JPS60143267A - トルクコンバ−タのスリツプ制御装置 - Google Patents

トルクコンバ−タのスリツプ制御装置

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JPS60143267A
JPS60143267A JP25115983A JP25115983A JPS60143267A JP S60143267 A JPS60143267 A JP S60143267A JP 25115983 A JP25115983 A JP 25115983A JP 25115983 A JP25115983 A JP 25115983A JP S60143267 A JPS60143267 A JP S60143267A
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control
slip
torque converter
temperature
clutch
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Masaaki Suga
雅明 菅
Yasuhiro Niikura
新倉 靖博
Taku Murasugi
村杉 卓
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/14Control of torque converter lock-up clutches
    • F16H61/143Control of torque converter lock-up clutches using electric control means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

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】 (1)技術分野 本発明は自動変速機等の動力伝達系に挿入して用いるト
ルクコンバータのスリップ制御装置に関するものである
(2)従来技術 通常のトルクコンバータは、動力源により回転駆動され
る入力要素(ポンプインペラ)からの作動流体を介し出
力要素(タービンランナ)が回転駆動されるため、トル
ク増大機能及びトルク変動吸収機能を発揮し得て好都合
である反面、入出力要素間で相対回転(スリップ)を避
けられず、動力伝達効率が悪い。
そこで、トルク変動は未だ若干問題Gこなるもののトル
ク増大機能が不要な状態で、トルク変動を吸収するに必
要最少限な設定値に上記のスリップを保つ、所謂スリッ
プ制御式トルクコンバータが一部に実用されている。こ
の種型式のトルクコンバータは通常、流体圧で結合力を
加減されるクラッチ(ロックアツプクラッチ)を具え、
これにより入出力要素間のスリップ毎を制御可能に構成
されるが、この制御に当ってはスリップ量と設定値との
偏差に応じたPID制御を採用するのが普通であり、制
御の安定性及び応答性を満足する制御ゲインは実験及び
計n等により定める〇一方、上記クラッチは流体作動糸
であるため、作動の応答遅れを避けられず、又この応答
遅れは・流体の温度によって遂−異なる。つまり、流体
温度が低い時その粘度が高いため応答遅れも犬ぎくなり
、流体温度が高くなるにつれその粘度が低下することに
よって応答遅れも小さくなる。
ところで前記制御ゲインの設定は、成る流体温度を想定
して行なうため、この想定温度では例えば第18図に一
点鎖線で示す如くスリップ量が大きくハンチングするこ
となく安定して設定値に持ち来たされるが、流体温度が
これより低い低温のもとでは上記応答遅れが大きくなっ
て制御ゲインが大き過ぎ、例えば第18図に実線で示す
如くスリップ風が大きくハンチングしつつ設定値に持ち
来たされることになり、制御の安定性が悪くなる。
この場合、スリップ量が設定値に安定するまでに長時間
を要し、この間トルクコンバータの動力伝達機能が不安
定となって最悪の場合振動を生ずる。
(3)発明の目的 本発明はかかる観点から、制御ゲインを一定とせず、ク
ラッチ作動流体の温′度に応じ最適のものとなるよう可
