JP5272239B2 - Torque converter with fixed stator and method for controlling turbine and pump rotation in torque converter - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は、回転駆動ユニット(例えば、自動車のエンジン)と、回転被駆動ユニット(例えば、自動車における変速トランスミッション)との間で力を伝達するための装置の改良に関する。特に、本発明は、固定されたステータを備えたトルクコンバータをトルク変換及びロックアップモードにおいて作動させる方法に関する。本発明は、固定されたステータと、ステータのための低減された軸方向幅要求とを備えたトルクコンバータにも関する。
The present invention relates to an improved apparatus for transmitting force between a rotary drive unit (e.g., an automobile engine) and a rotary driven unit (e.g., a variable speed transmission in an automobile). In particular, the invention relates to a method of operating a torque converter with a fixed stator in torque conversion and lock-up mode. The present invention also relates to a torque converter with a fixed stator and a reduced axial width requirement for the stator.
発明の背景
図1は、典型的な車両における、エンジン7と、トルクコンバータ10と、トランスミッション8と、ディファレンシャル/車軸アセンブリ9との関係を示す概略的なブロック線図を示している。自動車のエンジンからトランスミッションへトルクを伝達するためにトルクコンバータが使用されることがよく知られている。
FIG. 1 shows a schematic block diagram illustrating the relationship between an
トルクコンバータの3つの主要な構成要素は、ポンプ37と、タービン38と、ステータ39とである。トルクコンバータは、ポンプがカバー11に溶接されると、シールされたチャンバとなる。カバーはフレックスプレート41に結合されており、このフレックスプレート41自体はエンジン7のクランクシャフト42にボルト留めされている。カバーは、カバーに溶接されたラグ又はスタッドを用いてフレックスプレートに結合されることができる。ポンプとカバーとの間の溶接された結合はエンジントルクをポンプに伝達する。したがって、ポンプは常にエンジン速度で回転する。ポンプの機能は、流体を半径方向外方及び軸方向へタービンに向かって送るためにこの回転運動を利用することである。したがって、ポンプは遠心ポンプであり、流体を小さな半径の入口から大きな半径の出口へ送り、流体のエネルギを増大させる。トランスミッションクラッチとトルクコンバータクラッチとを係合させるための圧力は、ポンプハブによって駆動される、トランスミッションにおける付加的なポンプによって提供される。
The three main components of the torque converter are a
トルクコンバータ10において、流体回路は、ポンプ(インペラと呼ばれる場合もある)と、タービンと、ステータ(リアクタと呼ばれる場合もある)とによって構成されている。流体回路は、車両が停止させられている場合にエンジンを回転させ続け、運転手によって望まれた場合に車両を加速する。トルクコンバータは、減速歯車装置と同様に、トルク比によってエンジントルクを補足する。トルク比は、入力トルクに対する出力トルクの比である。トルク比は、タービン回転速度が低い又はゼロである(ストールとも呼ばれる)場合に最も高くなる。ストールトルク比は通常1.8〜2.2の範囲である。これは、トルクコンバータの出力トルクが入力トルクよりも1.8〜2.2倍だけ大きいことを意味する。しかしながら、出力速度は入力速度よりも著しく低い。なぜならば、タービンは出力部に結合されておりかつ回転していないが、入力部はエンジン速度で回転しているからである。
In the
タービン38は、車両を推進するために、ポンプ37から受け取る流体エネルギを利用する。タービンシェル22はタービンハブ19に結合されている。タービンハブ19は、タービントルクをトランスミッション入力シャフト43に伝達するためにスプライン結合を利用する。入力軸は、トランスミッション8における歯車及び軸と、車軸ディファレンシャル9とを介して、車輪に結合されている。タービンブレードに衝突する流体の力は、トルクとしてタービンから出力される。軸方向スラスト軸受31は、構成要素を、流体によって与えられる軸方向の力から支持する。出力トルクが、静止中の車両の慣性を克服するのに十分であると、車両は動き始める。
流体エネルギはタービンによってトルクに変換された後、依然として流体には僅かなエネルギが残されている。小さな半径の出口44から出てくる流体は、通常は、ポンプの回転に対抗するような形式でポンプに進入する。ステータ39は、ポンプの加速を助けるために流体を方向転換させるために使用され、これにより、トルク比を増大させる。ステータ39は一方向クラッチ46を介してステータシャフト45に結合されている。ステータシャフトはトランスミッションハウジング47に結合されており、回転しない。一方向クラッチ46は、ステータ39が低速比において回転するのを阻止する(低速比では、ポンプがタービンよりも速く回転する)。タービン出口44からステータ39に進入する流体は、ステータブレード48によって回転させられ、回転方向でポンプ37に進入する。
After the fluid energy is converted to torque by the turbine, there is still a small amount of energy left in the fluid. Fluid exiting the
ブレードの入口角度及び出口角度、ポンプ及びタービンシェルの形状、トルクコンバータの総直径とが、その性能に影響する。設計パラメータは、トルク比と、効率と、エンジンを"ランアウェイ"させることなくエンジントルクを吸収するためのトルクコンバータの能力とを含む。これは、トルクコンバータが小さすぎ、ポンプがエンジンを減速させることができない場合に起こる。 The blade inlet and outlet angles, the shape of the pump and turbine shell, and the total diameter of the torque converter affect its performance. Design parameters include torque ratio, efficiency, and the ability of the torque converter to absorb engine torque without causing the engine to “run away”. This happens when the torque converter is too small and the pump cannot slow down the engine.
