JPS63297859A - 流体式トルクコンバ−タの制御装置 - 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、ステータの翼角度をｗＩ整するようにした流
体式トルクコンバータの制御装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、トルクコンバータは入力側のポンプと出力側の
タービンとステータとによって構成され、タービンから
ステータへの流体の流入角度が回転条件に応じて変化し
、この流入角度とステータの翼角度とが一致した状態が
最も効率の高い状態であり、両角度が異なると流体の流
れに乱れが生じて衝突損失が発生するものである。

そして、上記衝突損失を低減して流体式トルクコンバー
タの性能向上を図って伝達効率を改善する目的から、従
来より、ステータの翼角度を可変とした構造が、例えば
、特開昭６１−１３０６５９号に見られるように公知で
ある。

上記先行例では、車速信号とアクセル開度信号とに応じ
て発進時と定常時とでステータの翼角度を切換えるよう
に駆動制御するものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のような車速信号とアクセル開度信号と
の検出による発進時と定常時とでのステータの翼角度切
換え構造では、ステータへの流入角度の変化に対応する
検出が正確にできず、この流入角度と翼角度とを確実に
一致させることは困難であり、正確かつ広い範囲での衝
突損失の低減を図ることはできず、より高い伝達効率を
得ることが望まれる。

そこで本発明は上記事情に鑑み、トルクコンバータのス
テータの翼角度をより正確に調整してより一層衝突損失
を低減して高い伝達効率を得るようにした流体式トルク
コンバータの制御装置を提供することを目的とするもの
である。

〈問題点を解決するための手段） 本発明のトルクコンバータの制御装置は、ステータの実
効翼角度を可変に設けるとともに、このトルクコンバー
タの速度比、トルク比等のスリップ状態を検出する検出
手段を設け、該検出手段の出力を受け、前記ステータの
実効翼角度を可変制御する制御手段を設けたことを特徴
とするものである。

上記実効翼角度の可変構造としては、ステータ翼の一部
を可動に構成して翼角度を変更するもの、複数種のステ
ータ翼を有しこれを切換えて実効翼角度を変更するもの
等が使用可能である。

（作用） 上記のようなトルクコンバータの制御装置では、速度比
もしくはトルク比等のスリップ状態の変化に対応し、こ
のスリップ状態を検出手段で直接検出し、検出したスリ
ップ状態に基づいてステータの翼角度を求めて翼角度可
変機構を制御し、実効翼角度を流入角度に正確に一致さ
せるものである。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の各実施態様を説明する。

実施例１ 第１図に全体構成を示し、流体式トルクコンバータ１は
ポンプ２とタービン３とステータ４とを備え、ポンプ２
は入力軸５（エンジン出力軸）に連結されて駆動され、
タービン３はトルクコンバータ１の出力軸６に連結され
ている。また、ステータ４は、その翼角度が可変な翼角
度可変機構７（具体構造は後述する）に設けられ、その
翼角度はアクチュエータ８（パルスモータ）によって変
更される。

上記翼角度可変１１４ｉ１７のアクチュエータ８に対し
ては、駆動回路１０を介して制御手段１１からの制御信
号が出力されてそのステータ４の翼角度が調整制御され
るものである。また、前記トルクコンバータ１の入力軸
５および出力軸６にはそれぞれ回転センサ１２．１３が
設置され、ポンプ回転数に相当する入力回転数ω１　（
エンジン回転数）とタービン回転数に相当する出力回転
数ω２とが、制御手段１１のインターフェイス回路１４
に入力される。

上記入力信号はＡ／Ｄ変換器１５でデジタル信号に変換
されて入力ポート１６からＣＰＵ１７に入力され、この
入力データに基づいてトルクコンバータ１の速度比ｅ（
出力回転数ω２／入力回転数ω１）を求めてスリップ状
態を検出するとともに、この速度比ｅに対して予めメモ
リ１８に登録しであるステータ翼角度θを演算するもの
である。

このＣＰＵ１７の演算結果は、出力ボート１９からＤ／
Ａ変換器２０に出力され、インターフェイス回路１４か
ら前記駆動回路１０を経てアクチュエータ８に出力され
るものである。

前記ＣＰＬ１１７における処理は、基本的に第２図に示
すように、タービン３の回転速度と循環流速とから実質
的にステータ４に作用するタービン３からの流体の流入
角度αと、ステータ４の入口部の翼角度θとが一致する
ように調整する。なお、流入角度αと翼角度θは、垂線
に対し時計方向が正方向である。そして、上記タービン
３からの流入角度αは、エンジン回転数によって変化す
る循環速度に関係なく、前記速度比ｅによって決定され
る。

