(57)【要約】【課題】好ましいエンジン回転プロフィールによって車両の燃費と動力性能を両立させる自動変速機用トルクコンバータを提供する。【解決手段】自動変速機用トルクコンバータが、車両の運転状態に基づいて、ステータの回転速度Ｎsとエンジン出力軸の回転速度Ｎeとの比Ｎs/Ｎeで表す目標値を決定し、その目標値に基づいてステータに対する制動トルクを制御する。【選択図】図３
2010169151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジン出力軸と直結するポンプインペラと、
前記車両の自動変速機入力軸と直結するタービンランナと、
前記ポンプインペラと前記タービンランナとの間の位置に回転可能に支持されるステータと、
前記ステータの回転に対する制動トルクを連続的に変化可能に発生させるステータクラッチと、
前記車両の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記検出した車両の運転状態に基づいて、前記ステータの回転速度（Ｎs）と前記エンジン出力軸の回転速度（Ｎe）との比（Ｎs/Ｎe）で表す目標値を決定し、その目標値に基づいて前記制動トルクを制御するコントロールユニットと、
を備えてなる自動変速機用トルクコンバータ。
【請求項２】
前記運転状態検出手段として、車両の運転者が操作するアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を備え、
前記コントロールユニットが、前記検出したアクセル開度（APO）に基づき前記目標値を決定する、請求項１記載の自動変速機用トルクコンバータ。
【請求項３】
前記アクセル開度（APO）が小さいほど、かつ、カップリングポイント以下でのタービン出力軸の回転速度（Ｎt）とエンジン出力軸の回転速度（Ｎe）との比（Ｎt/Ｎe）が小さいほど、前記コントロールユニットが、負の符号で絶対値が大きい前記目標値を決定する、請求項２記載の自動変速機用トルクコンバータ。
【請求項４】
前記アクセル開度が０であるとき、前記コントロールユニットが、前記目標値として０を決定する、請求項３記載の自動変速機用トルクコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機用トルクコンバータに関し、特には、好ましいエンジン回転プロフィールが得られる自動変速機用トルクコンバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動変速機用トルクコンバータとしては、例えば、特許文献１で開示されたものが知られており、この従来の自動変速機用トルクコンバータは、ステータを固定・自由回転という二つの状態に定めず、ステータと変速機ケースとの間に油圧クラッチを設けてその締結力を必要に応じて穏やかに変更し、車両の発進時におけるショックを低減するものである。すなわち、この従来の自動変速機用トルクコンバータは、ステータを制動する油圧クラッチの締結または開放を、ON、OFF制御だけでなくランプ制御によってデューティー制御することで車両の発進時のショックを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１２６２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されるトルクコンバータは、ステータクラッチの締結または開放を、ON、OFFおよび予め決められた単純なランプ制御でのデューティー制御で行っているため、好ましいエンジン回転プロフィールを得ることができず、車両の燃費と動力性能を両立させることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の自動変速機用トルクコンバータは、車両の運転状態に基づいて、ステータの回転速度Ｎsとエンジン出力軸の回転速度Ｎeとの比Ｎs/Ｎeで表す目標値を決定し、その目標値に基づいてステータに対する制動トルクを制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の自動変速機用トルクコンバータによれば、車両の運転状態に基づいて、ステータクラッチで発生させる制動トルクを制御するため、好ましいエンジン回転プロフィールが得られ、燃費と動力性能を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態である、自動変速機用トルクコンバータの概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態である、自動変速機用トルクコンバータのステータクラッチ機構の締結特性図である。
【図３】本発明の一実施形態である、自動変速機用トルクコンバータのステータクラッチ機構制御のフロー図である。
【図４】エンジン出力軸回転速度Ｎeに対するタービン出力軸回転速度Ｎtの比Ｎt/Ｎeとトルク容量係数との関係を、アクセル開度APO毎に示したグラフである。
【図５】エンジン出力軸回転速度Ｎeに対するタービン出力軸回転速度Ｎtの比Ｎt/Ｎeとトルク比との関係を、アクセル開度APO毎に示したグラフである。
【図６】図３中のステップS2に示す、ステータ回転速度Ｎsとエンジン出力軸回転速度Ｎeとの比で表す目標値Ｎs/Ｎeを、Ｎt/Ｎeおよびアクセル開度APOの値毎にマッピングしたグラフを拡大して示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である、自動変速機用トルクコンバータの概略構成を示す説明図である。なお、図１中の符号100は、上記実施形態の自動変速機用トルクコンバータである。
