JPH11311310A - トルクコンバ―タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に車両停止状態でパワーロスの発生をほぼ
完全に防止することが可能であり且つウォームアップさ
れた状態での非常に良好な伝達特性にもかかわらずウォ
ームアップのあいだのパワーユニットへの不都合な影響
を回避することができるトルクコンバータを提供する。 【解決手段】 トルクコンバータが、パワーユニットに
連結され得るあるいは連結されているコンバータハウジ
ング（１２）と、コンバータハウジング（１２）内に配
置されていてこれに関して回転軸心（Ａ）のまわりで回
転可能なタービンホイール（３０）で、タービンホイー
ルシェル（３２）及びコンバータ出力シャフト（４８）
に結合され得るあるいは結合されているタービンホイー
ルハブ（４２）を備えるタービンホイールとをもってい
る。さらに、選択的にタービンホイールハブ（４２）を
タービンホイールシェル（３２）と回転のために結合す
るクラッチ装置（４０）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーユニット
（ドライブユニット、Antriebsaggregat）に接続され得
るあるいは接続されているコンバータハウジングと、当
該コンバータハウジング内に配置されていて且つこれに
関して回転軸心のまわりで相対回転可能なタービンホイ
ールであって、タービンホイールシェル及びコンバータ
出力シャフトに連結され得るあるいは連結されているタ
−ビンホイールハブを備えるタービンホイールとをもっ
ているトルクコンバータに関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなトルクコンバータは、車両構
造においてしばしばオートマチック・トランスミッショ
ンと関連して使用される。その際、車両停止状態で且つ
エンジンが回転（作動）している場合に、パワーロスが
発生するという問題がある。なぜならば、コンバータハ
ウジングを介して駆動されるインペラがコンバータ内部
に設けられた作動液体をタービンホイール及びステータ
ーの方へ運ぶからである。このパワーロスの発生を回避
するために、車両停止状態でコンバータ及びこれに後続
接続されたトランスミッションを完全にパワーユニット
から切り離すクラッチをパワーユニットとトルクコンバ
ータとの間に設けることが知られている。この解決策
は、一般にコンバータハウジング及びこれと固定結合さ
れた構成要素がエンジンのためのフライホイール質量体
(Schwungmasse)を形成し、それによって静かな且つなめ
らかなエンジン回転をもたらすという点で不都合を有す
る。パワーユニットとコンバータハウジングとの、した
がってコンバータ全体との連動を断つことは、特にエン
ジンが低い回転数の領域で騒がしく、ないしは不円滑に
回転することに通じる可能性がある。

【０００３】別の周知の解決策は、トルクコンバータを
これに後続接続されたトランスミッションから切り離す
ことのできるクラッチを設けることである。その際、確
かに低い回転数の領域でも、すなわち車両停止状態でも
トルクコンバータがパワーユニットと結合されたままで
あり、その結果、この場合には前記パワーユニットのな
めらかな回転（作動）の発生が回避され得る。しかしな
がら、この場合にはタービンホイールが、トルクコンバ
ータを当該クラッチに結び付けている構成要素の全質量
を連行しなければならない。一般にこのようなクラッチ
は、トランスミッションにおいてその入力側に配置され
ているので、それによってトランスミッション入力シャ
フトが連行されねばならない。この場合にも再びパワー
ロスが発生する。

【０００４】ハイドロダイナミック・トルクコンバータ
の場合には、一方ではタービンホイールブレードの及び
他方ではインペラブレードの前もって定められたブレー
ドジオメトリー（ブレード形状）によって、コンバータ
の変化し得ない特徴、すなわち変化し得ないコンバータ
特性曲線(Wandlercharakteristik)が設定されている。
これは、一般に、エンジンないしトランスミッションオ
イル（ギア潤滑油）のウォームアップされた状態に適合
させられている。冷間状態での始動の際には、ポンプの
ハードすぎる設計によってエンジンが強く負荷をかけら
れて、これが適当に高い回転をすることができない、な
いしは不円滑に回転する。しかもそのうえ、エンジンが
ストールする危険がある。この問題のための解決策は、
ブレードジオメトリーの設計の際に一方では冷間回転挙
動(Kaltlaufverhalten)に関して及び他方ではウォーム
アップ挙動(Warmlaufverhalten)に関して妥協すること
にあるだろう。しかしながら、このことは、パワーユニ
ットがウォームアップされた際にそれ自体としては可能
なコンバータの伝達能力が利用されず、それによって高
められた燃料消費が生じさせられるという不都合な効果
をもつ。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、特に
車両停止状態でパワーロスの発生をほぼ完全に防止する
ことが可能であり且つウォームアップされた状態での非
常に良好な伝達特性にもかかわらずウォームアップのあ
いだのパワーユニットへの不都合な影響を回避すること
ができるトルクコンバータを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明により、この課題
は、パワーユニットに連結され得るあるいは連結されて
いるコンバータハウジングと、当該コンバータハウジン
グ内に配置されていて且つこれに関して回転軸心のまわ
りで回転可能なタービンホイールであって、タービンホ
イールシェルとコンバータ出力シャフトに連結され得る
あるいは連結されているタービンホイールハブとを備え
ているタービンホイールとをもっているトルクコンバー
タによって解決される。

【０００７】本発明に係るトルクコンバータでは、さら
に、選択的にタービンホイールハブをタービンホイール
シェルと回転のために結合させる第一のクラッチ装置が
設けられている。

