JP5056467B2

JP5056467B2 - 流体伝動装置

Info

Publication number: JP5056467B2
Application number: JP2008039838A
Authority: JP
Inventors: 裕樹田辺
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2008-02-21
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2028-02-21
Also published as: JP2009197889A

Description

本発明は自動車用自動変速機等で用いられる流体伝動装置の技術分野に属する。

自動車用自動変速機で用いられる流体伝動装置においては、エンジンの燃費向上等を目的として、その入力側（ポンプ側）と出力側（タービン側）とを直結するロックアップクラッチが設けられ、運転状態に応じて該クラッチを締結状態（ロックアップアップ状態）、解放状態（コンバータ状態）、及びスリップ状態に制御することが行われるが、さらに、締結状態及びスリップ状態で、エンジン側からの捩り振動を吸収するため、該ロックアップクラッチの出力部材であるクラッチディスクにダンパ機構が備えられることがある。

このダンパ機構は、例えば特許文献１に開示されているように、前記クラッチディスクを、ロックアップクラッチ締結時にポンプ側に結合される入力側のドライブ部材と、タービン側に連結された出力側のドリブン部材とで構成すると共に、両部材間にダンパスプリングを介設し、両部材を所定範囲内で相対回転可能に弾性的に連結した構成とされている。

また、前記捩り振動を効果的に減衰するため、前記特許文献１に記載の流体伝動装置においては、前記ダンパ機構におけるドライブ部材とドリブン部材との間に、即ち前記ダンパスプリングに並列にフリクション部材を配設し、前記ドライブ部材とドリブン部材との間で摩擦に基づくヒステリシストルクを発生させるように構成されている。このヒステリシストルクの発生により前記捩り振動が減衰され、該振動に起因する主として低車速時に顕著となる室内こもり音が低減される。

特開２０００−３２０６４３号公報

しかし、前記特許文献１に記載された流体伝動装置の構成では、ヒステリシストルクの大きさを可変制御できないので、特定の運転状態でしか室内こもり音を低減できないという問題があり、例えばロックアップクラッチの締結状態でこもり音のレベルを低減するように設定すれば、該ロックアップクラッチのスリップ時には却ってそのレベルが上昇する、といった問題が発生する。

そこで、本発明は、ロックアップクラッチに、ダンパ機構とヒステリシストルク発生機構とが備えられた流体伝動装置において、広い運転領域において、室内こもり音を効果的に低減することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項1に記載の発明は、エンジンに連結されたポンプインペラと、該ポンプインペラに対向配置され、該インペラの回転により流体を介して駆動されるタービンランナと、締結時に前記ポンプインペラとタービンランナとを直結するロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチの出力側に設けられたダンパ機構とを有する流体伝動装置であって、前記ダンパ機構の入、出力部材間にヒステリシストルクを発生させるヒステリシストルク発生機構が備えられ、かつ該ヒステリシストルク発生機構で発生するヒステリシストルクの大きさを可変制御するヒステリシストルク制御手段が設けられていると共に、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段が備えられ、前記ヒステリシストルク制御手段は、ヒステリシストルクが大きいときに、小さいときに比べて室内こもり音のレベルが高くなるエンジン回転数の領域では該ヒステリシストルクが相対的に小さくなるように、それ以外の領域では該ヒステリシストルクが相対的に大きくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、エンジンに連結されたポンプインペラと、該ポンプインペラに対向配置され、該インペラの回転により流体を介して駆動されるタービンランナと、締結時に前記ポンプインペラとタービンランナとを直結するロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチの出力側に設けられたダンパ機構とを有する流体伝動装置であって、前記ダンパ機構の入、出力部材間にヒステリシストルクを発生させるヒステリシストルク発生機構が備えられ、かつ該ヒステリシストルク発生機構で発生するヒステリシストルクの大きさを可変制御するヒステリシストルク制御手段が設けられていると共に、前記ヒステリシストルク発生機構は、前記ロックアップクラッチの出力部材であるクラッチディスクに設けられたダンパスプリングの内周側に配置されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の流体伝動装置において、前記ヒステリシストルク制御手段は、前記ロックアップクラッチが締結状態に制御されているときはヒステリシストルクが相対的に小さくなるように、前記ロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときはヒステリシストルクが相対的に大きくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の流体伝動装置において、前記ロックアップクラッチのスリップ量を検出するスリップ量検出手段が備えられ、前記ヒステリシストルク制御手段は、前記ロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときに、前記スリップ量検出手段によって検出されるロックアップクラッチのスリップ量が大きいほどヒステリシストルクが大きくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする。