低速比においては、トルクコンバータは正常に機能し、車両が静止した状態でエンジンを回転させ、増大した性能のためにエンジントルクを補足する。高速比においては、トルクコンバータはより効率的でなくなる。タービンの回転速度がポンプの回転速度に近づくにしたがって、トルクコンバータのトルク比は、約1.8〜2.2から、約1のトルク比まで次第に減少する。1のトルク比はカップリングポイントと呼ばれている。このポイントにおいては、ステータに進入する流体はもはや方向転換される必要はなく、ステータにおける一方向クラッチが、ステータを、ポンプ及びタービンと同じ方向に回転させる。ステータが流体を方向転換していないので、トルクコンバータから出力されるトルクは、トルク入力と同じである。流体回路全体はユニットとして回転する。 At low speed ratios, the torque converter functions normally, rotates the engine with the vehicle stationary, and supplements engine torque for increased performance. At high speed ratios, the torque converter becomes less efficient. As the turbine rotation speed approaches the pump rotation speed, the torque converter torque ratio gradually decreases from about 1.8 to 2.2 to about 1 torque ratio. A torque ratio of 1 is called a coupling point. At this point, fluid entering the stator no longer needs to be redirected and a one-way clutch in the stator rotates the stator in the same direction as the pump and turbine. Since the stator does not redirect the fluid, the torque output from the torque converter is the same as the torque input. The entire fluid circuit rotates as a unit.
最大トルクコンバータ効率は、流体における損失に基づき92〜93%に制限される。したがって、トルクコンバータクラッチ49は、トルクコンバータ入力部を出力部に機械的に結合するために使用され、効率をほぼ100%に改善する。クラッチピストンプレート17は、トランスミッションコントローラによって命令されると、液圧によって作動させられる。ピストンプレート17は、内径においてOリング18によってタービンハブ19に対してシールされており、外径において摩擦材料リング51によってカバー11に対してシールされている。これらのシールは、圧力チャンバを形成し、ピストンプレート17をカバー11と係合させる。この機械的な結合は、トルクコンバータ流体回路をバイパスする。
Maximum torque converter efficiency is limited to 92-93% based on losses in the fluid. Thus,
トルクコンバータクラッチ49の機械的結合は、ドライブトレーンに、より多くのエンジンねじれ変動を伝達する。ドライブトレーンが基本的にばね質量系であるので、エンジンからのねじれ変動は、系の固有振動数を励起することができる。ダンパは、ドライブトレーンの固有振動数を、駆動範囲から外れさせるように使用される。ダンパは、直列に配置されたばね15を有しており、これにより、系の有効ばね定数を低下させ、固有振動数を低下させる。
The mechanical coupling of the
トルクコンバータクラッチ49は、4つの構成要素、すなわちピストンプレート17と、カバープレート12及び16と、ばね15と、フランジ13とを有している。カバープレート12及び16はトルクをピストンプレート17から圧縮ばね15に伝達する。カバープレートウィング52は、軸方向保持のためにばね15の周囲に形成されている。ピストンプレート17からのトルクは、リベット結合部を介してカバープレート12及び16に伝達される。カバープレート12及び16は、ばね窓の縁部と接触することによって、トルクを圧縮ばね15に提供する。両カバープレートは、ばねの中心軸線の両側においてばねを支持するように協働する。ばね力は、フランジばね窓縁部との接触によって、フランジ13に伝達される。場合によっては、フランジは、回転タブ又はスロットをも有しており、この回転タブ又はスロットは、カバープレートの一部に係合して、高トルク時にばねの過剰圧縮を阻止する。フランジ13からのトルクは、タービンハブ19と、トランスミッション入力軸43とに伝達される。
The
エネルギ吸収は、望まれるならば、時にはヒステリシスと呼ばれる摩擦によって達せられることができる。ヒステリシスは、ダンパプレートのワインドアップ及び巻戻しからの摩擦を含み、したがって実際の摩擦トルクの2倍である。ヒステリシスパッケージは、概して、ダイアフラムばね(又は皿ばね)14から成り、このダイアフラムばね(又は皿ばね)は、フランジ13と、カバープレート16の一方との間に配置されており、フランジ13を他方のカバープレート12と接触させる。ダイアフラムばね14によって加えられる力の大きさを制御することによって、摩擦トルクの大きさも制御されることができる。典型的なヒステリシスの値は、10〜30Nmの範囲である。
Energy absorption can be achieved by friction, sometimes called hysteresis, if desired. Hysteresis includes friction from windup and unwinding of the damper plate and is therefore twice the actual friction torque. The hysteresis package generally consists of a diaphragm spring (or disc spring) 14, which is disposed between the
あいにく、一方向クラッチ46は、ステータ39の、ひいてはトルクコンバータ10の、コスト、重量及び複雑さを増大させる。また、一方向クラッチ46は、ステータ39のために必要とされる軸方向空間を増大させるので望ましくない。ステータ一方向クラッチを備えないトルクコンバータを使用することが知られている。例えば、米国特許第5509520号明細書、米国特許第5613581号明細書、米国特許第5947242号明細書、及び米国特許第6019202号明細書は、トルクコンバータクラッチと、ポンプクラッチと、固定されたステータとを備えたトルクコンバータを開示している。これらの特許は、重い機器、及び重い機器を"少しずつ動かす(inch)"ためのポンプクラッチにおけるブレーキの使用に関する。あいにく、これらの特許は、トルク変換モードからロックアップモードへの移行におけるトルクコンバータの作動を示していない。