【０００８】当該第一のクラッチ装置を選択的に連動状
態ないしは連動解除状態にすることによって、トルクコ
ンバータを通ってタービンホイールシェルにすぐ続いて
の力流れが遮断され得る。すなわち、例えば車両停止状
態では、当該第一のクラッチ装置がきられ（連動解除状
態にされ）、その結果、タービンホイールシェルとター
ビンホイールハブとの間の回転結合が本質的に存在しな
い。そのとき、確かにインペラによって流体がさらに引
き続きタービンホイールシェル内へ運ばれるが、しかし
ながらタービンホイールシェルがこれ以外の別の構成要
素を動かす必要がないので、タービンホイールシェルは
本質的にインペラと同一の回転数で回転する。その結
果、ここでは、パワーロスは発生しない。さらにエンジ
ンの始動後すぐに、すなわちエンジン及びトランスミッ
ションオイルがなお冷たいときに、タービンホイールシ
ェルがパワートレインから、すなわちタービンホイール
ハブ及び後続のトランスミッション入力シャフトから連
動を断たれ得るので、インペラブレードを用いてタービ
ンホイール内へ運ばれる流体によってタービンホイール
ハブだけがそれに担持されたブレードによって回転状態
に置かれる。しかしながら、引き続いての構成要素へは
トルクが伝達されない。すなわち、エンジンの出力トル
クが比較的小さい冷間回転状態(Kaltlaufzustand)で
は、エンジンは、パワートレインにおいてトルクコンバ
ータの川下に向かって配置されたなんらかの構成要素に
トルクを伝達しなければならないことによって付加的に
負荷をかけられることがない。従って、エンジンは無負
荷で高回転し、迅速に暖まることができる。最低限の運
転温度へ暖めることが行われると、コントロールされた
方法でクラッチが接続され得る（つながれ得る）。すな
わち、クラッチにおけるすべりがますます減少させられ
る。その結果、さしあたっては自由に一緒に回転してい
るタービンが抑制され（ブレーキをかけられ）、例えば
トランスミッション入力シャフトにトルク伝達のために
連結（連動）状態にされる。

【０００９】本発明に係るトルクコンバータでは、前記
第一のクラッチ装置は、タービンホイールシェル及びタ
ービンホイールハブのうちの一方の構成要素に少なくと
も一つの摩擦エレメントをもっており、且つタービンホ
イールシェル及びタービンホイールハブのうちのもう一
方の構成要素に少なくとも一つの対応摩擦エレメントを
もっており、並びにタービンホイールシェルあるいは
（及び）タービンホイールハブに少なくとも一つの押し
つけエレメントをもっている。当該押しつけエレメント
によって前記少なくとも一つの摩擦エレメントと前記少
なくとも一つの対応摩擦エレメントとがタービンホイー
ルハブとタービンホイールシェルとの間の回転結合を作
り出すために互いに対して押しつけられ得る。

【００１０】前記少なくとも一つの押しつけエレメント
がタービンホイールハブに設けられていると、容易に制
御され得る形態が獲得され得る。そのとき、タービンホ
イールハブには、前記少なくとも一つの押しつけエレメ
ントのためのシリンダ状の収容空間が設けられており、
当該収容空間において、前記少なくとも一つの押しつけ
エレメントが、前記回転結合を作り出すためにないしは
解消するために好ましくは近似的に軸方向に動かされ得
る。そのとき、前記少なくとも一つの押しつけエレメン
トは、タービンホイールハブに関して周方向には前記回
転軸心のまわりで本質的に動かされ得ない。

【００１１】前記第一のクラッチ装置を選択的に連動状
態ないしは連動解除状態にするために、前記少なくとも
一つの押しつけエレメントが前記収容空間を本質的に流
体をもらさないように閉鎖することが提案される。その
際、前記収容空間には、前記少なくとも一つの押しつけ
エレメントを動かすために流体圧力源と流体連通状態に
され得る流体室が形成されている。

【００１２】前記第一のクラッチ装置は、タービンホイ
ールシェルとタービンホイールハブとの間の連結部の領
域に配置されている、すなわち、半径方向にずっと内側
に位置する領域に配置されているので、前記第一のクラ
ッチ装置の十分なトルク伝達係合を作り出すために、前
記一方の構成要素に、前記一方の構成要素と本質的に回
転固定に結合されていて軸方向において互いに対して変
位可能な二つの摩擦エレメントが設けられていること、
及び、前記もう一方の構成要素に、前記両方の摩擦エレ
メントの間に突き出ていて且つ前記もう一方の構成要素
と本質的に回転固定に結合されている対応摩擦エレメン
トが設けられていることが提案される。

【００１３】好ましくは、当該一方の構成要素がタービ
ンホイールシェルであり、当該もう一方の構成要素がタ
ービンホイールハブである。達成され得る連結係合（連
動係合）は、前記摩擦エレメントと前記対応摩擦エレメ
ントとを摩擦ライニングの介在（中間支持）のもとに互
いに対して押しつけ得ることによってさらに強めること
ができる。

【００１４】通常の走行状態、すなわち比較的高い且つ
一定の速度での走行状態では、当該トルクコンバータの
当該機能自体はたいてい必要とされない。しかしながら
作動流体によるトルク伝達によって一般につねに少なく
ともほんの少しだけのパワーロスが発生するので、トル
クコンバータがさらに第二のクラッチ装置をもってお
り、当該クラッチ装置によってタービンホイールが選択
的に回転のためにコンバータハウジングと結合され得る
ことが有利である。すなわち、この第二のクラッチ装置
が連動状態にされると、コンバータハウジングから例え
ばタービンホイールハブへの直接の回転結合が作り出さ
れている。その際、作動流体を介してのトルク伝達経路
は本質的に迂回されている。

【００１５】その際駆動系において発生する回転振動を
減衰させ得るように、前記第二のクラッチ装置によって
タービンホイールシェルが場合によってはねじり振動ダ
ンパを介してコンバータハウジングと回転のために結合
させられ得ることが提案される。

【００１６】その代わりに、前記第二のクラッチ装置に
よってタービンホイールハブが場合によってはねじり振
動ダンパを介してコンバータハウジングと回転のために
結合され得ることも可能である。

