JP2011106554A - インペラクラッチの係合方法及び係合制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】独立油路タイプのインペラクラッチを備えたトルクコンバータ装置において、係合を速くするインペラクラッチの係合方法及び係合制御装置を提供すること。
【解決手段】トルクコンバータ装置３０は、トルクコンバータ２と、インペラクラッチ３と、インペラクラッチ３にクラッチ係合圧を供給する独立油路４と、トルクコンバータ２内に潤滑油を供給するＴ／Ｃ内圧供給油路５と、トルクコンバータ２内から潤滑油を排出するＴ／Ｃ内圧排出油路６と、クラッチ係合圧及びＴ／Ｃ内圧を供給する油圧回路７と、各種センサ２１〜２５の検出信号に基づき油圧回路７を介してトルクコンバータ装置３０を制御する制御装置２０と、を有する。制御装置２０が係合を指令すると、油圧回路７は、独立油路４を通じて、クラッチ油圧室３ｄにクラッチ係合油圧を供給していくと共に、Ｔ／Ｃ内圧排出油路６を通じて、背圧となっているトルクコンバータ２の内圧を減少させていく。
【選択図】図１

Description

本発明は、インペラクラッチを備えたトルクコンバータ装置の制御方法及び制御装置に関し、特に、インペラクラッチの係合方法及び係合制御装置に関する。

特許文献１又は２には、エンジンとトルクコンバータのポンプインペラ間の動力伝達を断接自在であり、該断接が独立油路を通じて供給されるクラッチ係合圧によって制御されるインペラクラッチが開示されている。車両発進時、インペラクラッチには、独立油路を通じて、クラッチ係合圧が供給され、インペラクラッチが係合されることによって、車両が発進可能な状態となる。

この独立油路は、トルクコンバータに内圧を供給する油路とは、別に設けられているため、このような独立油路タイプのインペラクラッチは、制御が容易であるという利点がある。

ＵＳ２００６／０１８５９５４Ａ１ 特開２００７−１１３６５９号公報

しかしながら、特許文献１又は２に開示された独立油路タイプのインペラクラッチにおいては、トルクコンバータの内圧が、インペラクラッチの背圧として作用するため、インペラクラッチにクラッチ係合圧が供給されてから係合完了するまでに時間がかかり、この結果、車両の発進時、大きなタイムラグが発生するという問題がある。

本発明の目的は、独立油路タイプのインペラクラッチを備えたトルクコンバータ装置において、インペラクラッチの係合を速くする、インペラクラッチの係合方法及び係合制御装置を提供することである。

本発明は、第１の視点において、エンジンとトルクコンバータのポンプインペラ間の動力伝達を断接自在であり、該断接が独立油路を通じて供給されるクラッチ係合圧によって制御されるインペラクラッチの係合方法であって、前記インペラクラッチを係合する際、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる工程、を含むことを特徴とするインペラクラッチの係合方法を提供する。なお、独立油路とは、インペラクラッチにクラッチ係合圧を供給する油路が、他の油路、特に、トルクコンバータに内圧を供給する油路とは、別に設けられていることを称している。

本発明は、第２の視点において、エンジンとトルクコンバータのポンプインペラ間の動力伝達を断接自在であり、該断接が独立油路を通じて供給されるクラッチ係合圧によって制御されるインペラクラッチの係合制御装置であって、前記インペラクラッチを係合する際、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる手段、を有するインペラクラッチの係合制御装置を提供する。

本発明によれば、独立油路タイプのインペラクラッチを有するトルクコンバータ装置において、インペラクラッチ係合時、インペラクラッチの背圧となるトルクコンバータ内圧を低減させることにより、クラッチ係合圧と背圧との差圧が迅速に高くなり、インペラクラッチの係合に要する時間が短縮される。これによって、特に、発進時、発進意思が発生してからインペラクラッチが係合完了するまでの時間が短縮され、車両発進時のタイムラグが小さくなる。

本発明の一実施例に係るインペラクラッチの係合方法が実行されるトルクコンバータ装置の説明図である。 図１に示したトルクコンバータ装置の詳細を示す構造図である。 図１に示したトルクコンバータ装置において実行される本発明の一実施例に係るインペラクラッチの係合方法を説明するフローチャートである。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記インペラクラッチの解放中、（１）前記インペラクラッチを搭載した車両のブレーキが解除された場合、（２）前記車両のアクセルが踏まれた場合、又は、（３）ドライブモード（Ｄレンジ）がセレクトされた場合、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる工程が実行される。この形態によれば、車両の発進時、インペラクラッチの係合に要する時間が短縮され、発進時のタイムラグが低減される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる工程において、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下と、が同時に開始される。この形態によれば、インペラクラッチの係合に要する時間がさらに短縮される。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる工程において、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下が、時間差をおいて開始される。この形態によれば、車両の状態又は操作意思に応じて、クラッチ係合圧の増加と、トルクコンバータの内圧低下のタイミングが制御される。

