KR20010061135A - Torque converter for automatic transmission - Google Patents

Abstract

PURPOSE: A converter is provided to increase the torque as needed by controlling the stator speed depending on each speed for a pump impeller and a turbine, by which each starting, acceleration and shift quality is improved. CONSTITUTION: A converter is provided with a wet multi-plate clutch between a stator(8) and a reactor shaft(10). An outer gear part(14) around an outer circumference of an inner lace(12) coupled to a reactor shaft(10) is formed where several clutch discs(16) are arranged. An inner wheel gear part(20) is formed around the inside for an outer lace(18) where several clutch plates(22) are disposed between the clutch plates(16). A piston(26) is arranged to a side wall(24) inside of the outer lace(18) supported to the reactor shaft(10) without any rotation, where a hydraulic chamber(28) is built up between the piston(26) and the side wall(24). A return spring(30) is disposed between the piston(26) and the inner lace(12). Therefore the piston(26) moves forward to activate the clutch when the hydraulic pressure is supplied to the flow path formed to the reactor shaft(10) , while the clutch is released by the return spring(30), when the hydraulic pressure is released. A free lock-up is implemented at an almost same time by detecting each rotational speed for the pump impeller and the turbine. A new lock-up point is assigned by increasing the torque under fixing the stator(10) speed when the vehicle powder is unsufficient during the lock-up time.

Description

자동 변속기용 토크 컨버터{TORQUE CONVERTER FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}Torque converter for automatic transmission {TORQUE CONVERTER FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기에 적용되는 토크 컨버터에 관한 것이다.The present invention relates to a torque converter applied to an automatic transmission.

예컨대, 자동 변속기에 적용되는 토크 컨버터의 일반적인 구성을 살펴보면, 도 4에서와 같이, 하나의 케이싱내에 펌프 임펠러(100), 터빈(102) 및 오일 흐름의 방향을 바꾸어주는 스테이터(104)로 이루어지며, 케이싱 내부에는 오일이 충진된다.For example, referring to a general configuration of a torque converter applied to an automatic transmission, as shown in FIG. 4, the pump impeller 100, the turbine 102, and the stator 104 for changing the direction of oil flow are formed in one casing. , Oil is filled in the casing.

따라서 펌프 임펠러(100)의 회전으로 오일이 펌프 임펠러(100)에서 흘러나와 터빈(102)으로 들어가 회전력으로 작용한 다음 스테이터(104)로 유입되어 방향을 바꾼 상태에서 다시 펌프 임펠러(100)로 유입된다.Therefore, the oil flows out of the pump impeller 100 by the rotation of the pump impeller 100, enters the turbine 102, acts as a rotational force, and then enters the stator 104 and changes in the direction, and then flows back into the pump impeller 100. do.

이때, 스테이터(104)가 분담하는 만큼의 회전력(출력)과 펌프 회전력(입력)과의 사이에 차이가 생겨 토크 변환이 이루어지게 되는 것이다.At this time, a difference occurs between the rotational force (output) as much as the stator 104 shares and the pump rotational force (input), and thus torque conversion is performed.

이러한 토크 컨버터의 작동을 보다 상세히 설명하면, 터빈(102)이 정지하고 있을 때에는 도 5의 (A)에서와 같이, 펌프 임펠러(100)의 오일은 화살표 P1방향으로 나와 터빈 운동 에너지를 전달하고, P2 방향으로 흘러 들어가며, 이때 스테이터(104)는 터빈(102)에서 흘러나오는 오일을 처음의 방향 즉, P1과 같은 P3 방향으로 바꾸게 한다.In more detail, the operation of the torque converter, when the turbine 102 is stopped, as shown in Fig. 5 (A), the oil of the pump impeller 100 comes out in the direction of the arrow P1 to transfer the turbine kinetic energy, Flowing in the direction P2, the stator 104 causes the oil flowing out of the turbine 102 to change to the initial direction, that is, P3 direction such as P1.

그리고 스테이터(104)에 의해 방향을 바꾼 오일은 펌프 임펠러(100)에서 새로이 나오는 오일과 함께 터빈(102)을 돌리는 힘에 합세하게 되어 그 힘은 상당히 큰 운동에너지를 가지며, 펌프 임펠러(100)의 뒷면에 작용하게 된다.In addition, the oil redirected by the stator 104 is combined with the force of turning the turbine 102 together with the oil emerging from the pump impeller 100, and the force has a very large kinetic energy, It will act on the back.