【００１７】本発明に係るトルクコンバータには、好ま
しくはさらに前記第一のクラッチ装置の係合力、及び場
合によっては前記第二のクラッチ装置の係合力のコント
ロール／調節（すなわちフィードバックなしの制御ない
しフィードバックありの制御）のためのコントロール／
調節装置が付設されている。その際、当該コントロール
／調節装置によって、前記両方のクラッチ装置が好まし
くは互いに依存せずにコントロール可能／調節可能であ
る。

【００１８】本発明は、さらに、トルクコンバータにお
ける第一のクラッチ装置及び第二のクラッチ装置の係合
力のコントロール／調節のための方法に関する。その
際、第一のクラッチ装置は、タービンホイールシェルと
タービンホイールハブとの間の力流れ経路に設けられて
おり、且つ第二のクラッチ装置は、コンバータハウジン
グとタービンホイールシェルとの間の力流れ経路に設け
られている。特に、当該方法は、ロックアップ状態でト
ルクコンバータの入力側と出力側との間でのすべりを目
標すべり値にコントロールする／調節するために考慮に
いれられている。本発明に係る方法は、以下のステッ
プ： ａ） トルクコンバータの入力側での回転数と出力側で
の回転数とに基づく実際すべり値（実測すべり値）の算
定のステップ、 ｂ） ロックアップ状態のために予定されるべき目標す
べり値の算定のステップ、 ｃ） 前記第二のクラッチ装置のほぼ完全につながれた
すべりのない連動状態へのこのクラッチ装置のコントロ
ール／調節のステップ、 ｄ） トルクコンバータの実際すべり値が目標すべり値
の方へ変えられる、あるいは（及び）目標すべり値の領
域に保持されるように、前記第一のクラッチ装置の係合
力をコントロールする／調節するステップ、 をもっている。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明を、添付の図に関連
して説明する。図１は、本発明に係るトルクコンバータ
の部分縦断面を示し、図２は、トルクコンバータの別の
実施形態の図１に対応する図式的な図を示す。

【００２０】図１では、図示されたトルクコンバータが
全体で符号１０を付されている。トルクコンバータ１０
は、コンバータハウジング１２をもっている。当該コン
バータハウジングは、本質的に蓋体部１４並びにインペ
ラ（ポンプホイール、Pumpenrad）１８のポンプシェル
(Pumpenschale)１６をもっている。蓋体部１４は、半径
方向外側領域に複数の連結エレメント(Koppelelement)
２０を担持している。当該連結エレメントによって当該
蓋体部がフレックスプレート(Flexplatte)等を介してパ
ワーユニット（駆動ユニット）、例えば内燃機関、の駆
動軸（ドライブシャフト）に連結され得る。蓋体部１４
は、半径方向内側で蓋体ハブ(Deckelnabe)２２と固定結
合されている。当該蓋体ハブは、例えば前記ユニットの
駆動軸に回転可能に装着され得る。

【００２１】ポンプシェル１６は、半径方向内側で、ポ
ンプハブ(Pumpennabe)２４と結合されている。当該ポン
プハブは、そのこと自体は周知であるようにして、作動
流体ポンプ（作業液体ポンプ、Arbeitsfluidpumpe）、
すなわちオイルポンプ(Oelpumpe)等との駆動結合のため
に構成されている。ポンプシェル１６内には、周方向に
て互いに相前後して続いて複数のポンプブレード(Pumpe
nschaufeln)２６が配置されている。

【００２２】トルクコンバータ１０の内部空間２８に
は、さらに、タービンホイール３０が配置されている。
タービンホイール３０は、タービンホイールシェル３２
を有する。当該タービンホイールシェルは、図示された
実施形態では二つの部分から組み立てられている。すな
わち、それの半径方向外側の部分３４が同様に周方向に
て互いに相前後して位置する複数のタービンブレード３
６をもち、半径方向外側の部分３４と例えば溶接によっ
て本質的に固定的に結合される半径方向内側の部材３８
が以下に説明される方法でクラッチ装置４０の構成要素
を形成する。

【００２３】クラッチ装置４０を介して、タービンシェ
ル３２が選択によって一緒に回転するためにタービンホ
イールハブ４２と結合され得る。タービンホイールハブ
４２は、軸方向かみ合わせ部（軸方向歯切り部、Axialv
erzahnung）４４を有する。当該軸方向かみ合わせ部
は、コンバータ出力シャフト４８の相補的な軸方向かみ
合わせ部４６とのトルク伝達係合状態にされ得る。その
結果、タービンホイールハブ４２を介してトルクがコン
バータ出力シャフト４８へ且つこれから引き続いてのパ
ワートレイン（動力伝達系列、Antriebsstrang）へ伝え
られ得る。