変として、上述の問題を解決することを目的とする。
(4)発明の構成 この目的のため本発明は第1図に示すように、流体圧1
で結合力を加減されるクラッチ2を介し入出力要素3,
4間のスリップ量を設定値に制御し得るようGこしたク
ラッチ制御手段5を具えるスリップ制御式トルクコンバ
ータにおいて、前記流体の温度を検出する温度検出手段
6と、該温度に応じて前記クラッチ制御手段5の制御ゲ
インを可変とする制御ゲイン変更手段7とを設けてなる
ことを特徴とする。− (5)実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。
第2図は本発明スリップ制御装置を、これにより制御す
べき軍画用自動変速機内のトルクコンバータと共に示し
、図中10は動力諒としてのエンジン、11はそのクラ
ンクシャフト、12はフライホイル、13はトルクコン
バータ、14はトルクコンバータ出力軸である。エンジ
ン10はその運転中クランクシャフト11をフライホイ
ル12と共に回転しており、トルクコンバータ13はフ
ライホイル12を介しクランクシャフト11に駆動結合
されて常時エンジン駆動されるポンプインペラ(入力要
素)Xaaと、これに対向させたタービンランナ(出力
要素)13bと、ステータ(反力要素)13Cとの3要
素で構成し、タービンランナ13.bを出力軸14に駆
動結合し、ステータ13Cは一方向クラッチ15を介し
中空固定軸16上Qこ置(o)ルクコンバータ13はそ
の内部コンバータ室18dにポンプ17からの作動流体
を供給路18を経て供給され、この作動流体を戻り路1
9を経てリザーバ20に戻すと共に、その途中しこ設け
た放熱器21により冷却°ノする0なお、戻り路19に
は図示せざる保圧弁が挿入されており、これによりコン
バータ室lad内を成る値以下の圧力(1ンバータ圧)
Poに保つ0かくで上述の如くエンジン駆動されるポン
プインペラ13aは内部作動流体をかき廻し、これをタ
ービンランナ13bに衝突させた後ステータ130に通
流させ、この間ステータ18Ciの反力下でタービンラ
ンナtabをトルク増大させつつ回転ぎせる。かかるコ
ンバータ状態での作動中トルクコンバータ13は、入出
力要素13a、13b間でスリップ(相対回転)を生じ
ながら振動抑制及びトルク増大下にエンジンlOの動力
を出力軸14に伝達することができる。出力軸14から
の動力は歯車変速機構42により変速されて車両の駆動
輪を回転し、車両を走行させ得る。
トルクコンバータ13は更に上記スリップを制限及び中
止可能なスリップ制御式及びロックアツプ式とするため
にクラッチ(ロックアツプクラッチ)22を具え、これ
をトーショナルダンパ23を介し出力軸14に駆動結合
すると共に、この軸上で軸方向移動可能としてロックア
ツプ室24を設定する0クラツチ22はロックアツプ室
24内のロックアツプ圧P に応じこれとコンバータL
/u 室18d内のコンバータ圧P。との差圧により図中左行
し、この差圧に応じた力で入出力要素13a。
13b間を駆動結合することによりトルクコンバータ1
3のスリップを制限及び中止し得るものと・する。
上記ロックアツプ圧P はスリップ制御弁L/u 25により後述の如く加減するが、この目的のためロッ
クアツプ室24は軸14の中空孔及び回路26を経てス
リップ制御弁25のボート25aに通じさせる。弁25
には別に前記コンバータ圧Poを回路27により導ひか
れるボート25bと、ドレンポート250とを設け、ス
プール25dが図示の中立位置の時ボート25aを両ポ
ー)25b。
250から遮断し、スプール25dが図中左行する時ボ
ート25aをボート25bに、又スプールz5dが図中
右行する時ボート25aをボート250に夫々通じさせ
るものとする0 スプール25dは、室258においてスプールランドの
受圧面積差に作用するコンバータ圧P。
が及ぼす力と、室25fにおいてスプールランドの受圧
面積差に作用するロックアツプ圧PL/uが及ぼす力及
び室25gにおいてスプール左端面に作用する制御圧P
8が及ぼす力とに応動し、制御圧Psは制御圧発生回路
28及び電磁弁29により以下の如くQこして造る。
即ち、制御圧発生回路28にはその一端28aより基準