【０００９】
自動変速機用トルクコンバータ100は、図示しない車両の駆動系に搭載されたもので、ポンプインペラ１と、タービンランナ２と、ステータ３と、ポンプ入力軸４と、タービン出力軸５と、コントロールユニット６と、アクセル開度検出手段７と、ステータクラッチ機構制御手段10と、ステータクラッチ機構11とを有する。
【００１０】
ポンプインペラ１は、ポンプ入力軸４と直結し、ポンプ入力軸４は上記車両の駆動系の図示しないエンジン出力軸と直結している。タービンランナ２は、タービン出力軸５と直結し、タービン出力軸５は上記車両の駆動系の図示しない自動変速機入力軸と直結している。ポンプ入力軸４の近傍に、そのポンプ入力軸４ひいてはエンジン出力軸の回転速度を検出する通常の回転センサからなるエンジン出力軸回転速度検出手段4aを配設する。また、タービン出力軸５の近傍に、そのタービン出力軸５の回転速度を検出する通常の回転センサからなるタービン出力軸回転速度検出手段5aを配設する。また、ポンプインペラ１とタービンランナ２とは相対し、ステータ３はそれらの間に挟み込まれて位置する。コントロールユニット６は、CPU6aと、メモリ6bと、入力回路6cと、出力回路6dとを有する。入力回路6aには、エンジン出力軸回転速度検出手段4aと、タービン出力軸回転速度検出手段5aと、アクセル開度検出手段７とを接続する。アクセル開度検出手段７は、当該自動変速機用トルクコンバータ100を搭載した上記車両の運転者によるアクセルペダル操作状態を示すアクセル開度APOを検出して出力する。出力回路6dは、ステータクラッチ機構制御手段10と接続する。ステータクラッチ機構制御手段10は、後述の電磁油圧バルブ11cと接続する。ステータクラッチ機構11は、軸受11aと、油圧クラッチ11bと、前記電磁油圧バルブ11cとを有する。軸受11aは、ステータ３を回転可能に支持し、油圧クラッチ11bの圧力室11gは、電磁油圧バルブ11cを介して油圧源（図示せず）からの回路12と接続する。ここで、油圧クラッチ11bは、例えば、図示しない変速機ケースおよびステータ３の支持軸の一方に結合される第１摩擦要素11dと、それら変速機ケースおよびステータ支持軸の他方に結合される第２摩擦要素11eと、それら第１、第２摩擦要素11eを互いの接近方向に付勢するピストン11fと、そのピストン11fを収容する上記圧力室11gとを有し、その圧力室11gの油圧で押圧されるピストン11fが第１、第２摩擦要素11eを上記のように付勢することで、ステータ３に制動トルクを与える。
【００１１】
次に、自動変速機用トルクコンバータ100の動作について説明する。ステータクラッチ機構制御手段10がOFFの状態では、油圧源は、ステータクラッチ機構11と直結し、ステータ３は固定状態となる。一方、ステータクラッチ機構制御手段10がONの状態では、ステータクラッチ機構11の油圧クラッチ11bの圧力室11gはドレーン状態となり、ステータ３は空転する。
【００１２】
図２は、自動変速機用トルクコンバータ100のステータクラッチ機構11の締結特性である。ここで、ステータクラッチ機構11は、図２に示すように、ON（空転）またはOFF（固定）以外の領域をとることが可能で、ONまたはOFF以外の領域では、ONデューティー制御を行うことができる。このONデューティー制御により、車両の発進時におけるショックを低減する。ステータクラッチ機構11をONデューティー制御する場合における、自動変速機用トルクコンバータ100の動作を図３に基づき説明する。図３は、自動変速機用トルクコンバータ100のステータクラッチ機構制御のフロー図である。
【００１３】
まず、ステップS1では、コントロールユニット６のCPU6aが、アクセル開度検出手段７が検出したアクセル開度APOと、エンジン出力軸回転速度検出手段4aが検出したエンジン出力軸４の回転速度Ｎeと、タービン出力軸回転速度検出手段5aが検出したタービン出力軸５の回転速度Ｎtとを、入力回路6cから入力する。ステップS2では、CPU6aが、あらかじめメモリ6bで保存しているステータ回転速度Ｎsとエンジン出力軸回転速度Ｎeとの比Ｎs/Ｎeのデータから、ステップS1において入力回路6cに入力した車両の運転状態としてのアクセル開度APOに基づき後述の如く求めたエンジン出力軸回転速度Ｎeに対するステータ回転速度Ｎsの目標値を出力回路6dから出力する。ステップS3では、ステータクラッチ機構制御手段10が、その目標値に基づいて電磁油圧バルブをONデューティー制御して、ステータクラッチ機構11の油圧クラッチ11bで発生させる制動トルクを制御する。以上のステップS1〜ステップS3を所定時間毎に繰り返すことで、ステップS1で入力回路6cに入力されるアクセル開度APO、エンジン出力軸回転速度Ｎeおよびタービン出力軸回転速度Ｎtの変化に応じてステータ３の制動トルクを可変制御する。
【００１４】
メモリ6bで保存している、Ｎs/Ｎeで表す目標値は、エンジン出力軸の回転速度Ｎeを好ましいプロフィールに制御できるようにするものであり、図３のステップS2およびそれを拡大した図６に示すように、Ｎt/Ｎeおよびアクセル開度APOの値毎にマッピングされている。車両の運転状態を示す情報としては、アクセル開度APOがあり、エンジン出力軸の回転速度Ｎeに対するタービン出力軸の回転速度Ｎtの比Ｎt/Ｎeに対して、アクセル開度APOの値が決まれば、１つのＮs/Ｎeで表す目標値が決まる。つまり、アクセル開度APOの値は、車両の運転者が操作するアクセル開度APOを検知したものであることから、加速を重視するか、あるいは燃費を重視するか等の運転者の意図を判定して、エンジン出力軸の回転速度Ｎeを好ましいプロフィールに制御することができる。
