JP2017048821A - Torque converter and braking system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リターダ機能を備えたトルクコンバータ及びそれを用いた制動システムに関するものである。 The present invention relates to a torque converter having a retarder function and a braking system using the torque converter.
従来、トルクコンバータにおいて、ステータに対してディスクタイプのステータクラッチを設けて、トルクコンバータをリターダブレーキとして活用できるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1)。このトルクコンバータでは、通常はロックアップ状態でステータを空転させるところ、ステータクラッチを使ってステータを固定して、トルクコンバータ内部の作動油を攪拌させることで、制動力を得ている。これにより、降坂時の制動能力を大幅に向上させることができる。また、このトルクコンバータでは、その制動動作に必要な油圧も、切替バルブとソレノイドバルブを追加してロックアップクラッチとステータクラッチを同一ポンプの油圧で制御できるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a torque converter, a disk type stator clutch is provided for a stator so that the torque converter can be used as a retarder brake (for example, Patent Document 1). In this torque converter, the stator is usually idled in a locked-up state, and a stator clutch is used to fix the stator and stir the hydraulic oil inside the torque converter to obtain a braking force. Thereby, the braking ability at the time of descent can be improved significantly. In this torque converter, the hydraulic pressure required for the braking operation can be controlled by the same pump hydraulic pressure by adding a switching valve and a solenoid valve.
また、多段変速機をバックアップ用のブレーキとして用いる方法も知られている(例えば、特許文献2)。この方法では、複数の多段自動変速機において、複数の変速段の中から選択された1つの変速段のクラッチを完全に係合するとともに、選択された変速段とつながっている変速段のクラッチをスリップ係合させることでインターロックを発生させることで、制動力を得る。 A method using a multi-stage transmission as a backup brake is also known (for example, Patent Document 2). In this method, in a plurality of multi-speed automatic transmissions, a clutch of one shift stage selected from the plurality of shift stages is completely engaged, and a clutch of a shift stage connected to the selected shift stage is engaged. A braking force is obtained by generating an interlock by slip engagement.
しかしながら、特許文献1のトルクコンバータでは、流体式リターダとしてトルクコンバータを利用し、制動力を得ることが可能であるが、この場合、車両を完全に停止させることができない。また、長い下り勾配を低速で走行するような場合は、トルクコンバータに入力される回転数が低下してしまうため、リターダによる制動力が十分に得られず、結局は長期間ブレーキを使用する必要がある。
However, in the torque converter of
また、特許文献2の方法では、多段変速機の各変速段に設けられているクラッチを用いて制動力を発生させるため、CVT等の構造の変速機に適用できない。 Further, the method of Patent Document 2 cannot be applied to a transmission having a structure such as CVT because the braking force is generated by using a clutch provided at each shift stage of the multi-stage transmission.
本発明は、上記の問題を解決し、バックアップブレーキとしての機能を有する新規な構造のトルクコンバータ及びそれを用いた制動システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide a torque converter having a novel structure having a function as a backup brake and a braking system using the torque converter.
本発明の一態様のトルクコンバータは、駆動源の出力軸にポンプ中間部材を介して接続されて前記出力軸と一体回転するポンプシェルと、トランスミッションの入力軸にタービン中間部材を介して接続されて前記入力軸と一体回転するタービンシェルと、係合することで前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを接続して前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを一体回転させるロックアップクラッチと、固定されたサンギアと、ピニオンギアと、リングギアとを備え、前記タービン中間部材をキャリアとするプラネタリギア列と、係合することで前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを接続して前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを一体回転させるリターダ作動切替クラッチとを備えた構成を有している。 A torque converter according to an aspect of the present invention includes a pump shell connected to an output shaft of a drive source via a pump intermediate member and rotating integrally with the output shaft, and connected to an input shaft of a transmission via a turbine intermediate member. A turbine shell that rotates integrally with the input shaft; a lock-up clutch that engages the pump shell and the turbine shell to engage with each other to rotate the pump shell and the turbine shell together; and a fixed sun gear; A ring gear and a planetary gear train having the turbine intermediate member as a carrier, and the ring gear and the pump intermediate member are connected by engaging the ring gear and the pump intermediate member. And a retarder operation switching clutch that rotates together.
この構成により、ロックアップクラッチとリターダ作動切替クラッチとを同時に係合することでトルクコンバータ内でインターロック状態が実現するので、このトルクコンバータをバックアップブレーキとして利用できる。また、ロックアップクラッチを係合解除し、かつリターダ作動切替クラッチを係合することで、このトルクコンバータをリターダブレーキとして利用することもできる。また、トルクコンバータ内の構成のみで制動力を発生できるため、トランスミッションの構成に関わらず、上記のバックアップブレーキ及びリターダブレーキを実現できる。 With this configuration, the interlock state is realized in the torque converter by simultaneously engaging the lock-up clutch and the retarder operation switching clutch, so that the torque converter can be used as a backup brake. The torque converter can also be used as a retarder brake by disengaging the lock-up clutch and engaging the retarder operation switching clutch. Further, since the braking force can be generated only by the configuration in the torque converter, the above-described backup brake and retarder brake can be realized regardless of the configuration of the transmission.