すなわち、トルク変換モードからロックアップモードへ効率的に移行することができる、一方向クラッチを備えない、固定されたステータを有するトルクコンバータが長い間必要とされている。トルクコンバータにおけるステータの軸方向寸法を減じる必要性も長い間感じられている。 That is, there has long been a need for a torque converter having a fixed stator that does not include a one-way clutch that can efficiently transition from a torque conversion mode to a lock-up mode. The need to reduce the axial dimension of the stator in a torque converter has also been felt for a long time.
発明の概要
本発明は、広く言えば、トルクコンバータをトルク変換モードからロックアップモードへ移行させる方法を含む。本発明は、トルクコンバータにおける複数のステータブレードを、トルクコンバータの回転不能なステータシャフトに回転方向で固定するステップと、トルクをトルクコンバータのためのハウジングからトルクコンバータにおけるタービンへ伝達するために、タービンとハウジングとの間の第1の速度比において、トルクコンバータにおけるトルクコンバータクラッチを部分的に噛み合わせるステップと、タービンとハウジングとの間の第2の速度比においてポンプクラッチを切断するステップとを含んでおり、このポンプクラッチがトルクをハウジングからポンプに伝達するように配置されており、ハウジングとタービンとの間の第3の速度比においてトルクコンバータクラッチを完全に噛み合わせるステップを含んでいる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention broadly includes a method for transitioning a torque converter from a torque conversion mode to a lockup mode. The present invention includes a step of rotationally fixing a plurality of stator blades in a torque converter to a non-rotatable stator shaft of the torque converter, and a turbine for transmitting torque from a housing for the torque converter to a turbine in the torque converter. Partially engaging a torque converter clutch in the torque converter at a first speed ratio between the turbine and the housing and disengaging the pump clutch at a second speed ratio between the turbine and the housing. And the pump clutch is arranged to transmit torque from the housing to the pump and includes fully engaging the torque converter clutch at a third speed ratio between the housing and the turbine.
幾つかの態様において、第1の速度比は第2の速度比よりも小さいか、又は第2の速度比は、ハウジングとタービンとの間の第4の速度比よりも小さい。第4の速度比は、タービンとポンプとの間の第1のカップリングポイントに関連している。幾つかの態様において、第4の速度比はほぼ0.8である、幾つかの態様において、第3の速度比は、ハウジングとタービンとの間の第5の速度比よりも大きく、第5の速度比は、タービンとポンプとの間の第2のカップリングポイントに関連している。幾つかの態様において、第5の速度比はほぼ0.8であり、第1の速度比はほぼ0.5であり、第2の速度比はほぼ0.7であり、第2の速度比はほぼ1であるか、又は第3の速度比はほぼ1である。幾つかの態様において、トルクコンバータは駆動ユニットに結合されており、方法は、ポンプクラッチを完全に係合させ、第1の速度比に達するように駆動ユニットを加速させることを含む。 In some aspects, the first speed ratio is less than the second speed ratio, or the second speed ratio is less than a fourth speed ratio between the housing and the turbine. The fourth speed ratio is related to the first coupling point between the turbine and the pump. In some aspects, the fourth speed ratio is approximately 0.8. In some aspects, the third speed ratio is greater than the fifth speed ratio between the housing and the turbine, The speed ratio is related to the second coupling point between the turbine and the pump. In some aspects, the fifth speed ratio is approximately 0.8, the first speed ratio is approximately 0.5, the second speed ratio is approximately 0.7, and the second speed ratio. Is approximately 1 or the third speed ratio is approximately 1. In some aspects, the torque converter is coupled to the drive unit, and the method includes fully engaging the pump clutch and accelerating the drive unit to reach the first speed ratio.
