JPH02245561A - 可変容量トルクコンバータの容量制御装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動変速機等に動力伝達装置として適用され
る可変容量トルクコンバータの容量制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、ポンプインペラ、タービンランナ及びステータを
有する定容量タイプのトルクコンバータとしては、例え
ば、「自動車工学全書９巻動力伝達装置１　（昭和５５
年１１月：■山海堂発行）の２０３ページ〜２１６ペー
ジに記載されているものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような定容量タイプのトルクコンバ
ータにあっては、トルクコンバータの作動油温をパラメ
ータとして容量係数を測定した場合、第６図に示すよう
に、高温時には作動油の動粘性の低下により容量か小さ
くなり、また、低温時には作動油の動粘性の上昇により
容量が大きくなるという特性を示す。

この為、作動油温か比較的高温時に大トルク入力で連続
運転すると、トルク容量係数が小さい為、トルコンスリ
ップが増加し、これに伴なって発熱量も増加する。この
発熱量増加でさらに作動油温の上昇を助長する為、異常
高温となり、作動油の劣化やゴム製品（オイルシール等
）を破損してしまう。

また、作動油温が低温時には、トルク容量係数が増加す
る為、エンジン出力に対する拘束トルクが大きくなる。

特に、アイドル運転時においては、作動油温が低温でト
ルクコンバータの拘束トルクが大きいのに対し、エンジ
ン水温が低くてエンジン出力が小さいという関係になる
為、エンストが発生することがある。

（発明の目的） 本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、トルク容量係数を任意に可変制御し得る可変容量トル
クコンバータを備えた車両において、作動油温が低温ま
たは高温であることによるトルク容量係数の変化を小さ
く抑えることが出来る容量制御装置を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の可変容量トルクコン
バータの容量制御装置では、低油温時には小トルク容量
係数側に固定し、また、高油温時には大トルク容量係数
側に固定する手段とした。

即ち、第１図のクレーム概念図に示すように、請求項１
記載の発明では、トルクコンバータのトルク容量係数を
任意に可変制御し得る容量制御装置ｔａ！−備えた可変
容量トルクコンバータｂを搭載した車両において、前記
容量制御袋１ａは、トルクコンバータ作動油の温度を検
出する作動油温検出手段Ｃからの作動油温信号を入力し
、作動油温が所定油温以下の低油温時にはトルク容量係
数を小トルク容量係数に固定する制御を行なう手段とし
た事を特徴とする。

また、請求項２記載の発明では、トルクコンバータのト
ルク容量係数を任意に可変制御し得る容量制御装置ａを
備えた可変容量トルクコンバータｂを搭載した車両にお
いて１．前記容量制御装置ａは、トルクコンバータ作動
油の温度を検出する作動油温検出手段Ｃからの作動油温
信号を入力し、作動油温か所定油温以上の高油温時には
トルク容量係数を大トルク容量係数に固定する制御を行
なう手段とした事を特徴とする。

尚、低油温時とは例えば３０℃以下をいい、高油温時と
は例えば１２０Ｔ：、以上をいう。

また、夏冬の気温差の大きな温帯地等では作動油温の高
低両方の制御内容を併せて採用しても良いし、例えば、
高油温がほとんど問題とならない寒冷地等では請求項１
記載の制御内容のみを採用しても良いし、例えば、低油
温がほとんど問題とならない熱帯地等では請求項２記載
の制御内容のみを採用しても良い。

（作　用） 請求項１記載の発明の詳細な説明する。

作動油温検出手段Ｃからの作動油温信号に基づいて検出
される作動油温か所定油温以下の低油温時には、容量制
御装置ａにおいてトルク容量係数を小トルク容量係数に
固定する制御が行なわれる。

従って、外観的には小トルク容量係数であるが、実質的
には、低油温時における作動油の動粘性上昇によるトル
ク容量係数の増大分が加わることになり、常温時と同様
なトルク容量係数が保たれる。

請求項２記載の発明の詳細な説明する。

作動油温検出手段Ｃがらの作動油温信号に基づいて検出
される作動油温か所定油温以上の高油温時には、容量制
御装置ａにおいてトルク容量係数を大トルク容量係数に
固定する制御が行なわれる。

