JPH02248768A - 可変容量トルクコンバータの容量制御装置 - 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、ターボ過給機を備えた内燃機関を搭載した車
両における可変容量トルクコンバータの容量制御装置に
関する。

（従来の技術） 従来、発進ギヤ位置やエンジン絞り弁開度（スロットル
開度）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、特公昭５
６−４２７９１号公報に記載されている装置が知られて
いる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ターボ過給機を備えた内燃機関を搭載し
た車両において、従来技術に示されるように、スロット
ル開度が所定値（例えば、ハーフスロットル開度）以上
の時にトルク容量係数を小または大に固定する制御内容
とした場合、下記の問題が生じる。

尚、第５図は、スロットル開度が２７８程度の走行から
ステップ的にアクセルを踏み込み６７８開度位まで変化
させた状況を示す図である。

■　スロットル開度が大きい時に小容量係数を選択する
制御を行なった場合には、小容量であるために、エンジ
ン回転が早く上昇し、過給圧特性の立上がりが良くなり
加速性能も向上する。

しかし、最大過給圧（インターセプト点）に達しても小
容量である為、過大なトルコンスリップが発生し、燃費
を悪化させてしまう（第５図１点鎖線特性）。

■　スロットル開度が大きい時に大容量係数を選択する
制御を行なった場合には、大容量であるために、エンジ
ン回転の上昇が緩やかになり、トルコンスリップは小さ
くなる。

しかし、エンジン回転の上昇遅れに伴なって、過給圧の
立上がり特性が鈍くなるし、また、加速性能も悪くなる
（第５図破線特性）。

また、一般に、ターボ過給機付内燃機関と自然吸気内燃
機関とは定常性能において、第９図及び第１０図に示す
ように、全く異なった特性を持っている。

まず、ターボ過給機付内燃機関は、第９図に示すように
、ハーフスロットル開度からフルスロットル開度領域に
おいて、ターボ過給機のインターセプト点までは軸トル
クが極端に小さく、アイドリンク回転数の近くでは自然
吸気内燃機関の軸トルクとほぼ等しく、所謂、過給効果
が出るのはインターセプト点以後であり、エンジン回転
数に対する軸トルク特性としては山なりの特性となる。

一方、自然吸気内燃機関は、第１０図に示すように、タ
ーボ過給機付内燃機関に比べ、その軸トルク特性は、フ
ラットに近いか、エンジン回転数の上昇に対して少しづ
つ低下する特性を示す。

また、ハーフスロットル開度以下のスロットル開度域で
は、ターボ過給機付内燃機関も自然吸気内燃機関も同様
に、エンジン回転数の上昇に対して低下する特性を示す
。

次に、過渡性能を比較すると、自然吸気内燃機関では、
吸気ダクト、フィルタ、吸入ポート等による遅れが主な
ものとなるが、ターボ過給機付内燃機関ではターボの遅
れが主なものとなる。

二こで、ターボの遅れとしては、例えば、発進時におい
てスロットルバルブをステップ的に開くと、スロットル
バルブが実際に開いてから１〜３ｓｅｃものターボ過給
遅れがある。

そこで、本出願人は、吸気圧を入力情報として、過給開
始（大気圧）からインターセプト点に達する直前までの
吸気圧の時は小容量係数を選択し、最大過給圧であるイ
ンターセプト点に達した徒は大容量係数を選択すること
でターボ遅れ対応できる制御を先に提案した。

しかし、この制御ではエンジン負荷が小さい平坦路等で
の走行状態では問題ないが、走行路面状態の変化等によ
ってエンジン負荷が変る場合には、充分な加速性能が得
られないことがある。

例えば、エンジン負荷が大きくてスロットルバルブを開
いても吸気圧が大気圧レベルに達するのに時間を要する
場合には、吸気圧＝大気圧でもって選択制御の開始時期
が遅れ、これによりエンジン回転の上昇も過給圧特性の
立上がりも遅れる。

（発明の目的） 本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、ターボ過給機を備えた内燃機関を搭載した車両におい
て、エンジン負荷に対応しながら動力性能向上と燃費性
能向上との両立を図ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成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、ハーフスロットル開度以上
で低エンジン回転数域の時からインターセプト点に達す
る直前までは小容量係数を選択し、インターセプト点に
達した後は大容量係数を選択する手段とした。

