[go: up one dir, main page]

JP4534588B2 - Power transmission device for vehicle using fluid coupling - Google Patents

Power transmission device for vehicle using fluid coupling Download PDF

Info

Publication number
JP4534588B2
JP4534588B2 JP2004144388A JP2004144388A JP4534588B2 JP 4534588 B2 JP4534588 B2 JP 4534588B2 JP 2004144388 A JP2004144388 A JP 2004144388A JP 2004144388 A JP2004144388 A JP 2004144388A JP 4534588 B2 JP4534588 B2 JP 4534588B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
engine
speed
clutch
fluid coupling
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004144388A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005325918A (en
Inventor
信幸 岩男
康 山本
淳 山崎
尚宏 桑田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
Priority to JP2004144388A priority Critical patent/JP4534588B2/en
Publication of JP2005325918A publication Critical patent/JP2005325918A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4534588B2 publication Critical patent/JP4534588B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Description

本発明は、エンジンと変速機との間に流体継手(フルードカップリング)を備え、車両の発進時等において、車両の運転者によるクラッチの複雑な操作を要せずに、流体継手のポンプとタービンの間の滑りを利用して円滑な発進が可能な車両用動力伝達装置に関するものである。   The present invention includes a fluid coupling (fluid coupling) between an engine and a transmission, and does not require complicated operation of a clutch by a vehicle driver when starting the vehicle. The present invention relates to a vehicular power transmission device that can smoothly start using slippage between turbines.

車両用動力伝達装置には、車両の運転の容易化あるいは運転者の疲労軽減のために、エンジンの動力を車輪に伝達するクラッチあるいは変速機の操作を自動化し、イージードライブとした各種の動力伝達装置がある。流体伝動装置であるトルクコンバータと遊星歯車機構からなる動力伝達装置を用いたいわゆるAT車がその代表的なものである。そして、イージードライブを目的とする動力伝達装置の中には、いわゆるマニュアル車と同様な平行軸歯車機構式変速機を使用して、これと自動クラッチ等とを組み合わせ、運転者が変速レバーで変速段を切り替える際のクラッチ操作を省略した動力伝達装置があり、市販車両にも採用されている。運転手が変速レバーを操作する代わりに、電子制御装置と変速機を操作するアクチュエータとを用い、車両の走行状態に応じて自動的に変速段を切り替える動力伝達装置も存在する。   The power transmission device for vehicles has various types of power transmission that are easy-drive by automating the operation of clutches or transmissions that transmit engine power to wheels to facilitate vehicle driving or reduce driver fatigue. There is a device. A typical example is a so-called AT vehicle using a power transmission device including a torque converter, which is a fluid transmission device, and a planetary gear mechanism. Some power transmission devices for easy driving use a parallel-shaft gear mechanism type transmission similar to a so-called manual vehicle, and this is combined with an automatic clutch, etc. There is a power transmission device that omits the clutch operation when switching the gears, and it is also used in commercial vehicles. There is also a power transmission device that uses an electronic control device and an actuator for operating a transmission instead of a driver operating a shift lever, and automatically switches the gear position according to the traveling state of the vehicle.

最近では、ディーゼルエンジンを装備した車両において、エンジンと変速機との間に流体継手を介在させた動力伝達装置が開発されている。流体継手は流体伝動装置の一種ではあるが、トルクコンバータとは異なってステーターベーンを備えておらず、トルクの増加機能はないけれども、トルクコンバータよりも構造が簡易なものとなっている。流体継手を介在させると、特にエンジン回転数の小さい領域でトルクが大きいディーゼルエンジンでは、車両の発進時において、流体継手のポンプとタービンとの間の滑りを利用した発進が可能となる。つまり、マニュアル車の発進時のごとき微妙なクラッチ操作が不要となって、スムースな発進が容易に行えると同時に、アイドル時などにおけるエンジンのトルク変動が吸収され、振動、騒音も軽減される。エンジンと変速機との間に流体継手を設けた動力伝達装置の一例は、特開2001−241546号公報に記載されている。   Recently, in a vehicle equipped with a diesel engine, a power transmission device in which a fluid coupling is interposed between the engine and the transmission has been developed. Although a fluid coupling is a kind of fluid transmission device, unlike a torque converter, it does not have a stator vane and does not have a torque increasing function, but has a simpler structure than a torque converter. When a fluid coupling is interposed, particularly in a diesel engine having a large torque in a region where the engine speed is small, it is possible to start using the slip between the pump of the fluid coupling and the turbine when starting the vehicle. That is, a delicate clutch operation is not required when starting a manual vehicle, and a smooth start can be easily performed. At the same time, engine torque fluctuations during idling are absorbed, and vibration and noise are reduced. An example of a power transmission device in which a fluid coupling is provided between an engine and a transmission is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-241546.

図2、図3を参照して、このような流体継手を具備した車両用動力伝達装置について説明する。図2はディーゼルエンジンのクランクシャフトから変速機に至る間の動力伝達装置を示す断面図であり、クランクシャフト1の後方に流体継手2が締結され、さらに、湿式多板クラッチ3を介して、平行軸歯車機構を有する変速機4が連結される。流体継手2は、それぞれ独立して回転可能なポンプ21とタービン22とを備えており、そのケーシング23内は作動油で満たされている。流体継手のポンプ21はケーシング23、ドライブプレート11等によってディーゼルエンジンのクランクシャフト1と一体的に結合される。また、タービン22には流体継手2の出力軸24が、その出力軸24の他端には湿式多板クラッチ3の入力軸ハブ部分31が、それぞれスプライン嵌合により結合される。湿式多板クラッチ3の出力軸ハブ部分32は、やはりスプライン嵌合によって変速機4の入力軸41と結合されている。   With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the power transmission device for vehicles provided with such a fluid coupling is demonstrated. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a power transmission device from the crankshaft of the diesel engine to the transmission. A fluid coupling 2 is fastened to the rear of the crankshaft 1, and further in parallel via a wet multi-plate clutch 3. A transmission 4 having a shaft gear mechanism is connected. The fluid coupling 2 includes a pump 21 and a turbine 22 that can rotate independently of each other, and the casing 23 is filled with hydraulic oil. The fluid coupling pump 21 is integrally coupled to the crankshaft 1 of the diesel engine by a casing 23, a drive plate 11, and the like. Further, the output shaft 24 of the fluid coupling 2 is coupled to the turbine 22, and the input shaft hub portion 31 of the wet multi-plate clutch 3 is coupled to the other end of the output shaft 24 by spline fitting. The output shaft hub portion 32 of the wet multi-plate clutch 3 is also coupled to the input shaft 41 of the transmission 4 by spline fitting.