本発明は、トルクをトルクコンバータのハウジングからトルクコンバータのタービンに伝達するように配置されたトルクコンバータクラッチと、トルクをハウジングからトルクコンバータのためのインペラに伝達するように配置されたポンプクラッチと、内側リングを備えた回転不能なステータと、タービンとトルクコンバータのための出力ハブとの間の少なくとも1つの結合個所とを備えたトルクコンバータを含む。結合個所は、少なくとも部分的に半径方向で内側リングと整合させられている。幾つかの態様において、トルクコンバータはスラスト座金を有しており、このスラスト座金は、回転方向で内側リングに結合されており、回転不能なステータ軸に回転方向で結合されており、ステータとステータ軸とを回転方向で結合させている。幾つかの態様において、スラスト座金はスタンピングによって形成されている。 The present invention includes a torque converter clutch arranged to transmit torque from a torque converter housing to a torque converter turbine, and a pump clutch arranged to transmit torque from the housing to an impeller for the torque converter; A torque converter is provided that includes a non-rotatable stator with an inner ring and at least one coupling point between a turbine and an output hub for the torque converter. The coupling point is at least partially aligned radially with the inner ring. In some aspects, the torque converter includes a thrust washer that is coupled to the inner ring in the rotational direction and coupled to the non-rotatable stator shaft in the rotational direction. The shaft is coupled in the rotational direction. In some embodiments, the thrust washer is formed by stamping.
トルク変換及びロックアップモードにおいて、固定されたステータを備えたトルクコンバータを使用する方法を提供することが本発明の一般的な目的である。 It is a general object of the present invention to provide a method of using a torque converter with a fixed stator in torque conversion and lockup modes.
トルクコンバータにおけるステータの重量、コスト及び軸方向幅を減じる手段を提供することが本発明の別の目的である。 It is another object of the present invention to provide a means for reducing the weight, cost and axial width of the stator in a torque converter.
本発明のこれらの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、本発明の好適な実施形態の以下の説明と、添付の図面及び請求項とから容易に認められるであろう。 These and other objects and advantages of the present invention will be readily appreciated from the following description of preferred embodiments of the invention and the accompanying drawings and claims.
本発明の性質及び態様がここで、添付の図面を参照した発明の以下の詳細な説明により完全に説明される。 The nature and aspects of the present invention will now be fully described by the following detailed description of the invention with reference to the accompanying drawings.
発明の詳細な説明
まず、異なる図面における同じ参照符号は、発明の同じ又は機能的に類似の構造エレメントを表していることが認識されるべきである。本発明は、現時点で好適な態様であると考えられるものに関して説明されるが、請求項に記載の発明は開示された態様に限定されないと理解されるべきである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION It should be appreciated that the same reference signs in different drawings represent the same or functionally similar structural elements of the invention. Although the invention has been described with reference to what are presently considered to be the preferred embodiments, it is to be understood that the claimed invention is not limited to the disclosed embodiments.
さらに、発明は、記載された特定の方法、材料及び変更に限定されず、もちろん変更することができる。ここで使用されている用語は、特定の態様だけを説明するためのものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではなく、発明の範囲は、添付の請求項によってのみ限定される。 Furthermore, the invention is not limited to the specific methods, materials, and modifications described, but can of course be changed. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the scope of the invention, which is limited only by the appended claims.
特に定義されない限りは、ここで使用されている全ての技術的及び科学的用語は、本発明が属する技術分野における当業者にとって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。ここに説明されたものと同じ又は均等のあらゆる方法、装置又は材料が発明の実施又は試験において使用されることができるが、好適な方法、装置及び材料がここでは説明されている。 Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Although any methods, devices or materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the invention, the preferred methods, devices and materials are now described.