さらに、請求項５に記載の発明は、前記請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の流体伝動装置において、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段が備えられ、前記ヒステリシストルク制御手段は、前記ロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときに、前記エンジン回転数検出手段によって検出されるエンジン回転数が所定回転数でヒステリシストルクが最も大きくなり、該所定回転数から低回転側及び高回転側にエンジン回転数が離れるほど、ヒステリシストルクが小さくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする。

以上のように構成したことにより、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

まず、請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、ヒステリシストルク制御手段により、ダンパ機構の入、出力部材間に設けられたヒステリシストルク発生機構で発生するヒステリシストルクの大きさを可変制御することが可能となるので、例えばロックアップクラッチが締結状態にあるかスリップ状態にあるかに応じて、該ヒステリシストルクの大きさを制御することが可能となる。したがって、このヒステリシストルクを利用して、広い運転領域でロックアップクラッチの捩り振動に起因する室内こもり音を効果的に低減することが可能となる。
その場合に、請求項１に記載の発明によれば、エンジン回転数によって、ヒステリシストルクを小さくした方が室内こもり音のレベルが低下する領域と、ヒステリシストルクを大きくした方が室内こもり音のレベルが低下する領域とが存在する場合に、前者の領域では、ヒステリシストルクが相対的に小さくなるように、後者の領域では、ヒステリシストルクが相対的に大きくなるように制御されるので、いずれの領域においても、室内こもり音が効果的に低減されることになる。
また、請求項２に記載の発明によれば、前記ヒステリシストルク発生機構が、ロックアップクラッチの出力部材であるクラッチディスクにおけるダンパスプリングの内周側に配置されるので、該ダンパスプリングを配設することにより軸方向に膨出した部位の内周側に生じるスペースが有効利用され、ダンパ機構とヒステリシストルク発生機構とを軸方向に併設する場合等に比較して当該流体伝動装置の軸方向寸法が短縮されることになる。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記ロックアップクラッチが締結状態に制御されているときはヒステリシストルクが相対的に小さくなるように、前記ロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときはヒステリシストルクが相対的に大きくなるように、ヒステリシストルク発生機構が制御されるので、例えば比較的低車速時におけるエンジンの常用回転数範囲において、ロックアップクラッチの締結時には、ヒステリシストルクが小さくされて、ダンパ機構の入、出力部材間に相対回転が生じ易くなることにより、捩り振動が効果的に吸収され、また、ロックアップクラッチのスリップ時には、ヒステリシストルクが大きくされて、ダンパ機構の入、出力部材間の相対回転が抑制されることにより、ロックアップクラッチのスリップとダンパ機構の相対回転とが重なることによる捩じり振動のレベルの上昇が抑制され、いずれの状態においても、該室内こもり音が効果的に低減されることになる。

また、請求項４に記載の発明によれば、ロックアップクラッチのスリップ時に、ロックアップクラッチのスリップ量が大きいほどヒステリシストルクが大きくなって、ダンパ機構の入、出力部材の相対回転が抑制され、逆に、ロックアップクラッチのスリップ量が小さいほどヒステリシストルクが小さくなって、ダンパ機構の入、出力部材が相対回転し易くなることにより、いずれの場合にも、ロックアップクラッチのスリップ量とダンパ機構における前記相対回転とを、室内こもり音が低く抑制されるように、適度にバランスさせることが可能となる。

さらに、請求項５に記載の発明によれば、同じくロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときに、例えばヒステリシストルクを小さくすることにより室内こもり音のピークが生じる所定エンジン回転数でヒステリシストルクを最も大きくすることにより、そのピークを低減させると共に、その回転数から離れるほどヒステリシストルクを小さくすることにより、室内こもり音を広いエンジン回転数領域で低減させることが可能となる。