車両の発進時においてディーゼルエンジンが起動されると、流体継手2のポンプ21はクランクシャフト1と一体となって回転を始め、タービン22に作動油を送り込む。ディーゼルエンジンの回転数が増加するにつれ、ポンプ21からタービン22に循環する作動油の流量が増加し、タービン22に作用するトルクが増大する。流体継手2に接続された湿式多板クラッチ3は、車両の変速時以外はその摩擦板に作用する油圧により締結状態にある。車両が発進する前には変速機4は発進段にギヤインされ、ブレーキペダルの踏込みにより車両は停止している。このときはタービン22も停止しているが、ブレーキペダルの解除に伴いタービン22は回転を始め、湿式多板クラッチ3及び変速機4を介して車両は発進するようになる。車両が発進した後は、ディーゼルエンジンの回転数がさらに上昇し、それに伴ってタービン22の回転数も増加する。発進後の時間の経過とともに流体継手2の滑りが減少して、タービン22の回転数はポンプ21の回転数(ディーゼルエンジンの回転数)に接近しながら次第に大きくなり、その速度比、すなわち、流体継手におけるタービン回転数のポンプ回転数に対する比率は1に近づく。   When the diesel engine is started at the start of the vehicle, the pump 21 of the fluid coupling 2 starts to rotate integrally with the crankshaft 1 and feeds hydraulic oil to the turbine 22. As the rotational speed of the diesel engine increases, the flow rate of the hydraulic oil circulating from the pump 21 to the turbine 22 increases, and the torque acting on the turbine 22 increases. The wet multi-plate clutch 3 connected to the fluid coupling 2 is in an engaged state by the hydraulic pressure acting on the friction plate, except when the vehicle is shifting. Prior to the start of the vehicle, the transmission 4 is geared into the start stage, and the vehicle is stopped by the depression of the brake pedal. At this time, the turbine 22 is also stopped, but the turbine 22 starts rotating with the release of the brake pedal, and the vehicle starts through the wet multi-plate clutch 3 and the transmission 4. After the vehicle starts, the rotational speed of the diesel engine further increases, and the rotational speed of the turbine 22 increases accordingly. The slip of the fluid coupling 2 decreases with the passage of time after the start, and the rotational speed of the turbine 22 gradually increases while approaching the rotational speed of the pump 21 (the rotational speed of the diesel engine). The ratio of the turbine speed at the joint to the pump speed approaches one.

このように、流体継手2を利用すると、そのポンプ21とタービン22の間の滑りにより車両のスムースな発進が可能となる。しかし、流体継手2の滑りが存在する限り動力の伝達効率は100%に達することはなく、その分ディーゼルエンジンは無駄な燃料を消費する。したがって、車両が発進し通常走行が可能になったときは、例えば20Km/h程度の低速走行の中に、流体継手2の機能を停止しクランクシャフト1と変速機4を直結状態とすることが望ましく、流体継手2にはポンプ21とタービン22とを締結するロックアップクラッチ25が備えられている。   As described above, when the fluid coupling 2 is used, the vehicle can smoothly start due to slippage between the pump 21 and the turbine 22. However, as long as there is slippage of the fluid coupling 2, the power transmission efficiency does not reach 100%, and the diesel engine consumes useless fuel accordingly. Therefore, when the vehicle starts and can normally travel, the function of the fluid coupling 2 may be stopped and the crankshaft 1 and the transmission 4 may be directly connected during low-speed traveling of, for example, about 20 km / h. Desirably, the fluid coupling 2 is provided with a lock-up clutch 25 that fastens the pump 21 and the turbine 22.

ロックアップクラッチ25は、クランクシャフト1とポンプ21とを結合するケーシング23の内面に対向して置かれ、タービン22に連結されたクラッチディスク26と、その前面側に設けられた摩擦フェージング27とによって構成される。ロックアップクラッチ25の切断及び締結は、流体クラッチ2のケーシング23内において高圧の作動油が流動する流路を切り替えることによって制御され、そのため、流体継手2の後方の隔壁部5には、その断面図である図3にも示されるとおり、作動油を加圧して送出するトロコイドポンプ51と作動油の流路を切り替える流路切替弁52が取り付けてあり、この流路切替弁52はロックアップクラッチ制御装置70により制御される。   The lock-up clutch 25 is placed opposite to the inner surface of the casing 23 that connects the crankshaft 1 and the pump 21, and includes a clutch disk 26 connected to the turbine 22 and a friction fading 27 provided on the front side thereof. Composed. The disconnection and engagement of the lock-up clutch 25 is controlled by switching the flow path in which the high-pressure hydraulic oil flows in the casing 23 of the fluid clutch 2. As shown also in FIG. 3, a trochoid pump 51 that pressurizes and sends hydraulic oil and a flow path switching valve 52 that switches the flow path of the hydraulic oil are attached. This flow path switching valve 52 is a lock-up clutch. It is controlled by the control device 70.

