JPH0362944B2 - - Google Patents

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JPH0362944B2
JPH0362944B2 JP60048044A JP4804485A JPH0362944B2 JP H0362944 B2 JPH0362944 B2 JP H0362944B2 JP 60048044 A JP60048044 A JP 60048044A JP 4804485 A JP4804485 A JP 4804485A JP H0362944 B2 JPH0362944 B2 JP H0362944B2
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JP
Japan
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pressure
torque
slip
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torque converter
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JP60048044A
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JPS61206868A (ja
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Taku Murasugi
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Nissan Motor Co Ltd
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Priority to US06/836,412 priority patent/US4720003A/en
Priority to GB8605907A priority patent/GB2172348B/en
Priority to DE19863608072 priority patent/DE3608072A1/de
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Publication of JPH0362944B2 publication Critical patent/JPH0362944B2/ja
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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
    • 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
    • F16H45/00Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches 
    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • 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
    • F16H45/00Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches 
    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/021Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type three chamber system, i.e. comprising a separated, closed chamber specially adapted for actuating a lock-up clutch
    • 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
    • F16H45/00Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches 
    • F16H45/02Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H2045/0273Combinations of fluid gearings for conveying rotary motion with couplings or clutches  with mechanical clutches for bridging a fluid gearing of the hydrokinetic type characterised by the type of the friction surface of the lock-up clutch