従って、外観的には大トルク容量係数であるが、実質的
には、高油温時における作動油の動粘性低下によるトル
ク容量係数の減少分が差し引かれることになり、常温時
と同様なトルク容量係数が保たれる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第２図は実施例の可変容量トルク比曲線く−９の容量制
御装置を示す図で、内燃機関Ａと、オートマチックトラ
ンスミッションＢと、トルク容量係数を任意に制御可能
な可変容量トルクコンバータ夕Ｃとを搭載する車両に適
用されている。

以下、可変容量トルクコンバータＣにつ（、Ｘで説明す
ると、１はポンプインペラ、２はタービンラン九３は２
分割したステータのうちの第１ステータ、４は２分割し
たステータのうちの第２ステータである。

前記ポンプインペラ１は、エンジンクランクシャフト５
に結合して第３図中矢印α方向へエンジン駆動する。そ
して、ポンプインペラ１１マ、この回転αにより内部作
動流体を遠心力により放出してタービンランナ２に衝突
させ、このタービンランナ２を第３図中β方向へ回転さ
せ、タービンランナ２に結合したタービンシャフト６へ
の動力伝達を行なう。

第１ステータ３及び第２ステータ４は、その羽根形状を
、第３図に示すように、整列時に連続円弧を描くように
設定する。

そして、第１ステータ３は、ポンプインペラ１及びター
ビンランナ２と逆の方向の回転（逆転）を阻止するワン
ウェイクラッチ７及びクラッチ８を順次介して固定部９
へ取付け、第２ステータ４は同様のワンウェイクラッチ
１０を介して固定部９へ取付ける。

前記クラ・ンチ８は、その作動、非作動をクラ・ンチコ
ントローラ１１により制御するようにした制御型クラッ
チであり、このクラッチコントローラ１１には、油温セ
ンサ１２により検出した作動油の温度に関する情報を入
力し、後述の如きクラ・ンチ８の作動、非作動制御を行
なわせる。

クラッチ８を作動、即ち、締結状態にすると）、ワンウ
ェイクラッチ７は第１ステータ３の逆転を阻止する。こ
の状態では、ポンプインペラ１から放出されてタービン
ランナ２に衝突した作動流体がステータ３．４により案
内されてポンプインペラ１に戻る間、両ステータ３．４
が共にワンウェイクラッチ７．１０により逆転を阻止さ
れ、上２の作動流体に反力を与えて前記ボインブインペ
ラ１からタービンランナ２への動力伝達をトルク増大作
用と伴なって行なうことができる。

しかし、クラッチ８を非作動、即ち、解放状態にすると
、ワンウェイクラッチ７が本来の機能を失い、第１ステ
ータ３は逆転をも行なうことができる。この状態では第
１ステータ３からの反力が得られず、第２ステータ４か
らの反力のみによってトルク増大作用を行なうことにな
り、トルクコンバータの性能曲線をクラッチ８の作動、
非作動により変更することができる。

第４図はクラッチ８を作動して（＼る時のトルク容量係
数曲線ＴＳＮ及びトルク比曲線ｔｓＮと、クラッチ８を
非作動にしている時のトルク容量係数曲線ＴａＦ及びト
ルク比曲線ｔ８Ｆを示す。

速度比ｅがｅＩの第１クラッチ点と、速度比ｅがｅ２の
第２クラ・ンチ点との間における第１ステータ３の正転
域、及び速度比ｅが０２以上の両ステータ３．４の正転
域では、当然のことながらクラッチ８の作動、非作動に
関係なく　Ｔ　５１１＝　Ｔ　ＩＩＦ、ｔＳＮ＝　Ｔ　
ｓｒであるが、それ以外のコンバータ域では前記トルク
増大作用が行なわれる為、クラッチ８の作動時における
性能曲線Ｔ　ＳＮ＋　　ｔ　ＳＮと、クラッチ８の非作
動時における性能曲線７８Ｆ、　　ｔ　ＳＦとは夫々異
なる。特にストール時（発進時）について考察すると、
クラ・ンチ８の作動時トルク容量係数はＴＳｌ＋）’ル
ク比はｔｌｉ＋であり、クラッチ８の非作動時トルク容
量係数はＴａ２　（＞ｖｓ＋）　、　　トルク比はｔ　
ｓｚ　（＜　ｔ　ｓ＋）である。