トロコイドポンプ51で加圧された作動油が、出力軸24の中心部の通路から、クラッチディスク26の前面の室28へ流入し、クラッチディスク26の外周部の狭い隙間を経て後面の室29に流れ、ポンプ21とタービン22で形成される作動室に流れ込むような流路としたときは、前面の室28の圧力が後面の室29より高いので、クラッチディスク26はケーシング23から離れ、ロックアップクラッチ25は切断される。流路切替弁52により流れを逆にすると、クラッチディスク26の後面側の圧力が高くなり、摩擦フェージング27がケーシング23の内面に係合してロックアップクラッチ25が締結され、流体継手2のポンプ21とタービン22とは直結状態となる。流路切替弁52は、ロックアップクラッチ25の急激な締結によるショックを回避するよう、パイロット弁を用いてパルスのデューティ比を徐々に変更するロックアップクラッチ制御装置70によって切り替えられる。ロックアップクラッチ25等の詳細な構成及び制御方法については、前述の特許公報に記載されている。   The hydraulic oil pressurized by the trochoid pump 51 flows into the chamber 28 on the front surface of the clutch disk 26 from the passage at the center of the output shaft 24, and enters the chamber 29 on the rear surface through a narrow gap on the outer periphery of the clutch disk 26. When the flow path is such that it flows into the working chamber formed by the pump 21 and the turbine 22, the pressure in the front chamber 28 is higher than that in the rear chamber 29, so that the clutch disk 26 moves away from the casing 23 and locks up. The clutch 25 is disconnected. When the flow is reversed by the flow path switching valve 52, the pressure on the rear surface side of the clutch disk 26 is increased, the friction fading 27 is engaged with the inner surface of the casing 23, the lockup clutch 25 is fastened, and the pump of the fluid coupling 2 21 and the turbine 22 are directly connected. The flow path switching valve 52 is switched by a lockup clutch control device 70 that gradually changes the duty ratio of a pulse using a pilot valve so as to avoid a shock due to a sudden engagement of the lockup clutch 25. The detailed configuration and control method of the lockup clutch 25 and the like are described in the aforementioned patent publication.

ロックアップクラッチ付の流体継手を用いた車両用動力伝達装置の発進時等の作動について、図8によって説明する。図8には、自然吸気式の排気量の大きなディーゼルエンジンを搭載した車両の、発進時以降におけるエンジンの回転数(流体継手のポンプ回転数)とタービンの回転数の変化を示す。車両の停止時には、エンジンはアイドル時の回転数である約500rpmで回転をしており、ブレーキペダルの踏込みにより車輪が停止しているから、タービン回転数はゼロとなっている。この状態から運転者がブレーキペダルを放しアクセルペダルを踏込むと、タービンが回転を始め車両が発進する。   The operation of the vehicle power transmission device using a fluid coupling with a lock-up clutch at the time of starting will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows changes in engine speed (pump speed of the fluid coupling) and turbine speed after the start of a vehicle equipped with a naturally aspirated diesel engine with a large displacement. When the vehicle is stopped, the engine rotates at about 500 rpm, which is the number of rotations during idling, and the wheels are stopped by the depression of the brake pedal, so the turbine rotation speed is zero. When the driver releases the brake pedal and depresses the accelerator pedal from this state, the turbine starts rotating and the vehicle starts.

発進後は、エンジン回転数の上昇に従ってタービンの回転数も上昇し、車両の速度は徐々に増加する。エンジン回転数が後述するストール回転数である1500rpm付近に達すると、流体継手のタービン回転数がエンジン回転数に近づいて、両者の回転数の比率である速度比は0.8付近となる。エンジン回転数がストール回転数となった時点で、ロックアップクラッチを締結する指令が制御装置から出力され、その指令に応じポンプとタービンが締結される(ロックアップ)。これにより、両者は一体的に回転するようになり、以後の流体継手の滑りがなくなって伝達効率は100%となる。   After the start, the turbine speed increases as the engine speed increases, and the speed of the vehicle gradually increases. When the engine speed reaches around 1500 rpm, which will be described later, which is the stall speed, the turbine speed of the fluid coupling approaches the engine speed, and the speed ratio, which is the ratio of both speeds, becomes around 0.8. When the engine speed becomes the stall speed, a command for fastening the lockup clutch is output from the control device, and the pump and the turbine are fastened according to the command (lockup). As a result, both of them rotate integrally, the subsequent fluid coupling slips, and the transmission efficiency becomes 100%.

ここで、流体継手のストール回転数について図4に基づいて説明を加える。一定の大きさ及びトルク容量を有する流体継手を自然吸気式エンジン(NAエンジン)と組み合わせ、流体継手のタービンを停止させてエンジン回転数を増加させた場合、エンジンと一体的に連結されたポンプに作用する負荷トルクは、回転数の増加に応じて2次曲線的に増大する。一方、自然吸気式エンジンの出力トルクは、ディーゼルエンジンにおいては、回転数が変化してもトルクはほぼ一定という、実線で示されるようなフラットな特性を有している。そのため、エンジンの定格出力トルク曲線がポンプ負荷トルク曲線と交わる●点の回転数でつり合い、それ以上はエンジン回転数が増加しないこととなる。このつり合った状態のエンジン回転数をストール回転数と称する。
特開2001−241546号公報
Here, the stall rotation speed of the fluid coupling will be described with reference to FIG. When a fluid coupling with a certain size and torque capacity is combined with a naturally aspirated engine (NA engine) and the turbine speed of the fluid coupling is stopped to increase the engine speed, the pump connected to the engine is integrated. The acting load torque increases in a quadratic curve as the rotational speed increases. On the other hand, the output torque of a naturally aspirated engine has a flat characteristic as shown by a solid line in a diesel engine, in which the torque is substantially constant even when the rotational speed changes. Therefore, the engine output speed curve is balanced by the rotational speed at the point ● where the engine rated output torque curve intersects with the pump load torque curve, and the engine rotational speed does not increase beyond that. This balanced engine rotational speed is referred to as stall rotational speed.
JP 2001-241546 A

このように自然吸気式エンジン、つまり過給を行わないエンジンを搭載した車両では、車速が所定値を超えエンジン回転数がストール回転数の近傍に達したときにロックアップクラッチを締結するよう設定すれば、ロックアップクラッチの接続と発進時以降の車両の加速を支障なく行うことができる。しかし、エンジン出力の向上を目的として過給のためのターボチャージャを備えた、いわゆるターボエンジンを流体継手と組み合わせたときには、エンジンを起動すると回転数が上昇して一度ほぼ一定の回転数となるが、その後再び回転数が徐々に増加し、より高い回転数でまた静定する現象が生じることが判明した(図5参照)。この現象は、ことに、エンジン出力の増加巾の大きい大容量ターボチャージャを搭載したエンジン等では顕著に表れ、恰もストール回転数が複数存在するような現象であり、以下、これを「2段ストール」という。   As described above, in a vehicle equipped with a naturally aspirated engine, that is, an engine that does not perform supercharging, the lockup clutch is set to be engaged when the vehicle speed exceeds a predetermined value and the engine speed reaches the stall speed. For example, the connection of the lockup clutch and the acceleration of the vehicle after the start can be performed without any trouble. However, when a so-called turbo engine equipped with a turbocharger for supercharging for the purpose of improving engine output is combined with a fluid coupling, the rotational speed increases once the engine is started, and once reaches a substantially constant rotational speed. After that, it was found that the rotational speed gradually increased again, and a phenomenon of stabilization at a higher rotational speed occurred (see FIG. 5). This phenomenon is particularly noticeable in engines equipped with large-capacity turbochargers with a large increase in engine output, and there are multiple stall rotation speeds. "