図7Aは、本願において用いられた空間的な用語を示している、円筒座標系80の斜視図である。本発明は、少なくとも部分的に円筒座標系に関連して説明される。系80は長手方向軸線81を有しており、この長手方向軸線は、以下の方向及び空間の用語のための基準として使用される。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、軸線81、半径82(軸線81に対して直交する)又は円周83のそれぞれに対して平行な方向に関する。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という形容詞は、個々の平面に対して平行な方向をいう。様々な平面の配置を明らかにするために、物体84,85及び86が用いられている。物体84の面87は軸方向平面を形成している。すなわち、軸線81はこの面に沿った線を形成している。物体85の面88は半径方向平面を形成している。すなわち、半径82はこの面に沿った線を形成している。物体86の面89は周方向平面を形成している。すなわち、円周83はこの面に沿った線を形成している。別の例として、軸方向の移動又は配置は軸線81に対して平行であり、半径方向の移動又は配置は半径82に対して平行であり、周方向の移動又は配置は円周83に対して平行である。回転は軸線81に関する。
FIG. 7A is a perspective view of a cylindrical coordinate
"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という副詞は、軸線81、半径82又は円周83のそれぞれに対して平行な方向をいう。"軸方向"、"半径方向"及び"周方向"という副詞は、個々の平面に対して平行な方向をいう。
The adverbs "axial direction", "radial direction" and "circumferential direction" refer to directions parallel to the
図7Bは、本願において用いられた空間的な用語を示している、図7Aの円筒座標系80における物体90の斜視図である。円筒状物体90は、円筒座標系における円筒状物体を表しており、本願発明をどのようにも限定しようとするものではない。物体90は、軸方向の面91と、半径方向の面92と、周方向の面93とを有している。面91は軸方向平面の一部であり、面92は半径方向平面の一部であり、面93は周方向平面の一部である。
FIG. 7B is a perspective view of the
図8Aは、固定されたステータ102を備えた本発明のトルクコンバータ100の部分的な断面図である。トルクコンバータ100は、トルクコンバータクラッチ104と、ポンプクラッチ106とを有している。コンバータ100は、ステータ一方向クラッチを有していない。その代わりに、ステータ内側リング108はステータシャフト110に回転方向で固定されている。幾つかの態様において、リング108はシャフトコネクタエレメント112に回転方向で結合されており、シャフトコネクタエレメント112自体は、シャフト110に回転方向で結合されている。回転方向で固定されているとは、リングが、シャフトに直接又は間接的に結合されており、2つの構成要素が回転運動に関してロックされていることを意味する。この場合、シャフトは回転不能であり、したがって、リング108も回転不能である。2つの構成要素を回転方向で固定することは、必ずしも他の方向での相対移動を制限するわけではない。例えば、回転方向で固定された2つの構成要素が、スプライン結合を介して互いに対して軸方向移動を行うことが可能である。しかしながら、回転方向での固定は、他の方向での移動が必ずしも存在することを意味すると理解されるべきではない。例えば、回転方向で固定された2つの構成要素は、軸方向で互いに固定されていることができる。回転方向での固定の前記説明は、以下の説明にも適用可能である。
FIG. 8A is a partial cross-sectional view of the
図8Bは、ステータ102、特にリング108と、シャフトコネクタエレメント112との間のスプライン結合を示した、図8Aにおける領域8Bの部分的な正面図である。ステータ一方向クラッチを排除することによって、シャフト110とリング108との間の軸方向空間116が利用可能になる。軸方向空間の利用がさらに以下に説明される。エレメント112は、技術上知られたあらゆる手段、例えば溶接又はプレスばめ(図示せず)によってリング108に結合されることができる。幾つかの態様において、スプライン結合114が使用される。歯118はステータ102のための半径方向センタリングを提供する。すなわち、歯118はステータ102を軸線120からの正しい半径方向距離に保持し、トルクコンバータにおいてステータとその他の構成要素との間の適切な連結を可能にする。このような適切な連結は、トルクコンバータにおける構成要素の中での望ましくない漏れを少なくとも減じる。
FIG. 8B is a partial front view of
幾つかの態様において、エレメント112は、容易かつ安価に製造されるスタンピングされたフランジである。つまり、エレメント112は、通常はステータにおける比較的高価な構成要素である一方向クラッチを排除することによって、迅速なコスト利点を提供する。
In some embodiments,
図9は、ステータ一方向クラッチを排除することによって開放された軸方向空間を示す、本発明のトルクコンバータ200の部分的な断面図である。トルクコンバータ200は、トルクコンバータクラッチ204と、ポンプクラッチ206とを有している。コンバータ200は、ステータ一方向クラッチを有していない。その代わりに、ステータ内側リング208はステータシャフト210に回転方向で固定されている。リング208は、シャフトコネクタエレメント212に回転方向で結合されており、シャフトコネクタエレメント112自体は、シャフト210に回転方向で結合されている。ステータ一方向クラッチを排除することによって、シャフト210とリング208との間において軸方向空間214が利用可能にされる。エレメント212は、技術上知られたあらゆる手段によってリング208に結合されていることができる。幾つかの態様において、リベット216が使用される。リベット216を介したエレメント212とリング208との固定された結合は、半径方向でステータ202を中心合わせするように作用する。図9において、リングとシャフトとの間の軸方向空間は、前方に面しており、トルクコンバータの前方へアクセス可能である。