圧(例えば自動変速機の場合ライン圧)PLを(IIF
し、このライン圧をオリフィス28C228dを経て回
路28の他端2sbよりドレンする。このドレン量をデ
ユーティ制御される電磁弁29により決定することで、
オリフィス28C2zsd間に制御圧P8を造り出すこ
とができ、これを回路30により室25gに導ひく。
電磁弁29はプランジャ29aと、これを付勢時図中左
行させるソレノイド29bとを具え、ソレノイド29b
の減勢時プランジャ29aがドレン開口端28bからの
ドレン作動流体に押しのけられることで上記のドレンを
許容し、ツレ/イド29bの付勢時プランジャ29aが
左行されることでドレン開口端28bを閉じるものとす
る。そして、電磁弁ソレノイド29bへの通電(付勢)
は、本発明が目的とするトルクコンバータのスリップ制
御を行なうスリップ制御用コンピュータ81からの第8
図(a)及び同図(b)に示すようなパルス信号のパル
ス幅(オン時間)中において繰返し行なわれるようデユ
ーティ制御される。しかして、第3図(a)に示す如く
デユーティ(チ)が小さい時電磁弁29がドレン開口端
28bを閉じる時間は短かく、従って制御圧P8は第4
図に示すようにオリフィス28 C,28dの受圧面積
差のみで決まる一定値となる。デユーティ(チ)が第8
図中)で示す如く大きくなるにつれ、電磁弁27は長時
間ドレン開口端28bを閉じるようになり、従って制御
圧Psは第4図の如く徐々に上昇し、遂にはライン圧P
Lに等しくなる。
第2図において、制御圧Psが上昇するにつれ、この制
御圧はスプールz5dを第5図(a)の如く右行させて
ボー)25aを徐々に大きくボート25Cに通じさせ、
ロックアツプ圧P は低下する。
L/u 一方制御圧P8が低下するにつれ、スプール25dは第
5図中)の如く左行されてボート25aをボート25b
に徐々に大きく通じさせ、ロックアツプ圧P は上昇す
る。ところで制御圧PSは第4L/u 図の如くデユーティ(%)が大きくなるにつれ上昇する
ことから、ロックアツプ圧P は、第6L/u 図に示す即くデユーティ(%)の小さい領域でコンバー
タ圧P。に等しく保たれ、デユーティ(%)が大きくな
るにつれ低下し、遂には零となるように変化される。
スリップ制御用コンピュータ31は電源+■により作動
され、温度検出手段として機能する温度センサ32から
のトルクコンバータ作動流体温度信号ST1回転数セン
サ88からのエンジン回転数(入力要素18aの回転数
)信号5ir1回転数センサ34からの歯車変速機構(
4z)出力回転数(この回転数に歯車変速機構42のギ
ヤ比を呆じて出力要素13bの回転数がまる)信号S。
r、及びギヤ位置センサ85からの歯車変速機構42の
ギヤ位置(ギヤ比)に関する信号Sよを夫々受けて、電
磁弁29の前記デユーティ制御を後述の如くに行なう。
この目的のためコンピュータ31は例えば第7図にブロ
ック線図で示すようなマイクロコンピュータとし、これ
を通常通りランダムアクセスメモ・す(RA、M)を含
むマイクロプロセッサユニット(MPU)86と、読取
専用メモリ(ROM)37と、入出力インターフェース
回路(Ilo )38と、A/D変換器39とで構成す
る0そしてこのマイクロコンピュータはセンサ38.3
4からの信号”’ir r Sorを波形整形回路40
により波形整形して入力されると共に、センサ32から
の信号STをA/D変換器39によりデジタル信号に変
換して入力され、更にセンサ35からの信号S5をその
まま入力され、これら入力信号を基に第8図乃至第11
図の制御プログラムを実行して増幅器41を介し電磁弁
ソレノイド29bをデユーティ制御するものとする0 第8図はバックグランドルーチンを示し、このルーチン
はステップ50においてエンジン10のイグニッション
スイッチが投入されると繰返し実行される。先ず、ステ
ップ51においてMPU36及びl1088の初期値設
定(イニシャライズ)が行なわれ、次のステップ52で
各種信号”T # ”ir + 5Ort Sgを読込
む。ステップ53では信号S、から歯車変速機構42が
第2速を選択しているか第8速を選択しているかを判別
する(第1速では本発明のスリップ制御を行なわないた
