JPH10238557A

JPH10238557A - 車両の動力伝達装置

Info

Publication number: JPH10238557A
Application number: JP9045450A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Iwao; 信幸岩男
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-08
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: JP4079474B2

Abstract

(57)【要約】【課題】クラッチ制御用オイルを短時間で昇温し、暖
機時間の短縮を図る。【解決手段】本発明に係る車両の動力伝達装置は、油
圧制御式摩擦クラッチ52とトルクコンバータ53とを直列
に組み合わせ、トルクコンバータのスリップによりオイ
ルを昇温し、クラッチを短時間で作動可能とする。オイ
ルが低温・高粘度のとき、第１の制御方法では、同じく
低温・高粘度のミッションオイルを利用してトランスミ
ッション75の入力側を制動し、摩擦クラッチを接続して
トルクコンバータをスリップさせる。トランスミッショ
ンはニュートラルレンジに変速する。第２の方法では、
ブレーキ手段21によりトランスミッションの入力側を積
極制動し、摩擦クラッチを接続してトルクコンバータを
スリップさせる。いずれの方法でも車両の発進が防止さ
れるので、アクセルペダルの踏み込みによりスリップを
増し、暖機を促進できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の動力伝達装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジン動力を駆動系に伝達す
る装置として油圧制御式摩擦クラッチが知られている。
これは湿式多板クラッチの構成が採用され、クラッチハ
ウジング内に収められた複数のクラッチプレートを、ク
ラッチピストンで適宜押し付けてクラッチ締結力を得よ
うというものである。クラッチピストンには、適当な値
に制御された油圧が供給され、これによりクラッチピス
トンは、入力側と出力側とのクラッチプレート同士を摩
擦接触させてクラッチ締結力を発生させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
油圧制御式摩擦クラッチにおいては、クラッチピストン
に押圧力を与えるオイルと、クラッチプレートに引き摺
り効果を与えるオイルとが共用される場合が多い。そし
て低温下でエンジンを始動したとき、オイルの粘性低下
に起因して実質的に作動不可となることがある。即ち、
オイル粘度が極端に低くなると、クラッチピストンに至
る油圧回路中で圧力損失が増大し、制御レスポンスの悪
化による作動不良が発生する。また、クラッチプレート
室内ではオイルのせん断抵抗や摩擦抵抗が増大し、所謂
ドラッグトルク（引き摺りトルク）が顕著に増大してク
ラッチが切れなくなってしまう。

【０００４】これら問題があるため、従来は、ユーザー
に長時間の暖機運転を義務付けたり、寒冷地では車両の
室内保存や外部ヒータによる暖機促進を推奨している。
しかし、いずれにしても暖機時間が長いことは好ましい
ことではない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る車両の動力
伝達装置は、エンジンとトランスミッションとの間に直
列に設けられ、共通のオイルを使用する油圧制御式摩擦
クラッチ及び、トルクコンバータ又は流体クラッチと、
前記トランスミッションの変速操作を実行するアクチュ
エータと、前記オイルの温度が所定値以下のとき、前記
アクチュエータを作動させて前記トランスミッションを
ニュートラルレンジに変速し、且つ前記油圧を制御して
前記摩擦クラッチを接続する制御手段とを備えたもので
ある。

【０００６】また、本発明に係る車両の動力伝達装置
は、エンジンとトランスミッションとの間に直列に設け
られ、共通のオイルを使用する油圧制御式摩擦クラッチ
及び、トルクコンバータ又は流体クラッチと、前記トラ
ンスミッションの入力側を制動するためのブレーキ手段
と、前記オイルの温度が所定値以下のとき、前記ブレー
キ手段を作動させて前記トランスミッションの入力側を
制動し、且つ前記油圧を制御して前記摩擦クラッチを接
続する制御手段とを備えたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【０００８】図４は、本発明に係る動力伝達装置の全体
構成図である。図示するように、かかる装置において
は、エンジン７６とトランスミッション(T/M) ７５との
間にクラッチトルコンユニット５０が設けられている。
クラッチトルコンユニット５０は、後に詳述するが、油
圧制御式摩擦クラッチとトルクコンバータとを直列に組
み合わせ、同一のハウジング内に収めたものである。ト
ランスミッション７５は、それ自体マニュアルトランス
ミッションであるが、ここではアクチュエータ（ギヤシ
フトユニット、ＧＳＵ）８４と組み合わされて、自動変
速をなし得る構成がされている。