    • F16H2045/0294Single disk type lock-up clutch, i.e. using a single disc engaged between friction members

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

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はトルクコンバータの入出力要素間にお
ける相対回転、つまりスリツプを制御する装置に
関するものである。
(従来の技術) トルクコンバータは内部作動流体を介して動力
伝達を行なう構成上、入出力要素間の相対回転を
避けられず、動力伝達効率が悪い。そこで従来、
特公昭59−747号公報及び米国特許第4002228号明
細書に記載されている如く、トルクコンバータ出
力トルク(タービントルク)に応じ上記の相対回
転を制限するスリツプ制御技術や、米国特許第
4169526号明細書に記載され、本願出願人も特願
昭59−86750号により提案済の如く、タービント
ルクとロツクアツプクラツチ伝達トルクとの比が
一定となるよう上記相対回転を制限するスリツプ
制御技術が提案された。
(発明が解決しようとする問題点) しかし前者のスリツプ制御技術では、タービン
トルクの検出機構を構成するスプリングの特性及
び可変オリフイスの形状によつて異なるものの、
スリツプ特性が第7図に1点鎖線で示す如くにな
り、同じスリツプ量(図面ではスリツプ量
20rpm、30rpm、40rpm、60rpmの場合を示す)
となる線が絞り弁開度(エンジン負荷)及び車速
に対して十分な傾斜をもつたものとならない。一
方、必要最低スリツプ量は20rpm、30rpm、
40rpm、60rpmについて示すと、第7図に実線a
〜dで示す如くであることが知られている。
このことから明らかなように、スリツプ量を
40rpm以上となるよう制御する間は、スリツプ量
が必要最低スリツプ量に対し全運転領域に亘つて
大き過ぎる。又、スリツプ量を30rpm以下となる
よう制御する間は、スリツプ量が必要最低スリツ
プ量に対し低負荷低速域で大き過ぎ、高負荷高速
域で小さ過ぎる。従つて、当該スリツプ制御技術
では、要求に対しスリツプ量の過不足を生じ、い
かなる運転状態のもとでも理想的なスリツプ制御
が達成されるというものでなかつた。そして、ス
リツプ過大はエンジンの燃量を悪化させ、スリツ
プ不足は振動や騒音を発生させる問題を生ずる。
なお実際には、振動や騒音の発生がトルクコン
バータの商品価値を決定的に悪化させることか
ら、スリツプ不足領域を生じないよう第7図中1
点鎖線で示すスリツプ特性を図中右方へずらせて
設定する。これがため、実際にはスリツプ過大領
域が極端に大きくなり、スリツプ制御による燃費
向上効果を十分達成し得ないのが実情であつた。
又、後者のスリツプ制御技術では、そのスリツ
プ特性が第8図に点線(スリツプ量20rpm、
30rpm、40rpm、60rpmの場合について示した)
で示す如くになり、必要最低スリツプ量特性a〜
dとの比較から明らかなようにスリツプ量が全運
転領域に亘り過大であると共に、スリツプ過大域
が高負荷高速域ほど大きくなつて、この場合もス
リツプ制御による燃費向上効果を十分果たし得な
い。
なお、排気対策のため排気還流装置をエンジン
が具えている場合、低速域でのエンジン回転が不
安定であるから、それだけ低速域で余分なスリツ
プ量が必要となるが、この要求を満足するよう第
8図の点線特性を図中下方にずらせると、スリツ
プ過大域が益々大きくなり、上記の問題が一層顕
著となる。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記タービントルクや、タービント
ルクとロツクアツプクラツチ伝達トルクとの比の
みによりスリツプ制御を行なうのでなく、車速及
びエンジン負荷によつてもスリツプ制御を行なう
ようにすることで、要求に近いスリツプ特性が得
られるようにし、これにより上述の問題を解決す
るもので、具体的にはロツクアツプクラツチをそ
の前後における圧力差に応じ締結させることで入
出力要素間の相対回転を制限可能なトルクコンバ
ータにおいて、トルクコンバータの出力トルクに
応じた圧力及び車速に応じた圧力を一方向に受け
て、これらトルクコンバータ出力トルク及び車速
の上昇につれ前記圧力差を増大し、エンジン負荷
に応じた圧力を他方向に受けてエンジン負荷の増
大につれ前記圧力差を減少するスリツプ制御弁を
設けた構成に特徴づけられる。
(作用) スリツプ制御弁はトルクコンバータの出力トル
クに応じた圧力だけでなく、これと同方向へ車速
に応じた圧力を受けると共に、他方向へエンジン
負荷に応じた圧力を受け、上記トルクコンバータ
出力トルク及び車速の上昇につれロツクアツプク
ラツチの前後圧力差、つまりロツクアツプクラツ
チの締結力を増大してトルクコンバータのスリツ
プを減じ、エンジン負荷の増大につれ上記圧力差
を減少してトルクコンバータのスリツプを増大す
ることから、スリツプ特性を要求に近いものとす
ることができ、全運転領域に亘りスリツプ量を適