2段ストールは、図4の破線に示すターボエンジンの出力特性に起因すると考えられる。すなわち、ターボエンジンでは起動時はターボチャージャが十分な能力を発揮できず、エンジンシリンダに供給される空気の圧力(ブースト)が低いため、エンジンの出力トルクも低く、図4における最下方の破線の特性となる。自然吸気式エンジンの場合と同じ流体継手と組み合わせたとすると、最下方の破線とポンプ負荷トルク曲線との交点(○印)で一旦つり合い、エンジン回転数の上昇もその回転数で頭打ちとなる(図5の1段目のストール回転数)。   The two-stage stall is considered to be caused by the output characteristics of the turbo engine indicated by the broken line in FIG. That is, in the turbo engine, the turbocharger cannot exhibit sufficient capacity at the time of start-up, and since the pressure (boost) of air supplied to the engine cylinder is low, the engine output torque is also low, and the lowermost broken line in FIG. It becomes a characteristic. If it is combined with the same fluid coupling as in the case of a naturally aspirated engine, it is balanced once at the intersection of the lowermost broken line and the pump load torque curve (marked with a circle), and the increase in engine speed reaches its peak at that speed (Fig. 5 stall rotation speed of the first stage).

エンジンの排気ガス量の増大により、ターボチャージャの回転数が増加しブーストが上昇するにつれてエンジンの出力トルクが増え、流体継手におけるポンプの負荷トルクとのつり合い点は、高回転数の方向に移動する。最終的にエンジンが定格運転状態となり、ターボチャージャによるブーストがエンジン全負荷時のブーストとなったときは、出力特性が最上方の破線のようになり、これとポンプ負荷トルク曲線との交点で再びつり合って、エンジン回転数は、それ以上は上昇しなくなる(図5の2段目のストール回転数)。一方、タービンの停止時にはゼロである速度比は、これが回転を始めると上昇し、エンジン回転数が1段目のストール回転数となる時点では速度比は0.5〜0.6となる。その後も速度比は上昇を続け、エンジンの出力が再び増大するときは0.8程度に達する。このように、速度比は、エンジン回転数の増大に伴って上昇し、発進時ではエンジン回転数に対応してほぼ決定される。   As the engine exhaust gas volume increases, the turbocharger speed increases and the boost increases, so the engine output torque increases, and the balance point of the fluid coupling with the pump load torque moves in the direction of higher speed. . When the engine finally reaches the rated operating state and the boost by the turbocharger becomes the boost at the full load of the engine, the output characteristic becomes like the uppermost broken line, and again at the intersection of this and the pump load torque curve In balance, the engine speed no longer increases (the second stage stall speed in FIG. 5). On the other hand, the speed ratio, which is zero when the turbine is stopped, increases when it starts rotating, and the speed ratio becomes 0.5 to 0.6 when the engine speed reaches the first stage stall speed. Thereafter, the speed ratio continues to increase, and reaches about 0.8 when the engine output increases again. Thus, the speed ratio increases with an increase in the engine speed, and is substantially determined corresponding to the engine speed at the start.

2段ストール特性は、ターボチャージャの作動に由来するものであるから、エンジン出力の増加巾の大きい大容量ターボチャージャを搭載したエンジンでは、より顕著に表れる。これに限らず、例えば、排気ガス中のNOxを低減させる目的で排気ガスを還流させるEGRを行い、かつ、ターボチャージャを有するエンジンでは、エンジンの中負荷時に排気ガスを還流させ、全負荷時付近では還流を停止させるため、エンジン起動時と全負荷時とのエンジン出力の差が大きく、やはり2段ストール特性は顕著となる。   Since the two-stage stall characteristic is derived from the operation of the turbocharger, it becomes more prominent in an engine equipped with a large-capacity turbocharger with a large increase in engine output. Not limited to this, for example, an EGR that recirculates exhaust gas for the purpose of reducing NOx in the exhaust gas, and in an engine having a turbocharger, recirculates the exhaust gas at the middle load of the engine, and near the full load Then, since the reflux is stopped, the difference in engine output between when the engine is started and when the engine is fully loaded is large, and the two-stage stall characteristic becomes remarkable.

そして、このようなターボエンジンにロックアップクラッチ付の流体継手を連結したときは、車両の発進後において、ロックアップクラッチを締結するタイミングの適正化を図る課題があることも明らかになった。例えば、自然吸気式エンジンと同様に、エンジン回転数とタービン回転数が近接し速度比が0.8程度となったときにロックアップの指令を出力すると、この時点はターボチャージャの高出力化に伴いブーストが上昇する時期に相当する。そのため、エンジンの出力トルク及び回転数が再上昇することとなり、ロックアップクラッチの締結が不安定となって、結果的に、締結に要する時間が長くなりあるいはロックアップクラッチ締結のショックが大きくなる。   It has also been clarified that when a fluid coupling with a lockup clutch is connected to such a turbo engine, there is a problem of optimizing the timing for fastening the lockup clutch after the vehicle starts. For example, as with a naturally aspirated engine, if the lockup command is output when the engine speed and the turbine speed are close to each other and the speed ratio is about 0.8, this point will increase the turbocharger output. This corresponds to the time when the boost increases. As a result, the engine output torque and the engine speed increase again, and the engagement of the lockup clutch becomes unstable. As a result, the time required for engagement becomes longer or the shock of engagement of the lockup clutch increases.

図9は、大容量のターボチャージャを用い高過給を行うターボエンジンと流体継手を組み合わせ、上記のように速度比が0.8の時点でロックアップを指令したときのエンジン回転数等の変化を示すグラフであるが、ロックアップ指令以降でのエンジン回転数の変動が激しく、ロックアップクラッチ締結のために時間がかかり、また、ロックアップクラッチ締結時前後の加速特性が悪化している様子が示されている。   FIG. 9 shows a change in engine speed and the like when a lockup is instructed when the speed ratio is 0.8 as described above by combining a turbocharger using a large-capacity turbocharger and a high-pressure turbocharger and a fluid coupling. However, the engine speed after the lockup command fluctuates significantly, it takes time to engage the lockup clutch, and the acceleration characteristics before and after the lockup clutch is engaged are deteriorated. It is shown.

