプ２１はケーシング２３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２２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２２は変速機の入力軸４１と直結されている。
【００３０】
流体継手２は、ポンプ２１とタービン２２を締結するロックアップクラッチ２５を有している。ロックアップクラッチ２５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２５の締結、切断の制御のため、ロックアップクラッチ制御装置７０が設けられる。その指令に応じて、トロコイドポンプ５１から圧送されるケーシング２３内の作動油の流れを流路切替弁５２で切り替え、タービン２２と連結されたクラッチディスク２６がケーシング２３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２５は接続されることとなる。
【００３１】
次いで、車両の発進時におけるターボチャージャ６２の作動及び本発明のロックアップクラッチ２５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２２は回転しない。ロックアップクラッチ２５は切断されていて、ポンプ２１は独立して回転可能であるので、ディーゼルエンジン６１が起動されるとポンプ２１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２２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。
【００３２】
ディーゼルエンジン６１に装備したターボチャージャ６２は、エンジンの排気ガスにより駆動されるから、排気ガスの量が少なくエネルギが高まらないうちは十分な機能を発揮しない。また、コンプレッサ６２１、コンプレッサ駆動タービン６２２の慣性等に基づく作動遅れも存在するので、前述したように、エンジンが起動したとしても、一定の期間はディーゼルエンジン６１の出力が抑制され、エンジンの回転数は１段目のストール回転数付近で頭打ちとなる。ただし、この期間においても流体継手２のタービン２２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。そして、１段目のストール回転数となるときには、速度比は０．５を超えるようになる。
【００３３】
ターボチャージャ６２の回転数が低く十分な能力が発揮されない作動状態は、一定の短期間であって、その後はディーゼルエンジン６１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、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の状態となる。本発明では、ディーゼルエンジンがこのような高出力状態となる前に、すなわち、流体継手における速度比が、０．７以下である所定速度比に達した時点において、ロックアップクラッチ制御装置７０がロックアップクラッチ２５の締結の指令信号を発生するよう設定する。
【００３４】
このような制御を実施するため、ここでは、ディーゼルエンジン６１の回転数（ポンプ２１の回転数）を検出する回転数センサ７１、及び、タービン２２の回転数（湿式多板クラッチ３の入力軸の回転数）を検出する回転数センサ７２（図１）を利用する。車両の発進時には、これらの回転数センサの信号から流体継手における速度比が演算され、速度比が０．７以下である所定速度比に達したときは、ロックアップクラッチ２５の接続が指令され、流路切替弁５２が切り替わる。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２６の後方の室２９を経て前方の室２８へと流れて、クラッチディスク２６の摩擦フェージング２７がケーシング２３の内面に押圧される。このときロックアップクラッチ制御装置７０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５２の切替速度を調整し、クラッチディスク２６を押圧する油圧を適正に制御してスムースな接続を行わせる。
【００３５】
締結の指令信号が出力される所定速度比は、１段目のストール回転数付近の、エンジン回転数の頭打ちが生じる時点の速度比として設定されている。この時点は、エンジン回転数、つまりポンプ２１の回転数変化が小さい時期であって、ロックアップクラッチ２５の安定した接続が可能となり、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締結ショックを回避することができる。
【００３６】
その後、ターボチャージャ６２の出力の増大に伴い、必然的にディーゼルエンジン６１の回転数が再度増大することになるが、このときにはロックアップクラッチ２５の締結が完了してクランクシャフト１は変速機４に直結された状態となっている。発進後の低速走行状態にあった車両は、ディーゼルエンジン６１の出力トルク及び回転数が増大すると滑らかに加速されることとなり、図９のごとき車速の変動を起こすことはない。
【００３７】
本発明では速度比が０．７以下の時点でロックアップクラッチ２５を締結するので、速度比が０．８付近で締結を行う従来のものと比べると、締結の際のポンプ２１とタービン２２との回転数差は大きい。しかし、ロックアップクラッチ２５の摩擦フェージング２７の周りには、流体継手の作動油が常時流れており、その緩衝作用により回転数差の大きな場合の締結であっても締結ショックは殆ど生じることはない。必要であれば、トロコイドポンプ５１の送油圧の高圧化、あるいは、クラッチディスク２６の前後面における圧力降下の増大等の手段を採用し、ロックアップクラッチ２５の締結の操作力を増強することができる。
【００３８】
ロックアップクラッチ２５のスムースな締結のためには、締結の時点において、ポンプ２１の回転数とタービン２２の回転数の差は小さいほうが望ましいが、他方、ディーゼルエンジン６１の出力トルクが増大するときには締結が完了していることが望ましい。こうした点を考慮し、本発明のこの実施例では、締結の指令信号が出力される所定速度比は、５．５に設定されている。一般的には、１段目のストールが生じる速度比である０．５〜０．６の範囲に設定するのが好適である。また、エンジンと流体継手との組み合わせが定まり、速度比がエンジン回転数に対応して決定される場合には、所定速度比に対応するエンジン回転数に達したときに、ロックアップクラッチ２５の締結の指令を出力するようにすることが可能である。
【００３９】
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ャートを示す。ディーゼルエンジン６１が起動し車両が発進を始めると、車速を検出し（Ｓ１）、車速が例えば１０Ｋｍ／ｈを超えているか否かを判断する（Ｓ３）。これは、車速が余りに低いときには車両の走行が不安定で、ロックアップクラッチ２５の締結に適さないためである。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、次に述べる流体継手の速度比について、これが所定速度比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。
【００４０】
車速が一定値を超えたときは、流体継手２の速度比が所定値の０．５５に達したか否かを判断する（Ｓ４）。このため、エンジンの回転数センサ７１及びタービン２２の回転数センサ７２により常に両者の回転数を検出し、速度比の演算が実行されている（Ｓ２）。速度比が所定速度比以下のときは、未だロックアップクラッ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、ロックアップクラッチ制御装置７０がロックアップクラッチ２５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（Ｓ５、Ｓ６）。なお、変速機４の変速段が、例えば発進段である１速に定まっていると、車速とタービン２２の回転数とは一対一の関係にあるから、タービン２２の回転数の代わりに車速を用いてもよい。また、速度比がエンジン回転数に対応して決定される場合には、ステップ４の判断はエンジンの回転数のみにより行うよう構成することができる。
【００４１】
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ッチ締結のタイミングを適正化するものである。したがって、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り、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。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のロックアップクラッ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】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】車両用動力伝達装置の隔壁部の断面図である。
【図４】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】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ある。
【図６】本発明のロックアップクラッチ制御装置の作動を示すフローチャートである。
【図７】本発明のロックアップクラッ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】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】ターボチャージャエンジンを搭載し、従来のロックアップクラッチ制御装置を備えた車両の発進時等の作動を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  クランクシャフト
２  流体継手（フルードカップリング）
２１  ポンプ
２２  タービン
２５  ロックアップクラッチ
２６  クラッチディスク
３  湿式多板クラッチ
４  変速機
６１  ディーゼルエンジン
６２  ターボチャージャ
７０  ロックアップクラッチ制御装置
７１  エンジン回転数センサ
７２  タービン回転数センサ
【図１】
2005325918.tif 000003
【図２】
2005325918.tif 000004
【図３】
2005325918.tif 000005
【図４】
2005325918.tif 000006
【図５】
2005325918.tif 000007
【図６】
2005325918.tif 000008
【図７】
2005325918.tif 000009
【図８】
2005325918.tif 000010
【図９】
2005325918.tif 000011