上記のトルクコンバータにおいて、前記前記ロックアップクラッチと前記タービン中間部材との間にダンパを設けてもよい。 In the above torque converter, a damper may be provided between the lockup clutch and the turbine intermediate member.
この構成により、ロックアップクラッチが係合してポンプシェルとタービンシェルとが一体回転するロックアップ状態となった時に、出力軸と入力軸との間にダンパが設けられることになり、このダンパにて振動を吸収できる。 With this configuration, when the lock-up clutch is engaged and the pump shell and the turbine shell are rotated together, a damper is provided between the output shaft and the input shaft. Can absorb vibration.
本発明の一態様の制動システムは、前記トルクコンバータと、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチを係合させる制御部とを備え、前記制御部は、バックアップブレーキの作動要求を受けたときに、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか一方を係合させ、その後に、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか他方を、係合度合を制御しつつ係合させる構成を有している。 A braking system according to an aspect of the present invention includes the torque converter and a control unit that engages the lock-up clutch and the retarder operation switching clutch, and the control unit receives a backup brake operation request. , One of the lockup clutch and the retarder operation switching clutch is engaged, and then the other one of the lockup clutch and the retarder operation switching clutch is engaged while controlling the degree of engagement. have.
この構成により、ロックアップクラッチとリターダ作動切替クラッチとを同時に係合することでトルクコンバータ内でインターロック状態が実現して、トルクコンバータをバックアップブレーキとして利用するに際して、トルクコンバータにおける制動力を制御できる。 With this configuration, the interlock state is realized in the torque converter by simultaneously engaging the lock-up clutch and the retarder operation switching clutch, and the braking force in the torque converter can be controlled when the torque converter is used as a backup brake. .
上記の制動システムにおいて、前記制御部は、車輪ロックが発生しているときは、前記係合度合を低減させてよい。 In the above braking system, the control unit may reduce the degree of engagement when a wheel lock is generated.
この構成により、急激にインターロック状態とすることによる車輪ロックを回避できる。 With this configuration, it is possible to avoid wheel lock caused by suddenly entering the interlock state.
上記の制動システムにおいて、前記制御部は、発生制動力が所定の上限値を超えるときに、前記係合度合を低減させてよい。 In the above braking system, the control unit may reduce the degree of engagement when the generated braking force exceeds a predetermined upper limit value.
この構成により、ロックアップクラッチ及びリターダ作動切替クラッチのうちの後に係合される方の破損を回避ないし低減できる。 With this configuration, it is possible to avoid or reduce the damage of the lock-up clutch and the retarder operation switching clutch that is engaged later.
上記の制動システムにおいて、前記制御部は、バックアップブレーキの作動要求を受けたときに、前記リターダ作動切替クラッチを係合させ、その後に、前記ロックアップクラッチを、係合度合を制御しつつ係合させてよい。 In the above braking system, the control unit engages the retarder operation switching clutch when receiving an operation request for a backup brake, and then engages the lock-up clutch while controlling the degree of engagement. You may let me.
この構成により、ロックアップクラッチが完全に係合してインターロック状態となるまでの間にリターダブレーキが機能して制動力を発生させることができる。 With this configuration, the retarder brake can function and generate a braking force until the lockup clutch is completely engaged and the interlock state is established.
上記の制動システムは、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチを作動する油圧機構をさらに備えていてよく、前記制御部は、前記油圧機構を制御することで前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチを係合させてよい。 The braking system may further include a hydraulic mechanism that operates the lockup clutch and the retarder operation switching clutch, and the control unit controls the hydraulic mechanism to control the lockup clutch and the retarder operation switching. A clutch may be engaged.
この構成により、油圧機構を利用してトルクコンバータのロックアップクラッチ及びリターダ作動切替クラッチを作動させることができる。 With this configuration, the lockup clutch and the retarder operation switching clutch of the torque converter can be operated using the hydraulic mechanism.
本発明によれば、ロックアップクラッチとリターダ作動切替クラッチとを同時に係合することでトルクコンバータ内でインターロック状態が実現するので、このトルクコンバータをバックアップブレーキとして利用できる。また、ロックアップクラッチを係合解除し、かつリターダ作動切替クラッチを係合することで、このトルクコンバータをリターダブレーキとして利用することもできる。また、トルクコンバータ内の構成のみで制動力を発生できるため、トランスミッションの構成に関わらず、上記のバックアップブレーキ及びリターダブレーキを実現できる。 According to the present invention, since the interlock state is realized in the torque converter by simultaneously engaging the lockup clutch and the retarder operation switching clutch, the torque converter can be used as a backup brake. The torque converter can also be used as a retarder brake by disengaging the lock-up clutch and engaging the retarder operation switching clutch. Further, since the braking force can be generated only by the configuration in the torque converter, the above-described backup brake and retarder brake can be realized regardless of the configuration of the transmission.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiment described below shows an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to the specific configuration described below. In carrying out the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be adopted as appropriate.