以下、自動変速機に適用した本発明に係る流体伝動装置の実施の形態について説明する。

図１に示すように、この実施の形態に係る流体伝動装置はトルク増大機能を備えたトルクコンバータであって、このトルクコンバータ１の本体１０は、エンジン側のフロントカバー１１と反エンジン側のポンプハウジング１２とを結合してなる中空円盤状とされ、前記フロントカバー１１がエンジンのクランク軸２にドライブプレート３を介して取り付けられている。

前記ポンプハウジング１２の外周部内側には、ブレード状のポンプインペラ２１…２１が複数枚、放射状に配設され、これらによりエンジンと一体回転するポンプ２０が構成されている。

また、そのエンジン側には、タービンシェル３１が回転自在に配設され、その外周部に、前記ポンプインペラ２１…２１と対向するようにブレード状のタービンランナ３２…３２が複数枚、放射状に配設され、これらにより、前記ポンプ２０の回転により本体１０内の作動油を介して回転駆動されるタービン３０が構成されている。そして、前記タービンシェル３１のスリーブ状の内周端部３１ａは、タービンハブ３３の外周面にスプライン嵌合され、さらに、このタービンハブ３３の内周面は、変速機構側へ動力を伝えるタービンシャフト３４の前端部にスプライン嵌合されている。これにより、タービン３０の回転が変速機構側へ出力される。

また、前記ポンプ３０とタービン３０との間にステータ４０が配置されている。このステータ４０は、基部４１の外周部に、前記ポンプインペラ２１…２１とタービンランナ３２…３２の内周部の間に位置するように複数のブレード４２…４２を設けた構成で、前記基部４１は、ワンウェイクラッチ４３を介して変速機ケース（図示せず）から延びるボス部４に支持されており、所定方向にのみ回転可能とされている。そして、前記ブレード４２…４２により、タービン３０を駆動した作動油を案内してポンプ２０側に戻すと共に、その際の反力により、速度比（タービン回転数／ポンプ回転数）が所定値より小さいときにトルク増大作用を実現するようになっている。

また、このトルクコンバータ１には、前記ポンプ２０とタービン３０とを直結するロックアップクラッチ５０が備えられている。つまり、前記フロントカバー１１内の外周部にはドラム状部材５１が固着され、その内周面にピストン５２の外周部と受圧プレート５３とがスプライン係合されていると共に、これらの間に摩擦板５４が介設されている。この摩擦板５４の内周部は、ロックアップクラッチ５０の出力部材であるクラッチディスク５５の外周部にスプライン係合されており、さらに、該クラッチディスク５５の内周端部５５ａは、前記タービンハブ３３に一体的に連結されている。

また、前記ピストン５２の内周部はエンジン側へ膨出され、その膨出部５２ａの外周面と内周面とは、フロントカバー１１の内面に固着された外側及び内側ガイド部材５６、５７に油密状態で摺動可能に支持されていると共に、該ピストン膨出部５２ａの背面と前記フロントカバー１１の内面との間が油圧室５８とされ、前記タービンシャフト３４に設けられた通路３４ａ及び前記内側ガイド部材５７とフロントカバー１１との間に設けられた通路５７ａを通って該油圧室５８にロックアップクラッチ締結用油圧（以下、「ロックアップ圧」という）が供給されるようになっている。

そして、このロックアップ圧の供給時には、前記ピストン５２が反エンジン側に押圧されることにより、摩擦板５４が該ピストン５２と受圧プレート５３との間に挟み付けられ、該摩擦板５４に係合されたクラッチディスク５５が該摩擦板５４及びドラム状部材５１を介して本体１０のフロントカバー１１に結合される。これにより、ロックアップクラッチ５０が締結されて、トルクコンバータ１はポンプ２０とタービン３０とが直結されたロックアップ状態となる。

また、前記ロックアップ圧の制御により、前記摩擦板５４がピストン５２と受圧プレート５３との間で摺動して、ロックアップクラッチ５０がスリップ状態に制御され、さらに、ロックアップ圧を排出すれば、前記摩擦板５４が解放されてロックアップクラッチ５０が解放状態となり、トルクコンバータ１は、ポンプ２０とタービン３０とが流体のみを介して連動するコンバータ状態となる。

さらに、このロックアップクラッチ５０のクラッチディスク５５には、ダンパ機構６０と、該ダンパ機構６０にヒステリシストルクを与えるためのヒステリシストルク発生機構７０とが備えられている。

