JPH0754149B2 - 可変容量トルクコンバータの容量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トルク容量係数を任意に変更可能な可変容量
トルクコンバータの容量制御装置に関する。

（先行の技術） 従来、可変容量トルクコンバータとしては、特開昭61−
130659号に記載されているものが知られている。

また、車速及びスロットル開度（エンジン負荷）に応じ
てトルク容量係数を最適に制御する可変容量トルクコン
バータの容量制御装置としては、本出願人が先に提案し
た、特願昭62−305960号の明細書及び図面に記載したも
のがある。

（発明が解決しようとする課題） 先行技術に記載されているように、可変容量トルクコン
バータの容量制御において、小中スロットル開度での発
進時には、トルク容量係数が大きい方がポンプ吸収トル
クが高くなって発進性能が良く、また、大スロットル開
度での発進時には、トルク容量係数が小さい方がポンプ
吸収トルクが大きくなって発進性能が良いことに着目
し、第６図に示すように、車速Ｖとスロットル開度THと
に対応して区分けしたトルク容量係数目標値制御マップ
を予め設定し、このトルク容量係数目標値制御マップと
車速検出値及びスロットル開度検出値との比較により小
トルク容量係数か大トルク容量係数かを選択するように
している。

しかし、車速Ｖとスロットル開度THのみを制御パラメー
タとしているものである為、停車状態からアクセルペダ
ルを大きく踏み込んでの大開度発進の場合に、小トルク
容量係数に保ちたいにもかかわらず、トルク容量係数が
小→大→小と変化してしまい、意図する発進性能が得ら
れない。

即ち、Ｖ＝０かつTH＝０の停車状態のＡ点からスロット
ル開度THが大開度となるＢ点へ急激に変化する発進時に
は、スロットル開度THが零のＡ点からスロットル開度TH
が大開度となるＢ点への移行の途中で中間開度を通過す
る為、トルク容量係数変化点をTH₁とすれば、TH＝０〜T
H₁の間はトルク容量係数が小→大と変化し、TH≧TH₁の
間はトルク容量係数が大→小と変化する。

従って、第７図の破線のトルク容量係数特性に示すよう
に、スロットル開度THが０〜TH₁に変化するまでの時間
Δt₁と、スロットル開度THがTH₁を超えてトルク容量係
数が大→小へ安定するまでの応答時間Δt₂の間、トルク
容量係数が大きく、且つ、不安定となる。

これにより、第７図の破線の車両発進加速度特性に示す
ように、車両発進加速度はΔt₁＋Δt₂よりも短い時間で
最大となり、ほぼトルク容量係数が大きい状態での最大
加速度を発生するにとどまり、トルク容量係数を小さく
一定にする場合のような良好な発進性能が得られない。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、制御パラメータとしてエンジン負荷変化速度を加
え、停車状態からアクセルペダルを大きく踏み込んでの
大開度発進の場合に意図する良好な発進性能を得ること
が出来る可変容量トルクコンバータの容量制御装置の開
発を課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決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、第１図のクレーム対応図に
示すように、車速を検出する車速検出手段ａと、エンジ
ン負荷を検出するエンジン負荷検出手段ｂと、車速とエ
ンジン負荷とをパラメータとし、エンジン回転数の２乗
に対するトルクコンバータ入力トルクの大きさを示すト
ルク容量係数の目標値が、少なくとも低車速・低エンジ
ン負荷域で小トルク容量係数に、低車速・中エンジン負
荷域で大トルク容量係数に、低車速・高エンジン負荷域
で小トルク容量係数に予め設定されているトルク容量係
数目標値制御マップｃと、前記トルク容量係数目標値制
御マップｃと車速検出値及びエンジン負荷検出値との比
較によりトルク容量係数目標値を設定するトルク容量係
数目標値設定部ｄと、エンジン負荷変化速度を演算する
エンジン負荷変化速度演算部ｅと、トルク容量係数目標
値として大トルク容量係数が設定される発進時であっ
て、エンジン負荷増大変化速度が所定値より小さい時に
は、設定される大トルク容量係数を最終トルク容量係数
目標値とし、エンジン負荷増大変化速度が所定値以上の
時には、大トルク容量係数の設定にもかかわらず小トル
ク容量係数を最終トルク容量目標値とする最終トルク容
量係数目標値決定部ｆと、トルク容量係数を任意に変更
可能なトルクコンバータに設けられ、前記最終トルク容
量目標値を得るべく駆動制御されるトルク容量係数変更
アクチュエータｇと、を備えている事を特徴とする。

（作用） トルク容量係数目標値として大トルク容量係数が設定さ
れる発進時であって、エンジン負荷増大変化速度が所定
値より小さい時には、最終トルク容量係数目標値決定部
ｆにおいて、トルク容量係数目標値制御マップｃにより
設定される大トルク容量係数が最終トルク容量係数目標
値として決定され、この最終トルク容量目標値を得るべ
く、トルク容量係数を任意に変更可能なトルクコンバー
タに設けられたトルク容量係数変更アクチュエータｇが
駆動制御される。