図1は、本発明の実施の形態のトルクコンバータの断面図である。図1では、トルクコンバータ1の上半部分のみを図示している。トルクコンバータ1は、トランスミッションと一体となっている。トランスミッションは、図1におけるトルクコンバータ1の左方に設けられ、図1におけるトルクコンバータ1の右方には動力源としてのエンジンが設けられる。トルクコンバータ1、及びエンジンの出力軸61(図2参照)は、トランスミッションの入力軸51と同軸に配置されている。なお、本実施の形態において、単に軸方向、径方向、周方向という場合には、この入力軸51の軸心を基準とした方向を指すものとする。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a torque converter according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, only the upper half portion of the
エンジンは、燃料の燃焼による動力を出力する原動機であり、例えば、ガソリンエンジン等の火花点火機関やディーゼルエンジン等の圧縮着火機関などを用いることができる。トランスミッションは、入力軸51の回転速度を所定の変速比で変速して出力する変速機構である。トランスミッションは、変速比の異なる複数の変速段を切替可能に備える有段の自動変速機構であっても、変速比を無段階に変更可能な自動の無段変速機構であってもよい。なお、トランスミッションから出力されたトルクは、出力用作動歯車機構を介して左右二つの車輪に分配されて伝達される。
The engine is a prime mover that outputs power generated by fuel combustion. For example, a spark ignition engine such as a gasoline engine or a compression ignition engine such as a diesel engine can be used. The transmission is a speed change mechanism that changes the rotational speed of the
トルクコンバータ1は、エンジンのトルクをトランスミッションに伝達する流体継ぎ手である。トルクコンバータ1は、図示しないクラッチを係合(接続)することでエンジンの出力軸61と一体回転するように駆動連結されるポンプシェル11と、入力軸51と一体回転するように駆動連結されたタービンシェル12と、これらの間に設けられたステータ13と、これらを収容するハウジング14を備えて構成されている。トルクコンバータ1は、ハウジング14の内部に充填されたオイルを介して、駆動側のポンプシェル11と従動側のタービンシェル12との間のトルクの伝達を行う。
The
ハウジング14は、トランスミッション側の第1ハウジング部材141とエンジン側の第2ハウジング部材142とを溶接等により一体的に接合して構成されている。第1ハウジング部材141は、トルクコンバータ1のトランスミッション側を覆うように形成されたカバー部材である。第1ハウジング部材141は、径方向中間部分がトランスミッション側に向かって膨出した円弧状の断面形状を有する環状部材である。第1ハウジング部材141にはポンプシェル11が固定される。よって、ポンプシェル11は、ポンプ中間部材としてのハウジング14を介してエンジンの出力軸61と接続されて、出力軸61と一体となって回転する。
The
第2ハウジング部材142は、トルクコンバータ1のエンジン側を覆うように形成された円筒状部材である。第2ハウジング部材142は、径方向中間部分に段差部が形成された段付き円筒状部材である。すなわち、第2ハウジング部材142は、エンジン側の部分にハウジング14の外周部となる外周円筒状部142aと、当該外周円筒状部142aより小径であって径方向中間部分の段差部を構成する中間円筒状部142bとを備えている。中間円筒状部142bの内部には、後述する増速用プラネタリギア列41やリターダ作動切替クラッチ44等が収容されている。
The
第2ハウジング部材142の中間円筒状部142bの外側の径方向に延びる部分の内側には、ロックアップクラッチ21が設けられている。ロックアップクラッチ21はタービンシェル12に対して軸方向でエンジン側に配置されている。ロックアップクラッチ21は、トルクコンバータ1を選択的にロックアップするためのロックアップ係合装置である。具体的には、ロックアップクラッチ21は、ポンプシェル11とタービンシェル12とを選択的に係合することにより、オイルを介した駆動力の伝達を止めてこれらを直結状態(ロックアップ状態)にする。すなわち、ロックアップクラッチ21が係合すると、タービンシェル12は、ダンパ31を介してハウジング14と接続されて、ハウジング14と一体的に回転する。上述のように、ハウジング14にはポンプシェル11が固定されているので、ロックアップによってポンプシェル11とタービンシェル12とが接続されて、ポンプシェル11とタービンシェル12が一体的に回転することになる。
A lock-up clutch 21 is provided on the inner side of the radially extending portion on the outer side of the intermediate
第1ハウジング部材141のトランスミッション側部分における径方向内側の端部には、トランスミッション側へ延びるポンプ駆動軸15が一体的に設けられている。ポンプ駆動軸15は、トルクコンバータ1のハウジング14と一体回転する円筒状の軸部であって、入力軸51と同軸に入力軸51の径方向外側に配置されている。
A
タービンシェル12は、ハウジング14の内部におけるポンプシェル11に対してエンジン側に、ポンプシェル11と対向して配置されている。このタービンシェル12は、タービン中間部材としてのキャリア42を介して入力軸51に接続されており、入力軸51と一体回転する。キャリア42の径方向内側端部は、入力軸51とスプライン係合されている。ステータ13は、軸方向におけるポンプシェル11とタービンシェル12との間に配置されている。このステータ13は、ワンウェイクラッチ16を介してステータシャフト17に支持されている。
The