次に、作用を説明する。

まず、クラ・ンチコントローラ１１で行なわれるクラッ
チ制御作動について第５図のフローチャートに従って説
明する。

ステップ５０では、油温センサ１２からの信号が読み込
まれる。

ステップ５１では、読み込まれた作動油温Ｔが低油温の
しきい値である設定温度Ｔｏ（例えば、３０℃）以下か
どうかが判断される。

そして、ステップ５１において、Ｔ≦Ｔ０の場合には、
ステップ５２へ進み、クラッチ８を作動（容量小）にす
る指令が出力される。

また、ステップ５１において、Ｔ＞Ｔｏの場合には、ス
テップ５３へ進み、高油温のしきい値である設定温度Ｔ
、（例えば、１２０℃）以上かどうかが判断される。

そして、ステップ５３において、Ｔ≧Ｔ、の場合には、
ステップ５４へ進み、クラッチ８を非作動（容量大）に
する指令が出力される。

また、作動油温ＴがＴ０≦ＴＳ；Ｔ　、の範囲内にある
常温時には、ステ・ンブ５３からステップ５５へ進み、
車両の運転状態（例えば、エンジン負荷、車速、エンジ
ン回転数等）に応じてトルクコンバータ容量を制御し、
作動油温に応じた容量制御は行なわない。

次に、作動油温Ｔがそれぞれ低温、高温、常温である場
合とに分けてその作用を説明する。

（イ）　Ｔ　：５　Ｔ　ｏの低温時 まず、定容量トルクコンバータで作動油温をパラメータ
として容量係数を測定した場合、第６図に示すように、
低温時には作動油の動粘性の上昇により容量が大きくな
るという特性を示す。

この為、作動油温が低温時には、トルク容量係数が増加
する為、エンジン出力に対する拘束トルクが大きくなり
、特に、アイドル運転時においては、作動油温か低温で
トルクコンバータの拘束トルクが大きいのに対し、エン
ジン水温が低くてエンジン出力が小さいという関係にな
る為、エンストが発生することがある。

しかし、クラッチコントローラ１１で行なわれるクラフ
チ制御作動により、作動油温が低温の場合には、ステッ
プ５０→ステップ５１−ステ・ンプ５２へと進む流れと
なり、ステップ５２においては、クラ・フチ作動により
小トルク容量に固定する制御が行なわれる。

従って、外観的には小トルク容量係数であるが、実質的
には、低油温時における作動油の動粘性上昇によるトル
ク容量係数の増大分が加わることになり、常温時と同様
なトルク容量係数が保たれる。

この結果、アイドル運転時におけるエンスト防止が達成
される。

（ロ）Ｔ≧Ｔ、の高温時 定容量トルクコンバータで作動油温をパラメータとして
容量係数を測定した場合、第６図に示すように、高温時
には作動油の動粘性の低下により容量が小さくなるとい
う特性を示す。

この為、作動油温が比較的高温時に大トルク入力で連続
運転すると、トルク容量係数が小さい為、トルコンスリ
ップが増加し、これに伴なって発熱量も増加する。この
発熱量増加でさらに作動油温の上昇を助長する為、異常
高温となり、作動油の劣化やゴム製品（オイルシール等
）を破損してしまう。

しかし、クラッチコントローラ１１で行なわれるクラッ
チ制御作動により、作動油温が高温の場合には、ステ・
リプ５０→ステ・リプ５１→ステツプ５３→ステツプ５
４へと進む流れとなり、ステップ５４においては、クラ
・ソチ非作動により大トルク容量に固定する制御が行な
われる。

従って、外観的には大トルク容量係数であるが、実質的
には、高油温時における作動油の動粘性低下によるトル
ク容量係数の減少分が差し引かれることになり、常温時
と同様なトルク容量係数が保たれる。

この結果、大トルク入力で連続運転した場合でもトルコ
ンスリップが抑えられ、トルコンスリップに伴なって作
動油温の上昇を助長する発熱量も抑えられ、作動油が異
常高温になることによる作動油劣化やゴム製品（オイル
シール等）の破損が防止される。

（ハ）Ｔ０≦Ｔ≦Ｔ、の常温時 作動油温ＴがＴ０≦Ｔ≦Ｔ、の範囲内にある常温時には
、ステップ５０→ステツプ５１→ステツプ５３→ステツ
プ５５へ進み、車両の運転状態（例えば、エンジン負荷
、車速、エンジン回転数等）に応じてトルクコンバータ
容量が制御される。

具体的には、トルク容量が可変であることを活用し、発
進時や加速時等においては、トルク容量係数を小さくし
、トルク比を高くして、発進性や加速性を高め、また、
定速走行時等においては、トルク容量係数を大きくして
、トルコンスリップを抑え、燃費を向上させるような制
御を行なうことができる。