即ち、第１図のクレーム概念図に示すように、ターボ過
給機ａを備えた内燃機関すと、トルクコンバータのトル
ク容量係数を任意に可変制御し得る容量制御装置Ｃを備
えた可変容量トルクコンバータｄとを搭載する車両にお
いて、前記容量制御装置Ｃは、内燃機関すのエンジン回
転数検出手段ｅとスＯ・ントル開度検出手段ｆと吸気圧
検出手段９からの検出信号を入力し、スロットル開度が
所定開度以上で、エンジン回転数がインターセプト点に
達しない低回転域の時には小容量係数側を選択し、エン
ジン回転数が高回転域で、吸気圧が最大過給圧に近い所
定の吸気圧を超える時には大容量係数側を選択する制御
を行なう手段とした事を特徴とする。

（作　用） スロットル開度が所定開度以上で、エンジン回転数がイ
ンターセプト点に達しない低回転域の時には、容量制御
装置Ｃにより、可変容量トルクコンバータｄが小容量係
数となる。

従って、実際に過給が開始されるかどうかを監視するの
ではなく、過給効果の発生が予測される時期から可変容
量トルクコンバータｄの小容量が選択されることにより
、内燃機関すの回転が早く上昇し、過給圧特性の立上が
りが良くなり加速性能も向上する。

即ち、エンジン負荷と対応関係にあるスロットル開度と
エンジン回転数に基づいて、過給効果の発生が予測され
る時に直ちに小容量選択開始が決定されることで、吸気
圧で開始時期を判断する場合の様な遅れがないし、また
、走行路面状態やギヤ位置等によるエンジン負荷の変化
に対応したものである為、常に加速性能を高め得る最適
な時期が設定されることになる。

内燃機関すの吸気圧が最大過給圧に近い所定の吸気圧を
超える時には、容量制御装置Ｃにより、可変容量トルク
コンバータｄが小容量係数側から大容量係数側へと切換
えられる。

従って、インターセプト点に達し、最大過給圧が維持さ
れている時には大容量である為、内燃機関すの回転上昇
が抑えられることになり、過大なトルコンスリップの発
生が防止され、燃費を悪化させることがない。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、構成を説明する。

第２図は実施例の全体システムを示す図で、トルク容量
係数を任意に変更可能であると共にロックアツプクラッ
チを備えたロックアップ付可変容量トルクコンバータＬ
Ｕ／ＴＣと、トルク容量係数の変更制御及びロックアツ
プ制御を行なうトルクコンバータ電子制御装置ＴＣ／Ｃ
０とを備えている。

前記口・ンクアップ付可変容量トルクコンバータＬＵ／
ＴＣは、図外のターボチャージャ付エンジンからの駆動
力が入力される入力軸１と、該入力軸１に連結されるコ
ンバータカバー２と、該コンバータカバー２に連結され
る第１ポンプ羽根車３と、該第１ポンプ羽根車３の対向
位置に配置されるタービン羽根車４と、該タービン羽根
車４にタービンハブ５を介して連結される出力軸６と、
前記第１ポンプ羽根車２とタービン羽根車４の間の内側
位置に配置されるステータ羽根車７と、前記第１ポンプ
羽根車２とタービン羽根車４の間の外側位置に配置され
る第２ポンプ羽根車８と、該第２ポンプ羽根車８に連結
され、前記コンバータカバー２に対し締結可能な可変容
量クラッチ９と、前記タービンハブ５に対して軸方向移
動可能に設けられ、前記可変容量クラッチ９に対し締結
可能なロー゛ツクアップクラ・ンチ１０とを備えている
。

前記可変容量クラッチ９及びＯ・ンクアップクラッチ１
０は、コンバータカバー２内を、可変容量油室■、ロッ
クアツプ油室■、コンバータ油室■とに画成し、各油室
■、■、■には、それぞれ第１油路１１．第２油路１２
．第３油路１３が連通している。

前記トルクコンバータ電子制御装置ＴＣ／ＣＵは、入力
情報とする所定の車両状態を検出する車両状態検出手段
としてのスロットル開度センサ２１゜エンジン回転数セ
ンサ２２．吸気圧センサ２３゜他のセンサやスイッチ類
２４と、予め設定されたテーブルデータ（第３図）に基
づき、検出されたスロットル開度とエンジン回転数が属
する領域の判別や検出吸気圧と設定吸気圧との比較によ
り、容量の変更制御を行なうマイクロコンピュータを主
体とするコントロールユニット２５と、該コントロール
ユニット２５からのソレノイド駆動信号により作動する
第１ソレノイドバルブ２６．ｉ２ソレノイドバルブ２７
．第３ソレノイドバルブ２８とを備えている。

尚、第１ソレノイドバルブ２６．第２ソレノイドバルブ
２７．第３ソレノイドバルブ２８には、それぞれソレノ
イドとして５ＯＬＡ、　　５ＯＬＢ、　　５ＯＬＣが設
けられていて、これらのソレノイド５ＯＬＡ　。