正なものとなるよう制御し得ることとなる。
(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。
第1図は本発明スリツプ制御装置を具えたトル
クコンバータを示し、このトルクコンバータは全
体を1で示すようにポンプインペラ(トルクコン
バータ入力要素)2とタービンランナ(トルクコ
ンバータ出力要素)3と、ステータ4とで主に構
成する。ポンプインペラ2はこれに溶接したコン
バータカバー5を介してエンジンクランクシヤフ
ト(図示せず)に駆動結合し、エンジン運転中こ
れにより常時駆動されているものとする。ポンプ
インペラ2には更に中空のポンプ駆動軸6を溶接
し、この軸を介しポンプ7をエンジン運転中これ
により常時駆動する。
タービンランナ3はその内周縁部にリベツト8
により鋲着したタービンハブ9を具え、これを介
してタービンランナ3をスリーブ10上に回転自
在に嵌合し、このスリーブ10をトルクコンバー
タ出力軸11に軸方向へ移動しないようスプライ
ン結合して該出力軸11の一部となす。タービン
ハブ9及びスリーブ10に夫々、互に向い合つて
半径方向外方へ延在するフランジ9a,10aを
一体に形成し、フランジ9aと反対のフランジ1
0aの側に環状板12を配設する。フランジ9a
及び環状板12をリベツト13により一体結合す
るも、リベツト13はフランジ10aの対応孔1
0cに遊挿してフランジ9a,10a間、従つて
タービンハブ9及びスリーブ10間の相対回転を
許容するものとする。フランジ9a,10a及び
環状板12に夫々設けた整列窓内にアウタスプリ
ング14及びその内部に設けたインナスプリング
15をフランジ9a,10a及び環状板12の円
周方向に配置して設けることによりフランジ9
a,10a間を弾性的に駆動結合し、インナスプ
リング15をアウタスプリング14より短かくす
る。アウタスプリング14は常態でタービンハブ
9及びスリーブ10の相対回転を零に保ち、この
相対回転が大きくなるにつれ圧縮され、インナス
プリング15は当該相対回転が或る大きさ以上に
なる時アウタスプリング14のばね定数を大きく
する用をなす。
スリーブ10上には別にロツクアツプクラツチ
16を摺動自在に嵌合し、該ロツクアツプクラツ
チ16がその外周部クラツチフエーシング16a
をコンバータカバー5に圧接する時両者間にコン
バータ室17から隔絶されたロツクアツプ制御室
18が生ずるようにする。ロツクアツプ制御室1
8はトルクコンバータ出力軸11に形成した中空
孔11aを経て外部に通じさせる。又、コンバー
タ室17はタービンハブ9に設けた孔9b、スリ
ーブ10に設けたスリツト10d及び孔10b、
トルクコンバータ出力軸11に設けた孔11bを
経て外部に通じさせ、孔9b及びスリツト10d
はタービンハブ9及びスリーブ10の相対回転位
置、即ちトルクコンバータ出力トルクに応じたオ
ーバーラツプ量により第2図中斜線で示す開度S
を変更される可変オリフイス19を構成する。
ロツクアツプクラツチ16には更にL字形断面
の環状部材20を固着し、その遊端縁に形成した
歯20aとフランジ10aの外周縁に形成した歯
10eとを噛合させることにより、ロツクアツプ
クラツチ16をスリーブ10に軸方向相対移動可
能に駆動結合する。
又、トルクコンバータ1の前記ステータ4は一
方向クラツチ21を介して中空固定軸22上に置
き、この軸22とポンプ駆動軸6及びトルクコン
バータ出力軸11との間に夫々環状通路23,2
4を設定する。環状通路23は前記オイルポンプ
7からの作動油を回路25を経てトルクコンバー
タ1内に導びき、この作動油を環状通路24より
回路26を経て排除するが、この間回路26中に
設けた保圧弁27によりトルクコンバータ1内、
即ちコンバータ室17内を一定の圧力(コンバー
タ圧)PCに保つ。更に、孔11bは固定オリフ
イス28を有する回路29に接続し、これにより
コンバータ室17内のコンバータ圧力PCを可変
オリフイス19、孔10b,11b、回路29及
び固定オリフイス28を経て一部ドレンする。か
くて、可変オリフイス19及び固定オリフイス2
8間に両者の開口面積差によつて決まるトルク圧
PTが生じ、このトルク圧は可変オリフイス19
の開度S(第2図参照)に応じて変化する。とこ
ろで可変オリフイス19は、タービンランナ3の
伝達トルク、即ちトルクコンバータ出力トルクが
増大する時孔9bをスリツト10dに対し第2図
aから同図b,cへと相対変位されて開度Sを増
大され、トルクコンバータ出力トルクの減少時当
該相対変位が逆の方向へ生じて開度Sを減少され
るものである。従つて上記の如く可変オリフイス
19及び固定オリフイス28間の開口面積差によ
つて決まるトルク圧PTはトルクコンバータ出力
トルクに応じた圧力となる。そして、可変オリフ
イス19の開度減少につれトルク圧PTが低下す
ることから、このトルク圧(タービントルク相当
圧)は結局トルクコンバータ出力トルク(タービ
ントルク)に対し、つまりトルクコンバータスリ
ツプ量に対し例えば第4図の如くに変化する。
スリツプ制御装置はスリツプ制御弁30及び領
域判定弁31で構成する。スリツプ制御弁30は