ステータシャフト17は、円筒状の軸部であって、径方向における入力軸51とポンプ駆動軸15との間に配置されている。ステータシャフト17は、トランスミッション側で回転不能に固定されている。これにより、トルクコンバータ1は、ハウジング14の内部に充填されたオイルを介して、駆動側のポンプシェル11と従動側のタービンシェル12との間のトルクの伝達を行うことが可能となっている。
The
トルクコンバータ1は、ロックアップ機能付きのトルクコンバータである。すなわち、トルクコンバータ1は、ポンプシェル11とタービンシェル12とを係合してトルクコンバータ1をロックアップするロックアップクラッチ21を備えている。ポンプシェル11とタービンシェル12とは、ロックアップクラッチ21を介して選択的に一体回転するように駆動連結される。
The
ダンパ31は、軸方向におけるロックアップクラッチ21とタービンシェル12との間に配置される。ダンパ31は、ロックアップクラッチ21が係合したときに、ポンプシェル11とタービンシェル12との間で伝達される駆動力の振動を吸収する。ダンパ31は、入力要素としてのドライブ部材311と、複数の外周スプリング312と、複数の外周スプリング312を介して第1中間部材313と係合するとともに第1中間部材313とともに中間要素を構成する第2中間部材314と、複数の内周スプリング315と、複数の内周スプリング315を介して第2中間部材314と係合する出力要素としてのドリブン部材316とを備えている。ドリブン部材316は、タービンシェル12及び入力軸51と一体回転するように連結されている。
The
ダンパ31において、複数の外周スプリング312は、それぞれドライブ部材311と第1中間部材313及び第2中間部材314との相対回転によって圧縮され、複数の内周スプリング315は、第2中間部材314とドリブン部材316との相対回転によって圧縮される。これにより、ロックアップクラッチ21が係合したときに、エンジンの出力軸61と一体回転する第2ハウジング部材142からロックアップクラッチ21を介してドライブ部材311に与えられたトルクは、複数の外周スプリング、第1中間部材313、第2中間部材314、内周スプリング315の順に伝達されて、最終的にタービンシェル12と一体回転するドリブン部材316に伝達される。
In the
本実施の形態のトルクコンバータ1には、ステータシャフト17に対して、シングルピニオンの増速用プラネタリギア列41が一列追加されている。増速用プラネタリギア列41は、ダンパ31よりも径方向の内側の軸方向のエンジン側に設けられる。この増速用プラネタリギア列41は、サンギア411が固定され、複数のピニオンギア412が自転をしながらキャリア42とともにサンギア411の周りを公転しリングギア413が自転をするようにして用いられる。増速用プラネタリギア列41は、後述のように、トルクコンバータ1をリターダブレーキ及び非常用ブレーキとして機能させる場合に用いられるが、このとき、サンギア411が固定されているので、キャリア42が入力となり、リングギア413が出力となる。
In the
サンギア411は、ステータシャフト17に回転不能に固定される。ピニオンギア412はサンギア411と係合する。キャリア42は、増速用プラネタリギア列41のトランスミッション側に配置された第1タービンハブ421と、増速用プラネタリギア列41のエンジン側に配置された第2タービンハブと、ピニオンギア412を貫通して第1タービンハブ421と第2タービンハブ422とを連結する連結軸423とからなる。
The
第1タービンハブ421は、ステータシャフト17に対して回転可能なドーナツ状部材である。第1タービンハブ421は、ドリブン部材316及びタービンシェル12に対して固定される。第2タービンハブ422は、入力軸51にスプライン嵌合して、入力軸51と一体回転する。連結軸423は、複数のピニオンギア412の各々に対応して設けられ、各ピニオンギア412の中心を貫通している。各連結軸423は、各ピニオンギア412に対して回転可能である。
The
すなわち、キャリア42の一端である第1タービンハブ421はタービンシェル12と接続されており、キャリア42の他端である第2タービンハブ422は従来のタービンステータの役割を担っており、従来構造と同様にタービンシェル12と入力軸51は、キャリア42を介して接続されている。以上のような構成により、上述のようにドリブン部材316及びタービンシェル12の軸周りの回転トルクは、キャリア42を介して入力軸51に伝達される。
That is, the
図2は、増速用プラネタリギア列41におけるサンギア411、キャリア42、及びリングギア413の回転数の比を示すグラフである。上述のように、サンギア411は固定されており、回転数は常に0である。キャリア42の回転数(すなわち、タービンシェル12の回転数)をNcとし、リングギア413の回転数(すなわち、ポンプシェル11の回転数)をNrとし、サンギア411及びリングギア413の歯数をそれぞれZs及びZrとすると、以下の式(1)が成り立つ。
Nc=Nr(Zr/(Zr+Zs)) ・・・(1)
FIG. 2 is a graph showing the ratio of the rotational speeds of the
Nc = Nr (Zr / (Zr + Zs)) (1)
すなわち、キャリア42の回転数Ncに対するリングギア413の回転数Nrの比は、Nr/Nc=(Zr+Zs)/Zr(>1)となり、キャリア42の回転数Ncが増速されてリングギア413の回転数Nrとなる。
That is, the ratio of the rotational speed Nr of the
リングギア413の径方向外側にはリターダ作動切替クラッチ44が設けられている。リターダ作動切替クラッチ44は、湿式多版クラッチであり、摩耗材441と、クラッチドラム442を備えている。摩耗材441は、リングギア413の外周に固定されて、リングギア413と一体回転する。クラッチドラム442は、ハウジング14に固定されて、ハウジング14と一体回転する。クラッチドラム442は、摩耗材441を軸方向に挟むように設けられている。
A retarder
リターダ作動切替クラッチ44に隣接してピストン43が設けられている。ピストン43は、トルクコンバータ1内の油圧によって作動し、クラッチドラム442に接触してクラッチドラム442を摩耗材441に押圧することで、リターダ作動切替クラッチ44を係合(接続)する。リターダ作動切替クラッチ44が係合すると、リングギア413とハウジング14及びポンプシェル11とがリターダ作動切替クラッチ44を介して連結されて一体回転する。