め、ここでは第1速の判別を行なわないものとする)0
第2速の場合ステップ54においてギヤフラッグGEA
RFLCを0にリセットし、第3速の場合このギヤフラ
ッグを1にセットする0次で制御はステップ56に進み
、ここでは信号STによりトルクコンバータ作動流体温
度が設定温度より高いか低いかを判別し、高温の場合ス
テップ57において温度フラッグTEMPFLGを1に
セットし、低温の場合ステップ58においてこのフラッ
グを0にリセットする。次のステップ59では信号Si
rを基に第9図(a)の割込ルーチンを実行してエンジ
ン回転数NEを演算する0信号Sirは第9図中)に示
すようにエンジン10の点火信号に対応するもので、波
形整形回路40によりノイズを除去され、第9図(b)
に示す如く点火信号の入力毎に立上がる矩形波信号Si
r′となる。第9図(a)の割込ルーチンは信号Sir
’の立上がり毎・に開始され、先ずステップ70で信号
Sirの立上がりを読込み、次のステップ71で前回の
読込みとの時間差から周期T工を測定し、この周期から
エンジン回転数NFを演算する0その後制御はステップ
72に進み、ここで第8図のバックグランドルーチンレ
こ復帰する0 第8図中次のステップ60では、信号S。rを基に第1
0図(a)の割込ルーチンを実行して歯車変速機!g4
2の出力回転数N。を演算する0信号S。rは歯車変速
機構42の出力軸回転数に対応した周波数を持つ第10
図(b)に示すような正弦波信号で、この信号は振幅が
スレッショールドレベルを越える毎に波形整形回路40
をトリガして第1O図0))に示す矩形波信号S。r′
にされる0第10図(a)の割込ルーチンは信号S。r
′の立上がり毎に開始され、先ずステップ80で信号S
。r′の立上がりを読込み、次のステップ81で前回の
読込みとの時間差から周期T、を測定し、この周期から
歯車変速機構出力回転数N。を演算する0その後制御は
ステップ82に進み、ここで第8図のバックグランドル
ーチンに復帰する。
第8図中次のステップ61では、回転数N。とギヤ位置
信号Sよからまるギヤ位置に対応したギヤ比との積によ
りトルクコンバータ出力回転数(タービンランナ13b
の回転数)NTを演算し、その後制御はステップ52に
戻ってバックグランドルーチンが繰返される。
第11図はトルクコンバータ18をスリップ制御する定
時割込みルーチンで、ステップ90′におけるカウンタ
1のカウント値Aが設定値になる例えば100 ms毎
に実行される。従って、カウンタ゛1が10f′rLS
毎にカウントアツプされるものである場合そのカウント
値Aが10になる度に第11図の割込みルーチンは実行
される。そのため先ずステップ91において、カウント
値Aが設定値10であるか否かを判別し、そうでなけれ
ばステップ92でカウンタlを1段階歩進(インクリメ
ント)させ、次のステップ98で出力デユーティDを前
回の演算デユーティ値D(OLD)とし、ステップ94
で第8図のバックグランドルーチン・に復帰する。
ところでカウント値Aが設定値lOになると、ステップ
91はステップ95を選択し、ここでカウンタ1のカウ
ント値AをOにクリアし、次のステップ96で前記ギヤ
フラッグGEARFLGが0かlかを判別する。このフ
ラッグが0の場合、即ち前述した如く第2速が選択され
ている場合、第1速選択時と同様本発明のスリップ制御
を行なわないものとしてステップ97を選択し、このス
テップで出力デユーティDを0φGこする。この時第6
図から明らかなようにロックアツプ圧”L/uはコンバ
ータ圧P。と同じにされ、クラッチ22の釈放によりト
ルクコンバータ13を目的通りコンバータ(0/V)状
態で機能させることができる0 GEARFLGが1の場合、つまり前述した如く第3速
が選択されている場合、ステップ96はステップ98を
選択し、このステップ98で歯車変速機構42の出力回
転数N。(車速に対応する)が設定回転数N。S(設定
車速)以上か否かを判別する。No≧NQSでなければ
トルクコンバータ4のトルク増大機構及びトルク変動吸
収機能が最大限要求されることからステップ97′にお
いて出力デユーティDを0%にし、トルクコンバータ1
3をコンバータ状態で機能させる。