本発明によるインペラクラッチの係合は、車両の発進時（停止時）だけでなく、車両の走行中にも実行することができる。例えば、車両の減速時、フューエルカットにより、エンジン回転数が低下すると、再度、フューエル噴射量を増加させる制御が実行される場合がある。このとき、エンジン負荷が大きいと、多量のフューエルが噴射されて燃費が低下してしまうから、この燃費低下を防止するため、インペラクラッチを切断状態にして、エンジン負荷を小さくする制御が実行されることがある。このように切断状態となったインペラクラッチを再度係合させる際、本発明によるインペラクラッチの係合が好適に実行される。

本発明の好ましい実施の形態に係るインペラクラッチの係合制御装置は、前記インペラクラッチの解放中、（１）前記インペラクラッチを搭載した車両のブレーキが解除された場合、（２）前記車両のアクセルが踏まれた場合、又は、（３）ドライブモード（Ｄレンジ）がセレクトされた場合、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる工程を実行させる。この形態によれば、車両の発進時、インペラクラッチの係合に要する時間が短縮され、発進時のタイムラグが低減される。

本発明の好ましい実施の形態に係るインペラクラッチの係合制御装置は、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下を同時に開始させる。この形態によれば、インペラクラッチの係合に要する時間がさらに短縮される。

本発明の好ましい実施の形態に係るインペラクラッチの係合制御装置は、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下を、時間差をおいて開始させる。この形態によれば、車両の状態又は操作意思に応じて、クラッチ係合圧の増加と、トルクコンバータの内圧低下のタイミングが制御される。

以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例に係るインペラクラッチの係合方法が実行されるトルクコンバータ装置の説明図である。

図１を参照すると、このトルクコンバータ装置３０は、トルクコンバータ２と、インペラクラッチ３と、インペラクラッチ３（そのクラッチ油圧室３ｄ）にクラッチ係合圧を供給する独立油路４と、トルクコンバータ２内に潤滑油を供給するＴ／Ｃ内圧供給油路５と、トルクコンバータ２内から潤滑油を排出するＴ／Ｃ内圧排出油路６と、クラッチ係合圧及びＴ／Ｃ内圧を供給する油圧回路７と、各種センサ２１〜２５の検出信号に基づき油圧回路７を介してトルクコンバータ装置３０を制御する制御装置２０と、を有している。

トルクコンバータ２は、入力要素であるポンプインペラ２ａと、出力要素であるタービンライナ２ｂと、ポンプインペラ２ａとタービンライナ２ｂ間で流体を介して伝達されるトルクを増倍するステータホイール２ｃと、を有している。

インペラクラッチ３は、エンジン１の出力部材と一体回転する一方の摩擦係合部材３ａと、ポンプインペラ２ａと一体回転すると共に一方の摩擦係合部材３ａと係合自在な他方の摩擦係合部材３ｂと、独立油路４を通じて供給されるクラッチ係合圧を受けてストロークすることにより他方の摩擦係合部材３ａを一方の摩擦係合部材に向って押圧自在なクラッチピストン３ｃと、油圧回路７から独立油路４を通じてクラッチ係合圧が供給及び排出自在なクラッチ油圧室３ｄと、を有している。

インペラクラッチ３の係合制御装置は、独立油路４と、Ｔ／Ｃ内圧供給油路５と、Ｔ／Ｃ内圧排出油路６と、油圧回路７と、トルクコンバータ装置３０の制御装置２０と、を含んで構成され、インペラクラッチ３を係合する際、トルクコンバータ２の内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる手段は、Ｔ／Ｃ内圧排出油路６と、油圧回路７と、トルクコンバータ装置３０の制御装置２０と、を含んで構成されている。

トルクコンバータ装置３０の制御装置２０には、車軸センサ２１から車速を示す検出信号、アクセルセンサ２２からアクセル開度を示す検出信号、ブレーキセンサ２３からブレーキの踏み具合を示す検出信号、ポジションセンサ２４からセレクト及びシフト位置を示す検出信号、及び、ストロークセンサ２５からインペラクラッチ３のクラッチピストン３ｃのストロークを示す検出信号がそれぞれ入力される。制御装置２０は、これらの検出信号に基づき、油圧回路７を介して、トルクコンバータ２の内圧及びインペラクラッチ３のクラッチ係合圧を制御する。

図２は、図１に示したトルクコンバータ装置３０の詳細を示す構造図である。図２を参照すると、エンジントルクが入力されるフロントカバー８は、リアカバー９と一体化されている。リアカバー９は、リアカバーハブ１０と一体化されている。ポンプインペラ２ａは、インペラハブ１１と一体化されている。インペラハブ１１は、ベアリング１２を介して、リアカバーハブ１０に回転自在に支持されている。