【００２４】タービンホイールハブ４２の半径方向外側
領域では、第二のクラッチ装置５２、すなわちロックア
ップクラッチ(Ueberbrueckungskupplung)５２のピスト
ン５０がタービンホイールハブ４２に支持されている。
当該支持部は、ピストン５０がタービンホイールハブ４
２に関して本質的に自由に回転可能であるようなもので
あり、且つコンバータ内部空間２８とピストン５０の軸
方向の別の側に形成された圧力室５４との間でこの支持
部の領域にてピストン５０とタービンホイールハブ４２
との間の流体をもらさない結合が作り出されているよう
なものである。例えば、当該支持部が付加的なシール材
等を有するすべり支持（ラジアル軸受、Gleitlagerun
g）、転動体支持（ころ軸受、Waelzkoerperlagerung）
によって考慮にいれられているとよい。コンバーター内
部空間２８における圧力が高められると、ピストン５０
が、そのこと自体は周知のようにして、それの摩擦面５
６によって蓋体部１４における対応摩擦面５８に押しつ
けられる。その結果、ピストン５０と蓋体部１４、すな
わちコンバータハウジング１２との間の回転固定な（す
なわち相対回転しない）結合が作り出され得る。ここで
は、蓋体部１４の領域に、あるいは（及び）ピストン５
０の領域に、摩擦拘束的な結合を強めるために、それぞ
れ一つの摩擦エレメントが設けられているとよい。その
ときハウジング１２からピストンへ導入されるトルク
は、全体で符号６０を付されたねじり振動ダンパ(Torsi
onsschwingungsdaempfer)を介して、すなわちそれのハ
ブディスク(Nabenscheibe)６２を介して、タービンシェ
ル３２へ伝達される。そのために、ハブディスク６２
は、かみ合わせ部によってタービンホイールシェル３２
と固定結合された連行体部材（駆動体部材）６４の相補
的なかみ合わせ部にかみ合っている。ねじり振動ダンパ
６０は、それ自体は周知の構成のものであり、すなわ
ち、ハブディスク６２とハブディスク６２の両側にそれ
ぞれカバーディスクエレメント(Deckscheibenelement)
６６、６８を有する。ハブディスク６２とカバーディス
クエレメント６６、６８との間で、減衰弾性体装置(Dae
mpfungsfederanordnung)７０が働く。図示された実施形
態では、カバーディスクエレメント６６、６８がロック
アップクラッチ５２のピストン５０と回転固定に（すな
わち、相対回転しないように）結合されていることがわ
かる。ねじり振動ダンパ６０によって、ロックアップ状
態（架橋状態、Ueberbrueckungszustand）において、パ
ワートレインにて発生するねじり振動（回転振動）を減
衰させられながらトルクが直接にコンバータハウジング
１２からタービンシェル３２へ伝達され得る。

【００２５】さらに、軸方向にてタービンホイール３０
とインペラ１８との間にステーター（ガイドホイール、
リアクター、Leitrad）７２が設けられていることがわ
かる。当該ステーターは、同様に、複数のステーターブ
レード７４をもっており、且つ半径方向内側でフリーホ
イール７６を介して支持シャフト(Stuetzwelle)７８上
に回転可能に担持されている。

【００２６】図１に示されたクラッチ装置４０は、ター
ビンホイール側の構成要素としてタービンホイールシェ
ル３２の半径方向内側の部材３８をもっており、ならび
に、かみ合わせ部あるいは突出部７８によってタービン
ホイールシェル３２の対応する空所８０に食い込んでい
る摩擦エレメント８２をもっている。従って、摩擦エレ
メント８２は、タービンホイールシェル３２に回転固定
に保持されているが、しかしながら、互いに係合してい
る突出部７８及び空所８０の構成によってタービンホイ
ールシェル３２の部材３８に関して回転軸心Ａの方向に
て移動させられ得る。一方で摩擦エレメント７８に及び
他方でタービンホイールシェル３２の部材３８に、それ
ぞれ摩擦ライニング８４、８６、８８が設けられている
とよい。そのために、タービンホイールシェル３２の部
材３８は、その半径方向内側部分において本質的に平坦
に形成されている。

【００２７】全体で符号９０を付された対応摩擦エレメ
ントが、タービンホイールハブ４２と回転固定に結合さ
れている。対応摩擦エレメント９０は、かみ合わせ部９
２によって、タービンホイールハブ４２に設けられた軸
方向かみ合わせ部９４に係合する。その結果、対応摩擦
エレメント９０が回転軸心Ａの方向にてタービンホイー
ルハブ４２に関して移動可能であり、且つ摩擦エレメン
ト８２における、ないしタービンホイールシェル３２の
部材３８における摩擦エレメント８６、８８の間で中へ
延在する。

【００２８】タービンホイールハブ４２には、シリンダ
状の且つ回転軸心Ａのまわりにリング状に延在する空所
９８が設けられている。当該空所には、クラッチ装置４
０の押しつけエレメント９６が収容されている。押しつ
けエレメント９６は、半径方向内側で、軸方向かみ合わ
せ部９４に係合し、それによってタービンホイールハブ
４２に関して回転固定に保持されている。空所９８の半
径方向外側の及び半径方向内側の壁部に、押しつけエレ
メント９６がパッキングリング１００等を介して支持さ
れる。その結果、空所９８が押しつけエレメント９６に
よって本質的に内側に向かって密封に閉鎖されており、
液圧室（流体圧力室）９９が形成されている。この液圧
室９９は、コンバータ出力シャフト４８とタービンホイ
ールハブ４２とを通って延びている流体導管１０２と連
通状態にある。このために、他方また、コンバータ出力
シャフト４８とタービンホイールハブ４２との間の移行
部に、パッキングリング１０４等によって流体をもらさ
ない連通移行部が作り出されている。液圧室９９への圧
力下にある流体の供給によって、押しつけエレメント９
６が図示において右へ押され得る。その結果、それが摩
擦エレメント８２の摩擦ライニング８４に押しつけられ
る。そのとき、この押圧作用によって、対応摩擦エレメ
ント９０が摩擦ライニング８６、８８の間ではさんで締
めつけられる。ここでは、軸方向の支持は、一方では、
スラスト軸受(Axiallager)１０６によって予定されてい
る。当該スラスト軸受を介して、タービンホイールハブ
４２が軸方向にて蓋体部１４の半径方向内側領域に支持
される。他方では、軸方向の支持は、スラスト軸受１０
８によって予定されている。当該スラスト軸受を介して
タービンホイールシェル３２が、すなわちそれの半径方
向内側部材３８が、軸方向においてステーター７２に支
持されている。他方また、ステーター７２は、スラスト
軸受１１０を介してインペラ１８に支持される。タービ
ンホイールシェル３２の部材３８の半径方向内側部分
に、軸受１０８のための半径方向の中心合わせ部を形成
する一つの軸方向の突出部あるいは複数の軸方向の突出
部が設けられていることがわかる。