ばね30aで図中上半部位置に弾支されたスプー
ル40を具え、このスプール位置で回路32を回
路33に通じ、スプール40の図中下半部位置で
回路32をオリフイス34付のドレン回路35に
通じさせるものとし、このためスプール40に同
径のランド40a,40bを隣り合せに設ける。
ランド40aより図中左側に順次配してスプール
40に順次直径の小さい小径部40c,40dを
設け、ランド40bより図中右側に順次配してス
プール40に順次直径の小さい小径部40e,4
0fを設ける。
小径部30bが臨む室30bは回路36に接続
し、この回路には車速に応じて例えば第5図の如
くに変化する自動変速機において周知の車速に応
じた圧力、つまりガバナ圧PGを導びく。小径部
40c,40d間に生じた室30cは回路37に
より回路29に接続してトルク圧PTを導びき、
ランド40a及び小径部40c間に生じた室30
dは回路38により回路32に接続して、回路3
2内のスリツプ制御圧PXを導びく。ランド40
b及び小径部40c間に生じた室30eは回路3
9により回路29に接続して、コンバータ圧PC
を導びき、回路39に前記の回路33を接続す
る。又小径部40e,40f間に生じた室30f
は回路41からのスロツトル圧PTHを導びく。こ
のスロツトル圧はエンジンの絞り弁開度に応じ例
えば第6図の如くに変化するものであるが、この
絞り弁開度はエンジン負荷を代表することから、
スロツトル圧PTHはエンジン負荷に応じた圧力で
ある。
領域判定弁31はばね31aにより図中上半部
位置に弾支されたスプール31bを具え、このス
プール位置で孔11aから延在する回路42を回
路33から延在する回路43に通じてロツクアツ
プ制御室18に向かう回路42内のロツクアツプ
制御圧PL/uをコンバータ圧PCとなし、スプー
ル31bの図中下半部位置で回路42を回路32
に通じて上記のロツクアツプ制御圧PL/uをス
リツプ制御弁30により調圧された回路32内の
スリツプ制御圧PXとなすものとする。なお、ス
プール31bはばね31aのばね力と、室31c
に供給される回路36からのガバナ圧PGに基づ
く力との相関関係により位置を決定され、第7図
乃至第9図中V1で示す車速に対応した第5図中
PGAで示す値よりガバナ圧PGが低い時、スプール
31bは第1図中上半部位置となり、ガバナ圧
PGがそれ以上の間スプール31bは第1図中下
半部位置になるものとする。
上記実施例の作用を次に説明する。領域判定弁
31は、車速が第7図乃至第9図中V1で示す値
以下のコンバータ域の間、これに対応したガバナ
圧PGにより第1図中上半部状態にされる。これ
により回路42が回路43に通じ、ロツクアツプ
制御室18内のロツクアツプ制御圧PL/uはコ
ンバータ室17内のコンバータ圧PCと同じ値に
保たれる。この時ロツクアツプクラツチ16はコ
ンバータカバー5に圧接され得ず、動力伝達を行
なわないことから、つまり入出力要素2,3間の
相対回転を制限しないことから、トルクコンバー
タ1は要求通りスリツプを一切制限されないコン
バータ状態で動力伝達を行なう。
車速が第7図乃至第9図中V1以上となるスリ
ツプ制御域では、これに対応したガバナ圧PG
領域判定弁31を第1図中下半部状態となして、
回路42を回路32に切換接続し、ロツクアツプ
制御室18内のロツクアツプ制御圧PL/uを回
路32内のスリツプ制御圧PXとなし、スリツプ
制御弁30による圧力PX、つまり圧力PL/uの
調圧下に後述の如くにトルクコンバータ1のスリ
ツプ制御を行なうことができる。なお、ちなみ
に、ロツクアツプクラツチ16の伝達トルクはコ
ンバータ圧PCとロツクアツプ制御圧PL/uとの
差圧(ロツクアツプクラツチ作動油圧)PC
PL/uに応じて例えば第4図の如くに変化する
が、コンバータ圧PCが前記の通り一定であるか
ら、ロツクアツプクラツチ16の伝達トルクはロ
ツクアツプ制御圧PL/uにより制御することが
できる。
ここで、スリツプ制御弁30のスプール40に
作用する力を考察するに、第1図中右方向には小
径部40dの遊端面(受圧面積A)においてガバ
ナ圧PGが、小径部40c,40d間の受圧面積
差(面積B)においてトルク圧PTが、ランド4
0a及び小径部40c間の受圧面積差(面積C)
においてスリツプ制御圧PXが夫々作用し、第1
図中左方向にはランド40b及び小径部40c間
の受圧面積差(上記と同じ面積C)においてコン
バータ圧PCが、小径部40e,40f間の受圧
面積差(面積D)においてスロツトル圧PTH
夫々作用すると共にばね30aのばね力FSPが作
用する。従つて、スプール40に作用する力の釣
合式は A×PG+B×PT+C×PX =C×PC+D×PTH+FSP となり、この式を整理した A・PG+B・PT=C(PC−PX) +D・PTH+FSP ……(1) の関係が成立するよう、スプール40は第1図中
左右方向のストロークを繰り返しながら、回路3
2を回路33又はドレン回路35に通じさせつつ
スリツプ制御圧PXを調圧する。
ところで、トルク圧PTは第3図から明らかな
ようにタービントルクTTにほぼ比例するから、
その比例定数をK1とすると、 PT≒K1×TT ……(2) の関係式が成立する。又、ロツクアツプクラツチ