上述の課題に鑑み、本発明は、ターボエンジンとロックアップクラッチ付流体継手とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、発進時以降におけるロックアップクラッチ締結のタイミングを適正化することを目的とする。すなわち、本発明は、
「ターボチャージャを装備したエンジンに流体継手が連結された車両用動力伝達装置であって、
前記流体継手は、前記エンジンのクランクシャフトと結合されたポンプと、前記流体継手の出力軸と結合されたタービンと、前記ポンプと前記タービンとを締結するロックアップクラッチと、前記ロックアップクラッチを締結するロックアップクラッチ制御装置とを有しており、かつ、
前記車両用動力伝達装置は、車両の発進時には、前記ロックアップクラッチを切断して前記ポンプと前記タービンとを滑らせながら発進し、前記エンジンの回転数が、前記エンジンの出力トルクが前記ポンプの負荷トルクとつり合う1段目のストール回転数に達した後、ターボチャージャの出力増大に伴い再び増加する特性を有し、さらに、
前記ロックアップクラッチ制御装置は、前記タービン回転数の前記ポンプ回転数に対する比率である速度比を検出し、前記速度比が前記1段目のストール回転数に相当する所定速度比まで上昇した時点で、前記ロックアップクラッチの締結を開始させるように設定されている」
ことを特徴とする車両用動力伝達装置となっている。
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to optimize the timing of lock-up clutch engagement after starting in a vehicle power transmission device that combines a turbo engine and a fluid coupling with a lock-up clutch. That is, the present invention
“A vehicle power transmission device in which a fluid coupling is connected to an engine equipped with a turbocharger ,
The fluid fitting can fastening a pump coupled to the crankshaft of the engine, a turbine coupled to the output shaft of said fluid coupling, and a lock-up clutch for fastening the said and the pump turbine, the lock-up clutch A lock-up clutch control device, and
When the vehicle is started , the vehicle power transmission device is started while the lockup clutch is disconnected and the pump and the turbine are slid, and the rotational speed of the engine and the output torque of the engine are determined by the pump. After reaching the stall speed of the first stage that balances with the load torque, it has the characteristic of increasing again as the output of the turbocharger increases ,
The lock-up clutch control device detects a speed ratio that is a ratio of the turbine speed to the pump speed, and when the speed ratio rises to a predetermined speed ratio corresponding to the first stage stall speed. , Is set to start the engagement of the lock-up clutch "
This is a vehicle power transmission device.

本発明のロックアップクラッチは、請求項2に記載のように、前記流体継手のケーシング内に配置され前記タービンと連結されたクラッチディスクを有しており、その締結時には、前記ケーシング内の作動油の圧力により、前記クラッチディスクが前記ケーシングに押圧されるように構成されているのが好ましい。   According to a second aspect of the present invention, the lock-up clutch includes a clutch disk disposed in the casing of the fluid coupling and connected to the turbine. When the clutch is engaged, the hydraulic oil in the casing is provided. It is preferable that the clutch disc is pressed against the casing by the pressure.

本発明において、速度比が前記所定速度比の時点でロックアップクラッチの締結を開始させるため、請求項3に記載のごとく、前記ロックアップクラッチ制御装置は、エンジン回転数センサ及びタービン回転数センサの検出値により前記速度比を演算し、これが前記所定速度比まで上昇したときに、前記ロックアップクラッチの締結の指令を出力するように設定することができる。 In the present invention, in order to start the engagement of the lockup clutch when the speed ratio is the predetermined speed ratio , as described in claim 3, the lockup clutch control device includes an engine speed sensor and a turbine speed sensor. The speed ratio is calculated based on the detected value , and when the speed ratio is increased to the predetermined speed ratio , it can be set to output a command for engaging the lockup clutch.

また、請求項4に記載のごとく、前記ロックアップクラッチ制御装置は、エンジン回転数センサにより検出されたエンジン回転数が、前記所定速度比に対応する回転数まで上昇したときに、前記ロックアップクラッチの締結の指令を出力するように設定することもできる。 According to a fourth aspect of the present invention, when the engine speed detected by the engine speed sensor increases to a speed corresponding to the predetermined speed ratio, the lockup clutch control device is configured to lock the clutch. It can also be set to output a fastening command.

そして、請求項5に記載のように、本発明の流体継手付の動力伝達装置は、ターボ過給を行うディーゼルエンジンに対してより好適に適用することができる。   And as described in Claim 5, the power transmission device with a fluid coupling of this invention can be applied more suitably with respect to the diesel engine which performs turbo supercharging.

ターボチャージャを装備したターボエンジンではターボチャージャの作動遅れがあるため、流体継手と組み合わせたときは、前述の2段ストールの特性となり、ロックアップクラッチの締結が不安定となる。しかし、本発明では、ロックアップクラッチを締結するための制御装置が、タービン回転数のポンプ回転数に対する比率である速度比が1段目のストール回転数に相当する所定速度比(0.7以下)まで上昇した時点で、すなわち、ターボチャージャの出力が高まってブーストが上昇する以前の時点で、ロックアップクラッチの締結を開始させるように設定されている。これにより、ブーストの上昇に伴いエンジンの回転数及び出力トルクが増大する前に、ロックアップクラッチの締結を完了させることができる。 In a turbo engine equipped with a turbocharger, there is a delay in the operation of the turbocharger. Therefore, when combined with a fluid coupling, the above-described two-stage stall characteristic occurs, and the lock-up clutch is unstable. However, in the present invention, the control device for engaging the lock-up clutch has a predetermined speed ratio (0.7 or less) in which the speed ratio, which is the ratio of the turbine speed to the pump speed , corresponds to the first stage stall speed. ) , I.e., before the boost rises due to an increase in the output of the turbocharger, the lockup clutch is set to be engaged. Thus, the engagement of the lockup clutch can be completed before the engine speed and the output torque increase as the boost increases.