【００２９】以下に、本発明に係るトルクコンバータの
機能方法を説明する。本発明に係るトルクコンバータ１
０を備え付けられている車両が止まっている状態では、
すなわちトルクがパワーユニットから駆動輪へ伝達され
る必要がない状態では、クラッチ装置４０がきられた
（連動解除された）状態にある。すなわち、圧力を与え
られている作動流体が導管１０２を介して液圧室９９に
導入されず、その結果、押しつけエレメント９６が摩擦
エレメント８２を対応摩擦エレメント９０に押しつけな
い。この状態では、本質的に、タービンホイールシェル
３０とタービンホイールハブ４２との間の回転結合（回
転連動）が形成されていない。コンバータハウジング１
２は、パワーユニットと回転固定に結合されており、車
両の停止状態でもパワーユニットのシャフトとともに回
転するので、インペラハブ２４と結合されたオイルポン
プによってオイルがコンバータ１０の内部空間２８へ流
入させられる。その際発生するオイル圧によって、前記
作動流体がポンプブレード２６によって且つステーター
のブレード７４を介してタービンブレード３６へ運ばれ
る。このことは、タービンホイール３０も回転するとい
う結果を伴う。しかしながらタービンホイール３０が別
の質量体を連行する必要がないので、この状態では、イ
ンペラ１８とタービンホイール３０との間の回転数比が
１の領域に生ずるだろう。ステーター７２も、この状態
では、インペラ１８及びタービンホイール３０と同じ方
向に回転するだろう。三つの構成要素、インペラ１８、
ステーター７２、及びタービンホイール３０のすべてが
同じ回転方向にて回転するので、インペラ１８とステー
ター７２との間でのないしはステーター７２とタービン
ホイール３０との間でのいわゆる攪拌ロス(Pansch-Verl
uste)はひきおこさないだろう。いま、車両が発進させ
られる必要があるならば（このことは例えばアクセルペ
ダルの操作によって検知され得る）、図において符号１
１２を付されたコントロール／調節装置（すなわち、フ
ィードバックを伴わずにあるいはフィードバックを伴っ
て制御を行う装置）が、矢印１１４によって示されてい
るように流体圧力源(Fluiddruckquelle)に作用する、あ
るいは、流体弁を開放切り替えする。その結果、圧力を
受けている流体が導管１０２を介して液圧室９９へ流入
させられる。その際、押しつけエレメント９６を図示に
おいて右へ押して、それによってクラッチ装置４０をつ
ながれた（連動させられた）状態にするために、室９９
において発生する圧力は、コンバータ内部空間２８を支
配する圧力よりも大きくなければならない。この圧力差
が必要であるので、流体室９９への流体供給のための独
自の導管１０２も必要である。また場合によっては独自
の流体圧力源も必要である。

【００３０】クラッチ装置４０が連動させられた状態に
あるならば、いまや、トルクコンバータ１０を越えての
それ自体周知の方法での、すなわちタービンホイール３
０を介してのコンバータ出力シャフト４８へのトルク伝
達が可能である。閉じている（つながれている）クラッ
チ装置４０とその際ポンプシェル１６及び蓋体部１４並
びにスラスト軸受１０６、１０８及び１１０を介して発
生させられる力フィードバックとによって、コンバータ
に存在するどんな軸方向あそびも排除される。さらに、
クラッチ装置４０が閉じることによって、運転状態に依
存せずに、すなわち加速か減速かに依存せずに、インペ
ラ１８とタービンホイール３０との間に常に同一の軸方
向間隔があることがもたらされる。

【００３１】車両が再び停止させられたことが検知され
ると、コントロール／調節装置によって液圧室９９への
流体供給が遮断され得る、ないしは導管１０２が排出口
に向かって開かれ得る。その結果、押しつけエレメント
９６を摩擦エレメント８２に押しつける力が取り除か
れ、クラッチ装置４０が連動解除された状態にされる。
ここで、例えば、対抗プレストレスエレメントによって
押しつけエレメント９６が図において強制的に左へ空所
９８の中へ戻されることに配慮されるとよい。

【００３２】従って、本発明に係るトルクコンバータに
よって、車両の停止状態でのパワーロス（出力散逸）の
発生が回避され得る。なぜならば、タービンホイールシ
ェル３２だけは回転のために駆動されるが、しかしなが
らそれ以外の別の質量体は駆動される必要がないからで
ある。さらに、本発明に係るトルクコンバータ１０は、
ロックアップ状態の出現の際に利点を有する。ロックア
ップ状態とは、例えば一定の比較的高い速度での走行の
際に存在する状態であり、そのとき、この状態ではコン
バータハウジング１２とタービンホイールハブ４２との
間の直接のトルク伝達結合が駆動手段としての作動流体
を迂回して作り出される。一般に、これはロックアップ
クラッチ５２を連動状態にすることによって行われる。
その結果、そのとき、トルクコンバータハウジング１２
とタービンホイール３０との間の回転固定な結合が作り
出されている。その際、いくつかの走行状態では、ロッ
クアップ状態でもトルクコンバータ１０における所定の
すべり（スリップ）を許すこと、すなわち入力側におけ
る回転数、例えばコンバータハウジング１２の回転数と
出力側における回転数、例えばコンバータ出力シャフト
４８の回転数との所定の差を許すことが望ましい。従来
のトルクコンバータでは、このことは、検知された実際
すべりが許容し得るあるいは所望の目標すべりに相当す
るようにロックアップクラッチの係合力が制御されるこ
とによって行われる。しかしながら、その際、インペラ
１８とタービンホイール３０との間の回転数差もあるの
で、再び液圧的な回路におけるいわゆる攪拌ロスという
事態になる可能性がある。