従って、信号停車からアクセルペダルを踏み込んだまま
での小中開度発進時には、エンジン負荷増大変化速度が
所定値より小さくなり、トルク容量係数目標値制御マッ
プｃに基づいて設定された大トルク容量係数がそのまま
最終目標値とされるため、ポンプ吸収トルクが高くなり
大きな車両発進加速度が発生する良好な発進性能が得ら
れる。

トルク容量係数目標値として大トルク容量係数が設定さ
れる発進時であって、エンジン負荷増大変化速度が所定
値以上の時には、最終トルク容量係数目標値決定部ｆに
おいて、トルク容量係数目標値制御マップｃにより設定
されるトルク容量係数が大トルク容量係数であるにもか
かわらず小トルク容量係数が最終トルク容量係数目標値
として決定され、この最終トルク容量目標値を得るべ
く、トルク容量係数を任意に変更可能なトルクコンバー
タに設けられたトルク容量係数変更アクチュエータｇが
駆動制御される。

従って、停車状態からアクセルペダルを大きく踏み込ん
での大開度発進時には、トルク容量係数目標値制御マッ
プｃに基づいて設定されるトルク容量係数が、エンジン
負荷の変化に対応して小トルク容量係数→大トルク容量
係数→小トルク容量係数と変化することになるが、エン
ジン負荷増大変化速度が所定値以上という条件を満足す
ることで小トルク容量係数がそのまま保持され、トルク
コンバータが小トルク容量のまま一定に保持されるた
め、ポンプ吸収トルクが高くなり大きな車両発進加速度
が発生する良好な発進性能が得られる。

（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コンバータの容量制御
装置を示す図で、１はポンプインペラ、２はタービンラ
ンナ、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１は、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画くよう
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。

前記クラッチ８は、その作動，非作動をクラッチコント
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、スロットル開度
センサ12により検出したスロットル開度TH（エンジン負
荷）及び車速センサ13により検出した車速Ｖに関する情
報を入力し、後述の如きクラッチ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、上記の
作動流体に反力を与えて前記ポインプインペラ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を作動している時のトルウク容量係
数曲線T_SN及びトルク比曲線t_SN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T_SF及びトルク比曲
線t_SFを示す。

速度比ｅがe₁の第１クラッチ点と、速度比ｅがe₂の第２
クラッ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e₂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
_SN＝T_SF、t_SN＝t_SF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T_SF，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、クラッチ８の
作動時トルク容量係数はT_S1，トルク比はt_S1であり、ク
ラッチ８の非作動時トルク容量係数はT_S2（＞T_S1），ト
ルク比はt_S2）（＜t_S1）である。

次に、作用を説明する。

まず、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20では、スロットル開度TH及び車速Ｖが読み込
まれる。

ステップ21では、今回読み込まれたスロットル開度TH₀
と所定時間ｔ前に読み込まれたスロットル開度TH₁によ
りスロットル開度変化速度dTH/dtが下記の式で演算され
る。

dTH/dt＝（TH₀−TH₁）/t ステップ22では、スロットル開度THが安定状態（dTH/dt
≒０）におけるトルク容量係数マップである第６図に示
すテーブルデータがメモリから読み取られる。

ステップ23では、ステップ20で読み込まれたスロットル
開度TH及び車速Ｖと、ステップ22でのテーブルデータと
により、検出値に基づく走行状態に対するトルク容量係
数目標値が大トルク容量係数領域にあるか、小トルク容
量係数領域にあるかが判断される。

そして、大トルク容量係数領域にあると判断された場合
には、ステップ24へ進み、前記ステップ21で演算により
求められたスロットル開度変化速度dTH/dtと設定値ｋと
の大小比較がなされ、dTH/dt＜ｋの場合には、ステップ
25へ進み、クラッチ８を非作動にし、トルク容量を大に
する制御が行なわれ、また、dTH/dt≧ｋの場合には、ス
テップ26へ進み、スロットル開度THが安定状態において
は大トルク容量係数領域が選択されるにもかかわらず、
クラッチ８を作動にし、トルク容量を小にする制御が行
なわれる。

一方、ステップ23で小トルク容量係数領域にあると判断
された場合には、スロットル開度変化速度dTH/dtを判断
することなくそのままステップ26へ進み、クラッチ８を
作動にし、トルク容量を小にする制御が行なわれる。

次に、スロットル開度変化速度dTH/dtが、dTH/dt＜ｋの
時とdTH/dt≧ｋの時に分けて、発進時の作用について説
明する。

（イ）dTH/dt＜ｋの時 信号停車等からアクセルペダルを踏み込んだままでの小
中開度発進時には、スロットル開度変化速度dTH/dtがdT
H/dt＜ｋである為、ステップ23→ステップ24→ステップ
25へと進む流れとなり、クラッチ８が非作動にされる。