通常、発進時には運転者はアクセルペダルを大きく踏込んでいるから、ターボチャージャの作動遅れの期間が経過した後には、エンジンが高出力となり出力トルク及び回転数が増加することとなるが、本発明では、この時点においてはロックアップクラッチの締結操作は行わない。本発明でロックアップクラッチの締結を開始させるのは、1段目のストールが生じる時期に相当し、エンジン回転数の変化が少ないときである。したがって、ロックアップクラッチの締結に長時間かかることはなく、さらに、締結時のショックを抑えることが可能となる。ターボチャージャの高出力化によりブーストが上昇しエンジンが高出力となったときには、ロックアップクラッチの締結が完了しエンジンは変速機と直結されているので、エンジンの出力の増加に伴って車両はスムースに加速される。   Normally, at the time of starting, the driver greatly depresses the accelerator pedal.After the delay period of the turbocharger operation, the engine becomes high output and the output torque and the rotational speed increase. At this time, the lock-up clutch is not engaged. In the present invention, the engagement of the lock-up clutch is started when the first stage stall occurs and the change in the engine speed is small. Therefore, it does not take a long time to engage the lockup clutch, and it is possible to suppress a shock at the time of engagement. When the boost increases due to the higher output of the turbocharger and the engine becomes high output, the lockup clutch is engaged and the engine is directly connected to the transmission, so the vehicle becomes smooth as the engine output increases. To be accelerated.

本発明においては、ロックアップクラッチの締結を速度比が1段目のストール回転数に相当する所定速度比(0.7以下)の時点で開始するから、このときのタービン回転数とポンプ回転数との差が比較的大きい。請求項2に記載のように、ロックアップクラッチが、流体継手のケーシング内に配置されタービンと連結されたクラッチディスクを有しており、その締結時には、ケーシング内の作動油の圧力により、クラッチディスクがケーシングに押圧されるように構成したときは、作動油の緩衝作用に基づき、締結の際の締結ショックを緩和することができる。 In the present invention, since the engagement of the lock-up clutch is started when the speed ratio is a predetermined speed ratio (0.7 or less) corresponding to the first stage stall speed , the turbine speed and the pump speed at this time The difference is relatively large. According to a second aspect of the present invention, the lock-up clutch has a clutch disk disposed in the casing of the fluid coupling and connected to the turbine. When the lock-up clutch is engaged, the clutch disk is caused by the pressure of the hydraulic oil in the casing. Is configured to be pressed against the casing, the fastening shock at the time of fastening can be mitigated based on the buffering action of the hydraulic oil.

車両用動力伝達装置には、その制御を行うため、エンジン回転数センサ及びタービン回転数センサが装備されている。請求項3に記載のように、これらのセンサの検出値により速度比を演算して、ロックアップクラッチの締結の指令を出力するようにすれば、特別のセンサ等を要することなく、本発明の制御を実行できる。また、速度比はほぼエンジン回転数によって決定されるので、請求項4のように、エンジン回転数センサの検出値のみを用いたときは、より一層簡易な構成で本発明の制御を実行できることとなる。   The vehicle power transmission device is equipped with an engine speed sensor and a turbine speed sensor in order to perform the control. According to the third aspect of the present invention, if a speed ratio is calculated based on detection values of these sensors and a lockup clutch engagement command is output, a special sensor or the like is not required. Control can be executed. Further, since the speed ratio is substantially determined by the engine speed, when only the detected value of the engine speed sensor is used as in claim 4, the control of the present invention can be executed with a much simpler configuration. Become.

ディーゼルエンジンは、エンジン低回転時のトルクが大きい特性を有する。したがって、請求項5に記載のように、本発明の流体継手付の動力伝達装置は、ターボ過給を行うディーゼルエンジンに対してより好適に適用することができる。   The diesel engine has a characteristic that the torque at the time of low engine rotation is large. Therefore, as described in claim 5, the power transmission device with a fluid coupling of the present invention can be more suitably applied to a diesel engine that performs turbocharging.

以下、図面に基づいて、本発明を実施した流体継手付の車両用動力伝達装置について説明する。図1はディーゼルエンジン61を含む本発明の車両用動力伝達装置を概略的に示すものである。ディーゼルエンジン61は過給を行うためのターボチャージャ62を装備しており、ターボチャージャ62はエンジンシリンダに供給する空気を圧縮するコンプレッサ621及びこれと連結されたコンプレッサ駆動タービン622を有している。コンプレッサ621で圧縮された空気は圧力(ブースト)が上昇し吸気管63からシリンダに供給される。シリンダにおいて燃焼した後の排気ガスは、排気管64を経てコンプレッサ駆動タービン622に流入し、これを回転駆動する。このディーゼルエンジンには、排気ガス中のNOxを低減させるため、排気ガスを吸気管63に還流させるEGR通路65が設けてある。   Hereinafter, a vehicle power transmission device with a fluid coupling embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a vehicle power transmission device of the present invention including a diesel engine 61. The diesel engine 61 is equipped with a turbocharger 62 for supercharging, and the turbocharger 62 has a compressor 621 for compressing air supplied to the engine cylinder and a compressor drive turbine 622 connected thereto. The pressure (boost) of the air compressed by the compressor 621 increases and is supplied from the intake pipe 63 to the cylinder. The exhaust gas after burning in the cylinder flows into the compressor drive turbine 622 through the exhaust pipe 64 and rotationally drives it. The diesel engine is provided with an EGR passage 65 that recirculates the exhaust gas to the intake pipe 63 in order to reduce NOx in the exhaust gas.