【００３３】しかしながら、本発明に係るトルクコンバ
ータは、ロックアップ状態で且つコンバータ入力側とコ
ンバータ出力側との間の所望のすべりの際にもこのよう
な撹拌ロスの発生が防止され得るように運転され得る。
その際、措置方法は、以下のとおりである：まず第一
に、例えば車両速度等のような指定されたパラメータの
所与条件に従って、ロックアップ状態が存在すること、
すなわちコンバータハウジング１２とコンバータ出力シ
ャフト４８との間の直接のトルク伝達結合が駆動手段と
しての作動流体の迂回のもとで作り出されることがコン
トロール／調節装置１１２によって検知されたと仮定す
る。そのとき、矢印１１６によって暗示されているよう
に、コンバータ入力側における回転数が算定される、な
いしは検知される。対応して、矢印１１８によって暗示
されているように、コンバーター出力側における回転数
が検知される、あるいは算定される。コントロール／調
節装置１１２において、両方の回転数が互いと比較さ
れ、それによって実際すべり値が決定される。実際すべ
り値は、例えば出力回転数対入力回転数の比をとること
によって、あるいは入力回転数と出力回転数との間の差
をとることによって算定され得る。しかしながら、その
際本質的なことは、入力側と出力側との間の回転数差に
対して直接の関係にある量が獲得されることである。さ
らに、同様にコントロール／調節装置によって決められ
たロックアップ状態に基づいて、目標すべり値が確定さ
れる。そのとき、コントロール／調節装置１１２は、目
標すべり値を実際すべり値と比較する。比較結果に対応
して、実際すべり値が目標すべり値に近づけられるよう
に、ないしは目標すべり値のまわりで指定された許容し
得るずれ範囲内に保持されるように、両方のクラッチ装
置４０及び５２が制御される（作用される）。そのため
に、コントロール／調節装置１１２がロックアップクラ
ッチ５２をその完全につながれた状態に、すなわちコン
バータハウジング１２の蓋体部１４とロックアップクラ
ッチ５２のピストン５０との間に回転数差が存在しない
状態にする。それに反して、クラッチ装置４０は、目標
すべり値への実際すべり値の所望の接近が得られるよう
に、コントロール／調節装置１１２によって導管１０２
と連通状態にある流体圧力源の相応の制御によってある
いはこの導管に配置されている弁の相応の制御によって
圧力流体を供給される。すなわち、クラッチ装置４０に
て発生するすべり、すなわちタービンホイールシェル３
２とタービンホイールハブ４２との間の回転数差が目標
すべり値に対応するすべり値に等しいように、クラッチ
装置４０の係合力が調整される。すなわち、そのときト
ルクコンバータ１０に発生する所望のすべり全部がクラ
ッチ装置４０の領域にて発生させられる。他方またこの
ことは結果として、タービンホイールシェル３２がそれ
に担持されたタービンブレード３６とともにインペラ１
８と等しい回転数で回転できることを伴う。その結果と
して、攪拌ロスの発生が防止され得る。

【００３４】ロックアップ状態が解消される必要がある
ことが検知されると、ロックアップクラッチ５２の係合
状態が完全に解消される。すなわちこのクラッチが連動
解除され、トルクコンバータ１０を従来のように運転で
きるように、クラッチ装置４０がコントロール／調節装
置１１２によってその完全に連動した状態にされる。

【００３５】ロックアップクラッチ５２の連動解除され
た状態でもクラッチ装置４０の領域では所定のすべりが
生じ得ることを指摘しておく。従って、この実施形態の
場合には、ないしはトルクコンバータの運転のためのこ
の方法の場合には、ロックアップクラッチ５２が切断ク
ラッチ(Trennkupplung)としてだけ運転される。すなわ
ち、その連動させられた状態とその連動解除された状態
との間でだけ接断切り替えされるクラッチとして運転さ
れる。そのとき、所望のすべりは、タービンホイールシ
ェル３２をタービンホイールハブ４２と連結させるクラ
ッチ装置４０の相応の運転によって調整される。

【００３６】ロックアップクラッチ５２の領域でそうで
あるように、クラッチ装置４０が通常の運転でもロック
アップ状態でも同時にパッキングの機能を果たす必要が
ないので、クラッチ装置４０の摩擦ライニングないしは
摩擦面が例えば摩擦ライニング等に溝を設けることによ
って、発生するトルク伝達要求に最適に適合させられ得
る。ロックアップクラッチ５２あるいは（及び）クラッ
チ装置４０で使用される摩擦ライニングは、例えば紙材
料、炭素含有材料、焼結材料等から形成されているとよ
い。すでに言及したように、このライニングにおいて
は、任意の形状での溝、孔等としての構造を与えること
が考慮に入れられ得る。

【００３７】クラッチ装置４０の示された形態様式は例
にすぎない。したがって、タービンホイ−ルハブ４２と
複数の対応摩擦エレメント９０を回転固定に結合し、そ
れに応じた方法でタービンホイールシェル３２と連結さ
れる複数の摩擦エレメントを設け、その結果、サンドイ
ッチ式の構造が生まれてもよい。同じようにして、例え
ば摩擦ライニング８６及び８８を摩擦エレメント８２
に、ないしはタービンホイールシェル３２の部材３８に
設けるのではなく、これらの摩擦ライニングの少なくと
も一つを対応摩擦エレメント９０に設けてもよい。ま
た、摩擦エレメント８２の摩擦ライニング８４が押しつ
けエレメント９６に設けられてもよい。押しつけエレメ
ント９６は、リング状ピストンエレメントとして構成さ
れていてもよい。そのときには、空所９８もリング状空
所として構成される必要がある。しかしながら、個別的
な押しつけエレメント部分を設けることも可能である。
すなわち、独立した空所に収容されており且つそれぞれ
独立に流体導管を介して制御される、周方向にて相前後
して位置する個別的なピストンエレメントを設けてもよ
い。