또한, 터빈(102)이 회전하여 펌프 임펠러(100)의 1/2 회전이 이루어질 때에는 도 6의 (B)에서와 같이, 오일은 P1 방향에서 터빈(102) 운동 에너지를 전달하고 P2 및 P3의 방향으로 흐르게 되는데, 이때, 터빈(100) 회전속도가 펌프 임펠러(102)의 1/2이므로 P2 의 방향이 상기 도 6 (A)의 1/2 정도 터빈(102)의 회전방향의 커브를 가지게 되며, 토크 변환율은 1/2 정도가 된다.In addition, when the turbine 102 is rotated to make half the rotation of the pump impeller 100, as shown in FIG. 6B, the oil transmits the turbine 102 kinetic energy in the P1 direction and the P2 and P3 In this case, since the rotation speed of the turbine 100 is 1/2 of the pump impeller 102, the direction of P2 has a curve in the rotation direction of the turbine 102 about 1/2 of FIG. 6 (A). The torque conversion rate is about 1/2.

그리고, 펌프 임펠러(100)와 터빈(102)이 거의 동일한 경우에는 도 6의 (C)에서와 같이 터빈(102)의 회전속도가 펌프 임펠러(100)의 회전속도와 거의 같으므로 터빈(102)을 떠나는 오일의 방향이 펌프 임펠러(100)의 회전방향과 거의 일치하게 되는 바, 스테이터(100)는 그 뒷면에서 오일의 작용을 받아 프리 휠링 작용을 하여 펌프 임펠러(100) 및 터빈(102)과 함께 회전하여 토크 변환기로서의 기능을정지되어 유체 클러치로서의 작용일 실시하게 되는 것이다.In addition, when the pump impeller 100 and the turbine 102 are substantially the same, as shown in FIG. 6C, the rotation speed of the turbine 102 is almost the same as the rotation speed of the pump impeller 100. The direction of the oil leaving the bar is almost coincided with the rotation direction of the pump impeller 100, the stator 100 is subjected to the free wheeling action by the action of the oil from the back of the pump impeller 100 and the turbine 102 and It rotates together to stop its function as a torque converter to act as a fluid clutch.

그러나 종래의 토크 컨버터에 있어서는 스테이터(104)와 변속기 하우징(106)사이에 개재되는 원웨이 클러치(F)의 펌프 임펠러의 회전속도와 터빈의 회전속도 차이에 의한 기계적인 고정과 해방을 통해 스테이터가 고정 및 해방됨으로써, 토크 증대 구간이 자유롭지 못하다는 문제점이 있다.However, in the conventional torque converter, the stator is formed by mechanical fixation and release by the rotational speed of the pump impeller of the one-way clutch F interposed between the stator 104 and the transmission housing 106 and the rotational speed of the turbine. By fixing and releasing, there is a problem that the torque increasing section is not free.

이에 따라 토크 컨버터의 성능이 나쁘거나 토크 컨버터의 신설계시 적절하게 매칭을 시키지 못하는 경우가 많다.As a result, the performance of the torque converter is often poor, or when the new design of the torque converter is not properly matched.

즉, 록 업 구간이 설정되면 토크 증대가 없기 때문에 이 구간을 설정하는 데에 많은 시험이 필요하고 발진 성능에 영향을 주는 토크 변환비의 구간도 자유롭지 못하다는 문제점을 내포하고 있다.In other words, if the lock-up section is set, there is no torque increase, so that many tests are required to set this section, and the section of the torque conversion ratio that affects the oscillation performance is not free.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 펌프 임펠러와 터빈의 회전수에 따라 스테이터의 회전을 제어함으로써, 토크 증대를 필요에 따라 설정할 수 있도록 하여 발진 및 가속 성능을 향상시키고, 변속감을 향상시킬 수 있는 토크 컨버터를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve the above problems, the object of the present invention is to control the rotation of the stator according to the rotational speed of the pump impeller and turbine, so that the torque increase can be set as necessary to start and accelerate The present invention provides a torque converter that can improve performance and improve shifting feeling.

도 1은 본 발명에 의한 토크 컨버터의 단면도.1 is a cross-sectional view of a torque converter according to the present invention.

도 2는 본 발명의 요부 확대 단면도.2 is an enlarged cross-sectional view of the main portion of the present invention.