つまり、該ダンパ機構６０を構成するクラッチディスク５５は、前後一対のドライブ部材６１、６１と、これらのドライブ部材６１、６１間に配置されたドリブン部材６２と、周方向の複数箇所でドライブ部材６１、６１に保持され、該ドライブ部材６１、６１とドリブン部材６２とを回転方向に弾力的に連結するダンパスプリング６３とで構成され、該ダンパスプリング６３の伸縮によってドライブ部材６１、６１とドリブン部材６２とを一定範囲で相対回転可能とするダンパ機構６０が構成されている。

そして、一方のドライブ部材６１の外周部が前記摩擦板５４にスプライン係合され、ドリブン部材６２の内周端部（クラッチディスク５５の内周端部５５ａ）が前記タービンハブ３３に連結されていることにより、ロックアップクラッチ５０の締結時及びスリップ時に、エンジンからクラッチディク５５に伝達される捩り振動を吸収するようになっている。

また、ヒステリシストルク発生機構７０は、図２に拡大して示すように、前記タービンシェル３１のスリーブ状の内周端部３１ａにスプライン嵌合されることにより、タービンハブ３３を介してクラッチディスク５５のドリブン部材６２に連結されたフリクションピストン７１を有する。このフリクションピストン７１の外周部は、前記ダンパ機構６０を構成する一方のドライブ部材６１の内周部に設けられた摺動面６１ａに対向する押圧部７１ａとされ、該押圧部７１の前記摺動面６１ａに対向する面には摩擦材７１ｂが貼付されている。

また、該フリクションピストン７１の内周部は受圧部７１ｃとされていると共に、該受圧部７１ｃと前記押圧部７１ｂとの間にエンジン側及び反エンジン側に延びる筒状部７１ｄ、７１ｅが設けられている。これらの筒状部７１ｄ、７１ｅは、前記ダンパ機構６０のドリブン部材６２、及び前記タービンシェル３１に設けられた段付き部の内周面にそれぞれ油密状態で摺動可能に嵌合されており、これにより、受圧部７１ｃのエンジン側に油圧室７２が、反エンジン側に遠心バランス室７３がそれぞれ画成されている。

そして、前記油圧室７２には、前記タービンシャフト３４、タービンハブ３３、及びタービンシェル３１の内周端部３１ａにそれぞれ設けられた通路３４ｂ、３３ａ、３１ｂを通ってフリクションピストン押圧用油圧（以下、「ヒステリシス圧」という）が供給され、これにより、フリクションピストン７１が前記遠心バランス室７３内に備えられたリターンスプリング７４の付勢力に抗して反エンジン側に移動し、前記押圧部７１ａ（摩擦材７１ｂ）がダンパ機構６０におけるドライブ部材６１の摺動面６１ａに押し付けられるようになっている。

これにより、ダンパ機構６０のドライブ部材６１とドリブン部材６２との間に、即ちダンパスプリング６３に並列に、捩り振動による両部材６１、６２の相対回転に対する抵抗となるヒステリシストルクが付与され、ダンパ機構６０による捩り振動吸収作用が抑制されることになる。

その場合に、前記ヒステリシス圧を制御することにより、ヒステリシストルクの大きさを制御することが可能とされ、前記フリクションピストン７１の押圧部７１ａがドライブ部材６１の摺動面６１ａに固着されたヒステリシストルクが最大の状態（以下、「固着状態」という）から、ヒステリシストルクが小さくなってフリクションピストン７１の押圧部７１ａが前記摺動面６１ａに対して摺動する状態（以下、「摺動状態」という）、及びヒステリシス圧が排出されて前記押圧部７１ａが摺動面６１ａから完全に離反したヒステリシストルクが最小の状態（以下、「解放状態」という）にまで制御されるようになっている。

なお、油圧室７２からヒステリシス圧を排出した解放状態では、該油圧室７２に残存する作動油に作用する遠心力によりフリクションピストン７１を固着方向に押圧する力が発生するが、この力は、タービンシェル３１に設けられた通孔３１ｃにより遠心バランス室７３に導入される作動油に作用する遠心力によって相殺され、フリクションピストン７１を解放状態に制御しているときに、固着状態となることが防止される。