【０００９】アクチュエータ８４は、コントロールユニ
ット７９による電磁弁８５の切り換えでエア供給手段８
６からエアが適宜供給されることで作動し、変速操作を
実行するようになっている。エア供給手段８６は、エン
ジンコンプレッサ８７に連結されたエアタンク８８と、
リリーフバルブ８９を介設したエアパイプ９０とで成
り、エアパイプ８８の先端がアクチュエータ８４の電磁
弁８５に連結されている。エアタンク８８にはコントロ
ールユニット７９に結線された圧力スイッチ９１が設け
られている。

【００１０】このほかトランスミッション７５には車速
センサー９２及び入力軸（インプットシャフト）回転セ
ンサー９３が設けられ、それぞれコントロールユニット
７９に結線されている。またコントロールユニット７９
の入力側にはアクセルセンサー９４、チェンジレバー９
５、全段シフトが可能な非常用手動スイッチ９６が接続
され、出力側にはギヤ表示灯９７や警告灯９８が接続さ
れている。またこのコントロールユニット７９に併設さ
れて信号をやりとりする電子制御ガバナのコントロール
ユニット102 が備えられ、エンジン回転センサー103 等
の検出値に基づいて燃料噴射ポンプ104 のラック105 を
適宜制御するようになっている。

【００１１】図３はクラッチトルコンユニット５０を示
す詳細図である。クラッチトルコンユニット５０はメイ
ンクラッチ５２とトルクコンバータ５３とを組み合わせ
て主に構成されている。メインクラッチ５２は油圧作動
式で且つ湿式多板クラッチの構成が採られている。ここ
ではトルクコンバータ５３をロックするためのロックア
ップクラッチ７１も設けられている。ロックアップクラ
ッチ７１も前記同様に油圧作動式で且つ湿式多板クラッ
チの構成が採られている。これらの関係としては、後に
理解されるが、図５を参照して、エンジン側から順にト
ルクコンバータ５３とメインクラッチ５２とが直列関係
にあり、トルクコンバータ５３とロックアップクラッチ
７１とが並列関係にある。以下、これらの構成を具体的
に説明する。

【００１２】図３において、５４はエンジン動力が入力
される入力軸である。入力軸５４にはフロントカバー６
７及びトルクコンバータハウジング６８が一体的に結合
されている。一方、トルクコンバータ５３は三要素の翼
車によって構成され、トルクコンバータハウジング６８
と一体で回転するポンプ部５８と、ポンプ部５８に対向
するタービン部５９と、固定系にワンウェイクラッチ６
０を介して設けられたステータ部６１とで成る。よって
トルクコンバータ５３においては、入力軸５４が回転さ
れるとポンプ部５８が回転し、これが作動流体としての
オイルを入力軸５４回りに循環させ、タービン部５９を
回転駆動し、タービン部５９からトルクを発生させる。
そしてオイルには、この入力軸５４回りの循環の他、ポ
ンプ部５８、タービン部５９、ステータ部６１を順に通
るような直交方向の循環も与えられる。なお、トルクコ
ンバータ５３はメインクラッチ５２よりもトランスミッ
ション７５側に配置されている。

【００１３】一方、フロントカバー６７及びトルクコン
バータハウジング６８で囲まれた空間内では、互いに結
合されたメインクラッチホルダ６４及びメインクラッチ
ピストンアウターホルダ６５が、軸受６３及びクラッチ
ホルダ６２を介して、出力軸５６にその軸回りを回転自
在に支持されている。出力軸５６は入力軸５４と同軸に
配置され、図外の右側の部分でトランスミッション７５
のインプットシャフト２０に連結される（図５参照）。
クラッチホルダ６２は出力軸５６にスプライン（図示せ
ず）を介して相対回転不可に取り付けられる。メインク
ラッチピストンアウターホルダ６５は、フロントカバー
６７の内面上を摺動回転可能であり、軸方向には移動不
可である。トルクコンバータ５３のタービン部５９はメ
インクラッチホルダ６４に剛に結合されるため、これに
よってタービン部５９は出力軸５６回りを回転できるこ
ととなる。