도 3은 본 발명을 운용하기 위한 블록도.3 is a block diagram for operating the present invention.

도 4는 일반적인 토크 컨버터의 구성도.4 is a configuration diagram of a general torque converter.

도 5 (A)(B)(C)는 토크 컨버터의 작동 작동도이다.5 (A) (B) (C) are operational diagrams of the torque converter.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 하나의 케이싱내에 펌프 임펠러, 터빈 및 오일 흐름의 방향을 바꾸어주는 스테이터로 이루어지며, 케이싱 내부에는 오일이 충진되는 토크 컨버터에 있어서,In order to realize the above object, the present invention is composed of a stator for changing the direction of the pump impeller, turbine and oil flow in one casing, in the oil-filled torque converter,

상기 스테이터와 이 스테이터를 지지하는 리엑터 샤프트 사이에 펌프 임펠러와 터빈 회전수에 따라 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 선택적으로 작동되는 클러치를 배치하여 이루어지는 자동 변속기의 토크 컨버터를 제공한다.A torque converter of an automatic transmission is provided between the stator and a reactor shaft supporting the stator. A clutch that is selectively operated under the control of the transmission control unit according to the pump impeller and the turbine rotation speed is provided.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명이 적용된 토크 컨버터의 구성도로서, 부호 2는 토크 컨버터를 총칭한다.1 is a configuration diagram of a torque converter to which the present invention is applied, and reference numeral 2 generally refers to a torque converter.

상기 토크 컨버터(2)는 하나의 케이싱내에 펌프 임펠러(4), 터빈(6) 및 오일 흐름의 방향을 바꾸어주는 스테이터(8)로 이루어지며, 케이싱 내부에는 오일이 충진된다.The torque converter 2 consists of a pump impeller 4, a turbine 6 and a stator 8 for changing the direction of oil flow in one casing, and the casing is filled with oil.

이에 따라 펌프 임펠러(4)의 회전으로 오일이 펌프 임펠러(4)에서 흘러나와 터빈(6)으로 들어가 회전력으로 작용한 다음 스테이터(8)로 유입되어 방향을 바꾼 상태에서 다시 펌프 임펠러(4)로 유입되는데, 이때 스테이터(8)가 분담하는 만큼의 회전력(출력)과 펌프 회전력(입력)과의 사이에 차이가 생겨 토크 변환이 이루어지게 되는 것이다.As a result of the rotation of the pump impeller 4, oil flows out of the pump impeller 4, enters the turbine 6, acts as a rotational force, and then flows into the stator 8 and changes its direction to the pump impeller 4 again. In this case, a difference occurs between the rotational force (output) and the pump rotational force (input) as much as the stator 8 shares, so that torque conversion is performed.

이러한 토오크 컨버터(2)에 있어서, 본 발명은 도 2에서와 같이 스테이터(8)와 리엑터 샤프트(10) 사이에 습식 다판 클러치(C)를 배치한 것이다.In this torque converter 2, the present invention arranges the wet multi-plate clutch C between the stator 8 and the reactor shaft 10 as shown in FIG.

즉, 리엑터 샤프트(10)에 결합되는 인너 레이스(12)의 외주연에 외륜 기어부(14)를 형성하여 이에 다수의 클러치 디스크(16)를 배치하고, 스테이터(8)의 내경부에 결합되는 아우터 레이스(18)의 내경부에 내륜 기어부(20)를 형성하여 이에 상기 클러치 디스크(16) 사이로 배치되는 다수의 클러치 플레이트(22)를 배치하였다.That is, the outer ring gear portion 14 is formed on the outer circumference of the inner race 12 coupled to the reactor shaft 10 so that a plurality of clutch disks 16 are disposed thereon and coupled to the inner diameter portion of the stator 8. An inner ring gear portion 20 was formed in the inner diameter portion of the outer race 18 and thus a plurality of clutch plates 22 disposed between the clutch discs 16 were disposed.

그리고 상기 리엑터 샤프트(10)에 회전 간섭없이 지지되는 아우터 레이스(18)의 측벽(24) 내측에 피스톤(26)을 배치하여 이의 피스톤(26)과 측벽(24) 사이에 유압실(28)을 형성하고, 상기 피스톤(26)과 인너 레이스(12) 사이에 리턴 스프링(30)을 배치하였다.The piston 26 is disposed inside the side wall 24 of the outer race 18 supported by the reactor shaft 10 without rotation interference so that the hydraulic chamber 28 is disposed between the piston 26 and the side wall 24. And a return spring 30 is disposed between the piston 26 and the inner race 12.