一方当該自動変速機には、変速制御や前記ロックアップクラッチ５０の制御用としてコントロールユニット１００が備えられ、該コントロールユニット１００により、車速とエンジン負荷とをパラメータとして、変速段の制御と、ロックアップクラッチ５０を解放状態、スリップ状態又は締結状態のいずれかに設定する制御とを行うようになっている。

そして、このコントロールユニット１００は、ロックアップクラッチ５０の捩り振動に起因する室内こもり音対策制御も行うようになっており、図３に示すように、その制御に用いられるものとして、自動変速機が搭載された自動車の車速を検出する車速センサ１０１からの信号と、トルクコンバータ１の入力回転数であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１０２からの信号と、トルクコンバータ１の出力回転数であるタービン３０の回転数を検出するタービン回転数センサ１０３からの信号とが入力されるようになっている。

そして、コントロールユニット１００は、これらの信号が示す運転状態に応じてヒステリシストルク発生機構７０の油圧室７２に供給されるヒステリシス圧を制御するように、油圧制御ユニット１１０におけるヒステリシス圧制御用油圧アクチュエータ１１１に制御信号を出力する。これにより、ヒステリシストルク発生機構７０におけるフリクションピストン７１のダンパ機構６０におけるドライブ部材６１の摺動面６１ａに対する押付力が制御され、運転状態に応じたヒステリシストルクが発生する。

ここで、このヒステリシストルクと室内こもり音の関係を説明すると、まず、ロックアップクラッチ５０が締結状態にあるときは、図４に示すよう、低車速域でのエンジンの常用回転数範囲Ｘにおいて、ヒステリシストルクが最大の状態、即ちヒステリシス圧が最大で、ヒステリシストルク発生機構７０のフリクションピストン７１がダンパ機構６０のドライブ部材６１に対して固着状態にあるときに、特性Ａで示すように、室内こもり音のレベルが最も高くなる。そして、この状態から、ヒステリシス圧ないしヒステリシストルクを小さくして、フリクションピストン７１を摺動状態とすれば、特性Ｂで示すように室内こもり音のレベルが低下し、さらに、ヒステリシス圧を排出し、ヒステリシストルクを最小として、フリクションピストン７１を解放状態とすれば、特性Ｃに示すように、室内こもり音のレベルが最も低くなる。

また、ロックアップクラッチ５０がスリップ状態にあるときは、図５に示すように、同じく低車速域でのエンジンの常用回転数範囲Ｘにおいて、ヒステリシス圧をヒステリシストルク発生機構７０の油圧室７２から排出し、フリクションピストン７１を解放状態とすれば、特性Ｄに示すように、室内こもり音のレベルのピークが発生する。そして、この状態から、ヒステリシス圧を供給し、ヒステリシストルクを発生させてゆけば、室内こもり音の前記ピークが次第に低下し、ヒステリシス圧を最大としてフリクションピストン７１を固着状態とすれば、特性Ｅに示すように、前記ピークが完全に消滅する。なお、図５に示す特性では、エンジンの常用回転数範囲Ｘ内におけるピーク回転数ｎ_０から離れた回転数の領域で、フリクションピストン７１の固着状態の特性Ｅの方が、解放状態の特性Ｄより高い室内こもり音のレベルを示している。

ここで、ロックアップクラッチ５０のスリップ量、即ちエンジン回転数とタービン回転数の差回転数（エンジン回転数−タービン回転数）が０から増加するに従って、室内こもり音の特性は図４の状態から図５の状態へ移行することになるが、このことから、室内こもり音のレベルを低く保つためには、前記スリップ量の増加に従って、ヒステリシストルクを増大させればよいことになる。

また、ロックアップクラッチ５０のスリップ時において、図５に示す室内こもり音のピークの影響を抑制するためには、エンジン回転数がピーク回転数ｎ_０の近傍にあるときは、ヒステリシストルクを大きくして固着状態の特性Ｅに近づけ、エンジン回転数が該ピーク回転数ｎ_０より低回転側及び高回転側に離れれば、ヒステリシストルクを小さくして、解放状態の特性Ｄに近づけるのが望ましいことになる。

また、図５に示す特性の場合、前記エンジンの常用回転数範囲Ｘ内において、特性Ｄ、Ｅのレベルが回転数ｎ１で逆転するので、この場合は、エンジン回転数がｎ１以下では特性Ｅを、ｎ１以上では特性Ｄを採用するのが望ましいことになる。