【００１４】このタービン部５９即ちトルクコンバータ
５３の出力側と、出力軸５６とを断接するのがメインク
ラッチ５２である。即ちメインクラッチ５２は、メイン
クラッチホルダ６４にスプライン（図示せず）を介して
軸方向移動自在に設けられた複数のドライブプレート５
５と、クラッチホルダ６２にスプライン（図示せず）を
介して軸方向移動自在に設けられたドリブンプレート５
７とを有する。これらプレート５５，５７は互い違いに
重なるよう配置されている。メインクラッチピストンア
ウターホルダ６５にはシリンダ室６６が形成され、シリ
ンダ室６６にはメインクラッチピストン５１が軸方向移
動自在に収容されている。よってシリンダ室６６に油圧
供給を行い、メインクラッチピストン５１をプレート５
５，５７側に移動させることで、プレート５５，５７同
士を摩擦接触させ、メインクラッチ５２を締結状態にす
ることができる。そしてトルクコンバータ５３の出力側
と出力軸５６とを接続することができるようになる。

【００１５】一方、メインクラッチ５２の径方向外側に
は、同様に構成されたロックアップクラッチ７１が配設
されている。このロックアップクラッチ７１は、トルク
コンバータ５３のポンプ部５８とタービン部５９とを直
結するためのものである。即ち、ロックアップクラッチ
７１は、トルクコンバータハウジング６８にスプライン
（図示せず）を介して軸方向移動自在に設けられた複数
のドライブプレート７３と、メインクラッチホルダ６４
にスプライン（図示せず）を介して軸方向移動自在に設
けられたドリブンプレート７２とを有する。フロントカ
バー６７のシリンダ室９９にはロックアップクラッチ用
ピストン７４が軸方向移動自在に収容されている。よっ
てこのピストン７４に油圧を付与することで、プレート
７３，７２同士を摩擦接触させてロックアップクラッチ
７１を締結状態にし、トルクコンバータ５３をロックで
きるようになる。

【００１６】ここで、トルクコンバータ５３のトランス
ミッション側には、トルクコンバータハウジング６８と
連動するオイルポンプ（図示せず）が設けられており、
ここで発生した油圧が所定値に制御された後、各シリン
ダ室６６，９９に送られることで所望のクラッチ締結力
が発生する。このオイルポンプとシリンダ室６６，９９
とを結ぶ油圧制御回路中で、前述したオイル粘性抵抗に
基づく制御レスポンスの悪化が生じ得る。

【００１７】さらに、メインクラッチ５２、ロックアッ
プクラッチ７１及びトルクコンバータ５３は、作動流体
として共通のオイルを使用している。具体的には、フロ
ントカバー６７及びトルクコンバータハウジング６８で
囲まれた空間内に同一のオイルが満たされている。この
オイルは先の制御用としても用いられる。このオイルの
温度が低く粘性が高いと、メインクラッチ５２及びロッ
クアップクラッチ７１においてプレート５５，５７，７
２，７３同士の引き摺りが生じ、前述のドラッグトルク
増大という問題が生じ得る。

【００１８】図４に戻って油圧制御回路の構成を説明す
ると、油圧制御回路は、メインクラッチ５２のシリンダ
室６６への油圧供給・排出を切り替える電磁弁７７、同
じくロックアップクラッチ７１のシリンダ室９９への油
圧供給・排出を切り替える電磁弁７８、これらシリンダ
室６６，９９への供給油圧値を制御する圧力制御弁（図
示せず）、オイルクーラ８０、配管８１、油温センサー
８２及び油圧センサー８３等からなる。

【００１９】また、かかる構成では特にトランスミッシ
ョン７５にカウンターブレーキ２１（ブレーキ手段）が
設けられている。図５はこの構成を具体的に示すが、カ
ウンターブレーキ２１は、カウンターシャフト２２に取
り付けられた複数のフリクションプレート２３、これら
プレート２３を制動するための複数のフリクションディ
スク２４、フリクションディスク２４をフリクションプ
レート２３に押し付けるためのダイヤフラム２５、及び
ダイヤフラム２５に所定の油圧を付与する油圧装置（図
示せず）からなる。油圧装置はコントロールユニット７
９からの制御信号に基づいて作動される。カウンターシ
ャフト２２はインプットシャフト２０に入力ギヤ２６を
介して連結されるので、カウンターブレーキ２１が作動
されれば結局メインクラッチ５２の出力側が制動される
こととなる。

【００２０】さて、かかる動力伝達装置には以下の利点
がある。発進時にトルクコンバータ５３を使用できる
ため、メインクラッチ５２の複雑な半クラッチ制御が不
要になる。変速時の接ショックをトルクコンバータ５
３にて吸収することができる。マニュアルトランスミ
ッション７５を使用するため、遊星ギヤを使用するトル
クコンバータ自動変速システムに比べてギヤ比選択の幅
が広く懐の深いギヤ比設定が可能となる。クラッチの
長寿命化が可能となる。自動変速機構を備えたトラン
スミッションと組み合わせれば自動変速トランスミッシ
ョンとして使用でき、通常のトランスミッションと組み
合わせればオートクラッチとしての使用が可能である。
エンジン７６との結合部にトルクコンバータ５３を用
いているため、駆動系の騒音や振動を低減できる。