５ＯＬＢ、　　５ＯＬＧに対するＯＮ・ＯＦＦ制御によ
る作動油の供給、排除で小容量モードや大容量モードや
０ツクアツプモードに切換え制御できるように構成され
ている。

次に、作用を説明する。

まず、小容量トルクコンバータ特性は、ポンプ羽根車と
しての作用を第１ポンプ羽根車３のみに依存することで
得られ、大容量トルクコンバータ特性は、ポンプ羽根車
としての作用を第１ポンプ羽根車３と第２ポンプ羽根車
８に依存することで得られ、ロックアツプ特性は両クラ
ッチ９．１０の締結により入出力軸１．６を直結するこ
とで得られる。

そして、上記小容量モードと大容量モードとロックアツ
プモードにおける作動表に示すと、下記の表の様になる
。

次に、コントロールユニ・ントで行なわれる容量変更制
御の流れを第４図に示すフローチャートにより説明する
。

ステップ５０では、スロットル開度センサ２１とエンジ
ン回転数センサ２２からのスロットル開度Ｔ）Ｉとエン
ジン回転数Ｎ６が読み込まれる。

ステップ５１では、吸気圧センサ１２からの吸気圧ＰＩ
Ｎが読み込まれる。

ステップ５２では、読み込まれたスロットル開度ＴＨ及
びエンジン回転数Ｎ１に基づいて、第３図に示すテーブ
ルデータが参照される。

ステップ５３では、スロットル開度ＴＨ及びエンジン回
転数Ｎ、に相当するテーブルデータ上の位置が容量大の
領域かどうかが判断される。

そして、ステ・ンブ５３において容量小の領域であると
判断された場合には、ステップ５４へ進み、各ソレノイ
ドに対し容量小にする指令が出力される。

また、ステップ５３において容量大の領域であると判断
された場合には、ステップ５５へ進み、スロットル開度
ＴＨがＴＨ≧４７８かどうかが判断され、ＴＨ＜　４／
８の場合には、ステップ５７へ進み、各ソレノイドに対
し容量大にする指令が出力される。

そして、ステップ５５でＴＨ≧４７８の場合には、ステ
ップ５６へ進み、吸気圧ＰＩＮが最大過給圧（フルブー
２ト圧＝　＋３５０ｍｍＨｇ程度）より少し低い設定圧
Ｐ。を超えているかどうかが判断される。

そして、ステップ５３において容量大の領域であり、ス
テップ５５においてハーフスロットルを超えていると判
断されても、吸気圧Ｐ　Ｉ＋ｙ；’ｌ＜Ｐ　Ｉ　Ｎ≦Ｐ
０の条件を満足する間は、ステップ５４へ進み、容量小
にする指令が継続して出力される。

また、ステップ５３とステップ５５とステップ５６の条
件を満足する、即ち、容量大の領域でハーフスロットル
を超え、Ｐ　ＩＮ＞　Ｐ　ｏの条件を満足する時には、
ステップ５７へ進み、容量小から容量大に切換える指令
が出力される。

次に、スロットル開度が１／８程度の走行からステップ
的にアクセルを踏み込み６／８開度位まで変化させた状
況を示す第５図のタイムチャートにより作用を説明する
。

（イ）Ｔ）Ｉ＝２７８でＮ６が低回転域の時テーブルデ
ータで容量大の領域にあるスロットル開度ＴＨがＴＨ＝
２７８でエンジン回転数ＮＥが低回転域の時には、第４
図のフローチャートで、ステップ５０→ステツプ５１→
ステツプ５２→ステツプ５３→ステツプ５５→ステツプ
５７へ進む流れとなり、大容量側が選択される。

従って、燃費性能が高い車両走行状態が得られる。

（ロ）ＴＨ＝６／８でＮ、が低回転域の時テーブルデー
タで容量小の領域にあるスロットル開度ＴＨがＴＨ＝６
７８でエンジン回転数Ｎεが低回転域の時には、第４図
のフローチャートで、ステップ５０→ステップ５１−ス
テップ５２→ステ・ンプ５３→ステップ５４へ進む流れ
となり、小容量側が選択される。

その後、エンジン回転数ＮＥの上昇により、テーブルデ
ータで容量小の領域から容量大の領域に移行した場合で
あっても、ステップ５３→ステツプ５５→ステツプ５６
→ステ・ンブ５４へ進む流れとなり、エンジン吸気圧が
設定吸気圧Ｐ。以下の間は小容量の選択が継続される。