A
図3は、上記で説明したトルクコンバータ1の構成を示す模式図である。なお、図3では、ダンパ31は図示を省略している。図1とともに図3を参照して、トルクコンバータ1の動作を説明する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
まず、エンジンENGの出力軸61が回転すると、これと一体となってハウジング14及びハウジング14に固定されたポンプシェル11が回転する。このポンプシェル11の回転によってタービンシェル12が回転し、タービンシェル12に固定されたトランスミッションT/Mの入力軸51が回転する。これにより、エンジンENGの出力軸61の回転トルクがトランスミッションT/Mの入力軸51に伝達される。ロックアップクラッチ21を係合(接続)すると出力軸61がキャリア42を介して入力軸51に駆動連結されて、出力軸61と入力軸51とが一体的に回転する。
First, when the
トルクコンバータ1をリターダブレーキとして用いる場合は、トルクコンバータ1は以下のように動作する。すなわち、ロックアップクラッチ21を切断した状態で、リターダ作動切替クラッチ44を係合すると、入力軸51は、増速用プラネタリギア列41を介して、ハウジング14に駆動連結される。これにより、ハウジング14及びそれに固定されたポンプシェル11は、入力軸51の回転数よりも大きい回転数で回転する。入力軸51の回転数は即ちタービンシェル12の回転数であるので、ポンプシェル11とタービンシェル12との間には回転数差が生じ、これによってトルクコンバータ1が補助ブレーキとしてリターダ機能を発揮する。
When the
ロックアップクラッチ21が係合し、かつ、リターダ作動切替クラッチ44も係合するとインターロック状態となる。図4は、インターロック状態を説明するブロック図である。ロックアップクラッチ21及びリターダ作動切替クラッチ44がいずれも係合した場合には、図4に示すように、トランスミッションT/Mを介して車両の慣性によって回転数Ncで回転する入力軸51及びキャリア42は、一方でダンパ31及びロックアップクラッチ21を介して回転数Ncでハウジング14を回転させるように作用し、一方で増速用プラネタリギア列41で増速されて、リングギア413及びリターダ作動切替クラッチ44を介して回転数Nr(=((Zr+Zs)/Zr)Nc)でハウジング14を回転させるように作用する。
When the
このように、ロックアップクラッチ21とリターダ作動切替クラッチ44をいずれも係合した場合には、異なる回転数でハウジング14を回転させる複数の回転伝達経路が形成されるので、すべての部材が回転不能となり、インターロック状態が実現される。このようにインターロック状態となるトルクコンバータ1は、通常のブレーキシステムに異常が生じた場合等の緊急時のバックアップブレーキとして用いることができる。なお、ロックアップクラッチ21とリターダ作動切替クラッチ44の少なくともいずれかをスリップさせながら、すなわち半クラッチ状態にしながら、係合度合(ないし係合力)を制御することで徐々に完全係合させていく。
As described above, when both the
次に、バックアップブレーキの制御について説明する。図5は、制動システムを構成する車両の構成要素を示すブロック図である。制動システム100は、トルクコンバータ1と、トルクコンバータ1を駆動するための油圧機構70と、油圧機構70を制御する制御部80とを備えている。油圧機構70は、オイルポンプ71と、レギュレータ72と、リターダ作動切替用油圧回路73と、ロックアップ油圧制御回路74と、オイルクーラ75と、オイルパン76とを備えている。また、制御部80は、要求制動力演算部81と、制動力制御部82と、トランスミッション制御部83を備えている。制動システム100において、油圧機構70は、ロックアップクラッチ21及びリターダ作動切替クラッチを作動し、制御部80は、油圧機構70を制御することでロックアップクラッチ及びリターダ作動切替クラッチを制御する。
Next, the control of the backup brake will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the components of the vehicle constituting the braking system. The
オイルポンプ71は、オイルを送るための油圧を発生する油圧機器である。レギュレータ72は、オイルポンプ71から供給される油圧の最大値を調整する圧力調整弁である。レギュレータ72で油圧を調整されたオイルは、リターダ作動切替用油圧回路73及びロックアップ油圧制御回路74に供給される。リターダ作動切替用油圧回路73は、ピストン43に作用する油圧を制御する回路であり、トランスミッション制御部83から与えられるリターダ制御信号に従って、ピストン43を、リターダ作動切替クラッチ44のクラッチドラム442を押圧するか、クラッチドラム442から離間するように制御する。ロックアップ油圧制御回路74は、ロックアップクラッチ21に作用する油圧を制御する回路であり、トランスミッション制御部83から与えられるロックアップ制御信号に従って、ロックアップクラッチ21の係合度合(係合力)を完全係合と係合解除との間で任意に制御する。
The
オイルクーラ75は、ロックアップ油圧制御回路74から排出されるオイルを冷却する冷却装置である。オイルパン76は、オイルクーラ75で冷却されたオイルを貯めておく容器である。
The
要求制動力演算部81は、ブレーキペダルの踏込み量を示すブレーキペダル信号と、車速の情報を入力して、それらに基づいてユーザ要求制動力を算出する。このために、要求制動力演算部81は、ブレーキペダルの踏込み量と車速とユーザ要求制動力との関係を規定した計算式を持っており、ブレーキペダル信号と車速が入力されるとそれらをその計算式に入れてユーザ要求制動力を算出する。これに代えて、要求制動力演算部81は、ブレーキペダル信号と車速の組み合わせとユーザ要求制動力との対応関係を規定したテーブルを持っておいて、ブレーキペダル信号と車速の組が入力されると、テーブルを参照してその組に対応するユーザ要求制動力を求めてもよい。
The requested braking