次に、前記コントロールユニット１００による室内こもり音対策制御の具体的動作を説明する。

図６に示すフローチャートは第１制御例の動作を示すもので、まず、コントロールユニット１００は、ステップＳ１で、前記センサ１０１〜１０３からの各種信号を入力し、次いでステップＳ２、Ｓ３で、車速が所定車速以下か否か、エンジン回転数が前記常用回転数範囲Ｘ内か否かを判定する。そして、室内こもり音が問題となる所定車速以下の低車速時であり、かつ、ヒステリシストルクの制御を行う範囲Ｘ内であるときは、次にステップＳ４で、現時点のロックアップクラッチ５０の制御状態が解放状態か、スリップ状態か、締結状態かを判定する。

ロックアップクラッチ５０が解放状態にあるときは、もともとロックアップクラッチ５０に起因する室内こもり音が発生しないので、ステップＳ５で、ヒステリシストルク発生機構７０における油圧室７２に供給されるヒステリシス圧を排出するように制御信号を出力する。これにより、フリクションピストン７１は、リターンスプリング７４の付勢力により、摺動部７１ａがダンパ機構６０におけるドライブ部材６１の摺動面６１ａから離反した解放状態となる。したがって、この場合は、ダンパ機構６０のドライブ部材６１とドリブン部材６２との間、換言すれば、ダンパスプリング６３の入、出力側間が分離され、該スプリング６３の弾性力を介して連結された状態となる。

また、ロックアップクラッチ５０が締結状態にあるときもステップＳ５を実行し、ヒステリシストルク発生機構７０におけるフリクションピストン７１を解放状態とする。これにより、室内こもり音の特性として、図４の特性Ｃが実現されることになり、室内こもり音のレベルが低くなる。

一方、ロックアップクラッチ５０がスリップ状態にあるときは、ステップＳ６以下を実行し、まず、ステップＳ６で、エンジン回転数とタービン回転数の差回転数であるスリップ量を算出し、次に、ステップＳ７で、図７に示すマップから、算出したスリップ量に基づき、第１係数Ｋ１を求める。このマップは、予めコントロールユニット１００に記録されているもので、最大値を１として、スリップ量が大きくなるほど第１係数Ｋ１が大きな値をとるように設定されている。

また、ステップＳ８で、図８に示すマップから、そのときのエンジン回転数に応じた第２係数Ｋ２を求める。このマップも予めコントロールユニット１００に記録されているもので、第２係数Ｋ２の値を、図５に示す前記ピーク回転数ｎ_０のときの値を最大値の１とし、このピーク回転数ｎ_０から低回転数側及び高回転数側に離れるに従って小さくなるように設定されている。

そして、ステップＳ９で、フリクションピストン７１を固着状態とする際のヒステリシス圧、即ち該ヒステリシス圧の最大値をＰ_０とし、これに前記第１、第２係数Ｋ１、Ｋ２を積算することにより、ヒステリシス圧の制御値Ｐを算出し、ステップＳ１０でこのヒステリシス圧Ｐがヒステリシストルク発生機構７０の油圧室７２に供給されるように制御信号を出力する。

これにより、ロックアップクラッチ５０のスリップ時には、上記ヒステリシス圧Ｐが供給されることにより、ヒステリシストルク発生機構７０のフリクションピストン７１の押圧部７１ａが、その圧力に応じた押圧力でダンパ機構６０におけるドライブ部材６１の摺動面６１ａに押し付けられることになり、その圧力Ｐに応じたヒステリシストルクが該ダンパ機構６０のドライブ部材６１とドリブン部材６２との間、換言すれば、ダンパスプリング６３の入、出力側の間に付与されることになる。

これにより、該ダンパ機構６０におけるドライブ部材６１とドリブン部材６２の相対回転が抑制されることになるが、その場合に、付与されるヒステリシストルクは、ロックアップクラッチ５０のスリップ量が大きいほど大きくされ、逆に、ロックアップクラッチ６０のスリップ量が小さいほど小さくされるので、いずれの場合にも、ロックアップクラッチ５０のスリップ量とダンパ機構６０における前記相対回転とがバランスされ、ロックアップクラッチ５０のスリップ量に拘わらず、広い運転領域で、室内こもり音が効果的に低減されることになる。