【００２１】一方、かかる動力伝達装置は、エンジン始
動に伴い、コントロールユニット７９により以下のよう
に制御される。これにより暖機時間は大幅に短縮され、
車両がエンジン始動後短時間で発進可能となる。

【００２２】［第１の方法］図１に示すように、先ずス
テップ１では、油温センサー８２で検出された油温Ｔ
_oilを、予め記憶してあるしきい値Ｔ_sと比較する。こ
こでしきい値Ｔ_sは、装置が実質作動不可となるような
低温の値が選定される。Ｔ_oil＞Ｔ_sならば装置が作動
可能であるのでこの暖機制御は終了するが、Ｔ_oil≦Ｔ
_sならばステップ２に進み、アクチュエータ８４を作動
させてトランスミッション７５をニュートラルレンジに
変速する。この後、ステップ３で警告灯９８をONにし、
装置が作動不可つまり車両が発進不可であることを運転
者に知らせる。このとき同時に警告音（ブザー）を発す
るようにしてもよい。

【００２３】次に、ステップ４で、メインクラッチ用電
磁弁７７を切替え、メインクラッチ５２をON、即ちメイ
ンクラッチ５２に油圧供給を行ってメインクラッチ５２
を締結状態にする。ここでトランスミッション７５が既
にニュートラルレンジに変速されているので、メインク
ラッチ５２が接続されても車両の発進は完全に防止され
る。なお、ロックアップクラッチ７１はエンジン始動前
の状態がそのまま引き継がれ、OFF 即ち非締結（分断）
の状態にある。

【００２４】ここでトラック等の大型車両の場合、ミッ
ションオイルには耐久性重視のハイポイドギヤオイルが
使用される場合が多い。このハイポイドギヤオイルは粘
度が非常に高く、低温時においてはトランスミッション
７５内に高い撹拌抵抗をもたらす。このため、トランス
ミッション７５の入力側、即ちインプットシャフト２０
とカウンターシャフト２２とはこの抵抗によって制動さ
れ、メインクラッチ５２が接続されても、トルクコンバ
ータ５３の出力側タービン部５９は回転が著しく制限さ
れる。一方、トルクコンバータ５３の入力側ポンプ部５
８は、アイドルアップ中のエンジンにより比較的高速で
回転されているため、結局、トルクコンバータ５３内で
はポンプ部５８とタービン部５９との間に著しい差動回
転が生じ、これによってトルクコンバータ５３内でオイ
ルが急速に撹拌され、オイルが短時間で装置作動可能と
なる温度まで昇温されることとなる。こうして、暖機時
間を短縮し、エンジン始動後短時間で車両を発進できる
ようになる。

【００２５】こうして、ステップ５でＴ_oil＞Ｔ_sとな
るまで暖機状態が継続され、Ｔ_oil＞Ｔ_sとなったなら
ば、ステップ６で警告灯９８をOFF にして暖機制御を終
了する。なお暖機終了後でもミッションオイルが低温・
高粘度ならば、これによる制動が継続され、ミッション
オイルが高温・低粘度となった場合でも、トランスミッ
ション７５がニュートラルレンジにあるのでクリープ状
態とならず、車両の発進は防止される。

【００２６】上記から明らかなように、ここではコント
ロールユニット７９が、オイルの温度Ｔ_oilが所定値Ｔ
_s以下のとき、アクチュエータ８４を作動させてトラン
スミッション７５をニュートラルレンジに変速し、且つ
油圧を制御して摩擦クラッチ（メインクラッチ５２）を
接続する制御手段を形成する。

【００２７】［第２の方法］図２に示すように、ここで
も前記同様、ステップ１１で油温Ｔ_oilとしきい値Ｔ_s
とを比較し、暖機制御の要否判断を行う。暖機が必要
（Ｔ_oil≦Ｔ_s）ならばステップ１２で警告灯９８をON
にし、特にステップ１３でカウンターブレーキ２１をON
にする。これにより、前記ミッションオイルに代わっ
て、カウンターブレーキ２１がトランスミッション７５
の入力側を積極的に制動することとなる。次にステップ
１４でメインクラッチ５２をONにする。これでトルクコ
ンバータ５３内の差動回転ないしスリップが生じ、オイ
ルの撹拌による速やかな昇温が行われることとなる。こ
こではたとえトランスミッション７５のギヤが入ってい
たとしても、カウンターブレーキ２１が作動中なので車
両の発進は防止される。従って、トランスミッション７
５のニュートラルレンジへの変速制御も実行しない。こ
うしてステップ１５で暖機終了（Ｔ_oil＞Ｔ_s）と判断
したならば、ステップ１６で警告灯９８をOFF にし、暖
機制御を終了する。