No≧No8であればステップ98はステップ99を選
択し、ここでエンジン回転数(ポンプインペラ13aの
回転数)NFがタービンランナ13bの回転数N7以上
か否かを判別するONE>NTでなければ、エンジン1
0が逆駆動されるコーステイング(エンジンブレーキ)
走行状態であるから、トルクコンバータ13のスリップ
制御を行なうべきでないから、この場合もステップ97
の選択によりトルクコンバータ13をコンバータ状態で
機能させる。なお、ステップ97の後制御はステップ9
4に進み、ここで第8図のバックグランドルーチンに復
帰する。
ステップ98の判別結果がN。≧NoSで且つステップ
99の判別結果がN E > N Tであれば、即ちト
ルクコンバータ13をスリップ制御すヘキエンジン10
の運転領域であれば、制御はステップ100に進み、こ
こで前記の温度フラッグTEMPFLGが0かlかを、
つまりトルクコンバータ作動流体温度が低いか高いかを
判別する。低温である場合ステップ101が、又高温で
ある場合ステップ102が夫々選択され、ステップ10
1では後述するPI制御における積分制御の比例定数K
i及び比例制御の比例定数Kp(これらでPI制御の制
御ゲインが決まる)を低温用の小さな定数によ、。
K匹と設定し、ステップ102では定数によ、Kpを夫
々高温用の大きな定数K 、K と設定する。
iHpH 次で制御はステップ108に進み、ここでトルクコンバ
ータ入出力要素13a、tab間のスリップ量N5(N
s−NE−NT)がスリップ量設定値NRより小さいか
否かを、つまりトルクコンバータ13が設定値NRに対
しスリップ不足状態かスリップ過大状態かを判別する。
スリップ不足状態の場合、ステップ104においてD 
(NEW )=D(OL’D)−に□・ΔX(但しに工
は比例定数、Δx= l Ns−NR1)なる演算によ
り積分制御分のデユーティD (NEW )をめた後ス
テップ105 ニおイTD=D (N E W )−K
p−ΔX(但しKpは比例定数)なる比例制御分の演算
を加味し、最終的な出力デユーティDをめる。その後ス
テップ106で前回の出力デユーティD(○LD”を今
回の出力デユーティDと1淫換え、これを第7図の増幅
器41を介し電磁弁29のソレノイド29bに供給して
これをデユーティ制御する。しかして当該制御はスリッ
プ誤差ΔXに応じ定数Ki 、 Kpに比例した分だけ
出力デユーティを減少させるため、ロックアツプ圧”L
/uは制御の繰返し毎に順次第6図から明らかな如く上
昇される。
従って、第2図におけるロックアツプクラッチ22はト
ルクコンバータ入出力要素1.8 a 、 13 b間
の駆動結合を弱め、トルクコンバータ18は上記スリッ
プ不足を補正され、目標スリップ量NRに持ち来たされ
る。
ところで、スリップ過大状態の場合、ステップ1(M+
はステップ107,108を順次選択し、これらステッ
プにおいてステップ104,105・におけると逆方向
の演算により最終的な出力デユーティDをめ、ステップ
106においてこの出力デユーティDと前回の出力デユ
ーティD(OLD)とを置換える。しかしてこの場合、
スリップ誤差ΔXに応じ定数Ki 、 Kpに比例した
分だけ出力デユーティを増大させるため、これによりデ
ユーティ制御される電磁弁29はロックアツプ圧PL/
uを第6図から明らかな如く低下させる。従って、ロッ
クアツプクラッチ22はトルクコンバータ入出力要素t
aa、1abiの駆動結合を強め、トルクコンバータ1
8は上記スリップ過大を補正され、目標スリップ量NR
に持ち来たされる。
ステップ106の後はステップ94が実行されて第8図
のバックグランドルーチンに復帰するが、第11図の定
時割込ルーチンが実行される度にトルクコンバータスリ
ップ量は設定値NRに順次持ち来たされるよう上記の通
りにP工制御される。
ところで本発明においては、トルクコンバータ作動流体
温度に応じ比例定数Ki、 Kpをこれらで決まる制御
ゲインが丁度良好なものとなるよう変更することから、
当該流体温度が高くても低くても例えば第12図に示す
ようにスリップ量を大きくハンチ゛ジグすることなく速
やかに設定値NRに安定させることができる。