従って、小容量の選択により、第５図の実線特性に示す
ように、エンジン回転が早く上昇し、過給圧特性の立上
がりが良くなり加速性能も向上する。

即ち、エンジン負荷と対応関係にあるスロットル開度Ｔ
Ｈとエンジン回転数１に基づいて、過給効果の発生が予
測される時に直ちに小容量選択開始が決定されることで
、吸気圧で開始時期を判断する場合の様な遅れがないし
、走行路面状態やギヤ位置等によるエンジン負荷の変化
に対応したものである為、常に加速性能を高め得る最適
な時期が設定されることになる。

（ハ）吸気圧ＰＩＮが設定吸気圧Ｐ０を越えた時ハーフ
スロットルを超えていて、エンジン回転数が高回転域と
なり、且つ、吸気圧ＰＩＮが設定吸気圧Ｐ０を超えた時
には、ステップ５０→ステツプ５１→ステツプ５２→ス
テ・シブ５３→ステツプ５５→ステツプ５６→ステ・ン
プ５７へ進む流れとなり、小容量から大容量に切換えら
れる。

従って、インターセプト点に達し、フルブースト圧が維
持されている時には大容量である為、第５図の実線特性
に示すように、エンジン回転の上昇が抑えられることに
なり、過大なトルコンスリップの発生が防止され、燃費
を悪化させることがない。

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、へ−フスロットル開
度以上で低エンジン回転数域の時からインターセプト点
に達する直前までは小容量係数を選択し、インターセプ
ト点に達した後は大容量係数を選択する制御装置とした
為、ターボチャージャ付エンジンを搭載した車両におい
て、エンジン負荷に対応しながら動力性能向上と燃費性
能向上との両立を達成することが出来る。

特に、ターボチャージャ付エンジンを搭載した車両では
、過給効果が出るハーフスロットル以上の時には、イン
ターセプト点に達するまでの応答性を向上させる、即ち
、過給圧の立上がり特性を良くすることがターボ過給性
能を充分に引き出す上で重要であるのに対し、これに応
えることのできる優れた装置であると言える。

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い。

例えば、実施例では、トルク容量係数の変更手段として
２分割ポンプ羽根車機横による例を示したが、分割ステ
ータ機構等、他の様々な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。

具体的には、第６図（大容量状態）、第７図（小容量状
態）、第８図（ロックアツプ状態）に示すように、口・
ンクアップクラッチ３０に邪魔板３１を設け、口・ンク
アップクラッチ３０のスライドストロークによりタービ
ンインペラ内に邪魔板３１を挿入可能とし、油路（１）
、　（２）、　（３）のＩＮ、　ＯＵＴの切換制御によ
り大容量状態、小容量状態、ロックアツプ状態を得るト
ルク容量係数の変更手段としても良い。

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。

（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、ハーフスロットル開
度以上で低エンジン回転数域の時からインターセプト点
に達する直前までは小容量係数を選択し、インターセプ
ト点に達した後は大容量係数を選択する手段とした為、
ターボ過給機を備えた内燃機関を搭載した車両において
、エンジン負荷に対応しながら動力性能向上と燃費性能
向上との両立を達成することが出来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概念図、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全体図、第３図
は実施例装置でのテーブルデータを示すマツプ図、第４
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５図はアクセルを急踏みした場合の従来装置と実
施例装置とを比較したタイムチャート図、第６図、第７
図、第８図は邪魔板タイプの可変容量トルクコンバータ
を示す概略図、第９図はターボ過給機付内燃機関の軸ト
ルク特性図、第１０図は自然吸気内燃機関の軸トルク特
性図である。 ａ・・・ターボ過給機 ｂ・・・内燃機関 Ｃ・・・容量制御装置 ｄ・・・可変容量トルクコンバータ ｅ・・・エンジン回転数検出手段 ｆ・・・スロットル開度検出手段 ９・・・吸気圧検出手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ターボ過給機を備えた内燃機関と、トルクコンバー
   タのトルク容量係数を任意に可変制御し得る容量制御装
   置を備えた可変容量トルクコンバータとを搭載した車両
   において、 前記容量制御装置は、内燃機関のエンジン回転数検出手
   段とスロットル開度検出手段と吸気圧検出手段からの検
   出信号を入力し、スロットル開度が所定開度以上で、エ
   ンジン回転数がインターセプト点に達しない低回転域の
   時には小容量係数側を選択し、エンジン回転数が高回転
   域で、吸気圧が最大過給圧に近い所定の吸気圧を超える
   時には大容量係数側を選択する制御を行なう手段とした
   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。