FIG. 9 is a partial cross-sectional view of the
図10は、半径方向でステータ内側リングと整合された、タービン及び出力ハブ結合を示す、本発明のトルクコンバータ300の部分的な断面図である。トルクコンバータ300は、ステータ302と、トルクコンバータクラッチ304と、ポンプクラッチ306とを有している。コンバータ300は、ステータ一方向クラッチを有していない。その代わりに、ステータ内側リング308はステータシャフト310に関して回転方向で固定されている。リング308は、シャフトコネクタエレメント312に回転方向で結合されており、シャフトコネクタエレメント312自体は、シャフト310に回転方向で結合されている。エレメント312は、技術上知られたあらゆる手段によってリング308に結合されていることができる。幾つかの態様において、リベット316が使用される。リベット316を介したエレメント312とリング308との固定された結合は、半径方向でステータ302を中心合わせするように作用する。
FIG. 10 is a partial cross-sectional view of the
以下の説明は図9及び図10が参照されるべきである。図9は、一方向クラッチをステータ202から排除することによって利用可能になった軸方向空間214を示している。図10において、リング308、エレメント312及びタービンシェル318は、シェル318とハブ322との間の結合個所を、図9に示された結合個所と比較して、方向324へさらに移動させるように変更されている。この変更は、ステータ一方向クラッチを排除することによって空いた軸方向空間、例えば空間214、によって可能にされている。つまり、結合個所320は、少なくとも部分的に半径方向で内側リング308と整合させられている。結合個所320を方向324に移動させることは、有利には、コンバータ300における軸方向空間を、その他の目的に使用するために開放させる。例えば、プレート328の部分326は、図9に示されたプレート219の部分218よりも深く形成される又は湾曲される、すなわち方向324へさらに移動させられることができる。付加的な湾曲は有利にはプレートの剛性を増大し、プレートの機能を最適化させる。シェル318及びハブ322は技術上知られたあらゆる手段によって結合されることができる。幾つかの態様において、シェル318及びハブ322はリベット330によって結合されている。
In the following description, reference should be made to FIGS. FIG. 9 shows the
以下の説明は図9に関するが、この説明は、図8A、8B及び10にも適用可能であることが理解されるべきである。トルクコンバータクラッチ204及びポンプクラッチ206は、ステータ208における一方向クラッチを用いずに、トルクコンバータ200をトルク変換モードからロックアップモードへ効率的に移行させるように作動される。トルク変換モードにおいては、クラッチ204は開かれ、クラッチ206は閉じられ、トルクはハウジング220からダンパ222へプレート219へ伝達される。プレート219は、トルクをポンプシェル224に伝達する、クラッチ206の部分である。次いで、ポンプシェル224が回転し、トルクをタービン226に提供する。タービン226は、トルクをハブ228とトランスミッション入力軸230とに伝達する。タービンが速度上昇し始めると、クラッチ204が噛み合わされる。液圧回路の特性により、クラッチ204は、即座に締め付けられるのではなく、徐々に閉じられる。
Although the following description relates to FIG. 9, it should be understood that this description is also applicable to FIGS. 8A, 8B and 10.
クラッチ204が閉じると、トルクはハウジングからプレート232へ、さらにプレート234及びハブ228へ伝達される。ハウジング218の回転速度に関するタービン226の回転速度の比がカップリングポイントに近づき始めると、クラッチ206が切断される。カップリングポイントは、一方向クラッチを備えたステータがフリーホイールし始める点である。クラッチ204が完全に噛み合わされ、タービン/ハウジング速度比が1になると、クラッチ206は切断され、トルクコンバータ200はロックアップモードで作動する。幾つかの態様において、ポンプクラッチ206は、タービン/ハウジング速度比が1になるまで噛み合わされたままである。幾つかの態様において、クラッチ204はほぼ0.5のタービン/ハウジング速度比において噛み合わされるか、又はポンプクラッチ206はほぼ0.7のタービン/ハウジング速度比において切断される。幾つかの態様において、カップリングポイントは、ほぼ0.8のタービン/ハウジング速度比のときである。ポンプを一方向クラッチの作用によって回転させ続けるのではなく、ポンプ236を切断することによって、ポンプの慣性が系から排除され、トルクコンバータ200の加速特性を改良する。
When the clutch 204 is closed, torque is transmitted from the housing to the
本発明のトルクコンバータは、説明された作動順序又は比に限定されないことが理解されるべきである。トルクコンバータクラッチと、ポンプクラッチと、固定されたステータとが配置されたトルクコンバータの物理的及び作動的特性に従って、上述の速度比の異なる値及び組合せが適用可能である。 It should be understood that the torque converter of the present invention is not limited to the described operating sequence or ratio. Depending on the physical and operational characteristics of the torque converter in which the torque converter clutch, the pump clutch and the fixed stator are arranged, different values and combinations of the above speed ratios are applicable.