従って、テーブルデータに応じて大トルク容量を得る制
御が行なわれることになる為、先願の明細書に記載され
ているように、大きな車両発進加速度が発生し、良好な
発進性能が得られる。

（ロ）dTH/dt≧ｋの時 停車状態からアクセルペダルを大きく踏み込んでの大開
度発進の場合には、テーブルデータ上においてはスロッ
トル開度THの変化に対応して小トルク容量係数→大トル
ク容量係数→小トルク容量係数と変化することになる
が、スロットル開度変化速度dTH/dtがdTH/dt≧ｋという
条件を満足する為、大トルク容量係数が選択される走行
条件下においてもステップ23→ステップ24→ステップ26
へと進む流れとなり、クラッチ８が作動とされる。

従って、第６図のテーブルデータでＶ＝０かつTH＝０の
停車状態のＡ点からスロットル開度THが大開度となるＢ
点へ急激に変化する発進時には、スロットル開度THが零
のＡ点からスロットル開度THが大開度となるＢ点への移
行の途中で中間開度を通過するにもかかわらず、第７図
の実線のトルク容量係数特性に示すように、小トルク容
量係数がそのまま保持される。

これにより、先願の明細書に記載されているように、車
両発進加速度特性として第７図の実線特性を示し、高い
最大加速度が発生することで良好な発進性能が得られ
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、制御パラメータとし
て、スロットル開度TH及び車速Ｖ以外にスロットル開度
変化速度dTH/dt（エンジン負荷変化速度）を加えてトル
ク容量係数を制御する構成とした為、アクセルペダルを
踏み込んだままでの小中開度発進時における良好な発進
性能の確保と、停車状態からアクセルペダルを大きく踏
み込んでの大開度発進の場合における良好な発進性能の
確保との両立を達成することが出来る。

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く、本発明の
要旨を逸脱しない範囲における制御内容の追加や変更等
があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例でエンジン負荷検出手段としてスロット
ル開度センサを用いる例を示したが、エンジン吸気負圧
センサ等によりエンジン負荷を検出するようにしても良
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。

また、実施例では、トルク容量係数の変更手段としてス
テータ多分割機構による例を示したが、他の手段、例え
ば、分割ポンプインペラ機構等により変更する手段等、
他の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。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明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、トルク容量係数目標
値として大トルク容量係数が設定される発進時であっ
て、エンジン負荷増大変化速度が所定値より小さい時に
は、設定される大トルク容量係数を最終トルク容量係数
目標値とし、エンジン負荷増大変化速度が所定値以上の
時には、大トルク容量係数の設定にもかかわらず小トル
ク容量係数を最終トルク容量目標値とする最終トルク容
量係数目標値決定部を有する手段としたため、停車から
アクセルペダルを踏み込んだままでの小中開度発進時に
良好な発進性能が確保されるばかりでなく、停車状態か
らアクセルペダルを大きく踏み込んでの大開度発進時に
おいてアクセル操作にあらわれたドライバの発進意図に
呼応する良好な発進性能を得ることができるという効果
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対応図、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
量係数制御フローチャート図、第６図は実施例装置での
テーブルデータ（トルク容量係数目標値制御マップ）を
示す図、第７図は大開度発進時におけるスロットル開
度，トルク容量係数及び車両発進加速度のタイムチャー
ト図である。 ａ……車速検出手段 ｂ……エンジン負荷検出手段 ｃ……トルク容量係数目標値制御マップ ｄ……トルク容量係数目標値設定部 ｅ……エンジン負荷変化速度演算部 ｆ……最終トルク容量係数目標値決定部 ｇ……トルク容量係数変更アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車速を検出する車速検出手段と、 エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、 車速とエンジン負荷とをパラメータとし、エンジン回転
   数の２乗に対するトルクコンバータ入力トルクの大きさ
   を示すトルク容量係数の目標値が、少なくとも低車速・
   低エンジン負荷域で小トルク容量係数に、低車速・中エ
   ンジン負荷域で大トルク容量係数に、低車速・高エンジ
   ン負荷域で小トルク容量係数に予め設定されているトル
   ク容量係数目標値制御マップと、 前記トルク容量係数目標値制御マップと車速検出値及び
   エンジン負荷検出値との比較によりトルク容量係数目標
   値を設定するトルク容量係数目標値設定部と、 エンジン負荷変化速度を演算するエンジン負荷変化速度
   演算部と、 トルク容量係数目標値として大トルク容量係数が設定さ
   れる発進時であって、エンジン負荷増大変化速度が所定
   値より小さい時には、設定される大トルク容量係数を最
   終トルク容量係数目標値とし、エンジン負荷増大変化速
   度が所定値以上の時には、大トルク容量係数の設定にも
   かかわらず小トルク容量係数を最終トルク容量目標値と
   する最終トルク容量係数目標値決定部と、 トルク容量係数を任意に変更可能なトルクコンバータに
   設けられ、前記最終トルク容量目標値を得るべく駆動制
   御されるトルク容量係数変更アクチュエータと、 を備えている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。