【００２８】上記から明らかなように、ここでもコント
ロールユニット７９が、オイルの温度Ｔ_oilが所定値Ｔ
_s以下のとき、ブレーキ手段（カウンターブレーキ２
１）を作動させてトランスミッション７５の入力側を制
動し、且つ油圧を制御して摩擦クラッチ（メインクラッ
チ５２）を接続する制御手段を形成する。

【００２９】ここで、実開昭61-175649 号公報において
も、油圧制御式摩擦クラッチとトルクコンバータとを組
み合わせ、摩擦クラッチを接続し、トルクコンバータを
スリップさせて暖機を促進する技術が開示されている。
しかしこれにおいては、トランスミッションのギヤが入
っている状態で暖機を行うため、サイドブレーキ（補助
ブレーキ）による制動ないし発進防止が必須である。本
装置では、トランスミッション７５のニュートラルレン
ジへの変速（第１の方法）、又はカウンターブレーキ２
１（第２の方法）により、車両の発進が自動的に防止さ
れるため、サイドブレーキを作動させる必要がなく、寒
冷地でのブレーキ凍結も防止できる。また、運転手自身
の手でサイドブレーキの作動・解除を行わなくて済み、
暖機直後、変速、アクセルペダル踏み込みにより即座に
発進可能となる。

【００３０】また、上記公報のものだと、アクセルペダ
ルを踏み込んだ場合には車両が発進してしまう。本装置
の場合それがないので、アクセルペダルを踏み込んでエ
ンジン回転数、トルクコンバータ５３のスリップを増大
し、暖機を促進することが可能である。

【００３１】なお、メインクラッチ５２を半クラッチに
して滑らせ、メインクラッチホルダ６４、メインクラッ
チピストンアウターホルダ６５及びタービン部５９を小
回転させるようにすれば一層の暖機促進が図れる。

【００３２】以上、本発明の好適な実施の形態について
述べたが、他にも様々な実施の形態が考えられる。例え
ば上記トルクコンバータ５３を、ステータ部６１を有し
ない流体クラッチに置換することが可能である。また油
圧制御式摩擦クラッチを、湿式でなく乾式クラッチに変
更することもできる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以下の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３４】（１）クラッチ制御用オイルを短時間で昇
温でき、暖機時間を短縮できる。

【００３５】（２）アクセルペダルの踏み込みによる暖
機促進が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力伝達装置の制御フローチャー
トである。

【図２】本発明に係る動力伝達装置の別の制御フローチ
ャートである。

【図３】クラッチトルコンユニットを示す縦断面図であ
る。

【図４】本発明に係る動力伝達装置の全体構成図であ
る。

【図５】本発明に係る動力伝達装置の部分構成図であ
る。

【符号の説明】

２１カウンターブレーキ（ブレーキ手段）５２メインクラッチ（油圧制御式摩擦クラッチ）５３トルクコンバータ７５トランスミッション７６エンジン７９コントロールユニット（制御手段）８４アクチュエータＴ_oil 油温Ｔ_s しきい値

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンとトランスミッションとの間に
直列に設けられ、共通のオイルを使用する油圧制御式摩
擦クラッチ及び、トルクコンバータ又は流体クラッチ
と、前記トランスミッションの変速操作を実行するアク
チュエータと、前記オイルの温度が所定値以下のとき、
前記アクチュエータを作動させて前記トランスミッショ
ンをニュートラルレンジに変速し、且つ前記油圧を制御
して前記摩擦クラッチを接続する制御手段とを備えたこ
とを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項２】エンジンとトランスミッションとの間に
直列に設けられ、共通のオイルを使用する油圧制御式摩
擦クラッチ及び、トルクコンバータ又は流体クラッチ
と、前記トランスミッションの入力側を制動するための
ブレーキ手段と、前記オイルの温度が所定値以下のと
き、前記ブレーキ手段を作動させて前記トランスミッシ
ョンの入力側を制動し、且つ前記油圧を制御して前記摩
擦クラッチを接続する制御手段とを備えたことを特徴と
する車両の動力伝達装置。