ディーゼルエンジン61の動力は、クランクシャフト1から流体継手2へ伝達される。本発明が適用される流体継手付の車両用動力伝達装置を構成する機器は、ディーゼルエンジン61がターボチャージャ62を備えたターボエンジンである点を除けば、図2に示す従来の装置と格別異なるものではない。すなわち、流体継手2の後方には、自動的に断接するクラッチである湿式多板クラッチ3を介して、平行軸歯車機構を有する変速機4が連結されている。流体継手2のポンプ21はケーシング23等によってクランクシャフト1と一体的に結合され、また、タービン22は湿式多板クラッチ3の入力軸と一体的に回転する。湿式多板クラッチ3は、変速時以外には締結状態にあり、タービン22は変速機の入力軸41と直結されている。   The power of the diesel engine 61 is transmitted from the crankshaft 1 to the fluid coupling 2. The equipment constituting the vehicle power transmission device with a fluid coupling to which the present invention is applied differs from the conventional device shown in FIG. 2 except that the diesel engine 61 is a turbo engine provided with a turbocharger 62. It is not a thing. That is, a transmission 4 having a parallel shaft gear mechanism is connected to the rear of the fluid coupling 2 via a wet multi-plate clutch 3 that is a clutch that automatically connects and disconnects. The pump 21 of the fluid coupling 2 is integrally coupled to the crankshaft 1 by a casing 23 or the like, and the turbine 22 rotates integrally with the input shaft of the wet multi-plate clutch 3. The wet multi-plate clutch 3 is in an engaged state except during gear shifting, and the turbine 22 is directly connected to the input shaft 41 of the transmission.

流体継手2は、ポンプ21とタービン22を締結するロックアップクラッチ25を有している。ロックアップクラッチ25の構成及びその制御方法も図2の従来の装置と同様であって、ロックアップクラッチ25の締結、切断の制御のため、ロックアップクラッチ制御装置70が設けられる。その指令に応じて、トロコイドポンプ51から圧送されるケーシング23内の作動油の流れを流路切替弁52で切り替え、タービン22と連結されたクラッチディスク26がケーシング23の内面に押圧されるような流路とすると、ロックアップクラッチ25は接続されることとなる。   The fluid coupling 2 has a lock-up clutch 25 that fastens the pump 21 and the turbine 22. The configuration of the lockup clutch 25 and its control method are the same as those of the conventional device of FIG. 2, and a lockup clutch control device 70 is provided for controlling the engagement and disconnection of the lockup clutch 25. In response to the command, the flow of the hydraulic oil in the casing 23 pumped from the trochoid pump 51 is switched by the flow path switching valve 52 so that the clutch disk 26 connected to the turbine 22 is pressed against the inner surface of the casing 23. If it is a flow path, the lockup clutch 25 will be connected.

次いで、車両の発進時におけるターボチャージャ62の作動及び本発明のロックアップクラッチ25の制御方法について説明する。車両停止時には、車輪と連なる流体継手2のタービン22は回転しない。ロックアップクラッチ25は切断されていて、ポンプ21は独立して回転可能であるので、ディーゼルエンジン61が起動されるとポンプ21はエンジンのアイドル時回転数で回転を始め、このときは流体継手の速度比はゼロである(図7参照)。この状態から運転者がブレーキを解除しアクセルペダルを踏込むと、エンジンの回転数は急速に上昇し、タービン22の回転数が徐々に増大して車両は発進を始める。速度比も徐々に大きくなり、それに伴って流体継手2の滑りが減少する。   Next, the operation of the turbocharger 62 and the control method of the lockup clutch 25 of the present invention when the vehicle starts will be described. When the vehicle is stopped, the turbine 22 of the fluid coupling 2 connected to the wheels does not rotate. Since the lock-up clutch 25 is disengaged and the pump 21 can rotate independently, when the diesel engine 61 is started, the pump 21 starts rotating at the engine idling speed. The speed ratio is zero (see FIG. 7). When the driver releases the brake and depresses the accelerator pedal from this state, the engine speed rapidly increases, the turbine 22 speed gradually increases, and the vehicle starts to start. The speed ratio also increases gradually, and the sliding of the fluid coupling 2 decreases accordingly.

ディーゼルエンジン61に装備したターボチャージャ62は、エンジンの排気ガスにより駆動されるから、排気ガスの量が少なくエネルギが高まらないうちは十分な機能を発揮しない。また、コンプレッサ621、コンプレッサ駆動タービン622の慣性等に基づく作動遅れも存在するので、前述したように、エンジンが起動したとしても、一定の期間はディーゼルエンジン61の出力が抑制され、エンジンの回転数は1段目のストール回転数付近で頭打ちとなる。ただし、この期間においても流体継手2のタービン22の回転数は次第に増加して速度比は大きくなり、車両の車速もそれに応じて増加する。そして、1段目のストール回転数となるときには、速度比は0.5を超えるようになる。   Since the turbocharger 62 mounted on the diesel engine 61 is driven by the exhaust gas of the engine, the turbocharger 62 does not exhibit a sufficient function until the amount of exhaust gas is small and the energy is not increased. In addition, since there is an operation delay based on the inertia of the compressor 621 and the compressor drive turbine 622, as described above, even if the engine is started, the output of the diesel engine 61 is suppressed for a certain period, and the engine speed is reduced. Reaches a peak near the stall rotation speed of the first stage. However, even during this period, the rotational speed of the turbine 22 of the fluid coupling 2 gradually increases and the speed ratio increases, and the vehicle speed of the vehicle also increases accordingly. When the first stage stall rotation speed is reached, the speed ratio exceeds 0.5.

ターボチャージャ62の回転数が低く十分な能力が発揮されない作動状態は、一定の短期間であって、その後はディーゼルエンジン61の出力トルクと回転数は増大する。発進時には運転者はアクセルペダルを大きく踏込んでいるので、作動遅れの期間の経過後には、ほぼエンジン全負荷時運転の状態となる。本発明では、ディーゼルエンジンがこのような高出力状態となる前に、すなわち、流体継手における速度比が、1段目のストール回転数に相当する所定速度比(0.7以下)まで上昇した時点において、ロックアップクラッチ制御装置70がロックアップクラッチ25の締結の指令信号を発生するよう設定する。 The operating state in which the rotational speed of the turbocharger 62 is low and sufficient performance is not exhibited is for a short period of time, after which the output torque and rotational speed of the diesel engine 61 increase. Since the driver has depressed the accelerator pedal greatly at the time of departure, the engine is almost in a full-load operation state after the operation delay period has elapsed. In the present invention, before the diesel engine enters such a high output state, that is, when the speed ratio in the fluid coupling rises to a predetermined speed ratio (0.7 or less) corresponding to the first stage stall speed. The lockup clutch control device 70 is set so as to generate a command signal for engaging the lockup clutch 25.