図8A及び8Bに戻ると、エレメント112は、ステータにおける一方向クラッチに関連した、通常はアルミニウム又はフェノール樹脂から形成されたスラスト座金(図示せず)と交換されことができる。空間116が空いたままであるならば、ステータ108の重量が減じられるので有利である。
Returning to FIGS. 8A and 8B, the
図11は、トルクコンバータをトルク変換モードからロックアップモードへ移行させる本発明の方法を示すフローチャートである。図11に示された方法は、分かり易くするために番号のついた一連のステップとして示されているが、明らかに述べられない限りは順序は番号から推測されるべきではない。方法はステップ400において開始する。ステップ402は、トルクコンバータにおける複数のステータブレードをトルクコンバータの回転不能なステータシャフトに回転方向で固定する。ステップ404は、トルクを、トルクコンバータのためのハウジングからトルクコンバータにおけるタービンへ伝達するために、タービンとハウジングとの間の第1の速度比において、トルクコンバータにおけるトルクコンバータクラッチを部分的に係合させる。ステップ406は、ポンプクラッチを、タービンとハウジングとの間の第2の速度比において切断させる。ポンプクラッチは、トルクをハウジングからポンプへ伝達するように配置されている。ステップ408は、トルクコンバータを、ハウジングとタービンとの間の第3の速度比において完全に噛み合わせる。
FIG. 11 is a flowchart illustrating the method of the present invention for transitioning the torque converter from the torque conversion mode to the lockup mode. The method illustrated in FIG. 11 is shown as a series of numbered steps for clarity, but the order should not be inferred from the numbers unless explicitly stated. The method starts at
幾つかの態様において、ステップ404における第1の速度比は第2の速度比よりも小さい。幾つかの態様において、ステップ406における第2の速度比は、ハウジングとタービンとの間における第4の速度比よりも小さい。第4の速度比は、タービンとポンプとの間の第1のカップリングポイントに関連している。幾つかの態様において、第4の速度比はほぼ0.8である、幾つかの態様において、ステップ408における第3の速度比は、ハウジングとタービンとの間における第5の速度比よりも小さい。第5の速度比は、タービンとポンプとの間の第2のカップリングポイントに関連している。幾つかの態様において、第5の速度比はほぼ0.8である、
幾つかの態様において、ステップ404における第1の速度比はほぼ0.8である、幾つかの態様において、ステップ406における第2の速度比はほぼ0.7又は1である、幾つかの態様において、ステップ408における第3の速度比はほぼ1である、幾つかの態様において、本発明の方法はステップ401を有しており、このステップ401においてトルクコンバータが駆動ユニットに接続される。ステップ401は、ポンプクラッチを完全に噛み合わせ、第1の速度比を達するように駆動ユニットを加速させる。
In some aspects, the first speed ratio in
In some aspects, the first speed ratio in
したがって、本発明の目的は効率的に達成されるが、発明に対する修正及び変更が当業者に容易に明らかであるべきであり、これらの修正は、請求項に記載された発明の精神及び範囲に含まれるものである。前記説明は、本発明の例を示しており、限定するものと考えられるべきでないことも理解される。したがって、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明のその他の実施形態が可能である。 Accordingly, while the objectives of the invention may be achieved efficiently, modifications and changes to the invention should be readily apparent to those skilled in the art, and these modifications are within the spirit and scope of the claimed invention. It is included. It is also understood that the foregoing description is an example of the present invention and should not be considered limiting. Accordingly, other embodiments of the invention are possible without departing from the spirit and scope of the invention.
7 エンジン、 8 トランスミッション、 9 ディファレンシャル/車軸アセンブリ、 10 トルクコンバータ、 11 カバー、 12 カバープレート、 13 フランジ、 14 ダイアフラムばね、 15 ばね、 16 カバープレート、 17 ピストンプレート、 18 Oリング、 19 タービンハブ、 22 タービンシェル、 31 軸方向スラスト軸受、 37 ポンプ、 38 タービン、 39 ステータ、 41 フレックスプレート、 42 クランクシャフト、 43 トランスミッションシャフト、 44 出口、 45 ステータシャフト、 46 一方向クラッチ、 47 トランスミッションハウジング、 48 ステータブレード、 49 トランスミッション浮くコンバータクラッチ、 51 摩擦材両リング、 80 円筒座標系、 81 長手方向軸線、 82 半径、 83 円周、 84,85,86 物体、 87,88,89 面、 90 円筒状物体、 91,92,93 面、 100 トルクコンバータ、 102 ステータ、 104 トルクコンバータクラッチ、 106 ポンプクラッチ、 108 ステータ内側リング、 110 ステータシャフト、 112 シャフトコネクタエレメント、 114 スプライン結合、 116 軸方向空間、 118 歯、 120 軸線、 200 トルクコンバータ、 204 トルクコンバータクラッチ、 206 ポンプクラッチ、 208 ステータ内側リング、 210 ステータシャフト、 212 シャフトコネクタエレメント、 214 軸方向空間、 216 リベット、 218 部分、 219 プレート、 222 ダンパ、 224 ポンプシェル、 226 タービン、 228 ハブ、 232 プレート、 234 プレート、 300 トルクコンバータ、 302 ステータ、 304 トルクコンバータクラッチ、 306 ポンプクラッチ、 308 ステータ内側リング、 310 ステータシャフト、 312 シャフトコネクタエレメント、 316 リベット、 318 タービンシェル、 322 ハブ、 324 方向、 326 部分、 328 プレート、 330 リベット 7 Engine, 8 Transmission, 9 Differential / Axle assembly, 10 Torque converter, 11 Cover, 12 Cover plate, 13 Flange, 14 Diaphragm spring, 15 Spring, 16 Cover plate, 17 Piston plate, 18 O-ring, 19 Turbine hub, 22 Turbine shell, 31 axial thrust bearing, 37 pump, 38 turbine, 39 stator, 41 flex plate, 42 crankshaft, 43 transmission shaft, 44 outlet, 45 stator shaft, 46 one-way clutch, 47 transmission housing, 48 stator blade, 49 Transmission floating converter clutch, 51 Friction material double