従って、上記ステータ４の入口部の翼角度θは、第３図
に示すように、上記タービン３からの流入角度αを決定
する速度比ｅの変化に対応して求めるものである。すな
わち、速度比ｅが０で出力回転数ω２がＯの状態から速
度比ｅが１に近付いて出力回転数ω２が入力回転数ω１
に接近するように速度比ｅが大きくなるのに対応して、
ステータ４の入口部の翼角度θは大きくなるように設定
されている。なお、速度比ｅが大きくなってカップリン
グポイントｃ（０゜８程度）に達すると、ステータ４は
後述のワンウェイクラッチによって回転するので、その
際にはステータ翼角度θの制御を停止する。

次に、前記翼角度可変機栴７の具体構造例を第４図に示
す。トルクコンバータ１のポンプ２は、エンジン回転と
一体に回転する中心部の入力軸５（センターシャフト）
に固着されたハウジング２２にポンプ翼２３が設置され
て構成され、タービン３は上記ポンプ翼２３に対向して
配設されたタービン翼２４が出力軸６（タービンシャフ
ト）に固着されて構成されている。

一方、ステータ４は、ステータ興２５が前翼部２５ａと
後翼部２５ｂとに分割構成され、後翼部２５ｂは外リン
グ２６ａと内リング２７とに固着支持され、内リング２
７はスプライン２８を介して可動部材２９に連係されて
いる。一方、前記前翼部２５ａは前縁部が外リング２６
ｂと内側のハブ３０に第１ビン３１よって回動自在に支
承され、後縁部は前記後翼部２５ｂの前縁に第２ビン３
２によって回動自在に連結されている。また、前記ハブ
３０はワンウェイクラッチ３３を介して固定軸３４に一
方向にのみ回転可能に支持されている。

そして、前記内リング２７は可動部材２９とともにハブ
３０に対して摺動可能に設けられ、この可動部材２９の
内周部にアクチュエータ８としてのパルスモータを構成
する永久磁石によるロータ８ａが固着され、一方、固定
軸３４にはロータ８・ａに対向して固定側の電磁石８ｂ
が設けられている。

上記電磁石８ｂに対して前記制御手段１１から駆動回路
１０を介して駆動信号が出力され、ロータ８ａが所定位
置に回転し、これとともに可動部材２９、内リング２７
、外リング２６ａと一体に後翼部２５ｂが周方向に移動
し、この後翼部２５ｂと連結されている前翼部２５ａの
角度が第５図および第６図に示すように変化し、ステー
タ４の入口部の翼角度θが調整可能に構成されている。

第５図および第６図において、実線で示す状態が高速度
比の状態で翼角度θは大きく、低速度比になるに従って
翼角度θが小さく屈曲した翼形状となり、タービン３か
らの流入角度変化に合致するように調整制御する。

なお、ステータ４の前翼部２５ａはその翼角度θの変更
に伴って第１ビン３１の位置が前後に移動し、かつ外周
部は周方向に移動させる必要があることからこの第１ビ
ン３１を支承するハブ３０および外リング２６ｂの溝３
０ａ、２６Ｃは、第５図および第６図に示すように、上
記移動を許容するように形成されている。

上記のような実施例では速度比ｅによるスリップ状態の
直接検出に基づいてステータ翼角度θを調整制御するこ
とによって、広い範囲においてタービン３からの流入角
度αとステータ４の入口翼角度θとを一致させるように
角度調整を行うものである。

第７図には翼角度可変１１１１７の変形例を示し、ステ
ー５４′のステータ関３５の前翼部３５ａと後翼部３５
ｂとの分割構造において、前翼部３５ａを円柱状の固定
構造に形成して後翼部３５ｂとは連結せず、第４図と同
様なパルスモータによるアクチュエータ８によって後翼
部３５ｂが周方向に移動されると、この後翼部３５ｂの
先端と円柱状の前翼部３５ａとの連続位置が変化して、
実質的に翼角度θを変更するように翼形状が変化するこ
とになり、可変ｎ＠７の簡素化を図っている。

また、ハブ３０に対する内リング２７の移Ｉ！ｌＪ範囲
を係合片３０ａと凹部２７ａの当接によって規制するよ
うにしている。その他は同様に構成されている。

この変形例においても同様に、高速度比時においては実
線で示すようにステータ翼形状が直線状態に近くなって
翼角度Ｏが大きく、低速度比時では破線のように翼角度
θが小さくなるようにｉａ整し、タービン３からの流入
角度変化に合致するように制御するものである。

実施例２ この実施例は第８図に全体構成を示し、この例において
は、トルクコンバータ１の入力側と出力側のトルク比ｔ
を検出し、このトルク比ｔに対応してステータ４の翼角
度θを調整制御するようにしたものである。