【００３８】図２は、別の構成を示す。前に図１に関連
して述べられた部材に対応する部材は、同一の符号に添
え字「ａ」を添えて記載されている。以下では、図１に
示す構成に対しての構造上の相違点にだけ立ち入る。

【００３９】図２に示されているトルクコンバータ１０
ａは、これも同様に、タービンホイールシェル３２ａと
タービンホイールハブ４２ａとの間にクラッチ装置４０
ａを有する。当該クラッチ装置によって選択的に程度の
差はあれタービンホイールシェル３２ａとタービンホイ
ールハブ４２ａとの間での回転固定な結合が作り出され
得る。このことは、車両の停止状態でのアイドリングに
おけるパワーロスの防止の前述の利点をもち、且つトル
クコンバータを駆動する機械、例えば内燃機関が、冷間
始動（コールドスタート、Kaltstart)後にまず第一に運
転温度にもたらされ得、最低限の運転温度が到達された
とき初めてクラッチ装置４０ａがトルク伝達のために連
動状態にされ得る可能性をもつ。

【００４０】図２に示された実施形態では、これも同様
に、第二のクラッチ装置、すなわちロックアップクラッ
チ、５２ａが設けられている。当該第二のクラッチ装置
によってトルクコンバータがロックアップ状態にてロッ
クアップ（架橋）され得る。すなわち、ロックアップク
ラッチ５２ａが連動状態にされた場合に、ケーシング１
２ａとタービンホイールハブ４２ａとの間の回転固定な
結合がうみだされている。しかしながら、図２に示す実
施形態の場合には、両方のクラッチ装置４０ａ及び５２
ａがタービンホイールハブ４２ａに関して並行して接続
されている。それによって、トルクが、（トルクコンバ
ーティングの際に）クラッチ装置４０ａを介して伝達さ
れるか、あるいはロックアップ状態ではクラッチ５２ａ
によって伝達される。そのとき、ロックアップ状態で所
定のすべりを許すために、クラッチ装置５２ａが相応に
制御されねばならない。

【００４１】図２には示されていないが、タービンホイ
ールシェル３２ａとタービンホイールハブ４２ａとの間
の力の流れにおいてもロックアップクラッチ５２ａとタ
ービンホイールハブ４２ａとの間の力の流れにおいても
それぞれ一つのねじり振動ダンパを配置することが可能
である。その結果、トルクコンバーティング状態でもロ
ックアップ状態でも、パワートレインにて生じるねじり
振動が減衰させられ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトルクコンバータの部分縦断面図
である。

【図２】トルクコンバータの別の実施形態の図１に対応
する図式的な図である。

【符号の説明】

１０ トルクコンバータ １２；１２ａ コンバータハウジング ３０；３０ａ タービンホイール ３２；３２ａ タービンホイールシェル ３８ タービンホイールシェルの半径方向内側の部材
（摩擦エレメント） ４０；４０ａ 第一のクラッチ装置 ４２；４２ａ タービンホイールハブ ４８ コンバータ出力シャフト ５２；５２ａ ロックアップクラッチ（第二のクラッチ
装置） ６０ ねじり振動ダンパ ８２ 摩擦エレメント ８６ 摩擦ライニング ８８ 摩擦ライニング ９０ 対応摩擦エレメント ９６ 押しつけエレメント ９８ 空所（収容空間） ９９ 液圧室（流体室） １１２ コントロール／調節装置 Ａ 回転軸心

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年４月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】さらに、軸方向にてタービンホイール３０
とインペラ１８との間にステーター（ガイドホイール、
リアクター、Leitrad）７２が設けられていることがわ
かる。当該ステーターは、同様に、複数のステーターブ
レード７４をもっており、且つ半径方向内側でフリーホ
イール７６を介して支持シャフト(Stuetzwelle)１７８
上に回転可能に担持されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリストフ ザッセ ドイツ連邦共和国 デー・97422 シュヴ ァインフルト ライスラーシュトラーセ 55