クラッチピストン３ｃの内周側は、リアカバーハブ１０に摺動自在に支持されている。クラッチピストン３ｃの外周側は、軸方向にストローク自在にリアカバー９の大径側内周部にスプライン嵌合している。一方の摩擦係合部材３ａは、リアカバー９の大径側内周部にスプライン嵌合し、他方の摩擦係合部材３ｂは、ポンプインペラ２ａの大径側先端にスプライン嵌合している。インペラクラッチ３の係合時、クラッチピストン３ｃと、リアカバー９に係止されたフランジ３ｅとの間に、一方及び他方の摩擦係合部材３ａ，３ｂが挟持されて係合される。

リアカバーハブ１０の内周側には、スリーブ１３が配置されている。スリーブ１３の内周側と、トルクコンバータ２の出力軸１４の外周側には、ワンウェイクラッチ１５を介してステータホイール２ｃを支持するステータホイールシャフト１６が配置されている。

独立油路４は、リアカバーハブ１０内に径方向に沿って形成されている。独立油路４には、図１に示した油圧回路７から、リアカバーハブ１０内周面とスリーブ１３外周面の間を通じて、潤滑油ないしインペラクラッチ３のクラッチ係合圧が供給される。Ｔ／Ｃ内圧供給油路５は、ステータホイール２ｃとインペラハブ１１の間に形成されている。Ｔ／Ｃ内圧供給油路５には、図１に示した油圧回路７から、スリーブ１３内周面とステータホイールシャフト１６外周面の間を通じて、トルクコンバータ２にその内圧が供給される。Ｔ／Ｃ内圧排出油路６は、タービンライナ２ｂと一体化されたタービンハブ１７の間に形成されている。トルクコンバータ２の内圧は、排出油路６から、ステータホイールシャフト１６内周面と出力軸１４外周面の間を通じて、油圧回路７側に排出される。

以上説明したトルクコンバータ装置３０において、本発明の一実施例に係るインペラクラッチの係合方法を説明する。図３は、図１に示したトルクコンバータ装置において実行される本発明の一実施例に係るインペラクラッチの係合方法を説明するフローチャートである。

図１〜図３を参照すると、制御装置２０は、ステップＳ１において、例えば、ストロークセンサ２５からの検出信号に基づいて、インペラクラッチ３が解放中であるかどうか判定し、解放中である場合には、ステップＳ２の処理に移行し、係合中である場合には、他の処理に移行する。

ステップＳ２において、制御装置２０は、アクセルセンサ２２、ブレーキセンサ２３及びポジションセンサ２４からの検出信号に基づいて、発進意思の有無を判定し、発進意思がある場合には、ステップＳ３以下のインペラクラッチ係合処理（係合工程）に移行し、発進意思がない場合には、他の処理に移行する。発進意思がある場合とは、例えば、インペラクラッチ３の解放中、（１）インペラクラッチ３を搭載した車両のブレーキが解除された場合、（２）車両のアクセルが踏まれた場合、又は、（３）ドライブモード（Ｄレンジ）がセレクトされた場合である。なお、上述したように、車両走行時、所定条件下で、ステップＳ３以下のインペラクラッチ係合処理（係合工程）が実行されてもよい。

ステップＳ３に続くステップＳ４において、制御装置２０が、油圧回路７にインペラクラッチ３の係合を指令すると、油圧回路７は、ステップＳ５におけるクラッチ係合圧出力と、ステップＳ６におけるトルクコンバータ２の内圧低減を同時に実行する。詳細には、油圧回路７は、独立油路４を通じて、クラッチ油圧室３ｄにクラッチ係合油圧を供給していくと共に、Ｔ／Ｃ内圧排出油路６を通じて、インペラクラッチ３（クラッチピストン３ｃ）の背圧となっているトルクコンバータ２の内圧を減少させていく。これによって、クラッチ油圧室３ｄのクラッチ係合圧と、トルクコンバータ２の内圧との差圧が、インペラクラッチ３の係合指令が発信されてから迅速に大きくなるため、インペラクラッチ３の係合完了に要する時間が短縮される。

ステップＳ７において、制御装置２０は、ストロークセンサ２５からの信号に基づいて、インペラクラッチ３が係合完了したかどうかを判定し、係合完了していればステップＳ８の処理に移行し、完了していなければ、ステップＳ５及びステップＳ６の処理が継続される。

ステップＳ８において、インペラクラッチ３の係合完了を確認した制御装置２０は、トルクコンバータ２を十分に潤滑ないし冷却するため、Ｔ／Ｃ内圧供給油路５を通じて、トルクコンバータ２内に潤滑油を供給して、トルクコンバータ２の内圧を昇圧させる。なお、インペラクラッチ３の係合を解除する際には、制御装置２０は、まず油圧回路７を通じて、クラッチ油圧室３ｄのクラッチ係合圧を排出する。