이에 따라 리엑터 샤프트(10)에 형성된 유로(32)를 통해 유압이 공급되면 피스톤(26)이 전진하여 클러치를 작동시키고, 유압이 해제되면 리턴 스프링(30)에 의해 클러치 작동이 해제되는 것이다.Accordingly, when hydraulic pressure is supplied through the flow path 32 formed in the reactor shaft 10, the piston 26 moves forward to operate the clutch, and when the hydraulic pressure is released, the clutch operation is released by the return spring 30.

그리고 상기 클러치는 도 3에서와 같이, 펌프 임펠러 회전수 센서(34)와 터빈 회전수 센서(36)를 통해 검출된 신호를 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서 비교 판단하여 상기 유로(32)를 개폐하는 솔레노이드 밸브(38)를 제어하여 동작이 이루어지게 되는 것이다.3, the clutch compares the signal detected through the pump impeller rotation speed sensor 34 and the turbine rotation speed sensor 36 in the transmission control unit TCU to open and close the flow path 32. The operation is made by controlling the solenoid valve 38.

즉, 본 발명을 통해서 얻을 수 있는 효과는 펌프 임펠러(6)와 터빈(8)의 회전속도를 검출하여 이들 회전속도가 거의 동일한 시점에서 자유롭게 록 업을 실행시키게 하며, 만일 록업 시기에 차량의 구동력이 부족할 경우 스테이터(10)를 고정하여 토크 증대를 통해 록 업 포인트를 새로 지정할 수 있게 된다.In other words, the effect obtained through the present invention detects the rotational speeds of the pump impeller 6 and the turbine 8 so as to freely execute the lock-up at a time when these rotational speeds are almost the same, and the driving force of the vehicle at the lock-up time. If this is not enough, it is possible to specify a lockup point by fixing the stator 10 and increasing torque.

예를 들어 초기 발진이 부족함에도 불구하고, 커플링 포인트에 빨리 도달하는 경우에는 토크 부족이 일어나게 되므로 이때에는 트랜스밋션 제어유닛의 솔레노이드 밸브(36)의 제어에 따라 클러치를 작동시켜 스테이터(10)를 정지시키면 토크 증대를 더욱 오래 확보할 수 있게 되며, 킥 다운에서와 같이 큰 토크가 요구될 때에도 스테이터 회전(10)을 완전 정지시키거나 회전을 저감시켜 요구되는 토크까지 증대시킬 수 있게 되는 것이다.For example, in spite of a lack of initial oscillation, when the coupling point is quickly reached, a torque shortage occurs. At this time, the clutch is operated under the control of the solenoid valve 36 of the transmission control unit to operate the stator 10. When stopped, the torque increase can be secured longer, and even when a large torque is required, such as in a kick-down, the stator rotation 10 can be completely stopped or reduced in rotation to increase the required torque.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 펌프 임펠러와 터빈의 회전수에 따라 스테이터의 회전을 제어함으로써, 토크 증대를 필요에 따라 설정할 수 있도록 하여 발진 및 가속 성능을 향상시키고, 변속감을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.As described above, according to the present invention, by controlling the rotation of the stator in accordance with the rotation speed of the pump impeller and the turbine, it is possible to set the torque increase as necessary to improve the starting and acceleration performance, and improve the feeling of shift will be.

Claims (2)

하나의 케이싱내에 펌프 임펠러, 터빈 및 오일 흐름의 방향을 바꾸어주는 스테이터로 이루어지며, 케이싱 내부에는 오일이 충진되는 토크 컨버터에 있어서,In a casing which consists of a pump impeller, a turbine and a stator for changing the direction of oil flow in one casing, and in the oil-filled torque converter, 상기 스테이터와 이 스테이터를 지지하는 리엑터 샤프트 사이에 펌프 임펠러와 터빈 회전수에 따라 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 따라 선택적으로 작동되는 클러치를 배치하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기의 토크 컨버터.And a clutch that is selectively operated according to the control of the transmission control unit according to the pump impeller and the turbine rotational speed between the stator and the reactor shaft supporting the stator. 청구항 1에 있어서, 클러치는 습식 다판 클러치로 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기의 토크 컨버터.The torque converter of claim 1 wherein the clutch consists of a wet multi-plate clutch.