16の伝達トルクTLは第4図に示すように圧力
PCとPL/uとの差圧に比例し、当該スリツプ制
御域ではPX=PL/uであるから、 PC−PX=K2×TL(K2は比例定数) ……(3) の関係式が成立する。
(1)式に(2),(3)式を代入し、B×K1=B′、C×
K2=C′とすると、 A・PG+B′・TT=C′・TL+D・PTH+FSP の関係式が成立し、この式からタービントルク
TTは次式で表わされる。
TT=C′/B′・TL+D/B′・PTH −A/B′・PG+1/B′・FSP ……(4) 一方、タービントルクTTはトルクコンバータ
スリツプ量NSと、トルクコンバータ入力又は出
力回転数Nとの関数、つまり TT=f(NS,N) ……(5) でも表わされ、結局スリツプ量NSは(4)式、(5)式
からロツクアツプクラツチ伝達トルクTL、スロ
ツトル圧PTH(絞り弁開度)、ガバナ圧PG(車速)に
より設定されることとなる。かくて、このように
設定可能なスリツプ量特性は20rpm、30rpm、
40rpm、60rpmについて示すと、例えば第9図に
a′,b′,c′,d′の如くにすることさえ可能であり、
前記した最低要求スリツプ量特性a〜dに対し余
裕スリツプ量ΔN(例えば20rpm)を加算した特
性に沿つた理想的なスリツプ制御を行なうことが
できる。
更に、スリツプ制御因子として絞り弁開度(ス
ロツトル圧PTH)及び車速(ガバナ圧PG)を用い
ることで、これらに応じて変化する理想特性a′〜
d′に実際のスリツプ制御をほぼ完全に一致させる
ことができ、過不足のないスリツプ量によつて振
動や騒音を生ずることなくスリツプ制御による燃
費向上効果を最大限に引出すことができる。
(発明の効果) かくして本発明装置は上述の如く、トルクコン
バータ出力トルク(タービントルク)に応じた圧
力(図示例ではトルク圧PT)だけでなく、エン
ジン負荷(図示例では絞り弁開度)及び車速に応
じた圧力(図示例ではスロツトル圧PTH及びガバ
ナ圧PG)にも応動して、ロツクアツプクラツチ
16の前後差圧(PC−PL/u)を調圧するスリツプ制
御弁30を設けた構成になるから、スリツプ特性
を運転領域の如何にかかわらず常時要求に近い適
正なものにすることができ、従つてスリツプ量の
過不足を生ぜず、振動や騒音を生ずることなしに
スリツプ制御による燃費向上効果を最大限引出す
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明スリツプ制御装置を具えたトル
クコンバータの縦断側面図、第2図a〜cは夫々
同装置の可変オリフイスを第1図の矢視方向に
見て示す作用説明図、第3図は同可変オリフイス
の開度に対するタービントルク相当圧の変化特性
図、第4図はロツクアツプクラツチの伝達トルク
と作動油圧との関係を示す線図、第5図はガバナ
圧の変化特性図、第6図はスロツトル圧の変化特
性図、第7図及び第8図は夫々従来装置によるス
リツプ制御特性図、第9図は本発明装置によるス
リツプ制御特性図である。 1……トルクコンバータ、2……ポンプインペ
ラ(入力要素)、3……タービンランナ(出力要
素)、4……ステータ、5……コンバータカバー、
9……タービンハブ、10……スリーブ、11…
…トルクコンバータ出力軸、14……アウタスプ
リング、15……インナスプリング、16……ロ
ツクアツプクラツチ、17……コンバータ室、1
8……ロツクアツプ制御室、19……可変オリフ
イス、27……保圧弁、28……固定オリフイ
ス、30……スリツプ制御弁、31……領域判定
弁、PT……トルク圧(トルクコンバータ出力ト
ルクに応じた圧力)、PC……コンバータ圧、PTH
…スロツトル圧(エンジン負荷に応じた圧力)、
PG……ガバナ圧(車速に応じた圧力)、PL/u……
ロツクアツプ制御圧、PX……スリツプ制御圧。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ロツクアツプラツチをその前後における圧力
    差に応じ締結させることで入出力要素間の相対回
    転を制限可能なトルクコンバータにおいて、 トルクコンバータの出力トルクに応じた圧力及
    び車速に応じた圧力を一方向に受けて、これらト
    ルクコンバータ出力トルク及び車速の上昇につれ
    前記圧力差を増大し、エンジン負荷に応じた圧力
    を他方向に受けてエンジン負荷の増大につれ前記
    圧力差を減少するスリツプ制御弁を設けてなるこ
    とを特徴とするトルクコンバータのスリツプ制御
    装置。
JP60048044A 1985-03-11 1985-03-11 トルクコンバ−タのスリツプ制御装置 Granted JPS61206868A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60048044A JPS61206868A (ja) 1985-03-11 1985-03-11 トルクコンバ−タのスリツプ制御装置
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