なお上述した例では、トルクコンバータ作動流体温度が
1種の設定温度より高いか低いかQこより比例定数によ
、Kpを2種類だけ変更可能としたが、比例定数Ki 
、 Kpをトルクコンバータ作動流体温度に応じ連続的
に変化させるようにすることも可能であり、この場合一
層きめ細かな制御ゲインの変更が可能である。
(6)発明の効果 かくして本発明スリップ制御装置はその制御ゲインをト
ルクコンバータ作動流体温度に応じ変更可能な構成にし
たから、当該温度の違いによってスリップ制御用流体圧
作動系の応答遅れが異なっても制御ゲインを常時適正な
ものにすることができ、大きなハンチングを生ずること
のない安定したスリップ制御が可能となり、トルクコン
バータスリップ量を速やかに設定値に安定させ得て振動
・を生ずることもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明スリップ制御装置を示す概念図、第2図
は本発明スリップ制御装置の一実施例を示すシステム図
、 第3図は本発明装置におけるスリップ制御用コンピュー
タが出力するデユーティの説明図、第4図は同デユーテ
ィに対する制御圧の変化特性図、 第5図(a)及び同図(b)はスリップ制御弁の作用説
明図、 第6図は出力デユーティに対するロックアンプ圧の変化
特性図、 第7図はスリップ制御用コンピュータのブロック線図、 第8図、第9図(a)、第10図(a)、第11図は夫
々スリップ制御用コンピュータの制御プログラムを示す
フローチャート、 第9図(b)及び第10図の)は夫々エンジン回転数信
号及び歯車変速機構出力回転数信号の波形整形前後にお
ける波形説明図、 第12図は本発明装置によるスリップ制御の動作夕全本
チャート、 第13図は従来装置によるスリップ制御の動作タイムチ
ャートである。 1・・・クラッチ作動流体圧 2・・クラッチ 8・・トルクコンバータ入力要素 4・・トルクコンバータ出力43 素 5 ・クラッチ制御手段 6・・・温度検出手段 7・・・制御ゲイン変更手段 lO・・・エンジン 11・・クランクシャフト 12・・フライホイル 13・・トルクコンバータ 18a・・・ポンプインペラ(トルクコンバータ入力要
素) 18b・・・タービンランナ(トルクコンバータ出力要
素) ・14・トルクコンバータ出力軸 17・・ポンプ 21・・放熱器 22・ロックアツプクラッチ(クラッチ)25 ・スリ
ップ制御弁 28・・制御圧発生回路 29・・電磁弁 81・・・スリップ制御用コンピュータ82・・・温度
センサ(温度検出手段)33 ・エンジン回転数センサ 34・・・出力回転数センサ 35・・ギヤ位置センサ 36・・マイクロプロセッサユニット 37・・読取専用メモリ 38・・入出力インターフェース回路 89・・・A/D変換器 40・・・波形整形回路 41・・・増幅器 42・・歯車変速機構 第1図 第3図 第4図 ソレノイド′めイ告−ティC%ノ 第5図 (a) (b) 第6図 −j≧−ティ(%) 、−L樋りロベク−かで)〉ト一 工→〉心ぐぐ−トベ?ト鵞−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. L 流体圧で結合力を加減されるクラッチを介し入出力
    要素間のスリップ量を設定値に制御し得るようにしたク
    ラッチ制御手段を具えるスリップ制御式トルクコンバー
    タにおいて、前記流体の温度を検出する温度検出手段と
    、該温度に応じて前記クラッチ制御手段の制御ゲインを
    可変とする制御ゲイン変更手段とを設けてなることを特
    徴とするトルクコンバータのスリップ制御装置。
JP25115983A 1983-12-29 1983-12-29 トルクコンバ−タのスリツプ制御装置 Granted JPS60143267A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25115983A JPS60143267A (ja) 1983-12-29 1983-12-29 トルクコンバ−タのスリツプ制御装置

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