また、ヒステリシストルクは、エンジン回転数が図５に示す室内こもり音のピーク回転数ｎ_０の近傍にあるときは大きく、このピーク回転数ｎ_０より離れるほど小さくされるので、ロックアップクラッチ５０がスリップ状態にあるとき、前記回転数ｎ０の近傍では、フリクションピストン７１を解放状態にすること（ヒステリシストルクを小さくすること）によるピークの発生が回避されると共に、その回転数から離れるほどヒステリシストルクが小さくされて、フリクションピストン７１の解放状態の特性Ｄに近づけられ、その結果、エンジン回転数の広い領域で室内こもり音が低く抑制されることになる。

次に、図９にフローチャートを示す第２制御例の動作を説明すると、この制御例の動作のステップＳ１１〜Ｓ１５は第１制御例の動作と同じであって、ステップＳ１１で各種信号を入力し、ステップＳ１２、Ｓ１３で、車速が所定車速以下か否か、エンジン回転数が前記常用回転数範囲Ｘ内か否かを判定する。そして、室内こもり音が問題となる所定車速以下の低車速時であり、かつ、ヒステリシストルクの制御を行う範囲Ｘ内であるときは、次にステップＳ１４で、現時点のロックアップクラッチ５０の制御状態が解放状態か、スリップ状態か、締結状態かを判定する。

ロックアップクラッチ５０が解放状態にあり、室内こもり音の問題がないときは、ステップＳ１５で、ヒステリシストルク発生機構７０の油圧室７２に供給されているヒステリシス圧を排出し、フリクションピストン７１を解放状態とする。

また、ロックアップクラッチ５０が締結状態にあるときもステップＳ１５を実行し、ヒステリシス圧を排出して、フリクションピストン７１を解放状態とする。これにより、ロックアップクラッチ５０が締結状態にあるときに、室内こもり音の特性として、図４の特性Ｃが実現され、室内こもり音のレベルが低くなる。

一方、ロックアップクラッチ５０がスリップ状態にあるときは、ステップＳ１６で、エンジン回転数が、図５の特性Ｅ、Ｄのレベルが逆転する回転数ｎ１より低いか否かを判定する。そして、低くないときは、前記ステップＳ１５で、ヒステリシス圧を排出するように制御信号を出力し、フリクションピストン７１を解放状態に制御する。また、エンジン回転数が前記逆転回転数ｎ１より低いときはステップＳ１７を実行し、油圧室７２に所定油圧のヒステリシス圧を供給するように制御信号を出力する。

したがって、室内こもり音のレベルは、エンジン回転数が前記逆転回転数ｎ１より低いときは図５の特性Ｅ、高いときは特性Ｄを示し、エンジン回転数の常用範囲Ｘにおいて、常にレベルが低い状態に制御されることになる。

なお、室内こもり音を低減させるためには、ロックアップクラッチ５０が締結状態にあるときは、図４から明らかなように、フリクションピストン７１を摺動状態又は解放状態として、ヒステリシストルクを小さくすることが有効であり、また、ロックアップクラッチ５０がスリップ状態にあるときは、図５に示す特性の場合、フリクションピストン７１を固着状態とした方が常用エンジン回転数範囲Ｘの広い領域で室内こもり音が低くなる。

第３制御例は、このような実情に対処するもので、図示しないが、ロックアップクラッチ５０が締結状態にあるときは、ヒステリシストルクが相対的に小さくなるように、ロックアップクラッチ５０がスリップ締結状態にあるときは、ヒステリシストルクが相対的に大きくなるように、ヒステリシストルク発生機構７０に制御信号を出力する。したがって、この制御例によれば、ロックアップクラッチが締結状態及びスリップ状態のいずれにある場合にも、室内こもり音が効果的に低減されることになる。

なお、図１、図２に示すように、ロックアップクラッチ５０の出力部材であるクラッチディスク５５におけるダンパスプリング６３の保持部は軸方向に膨出することになるが、以上の実施の形態においては、ヒステリシストルク発生機構７０を構成するフリクションピストン７１や油圧室７２等が、前記ダンパスプリング６３を保持する膨出部の内周側に配置されているので、該膨出部の内周側に生じるスペースが有効利用され、ダンパ機構６０とヒステリシストルク発生機構７０とを軸方向に併設する場合等に比較して、トルクコンバータ１の軸方向寸法が短縮されることになる。