制動力制御部82は、要求制動力演算部81にて求められたユーザ要求制動力と、トランスミッションを制御するためのトランスミッション制御情報と、エンジンを制御するためのエンジン制御情報とに基づいて、必要制動力を求める。トランスミッション制御部83は、この必要制動力に基づいて、リターダ作動切替用油圧回路73に対してリターダ制御信号を出力し、ロックアップ油圧制御回路74にロックアップ制御信号を出力する。また、制動力制御部82は、ブレーキシステムからバックアップブレーキ作動要求としての異常信号を入力した場合に、トランスミッション制御部83に対して、バックアップブレーキ作動指示を出力する。
The braking
また、制動力制御部82は、トルクコンバータ1がバックアップブレーキとして利用されるときに、ロックアップクラッチ21で発生している制動力を演算(推定)する。具体的には、制動力制御部82は、ロックアップクラッチ21におけるスリップ量(入力軸51と出力軸61との回転数差)と、そのときロックアップクラッチ21にかけている油圧の力の大きさ(係合度合ないし係合力)からロックアップクラッチ21における発生制動力を推定する。ロックアップクラッチ21における発生制動力は、スリップ量及び係合力に比例する。
Further, the braking
以上のような構成の車両において、ブレーキシステムの異常が発生した場合や、ユーザの要求による長時間のブレーキ連続使用による制動力の低下が発生し、車両を緊急に停車させる必要がある場合には、バックアップブレーキ作動要求によって、トルクコンバータ1内でインターロックを発生させ、これによって制動力を発生させる。
When a brake system abnormality occurs in a vehicle with the above configuration, or when the braking force decreases due to continuous use of the brake for a long time as requested by the user, it is necessary to stop the vehicle urgently. In response to the backup brake operation request, an interlock is generated in the
図6は、バックアップブレーキの制御方法を示すフロー図である。車両100は、図6に示すバックアップブレーキ作動判定処理を経てバックアップブレーキを作動させる。まず、制動力制御部82は、ブレーキシステムの異常を検出して(異常の有無を調べて)(ステップS61)、ブレーキシステム異常によるバックアップブレーキ作動要求の有無を判断する(ステップS62)。バックアップブレーキの作動要求がない場合には(ステップS62にてNO)、処理をせずにリターンする。
FIG. 6 is a flowchart showing a control method of the backup brake. The
ブレーキシステムに異常が検出されて、制動力制御部82にバックアップブレーキの作動要求が入力された場合は(ステップS62にてYES)、制動力制御部82は、トランスミッション制御部83に対してバックアップブレーキ作動指示を出力する(ステップS63)。トランスミッション制御部83は、バックアップブレーキ作動指示を受けると、リターダ用クラッチを完全係合する処理を行う(ステップS64)。具体的には、トランスミッション制御部83は、リターダ作動切替用油圧回路73に、リターダ作動切替クラッチ44を係合させるリターダ制御信号を出力する。リターダ作動切替用油圧回路73は、このリターダ制御信号に応じてリターダ作動切替用油圧回路73から供給する油圧を制御してピストン43を作動させ、リターダ作動切替クラッチ44を係合する。
When an abnormality is detected in the brake system and a request for operating the backup brake is input to braking force control unit 82 (YES in step S62), braking
次に、車両100は、ロックアップクラッチ完全係合処理を行う(ステップS66)。ロックアップクラッチ完全係合処理が完了すると、上述のように、トルクコンバータ1はインターロック状態となり、すべての部材が回転不能となる。なお、本実施の形態では、先にリターダ作動切替クラッチ44を係合した後にロックアップクラッチ21を係合することでインターロック状態を実現しているが、これに代えて、ロックアップクラッチ21を係合した後にリターダ作動切替クラッチ44を係合することでインターロック状態を実現してもよい。
Next, the
インターロック状態とするためのロックアップクラッチ完全係合処理(ステップS66)において、ロックアップクラッチ21を直ちに完全係合させると、制動力が大きくなりすぎて、車輪がロックして車両が滑走し、ステアリング操作が不能となったり、トルクコンバータ1の各種の部品に大きな負荷がかかって破損したり、車両の急減速によってドライバが運転姿勢を維持できなかったりといった問題が生じる。
In the lock-up clutch complete engagement process (step S66) for setting the interlock state, if the lock-up clutch 21 is immediately fully engaged, the braking force becomes too large, the wheels are locked, and the vehicle slides. Problems arise such that the steering operation becomes impossible, the various components of the
そこで、本実施の形態では、インターロック状態を実現するためのリターダ作動切替クラッチ44及びロックアップクラッチ21の同時係合における後のクラッチ係合、即ち本実施の形態ではロックアップクラッチ完全係合処理(ステップS66)では、上記の問題が生じないように、ロックアップクラッチ21を徐々に係合させるように処理を行う。