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワーユニットに連結され得るあるいは
   連結されているコンバータハウジング（１２；１２
   ａ）、 前記コンバータハウジング（１２；１２ａ）に配置され
   ていて、且つこれに対して回転軸心（Ａ）に関して回転
   可能なタービンホイール（３０；３０ａ）であって、タ
   ービンホイールシェル（３２；３２ａ）とコンバータ出
   力シャフト（４８）に連結され得るあるいは連結されて
   いるタービンホイールハブ（４２；４２ａ）とを備える
   タービンホイール、をもっているトルクコンバータにお
   いて、選択により前記タービンホイールハブ（４２；４
   ２ａ）を前記タービンホイールシェル（３２；３２ａ）
   と回転のために結合させる第一のクラッチ装置（４０；
   ４０ａ）が設けられていることを特徴とするトルクコン
   バータ。
2. 【請求項２】 前記第一のクラッチ装置が、 タービンホイールシェル（３２）及びタービンホイール
   ハブ（４２）のうちの一方の構成要素に、少なくとも一
   つの摩擦エレメント（８２；３８）をもっており、 タービンホイールシェル（３２）及びタービンホイール
   ハブ（４２）のうちのもう一方の構成要素に、少なくと
   も一つの対応摩擦エレメント（９０）をもっており、 前記タービンホイールシェル（３２）あるいは（及び）
   前記タービンホイールハブ（４２）に、少なくとも一つ
   の押しつけエレメント（９６）であって、当該押しつけ
   エレメントによって前記の少なくとも一つの摩擦エレメ
   ント（８２、３８）と前記少なくとも一つの対応摩擦エ
   レメント（９０）とがタービンホイールハブ（４２）と
   タービンホイールシェル（３２）との間の回転結合を作
   り出すために互いに対して押しつけられ得る押しつけエ
   レメントをもっている、ことを特徴とする、請求項１に
   記載のトルクコンバータ。
3. 【請求項３】 前記少なくとも一つの押しつけエレメン
   ト（９６）が前記タービンホイールハブ（４２）に設け
   られており、前記タービンホイールハブ（４２）に前記
   少なくとも一つの押しつけエレメント（９６）のための
   シリンダ状の収容空間（９８）が設けられており、当該
   収容空間内で前記少なくとも一つの押しつけエレメント
   （９６）が好ましくは近似的に軸方向にて前記回転結合
   を作り出すためにないしは解消するために運動可能であ
   ること、及び、前記少なくとも一つの押しつけエレメン
   ト（９６）が前記タービンホイールハブ（４２）に関し
   て周方向には本質的に動くことができないことを特徴と
   する、請求項２に記載のトルクコンバータ。
4. 【請求項４】 前記少なくとも一つの押しつけエレメン
   トが前記収容空間（９８）を本質的に流体をもらさない
   ように閉鎖し、前記収容空間（９８）に流体室（９９）
   が形成されており、当該流体室が前記少なくとも一つの
   押しつけエレメントの運動のために流体圧力源と流体連
   通状態にされ得ることを特徴とする、請求項３に記載の
   トルクコンバータ。
5. 【請求項５】 前記の一方の構成要素（３２）に軸方向
   にて互いに対して移動可能な二つの摩擦エレメント（８
   ２、３８）が設けられており、当該摩擦エレメントが前
   記の一方の構成要素（３２）と本質的に回転固定に結合
   されていること、及び、前記のもう一方の構成要素（４
   ２）に前記の両方の摩擦エレメント（８２、３８）の間
   に突出していて且つ前記のもう一方の構成要素（４２）
   と本質的に回転固定に結合している対応摩擦エレメント
   （９０）が設けられていることを特徴とする、請求項２
   または請求項３または請求項４に記載のトルクコンバー
   タ。
6. 【請求項６】 前記の一方の構成要素（３２）が前記タ
   ービンホイールシェル（３２）であること、及び、前記
   のもう一方の構成要素（４２）が前記タービンホイール
   ハブ（４２）であることを特徴とする、請求項２〜５の
   いずれか一項に記載のトルクコンバータ。
7. 【請求項７】 前記摩擦エレメント（８２、３８）及び
   前記対応摩擦エレメント（９０）が、摩擦ライニング
   （８６、８８）の介在のもとに互いに対して押しつけ可
   能であることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一
   項に記載のトルクコンバータ。
8. 【請求項８】 さらに、第二のクラッチ装置（５２；５
   ２ａ）をもっており、当該第二のクラッチ装置によって
   前記タービンホイール（３０；３０ａ）が選択によって
   回転のために前記コンバータハウジング（１２；１２
   ａ）と結合させられ得る、請求項１〜７のいずれか一項
   に記載のトルクコンバータ。
9. 【請求項９】 前記第二のクラッチ装置（５２）によっ
   て、前記タービンホイールシェル（３２）が、必要な場
   合にはねじり振動ダンパ（６０）を介して前記コンバー
   タハウジング（１２）と回転のために結合させられ得る
   ことを特徴とする、請求項８に記載のトルクコンバー
   タ。
10. 【請求項１０】 前記第二のクラッチ装置（５２ａ）に
    よって前記タービンホイールハブ（４２ａ）が、必要な
    場合にはねじり振動ダンパを介して前記コンバータハウ
    ジング（１２ａ）と回転のために結合させられ得ること
    を特徴とする、請求項８に記載のトルクコンバータ。
11. 【請求項１１】 さらに、前記第一のクラッチ装置（４
    ０）の及び必要な場合には前記第二のクラッチ装置（５
    ２）の係合力のコントロール／調節のためのコントロー
    ル／調節装置（１１２）をもっている、請求項１〜１０
    のいずれか一項に記載のトルクコンバータ。
12. 【請求項１２】 前記コントロール／調節装置（１１
    ２）が、前記第一のクラッチ装置（４０）の及び前記第
    二のクラッチ装置（５２）の係合力の互いに依存しない
    コントロール／調節のために構成されていることを特徴
    とする、請求項１１及び請求項８〜１０のいずれか一項
    に記載のトルクコンバータ。
13. 【請求項１３】 トルクコンバータ（１０）における第
    一のクラッチ装置（４０）の及び第二のクラッチ装置
    （５２）の係合力のコントロール／調節のための方法で
    あって、前記第一のクラッチ装置（４０）がタービンホ
    イールシェル（３２）とタービンホイールハブ（４２）
    との間の力流れ経路に設けられており、前記第二のクラ
    ッチ装置（５２）がコンバータハウジング（１２）と前
    記タービンホイールシェル（３２）との間の力流れ経路
    に設けられており、当該方法によってロックアップ状態
    で前記トルクコンバータ（１０）の入力側と出力側との
    間でのすべりが目標すべり値にコントロールされ／調節
    される方法にして、以下のステップ： ａ） 前記トルクコンバータ（１０）の入力側における
    回転数と出力側における回転数とに基づいて実際すべり
    値を算定するステップ、 ｂ） ロックアップ状態について考慮にいれられるべき
    目標すべり値を算定するステップ、 ｃ） 前記第二のクラッチ装置（５２）の本質的に完全
    につながれたすべりのない連動状態へこのクラッチ装置
    （５２）をコントロールする／調節するステップ、及び ｄ） 前記トルクコンバータ（１０）の前記実際すべり
    値が前記目標すべり値の方に向かって変化させられるよ
    うにあるいは（及び）前記目標すべり値の範囲にて維持
    されるように前記第一のクラッチ装置（４０）の係合力
    をコントロールする／調節するステップをもっている方
    法。