以上のように本発明によれば、ロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチの締結時及びスリップ時に生じる捩じり振動を吸収するためのダンパ機構と、該ダンパ機構にヒステリシストルクを付与するヒステリシストルク発生機構とが備えられた流体伝動装置において、前記捩じり振動に起因する室内こもり音を広い運転領域で効果的に低減することが可能となり、したがって、この種の流体伝動装置が搭載される自動車用自動変速機等の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

本発明の実施の形態に係るトルクコンバータの断面図である。図１の要部拡大断面図である。ヒステリシストルクの制御システムを示すブロック図である。ロックアップクラッチ締結時のこもり音特性図である。同スリップ時のこもり音特性図である。こもり音対策制御の第１制御例の動作を示すフローチャートである。同制御例で用いられる第１係数のマップである。同じく第２係数のマップである。こもり音対策制御の第２制御例の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１流体伝動装置（トルクコンバータ）
２０ポンプ
３０タービン
５０ロックアップクラッチ
５５クラッチディスク
６０ダンパ機構
６３ダンパスプリング
７０ヒステリシストルク発生機構
７２油圧室
１００ヒステリシストルク制御手段（コントロールユニット）

Claims

エンジンに連結されたポンプインペラと、該ポンプインペラに対向配置され、該インペラの回転により流体を介して駆動されるタービンランナと、締結時に前記ポンプインペラとタービンランナとを直結するロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチの出力側に設けられたダンパ機構とを有する流体伝動装置であって、
前記ダンパ機構の入、出力部材間にヒステリシストルクを発生させるヒステリシストルク発生機構が備えられ、
かつ該ヒステリシストルク発生機構で発生するヒステリシストルクの大きさを可変制御するヒステリシストルク制御手段が設けられていると共に、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段が備えられ、
前記ヒステリシストルク制御手段は、ヒステリシストルクが大きいときに、小さいときに比べて室内こもり音のレベルが高くなるエンジン回転数の領域では該ヒステリシストルクが相対的に小さくなるように、それ以外の領域では該ヒステリシストルクが相対的に大きくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする流体伝動装置。
エンジンに連結されたポンプインペラと、該ポンプインペラに対向配置され、該インペラの回転により流体を介して駆動されるタービンランナと、締結時に前記ポンプインペラとタービンランナとを直結するロックアップクラッチと、該ロックアップクラッチの出力側に設けられたダンパ機構とを有する流体伝動装置であって、
前記ダンパ機構の入、出力部材間にヒステリシストルクを発生させるヒステリシストルク発生機構が備えられ、
かつ該ヒステリシストルク発生機構で発生するヒステリシストルクの大きさを可変制御するヒステリシストルク制御手段が設けられていると共に、
前記ヒステリシストルク発生機構は、前記ロックアップクラッチの出力部材であるクラッチディスクに設けられたダンパスプリングの内周側に配置されていることを特徴とする流体伝動装置。
前記請求項１又は請求項２に記載の流体伝動装置において、
前記ヒステリシストルク制御手段は、前記ロックアップクラッチが締結状態に制御されているときはヒステリシストルクが相対的に小さくなるように、前記ロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときはヒステリシストルクが相対的に大きくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする流体伝動装置。
前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の流体伝動装置において、
前記ロックアップクラッチのスリップ量を検出するスリップ量検出手段が備えられ、
前記ヒステリシストルク制御手段は、前記ロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときに、前記スリップ量検出手段によって検出されるロックアップクラッチのスリップ量が大きいほどヒステリシストルクが大きくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする流体伝動装置。
前記請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の流体伝動装置において、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段が備えられ、
前記ヒステリシストルク制御手段は、前記ロックアップクラッチがスリップ状態に制御されているときに、前記エンジン回転数検出手段によって検出されるエンジン回転数が所定回転数でヒステリシストルクが最も大きくなり、該所定回転数から低回転側及び高回転側にエンジン回転数が離れるほど、ヒステリシストルクが小さくなるように、前記ヒステリシストルク発生機構を制御することを特徴とする流体伝動装置。