Therefore, in the present embodiment, the subsequent clutch engagement in the simultaneous engagement of the retarder
図7は、ロックアップクラッチ完全係合処理のフロー図である。図7に示すように、ロックアップクラッチ完全係合処理では、まず、車輪の回転数を検出して(ステップS71)、車輪ロックが発生していないかを判断する(ステップS72)。車輪ロックが発生していない場合には(ステップS72にてYES)、制動力制御部82がロックアップクラッチ21おける発生制動力を推定し(ステップS73)、推定された発生制動力が所定の上限値α以下であるか否かを判断する(ステップS74)。
FIG. 7 is a flowchart of the lock-up clutch complete engagement process. As shown in FIG. 7, in the lock-up clutch complete engagement process, first, the rotational speed of the wheel is detected (step S71), and it is determined whether or not the wheel lock has occurred (step S72). If the wheel lock has not occurred (YES in step S72), the braking
発生制動力が上限値α以下である場合は(ステップS74にてYES)、制動力制御部82はトランスミッション制御部83を制御して変速機のシフトダウンを行わせ、シフトダウン後のロックアップクラッチ21における発生制動力を推定し(ステップS75)、シフトダウン後の発生制動力が上限値α以下であるか否かを判断する(ステップS76)。シフトダウンの後にも発生制動力が上限値αに達しない場合には(ステップS76にてYES)、トランスミッション制御部83は、ロックアップ制御回路74に、ロックアップクラッチ21に投入する油圧を増幅させるロックアップ制御信号を出力する処理を行う(ステップS77)。その後、制動力制御部82は、車速及び車両の加速度を検出して(ステップS78)、車両の停止が完了したか否かを判断する(ステップS79)。
If the generated braking force is less than or equal to upper limit α (YES in step S74), braking
車両が完全に停止した場合には(ステップS78にてYES)、リターンし、車両が停止していない場合には(ステップS78にてNO)、ステップS71に戻って車輪の回転数を検出する。このようにして車両の停止が完了するまで処理を繰り返す。 If the vehicle has completely stopped (YES in step S78), the process returns. If the vehicle has not stopped (NO in step S78), the process returns to step S71 to detect the rotational speed of the wheel. In this way, the process is repeated until the stop of the vehicle is completed.
車輪のロックが発生している場合(ステップS72にてNO)、及び発生動力が上限値αを超えた場合(ステップS74にてNO、又はステップS86にてNO)には、トランスミッション制御部83は、ロックアップ制御回路74に、ロックアップクラッチ21に投入する油圧を低減させるロックアップ制御信号を出力する処理を行う(ステップS80)。
If the wheel is locked (NO in step S72) and if the generated power exceeds upper limit α (NO in step S74 or NO in step S86),
このように、ロックアップクラッチ21における発生制動力が上限値αを超えた場合にロックアップクラッチ21における油圧の力を低減させる(係合力を低減させる)のは、ロックアップクラッチ21にあまりに大きな負荷がかかってロックアップクラッチ21やその他の構成要素が破損することを防止するためである。また、ロックアップクラッチ21の係合力を強くする前にトランスミッションにおいてシフトダウンを行うのは、リターダブレーキによる制動力を十分に発生させてから、バックアップブレーキとしてのインターロック状態を利用するためである。
As described above, when the generated braking force in the
以上のように、本実施の形態のトルクコンバータ1によれば、ユーザの減速要求時に、リターダ作動切替クラッチ44及びロックアップクラッチ21の一方を完全係合させた状態で、もう一方を係合させることで、インターロック状態を実現し、制動力を得ることができる。本実施の形態のトルクコンバータ1は、リターダ作動切替クラッチ44及びロックアップクラッチ21をいずれも完全係合させることで、車両を停止させることができるので、ブレーキシステムに異常が発生した場合のバックアップブレーキとして利用できる。
As described above, according to the
また、トルクコンバータ内の構成のみでブレーキ作動が可能であるため、変速機の構成に関わらず、トルクコンバータを搭載する車両であれば、様々な形式ないしは仕様の変速機をもつ車両に適用可能である。 In addition, since the brake operation is possible only with the configuration within the torque converter, it can be applied to a vehicle having a transmission of various types or specifications as long as the vehicle is equipped with a torque converter regardless of the configuration of the transmission. is there.