以上説明してきたように、実施例の可変容量トルクコン
バータの容量制御装置にあっては、低油温時に小トルク
容量に固定すると共に高油温時に大トルク容量に固定す
る装置とした為、作動油の温度によるトルク容量係数の
変化を低温時にも高温時にも小さく抑えることが出来る
という効果が得られる。

この結果、アイドル運転時におけるエンスト防止と共に
高負荷連続運転時における作動油の異常高温防止を達成
することができる。

以上、実施例を図面に基づいて説明してきたが、具体的
な構成はこの実施例に限られるものではない。

例えば、実施例では、トルク容量係数の変更手段として
ステータ分割機構による例を示したが、他の様々な変更
手段を適応した可変容量トルクコンバータにも適応でき
る。

具体的には、第７図（大容量状態）、第８図（小容量状
態）、第９図（ロックアツプ状態）に示すように、ロッ
クアツプクラッチ２０に邪魔板２１を設け、口・ンクア
ップクラッチ２０のスライドストロークによりタービン
インペラ内に邪魔板２１を挿入可能とし、油路（１）、
　（２）、　（３）　（７）ＩＮ、ＯＵＴの切換制御に
より大容量状態、小容量状態９口・ンクアップ状態を得
るトルク容量係数の変更手段としても良い。

また、第１０図（小容量状態）、第１１図（大容量状態
）、第１２図（ロックアツプ状態）に示すように、ポン
プインペラを第１ポンプインペラ３０と第２ポンプイン
ペラ３１に分割し、第２ポンプインペラ３１にポンプク
ラッチ３２を接続し、さらに、ポンプクラ・ンチ３２と
タービンＴとの間にロックア・シックラッチ３３を配置
し、油路（＋）、　（２）。

（３）の■〜、　ＯＵＴの切換制御により小容量状態、
大容量状態、ロックアツプ状態を得るトルク容量係数の
変更手段としても良い。

また、トルク容量係数を大小の２段階で変更制御する例
を示したが、大、中、小の３段階やそれ以上の段階でト
ルク容量係数を変更する可変容量トルクコンバータにも
適応できる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、請求項１記載の可変容量トル
クコンバータの容量制御装置にあっては、低油温時に小
トルク容量係数側に固定する手段とした為、作動油温か
低温であることよるトルク容量係数の変化を小さく抑え
ることが出来るという効果が得られる。

また、請求項２記載の可変容量トルクコンバータの容量
制御装置にあっては、高油温時に大トルク容量係数側に
固定する手段とした為、作動油温が高温であることよる
トルク容量係数の変化を小さく抑えることが出来るとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変容量トルクコンバータの容量制御
装置を示すクレーム概念図、第２図は実施例の可変容量
トルクコンバータの容量制御装置を示す概略図、第３図
は実施例装置の可変容量トルクコンバータの展開して羽
根のみを示す図、第４図は実施例の可変容量トルクコン
バータの性能曲線図、第５図は実施例装置でのトルク容
量制御フローチャート図、第６図は定容量トルクコンバ
ータで油温をパラメータとした場合のトルク容量係数特
性図、第７図、第８図、第９図は邪魔板タイプの可変容
量トルクコンバータを示す概略図、第１０図、第１１図
、第１２図は分割ポンプタイプの可変容量トルクコンバ
ータを示す概略図である。 ａ・・・容量制御装置 ｂ・・・可変容量トルクコンバータ Ｃ・・・作動油温検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トルクコンバータのトルク容量係数を任意に可変制
   御し得る容量制御装置を備えた可変容量トルクコンバー
   タを搭載した車両において、 前記容量制御装置は、トルクコンバータ作動油の温度を
   検出する作動油温検出手段からの作動油温信号を入力し
   、作動油温が所定油温以下の低油温時にはトルク容量係
   数を小トルク容量係数に固定する制御を行なう手段とし
   た事を特徴とする可変容量トルクコンバータの容量制御
   装置。 ２）トルクコンバータのトルク容量係数を任意に可変制
   御し得る容量制御装置を備えた可変容量トルクコンバー
   タを搭載した車両において、 前記容量制御装置は、トルクコンバータ作動油の温度を
   検出する作動油温検出手段からの作動油温信号を入力し
   、作動油温が所定油温以上の高油温時にはトルク容量係
   数を大トルク容量係数に固定する制御を行なう手段とし
   た事を特徴とする可変容量トルクコンバータの容量制御
   装置。