ring, 80 cylinder Reference system, 81 longitudinal axis, 82 radius, 83 circumference, 84, 85, 86 object, 87, 88, 89 plane, 90 cylindrical object, 91, 92, 93 plane, 100 torque converter, 102 stator, 104 torque Converter clutch, 106 pump clutch, 108 stator inner ring, 110 stator shaft, 112 shaft connector element, 114 spline coupling, 116 axial space, 118 teeth, 120 axis, 200 torque converter, 204 torque converter clutch, 206 pump clutch, 208 Stator inner ring, 210 stator shaft, 212 shaft connector element, 214 axial space, 216 rivets, 218 part, 219 plate, 2 2 damper, 224 pump shell, 226 turbine, 228 hub, 232 plate, 234 plate, 300 torque converter, 302 stator, 304 torque converter clutch, 306 pump clutch, 308 stator inner ring, 310 stator shaft, 312 shaft connector element, 316 Rivet, 318 turbine shell, 322 hub, 324 direction, 326 part, 328 plate, 330 rivets
Claims (8)
トルクコンバータにおける複数のステータブレードをトルクコンバータの回転不能なステータシャフトに回転方向で固定し、
トルクをトルクコンバータのためのハウジングからトルクコンバータにおけるタービンへ伝達するために、タービンとハウジングとの間の第1の速度比において、トルクコンバータにおけるトルクコンバータクラッチを部分的に係合させ、
タービンとハウジングとの間の第2の速度比において、トルクをハウジングからポンプへ伝達するように配置されたポンプクラッチを切断し、
前記ポンプクラッチの切断を維持した状態で、ハウジングとタービンとの間の第3の速度比においてトルクコンバータクラッチを完全に係合させることを特徴とする、トルクコンバータをトルク変換モードからロックアップモードへ移行させる方法。 In the method of shifting the torque converter from the torque conversion mode to the lockup mode,
A plurality of stator blades in the torque converter are fixed in a rotational direction to a non-rotatable stator shaft of the torque converter,
Partially transmitting a torque converter clutch in the torque converter at a first speed ratio between the turbine and the housing to transfer torque from the housing for the torque converter to the turbine in the torque converter;
Disengaging a pump clutch arranged to transmit torque from the housing to the pump at a second speed ratio between the turbine and the housing ;
The torque converter is switched from the torque conversion mode to the lockup mode, wherein the torque converter clutch is completely engaged at the third speed ratio between the housing and the turbine while maintaining the disengagement of the pump clutch . How to migrate.
前記方法がさらに、
ポンプクラッチを完全に係合させ、
第1の速度比に達するように駆動ユニットを加速させることを含む、請求項1記載の方法。 A torque converter is connected to the drive unit,
The method further comprises:
Engage the pump clutch completely,
The method of claim 1, comprising accelerating the drive unit to reach a first speed ratio.
トルクをトルクコンバータのハウジングからトルクコンバータのタービンへ伝達するように配置されたトルクコンバータクラッチが設けられており、
トルクをハウジングからトルクコンバータのためのインペラへ伝達するように配置され、且つトルクの伝達経路において前記トルクコンバータクラッチに対して並列に配置されたポンプクラッチが設けられており、
内側リングを備えた回転不能なステータが設けられており、
タービンと、トルクコンバータのための出力ハブとの間の少なくとも1つの結合個所が設けられており、該結合個所が少なくとも部分的に内側リングと半径方向で整合させられていることを特徴とする、トルクコンバータ。 In the torque converter,
A torque converter clutch arranged to transmit torque from the torque converter housing to the torque converter turbine;
A pump clutch disposed to transmit torque from the housing to the impeller for the torque converter , and disposed in parallel with the torque converter clutch in the torque transmission path ;
A non-rotatable stator with an inner ring is provided,
At least one coupling point between the turbine and the output hub for the torque converter is provided, the coupling point being at least partially aligned radially with the inner ring, Torque converter.
スラスト座金が設けられており、該スラスト座金が、内側リングに回転方向で結合されておりかつステータシャフトに回転方向で結合されておりかつステータとステータシャフトとを回転方向で結合させている、請求項6記載のトルクコンバータ。 A non-rotatable stator shaft is provided,
A thrust washer is provided, the thrust washer being coupled to the inner ring in the rotational direction and coupled to the stator shaft in the rotational direction, and coupling the stator and the stator shaft in the rotational direction. Item 7. The torque converter according to item 6.
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