また、本実施の形態のトルクコンバータ1によれば、減速要求時に、リターダ作動切替クラッチ44のみを係合させることで、流体式リターダの機能を実現できる。
Further, according to the
さらに、本実施の形態のトルクコンバータ1では、上記の利点をトルクコンバータとしての機能を損なうことなく実現できる。
Furthermore, in the
また、本実施の形態では、ロックアップクラッチ21とリターダ作動切替クラッチ44とをいずれも係合することによるインターロック状態を実現するにあたって、先にリターダ作動切替クラッチ44を完全係合した後に、ロックアップクラッチ21を図7に示した制御によって徐々に係合していくので、その間はリターダブレーキが機能して制動力を発生させることができる。
In the present embodiment, in order to realize the interlock state by engaging both the lock-up
なお、上記の実施の形態では、駆動源がエンジンである例を説明したが、駆動源は、エンジンンに加えて、又はエンジンに代えて、モータであってもよい。 In the above embodiment, an example in which the drive source is an engine has been described. However, the drive source may be a motor in addition to the engine or instead of the engine.
1 トルクコンバータ
11 ポンプシェル
12 タービンシェル
13 ステータ
14 ハウジング
21 ロックアップクラッチ
31 ダンパ
41 増速用プラネタリギア列
411 サンギア
412 ピニオンギア
413 リングギア
42 キャリア
43 ピストン
44 リターダ作動切替クラッチ
51 入力軸
61 出力軸
70 油圧機構
71 オイルポンプ
72 レギュレータ
73 リターダ作動切替用油圧回路
74 ロックアップ油圧制御回路
75 オイルクーラ
76 オイルパン
80 制御部
81 要求制動力演算部
82 制動力制御部
83 トランスミッション制御部
100 制動システム
DESCRIPTION OF
Claims (7)
トランスミッションの入力軸にタービン中間部材を介して接続されて前記入力軸と一体回転するタービンシェルと、
係合することで前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを接続して前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを一体回転させるロックアップクラッチと、
固定されたサンギアと、ピニオンギアと、リングギアとを備え、前記タービン中間部材をキャリアとするプラネタリギア列と、
係合することで前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを接続して前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを一体回転させるリターダ作動切替クラッチと、
を備えたことを特徴とするトルクコンバータ。 A pump shell connected to the output shaft of the drive source via a pump intermediate member and rotating integrally with the output shaft;
A turbine shell connected to an input shaft of the transmission via a turbine intermediate member and rotating integrally with the input shaft;
A lock-up clutch that connects the pump shell and the turbine shell by engaging to rotate the pump shell and the turbine shell together;
A planetary gear train comprising a fixed sun gear, a pinion gear, and a ring gear, the turbine intermediate member serving as a carrier;
A retarder operation switching clutch that connects the ring gear and the pump intermediate member by engaging to rotate the ring gear and the pump intermediate member integrally;
A torque converter characterized by comprising:
前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチを係合させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、バックアップブレーキの作動要求を受けたときに、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか一方を係合させ、その後に、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか他方を、係合度合を制御しつつ係合させる
ことを特徴とする制動システム。 A torque converter according to claim 1;
A control unit for engaging the lockup clutch and the retarder operation switching clutch;
With
The control unit engages either the lock-up clutch or the retarder operation switching clutch when receiving an operation request for a backup brake, and then either of the lock-up clutch or the retarder operation switching clutch. A braking system characterized in that the other is engaged while controlling the degree of engagement.
前記制御部は、前記油圧機構を制御することで前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチを係合させる
ことを特徴とする請求項3ないし6のいずれか一項に記載の制動システム。 A hydraulic mechanism for operating the lock-up clutch and the retarder operation switching clutch;
The braking system according to any one of claims 3 to 6, wherein the control unit engages the lock-up clutch and the retarder operation switching clutch by controlling the hydraulic mechanism.
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CN109505897A (en) * | 2018-11-06 | 2019-03-22 | 陕西法士特齿轮有限责任公司 | A kind of container preventing liquid fluctuating |
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CN113775724A (en) * | 2021-08-13 | 2021-12-10 | 山东泰鑫汽车科技有限公司 | Enhanced hydraulic retarder for commercial vehicle |
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