前例すなわち第１図と同様に、ステータ４はその翼角度
θが可変な翼角度可変機ｌＩ４７に設けられ、その翼角
度θはアクチュエータ８（パルスモータ）によって変更
される。この翼角度可変機構７のアクチュエータ８に対
しては、駆動回路１０を介して制御手段１１からの制御
信号が出力されてそのステータ４の翼角度θが調整制御
される。

また、前記トルクコンバータ１の入力軸５および出力軸
６にはそれぞれトルクセンサ３８，３９が設置され、入
力側のトルクＴｔと出力側のトルクＴ２とが、制御手段
１１のインターフェイス回路１４に入力される。上記入
力信号はＡ／Ｄ変換器１５でデジタル信号に変換されて
入力ボート１６からＣＰＵ１７に入力され、この入力デ
ータに基づいてトルクコンバータ１のトルク比ｔ（出力
トルクＴ２／入力トルクＴｔ　）を求めてスリップ状態
を検出するとともに、このトルク比ｔに対して予めメモ
リ１８に登録しであるステータ翼角度θを演算するもの
である。このＣＰＵ１７のＷ算結果は、前例と同様に、
出力ボート１９からＤ／Ａ変換器２０に出力され、イン
ターフェイス回路１４から駆動回路１０を経てアクチュ
エータ８に出力されるものである。

前記ＣＰＵ１７における処理は、前記速度比ｅとトルク
比ｔとの関係が基本的に第９図に示すように、速度比ｅ
が大きくなるとトルク比ｔは徐々に小さくなる特性を有
し、これに対応して第１０図に示すようなトルク比ｔと
翼角度θとの関係があり、これに基づいて翼角度θを求
めるものである。

上記のような実施例ではトルク比ｔによるスリップ状態
の検出に基づいてステータ翼角度θを調整制御すること
によって、広い範囲においてタービン３からの流入角度
αとステータ４の入口翼角度θとを一致させるように角
度調整を行うものである。

なお、上記のような実施例における翼角度可変機構の他
に、別途に配置したパルスモータを動力伝達装置くギヤ
、プーリとベルト）を介して作動させるようにしてもよ
く、また、ステッピングモータの替わりにＤＣサーボモ
ータあるいは超音波モータを使用するようにしてもよく
、その場合にモータの回転数を検出するパルスゼネレー
タ〈エンコーダ）を設けてフィードバック制御を行い、
正確な位置制御を行うシステムを採用するようにしても
よい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、ステータの実効翼角度を
可変に設けるとともに、このトルクコンバータの速度比
、トルク比等のスリップ状態を直接検出する検出手段を
設けて、このスリップ状態からステータの実効翼角度を
制御手段によって可変制御するようにしたことにより、
正確かつ広い範囲にわたってタービンからの流入角度に
一致してステータの翼角度を調整することができ、衝突
損失の低減を図って良好な伝達効率を得ることができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における流体式トルクコ
ンバータの制ｕｐ装置の全体構成図、第２図はタービン
からの流入角度とステータの翼角度との関係を示す説明
図、 第３図は速度比に対するステータ翼角度の設定例を示す
特性図、 第４図は翼角度可変４Ｉ＠の具体例を示すトルクコンバ
ータの要部断面図、 第５図は第４図のＶ−Ｖａに沿う断面図、第６図は同ｖ
ｔ−ｖｔ線に沿う断面図、第７図は翼角度可変Ｉ！構の
変形例を示す要部断面図、 第８図は本発明の第２の実施例における流体式トルクコ
ンバータの制′ｎ装置の全体構成図、第９図は速度比と
トルク比との関係を示す特性図、 第１０図はトルク比に対するステータ翼角度の設定例を
示す特性図である。 １・・・・・・トルクコンバータ、２・・・・・・ポン
プ、３・・・・・・タービン、４・・・・・・ステータ
、５・・・・・・入力軸、６・・・出力軸、７・・・・
・・翼角度可変は構、８・・・・・・アクチュエータ、
１１・・・・・・制御手段、１２．１３・・・・・・回
転センサ、２５．３５・・・・・・ステータ翼、３８．
３９・・・・・・トルクセンサ。 第１図 第２図 第′３図 第４図 第８図 第９図 第１０図 μルクｒｂ　　ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステータの実効翼角度が可変に設けられたトルク
   コンバータにおいて、該トルクコンバータの速度比、ト
   ルク比等のスリップ状態を検出する検出手段を設けると
   ともに、該検出手段の出力を受け、前記ステータの実効
   翼角度を可変制御する制御手段を設けたことを特徴とす
   る流体式トルクコンバータの制御装置。