図３に示したフローチャートによれば、制御装置２０は、ステップＳ５のクラッチ係合圧出力と、ステップＳ６のトルクコンバータ２の内圧低減を同時に実行させたが、両処理を時間差をおいて実行させてもよい。例えば、トルクコンバータ２の潤滑又は冷却がより必要な場合、ステップＳ６のトルクコンバータ２の内圧低減が後から開始されてもよく、そうでない場合には、ステップＳ５のクラッチ係合圧出力が先に開始されてもよい。

また、図３のステップＳ７において、制御装置２０は、インペラクラッチ３が係合・解放を、下記のような方法で判断することができる。
（１）制御装置２０は、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサで検出されるエンジン回転数と、トルクコンバータ２の出力軸１４または変速機の入力軸の回転数との差に基づいて、インペラクラッチ３の係合・解放を判断し、両回転数の差がゼロ又は所定値以下となった場合、インペラクラッチ３が完全に係合したと判断する。
（２）制御装置２０は、油圧回路７からインペラクラッチ３に供給される油圧を検出する油圧センサの検出信号、又は、油圧回路７に対する制御信号などに基づいて、インペラクラッチ３の係合・解放を判断することができる。

本発明によるインペラクラッチの係合方法及び係合制御制御装置は、独立油路型式のインペラクラッチを備えたトルクコンバータ及びそれを備えた変速機、さらに、この変速機を搭載した車両の制御に利用される。

１ エンジン（Ｅ／Ｇ）
２ トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）
２ａ ポンプインペラ
２ｂ タービンライナ
２ｃ ステータホイール
３ インペラクラッチ
３ａ 一方の摩擦係合部材
３ｂ 他方の摩擦係合部材
３ｃ クラッチピストン
３ｄ クラッチ油圧室
３ｅ フランジ
４ 独立油路（インペラクラッチ係合油路）
５ Ｔ／Ｃ内圧供給油路（潤滑油供給油路）
６ Ｔ／Ｃ内圧排出油路（潤滑油排出油路）
７ 油圧回路
８ フロントカバー
９ リアカバー
１０ リアカバーハブ
１１ インペラハブ
１２ ベアリング
１３ スリーブ
１４ 出力軸
１５ ワンウェイクラッチ
１６ ステータホイールシャフト
１７ タービンハブ
２０ 制御装置（トルクコンバータ装置３０の制御装置）
２１ 車軸センサ（車速センサ）
２２ アクセルセンサ
２３ ブレーキセンサ
２４ ポジションセンサ
２５ ストロークセンサ
３０ トルクコンバータ装置

Claims (8)

1. エンジンとトルクコンバータのポンプインペラ間の動力伝達を断接自在であり、該断接が独立油路を通じて供給されるクラッチ係合圧によって制御されるインペラクラッチの係合方法であって、
   前記インペラクラッチを係合する際、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる工程、を含むことを特徴とするインペラクラッチの係合方法。
2. 前記インペラクラッチの解放中、
   前記インペラクラッチを搭載した車両のブレーキが解除された場合、
   前記車両のアクセルが踏まれた場合、又は、
   ドライブモードがセレクトされた場合、
   前記工程が実行される、ことを特徴とする請求項１記載のインペラクラッチの係合方法。
3. 前記工程において、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下が同時に開始される、ことを特徴とする請求項１又は２記載のインペラクラッチの係合方法。
4. 前記工程において、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下が時間差をおいて開始される、ことを特徴とする請求項１又は２記載のインペラクラッチの係合方法。
5. エンジンとトルクコンバータのポンプインペラ間の動力伝達を断接自在であり、該断接が独立油路を通じて供給されるクラッチ係合圧によって制御されるインペラクラッチの係合制御装置であって、
   前記インペラクラッチを係合する際、前記トルクコンバータの内圧を低下することにより、前記クラッチ係合圧の背圧を低下させる手段、を有することを特徴とするインペラクラッチの係合制御装置。
6. 前記インペラクラッチの解放中、
   前記インペラクラッチを搭載した車両のブレーキが解除された場合、
   前記車両のアクセルが踏まれた場合、又は、
   ドライブモードがセレクトされた場合、
   前記手段は、前記トルクコンバータの内圧を低下させる、ことを特徴とする請求項５記載のインペラクラッチの係合制御装置。
7. 前記制御装置は、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下を同時に開始させる、ことを特徴とする請求項５又は６記載のインペラクラッチの制御装置。
8. 前記制御装置は、前記インペラクラッチに対する前記クラッチ係合圧の出力と、前記トルクコンバータの内圧の低下を、時間差をおいて開始させる、ことを特徴とする請求項５又は６記載のインペラクラッチの係合制御装置。

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