【００１５】
ここで、図３のステップS2に示すグラフおよびそれを拡大した図６に示すグラフから定めた、Ｎs/Ｎeで表す目標値が小さい、すなわち負の符号で絶対値が大きい場合には、ステータクラッチ機構制御手段10が、ステータクラッチ機構11の油圧クラッチ11bで発生させる制動トルクを減少させる方向（ONデューティーを増大させる方向）へ電磁油圧バルブ11bを制御する。そして、アクセル全閉（APO＝0/8）の場合を除きアクセル開度APOが小さいほど、かつ、カップリングポイント（ecp）以下でＮt/Ｎeが小さいほど、Ｎs/Ｎeで表す目標値を小さくする。この場合、トルク容量係数は、図４に示す関係となる。なお、ステータクラッチ機構11がステータ３に対して制動トルクを発生させているときのＮsは負の値をとるものとする。
【００１６】
図４は、Ｎt/Ｎeとトルク容量係数との関係を、アクセル開度APO毎に示したグラフである。アクセル全閉（APO＝0/8）の場合を除きアクセル開度APOが小さくなるほど、図６に示すようにＮs/Ｎeで表す目標値が小さくなるようにしていることから、アクセル開度APOが小さくなるほど、ステータクラッチ機構11の油圧クラッチ11bで発生させる制動トルクは減少される（クラッチが開放される）方向に変化する。これにより、図４に示すように、アクセル開度（APO）が小さいほど、油圧クラッチ11bの締結が弱められてエンジン回転と逆方向（負の方向）のステータ３の回転速度が上がり、トルク容量係数が大きくなって、エンジン回転の吹き上がりが抑制され、燃費が向上する。
【００１７】
一方、アクセル開度APOが大きくなるほど、ステータクラッチ機構11の油圧クラッチ11bで発生させる制動トルクは大きくなる（クラッチ締結状態に近づく）。これにより、図４に示すように、アクセル開度APOが大きいほど、油圧クラッチ11bの締結が強められてエンジン回転と逆方向（負の方向）のステータ３の回転速度が下がり、トルク容量係数が小さくなる。また、図５は、Ｎt/Ｎeとトルク比との関係を、アクセル開度APO毎に示したグラフである。アクセル開度APOが大きいほど、ステータクラッチ機構11の油圧クラッチ11bで発生させる制動トルクが大きくなる（クラッチ締結状態に近づく）。これにより、図５に示すように、アクセル開度APOが大きいほど、エンジン出力軸トルクＴeとタービン出力軸トルクＴtとのトルク比Ｔt/Ｔeは大きくなる。その結果、エンジン回転が高回転化するとともに、駆動力も大きくなり、動力性能が向上する。
【００１８】
そして、運転者がアクセルパダルから足を離した状態、すなわち、アクセル開度APOが０の場合、Ｎs/Ｎeで表す目標値を０とするので、図４から明らかなように、トルク容量係数が最小となり、これにより、アイドル中やクリープ走行時のエンジン負荷トルクが最小となって、燃費が向上する。
【００１９】
なお、上述したところは、本発明の実施形態の一例を示したにすぎず、本発明は、特許請求の範囲の記載範囲内において種々変更を加えることができる。例えば、車両の運転状態は、車両の運転者が操作するアクセル開度APOに限られず、アクセル開度APOの時間微分等であっても良い。また、ステータの近傍に、実際のステータ回転速度Ｎsを検出する通常の回転センサからなるステータ回転速度検出手段を配設して、実際のステータ回転速度Ｎsが目標値に近づいているか否かを監視し、あるいは実際のステータ回転速度Ｎsを目標値に近づけるようにフィードバック制御することもできる。そして、ステータクラッチ機構は、油圧クラッチを用いた機構に限られず、例えば電磁クラッチ等、ステータに対して制動トルクを連続的に変化可能に発生させる機構であれば、いずれも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の自動変速機用トルクコンバータによれば、車両の運転状態に基づいて、ステータクラッチで発生させる制動トルクを制御するため、好ましいエンジン回転プロフィールが得られ、燃費と動力性能を両立することができる。
【符号の説明】
【００２１】
1  ポンプインペラ
2  タービンランナ
3  ステータ
4  ポンプ入力軸
4a  エンジン出力軸回転速度検出手段
5  タービン出力軸
5a  タービン出力軸回転速度検出手段
6  コントロールユニット
6a  CPU
6b  メモリ
6c  入力回路
6d  出力回路
7  アクセル開度検出手段（運転状態検出手段）
10  ステータクラッチ機構制御手段
11  ステータクラッチ機構（ステータクラッチ）
11a  軸受
11b  油圧クラッチ
11c  電磁油圧バルブ
11d  第１摩擦要素
11e  第２摩擦要素
11f  ピストン
11g  圧力室
12  油圧源からの回路
【図１】
2010169151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010169151.tif 000006
【図５】
2010169151.tif 000007
【図６】
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