このような制御を実施するため、ここでは、ディーゼルエンジン61の回転数(ポンプ21の回転数)を検出する回転数センサ71、及び、タービン22の回転数(湿式多板クラッチ3の入力軸の回転数)を検出する回転数センサ72(図1)を利用する。車両の発進時には、これらの回転数センサの信号から流体継手における速度比が演算され、速度比が0.7以下である所定速度比に達したときは、ロックアップクラッチ25の接続が指令され、流路切替弁52が切り替わる。作動油はポンプ、タービンの間の作動室からクラッチディスク26の後方の室29を経て前方の室28へと流れて、クラッチディスク26の摩擦フェージング27がケーシング23の内面に押圧される。このときロックアップクラッチ制御装置70は、制御パルスのデューティ比を変更することにより、流路切替弁52の切替速度を調整し、クラッチディスク26を押圧する油圧を適正に制御してスムースな接続を行わせる。   In order to carry out such control, here, the rotational speed sensor 71 for detecting the rotational speed of the diesel engine 61 (the rotational speed of the pump 21) and the rotational speed of the turbine 22 (the input shaft of the wet multi-plate clutch 3). A rotation speed sensor 72 (FIG. 1) for detecting the rotation speed) is used. When the vehicle starts, the speed ratio in the fluid coupling is calculated from the signals of these rotational speed sensors, and when the speed ratio reaches a predetermined speed ratio of 0.7 or less, connection of the lockup clutch 25 is commanded, The flow path switching valve 52 is switched. The hydraulic oil flows from the working chamber between the pump and the turbine to the front chamber 28 through the chamber 29 behind the clutch disc 26, and the friction fading 27 of the clutch disc 26 is pressed against the inner surface of the casing 23. At this time, the lock-up clutch control device 70 adjusts the switching speed of the flow path switching valve 52 by changing the duty ratio of the control pulse, and appropriately controls the hydraulic pressure that presses the clutch disk 26 to achieve a smooth connection. Let it be done.

締結の指令信号が出力される所定速度比は、1段目のストール回転数付近の、エンジン回転数の頭打ちが生じる時点の速度比として設定されている。この時点は、エンジン回転数、つまりポンプ21の回転数変化が小さい時期であって、ロックアップクラッチ25の安定した接続が可能となり、締結に要する時間が短縮されるとともに、回転数等の変動による締結ショックを回避することができる。   The predetermined speed ratio at which the engagement command signal is output is set as a speed ratio at the time when the engine speed reaches a peak near the first stage stall speed. This time is a time when the engine speed, that is, the change in the speed of the pump 21 is small, and the lockup clutch 25 can be stably connected, and the time required for fastening is shortened. Fastening shock can be avoided.

その後、ターボチャージャ62の出力の増大に伴い、必然的にディーゼルエンジン61の回転数が再度増大することになるが、このときにはロックアップクラッチ25の締結が完了してクランクシャフト1は変速機4に直結された状態となっている。発進後の低速走行状態にあった車両は、ディーゼルエンジン61の出力トルク及び回転数が増大すると滑らかに加速されることとなり、図9のごとき車速の変動を起こすことはない。   Thereafter, as the output of the turbocharger 62 increases, the rotational speed of the diesel engine 61 inevitably increases again. At this time, the engagement of the lockup clutch 25 is completed and the crankshaft 1 is moved to the transmission 4. It is in a directly connected state. A vehicle that has been in a low-speed running state after starting is smoothly accelerated when the output torque and the rotational speed of the diesel engine 61 are increased, and the vehicle speed does not fluctuate as shown in FIG.

本発明では、速度比が1段目のストール回転数に相当する所定速度比(0.7以下)の時点でロックアップクラッチ25を締結するので、速度比が0.8付近で締結を行う従来のものと比べると、締結の際のポンプ21とタービン22との回転数差は大きい。しかし、ロックアップクラッチ25の摩擦フェージング27の周りには、流体継手の作動油が常時流れており、その緩衝作用により回転数差の大きな場合の締結であっても締結ショックは殆ど生じることはない。必要であれば、トロコイドポンプ51の送油圧の高圧化、あるいは、クラッチディスク26の前後面における圧力降下の増大等の手段を採用し、ロックアップクラッチ25の締結の操作力を増強することができる。 In the present invention, the lockup clutch 25 is engaged at a time when the speed ratio is a predetermined speed ratio (0.7 or less) corresponding to the first stage stall rotation speed. As compared with the above, the difference in rotational speed between the pump 21 and the turbine 22 at the time of fastening is large. However, hydraulic fluid of the fluid coupling always flows around the friction fading 27 of the lockup clutch 25, and the engagement shock hardly occurs even in the case of the engagement in the case where the rotational speed difference is large due to the buffer action. . If necessary, means for increasing the hydraulic pressure of the trochoid pump 51 or increasing the pressure drop at the front and rear surfaces of the clutch disk 26 can be employed to increase the operating force for engaging the lockup clutch 25. .

ロックアップクラッチ25のスムースな締結のためには、締結の時点において、ポンプ21の回転数とタービン22の回転数の差は小さいほうが望ましいが、他方、ディーゼルエンジン61の出力トルクが増大するときには締結が完了していることが望ましい。こうした点を考慮し、本発明のこの実施例では、締結の指令信号が出力される所定速度比は、0.55に設定されている。一般的には、1段目のストールが生じる速度比である0.5〜0.6の範囲に設定するのが好適である。また、エンジンと流体継手との組み合わせが定まり、速度比がエンジン回転数に対応して決定される場合には、所定速度比に対応するエンジン回転数に達したときに、ロックアップクラッチ25の締結の指令を出力するようにすることが可能である。 For smooth engagement of the lock-up clutch 25, it is desirable that the difference between the rotational speed of the pump 21 and the rotational speed of the turbine 22 is small at the time of engagement, but when the output torque of the diesel engine 61 increases, it is engaged. It is desirable that is completed. Considering these points, in this embodiment of the present invention, the predetermined speed ratio at which the fastening command signal is output is set to 0.55 . Generally, it is preferable to set in the range of 0.5 to 0.6 which is the speed ratio at which the first stage stall occurs. Further, when the combination of the engine and the fluid coupling is determined and the speed ratio is determined corresponding to the engine speed, the lockup clutch 25 is engaged when the engine speed corresponding to the predetermined speed ratio is reached. It is possible to output this command.

図6には、本発明によるロックアップクラッチ締結の制御のフローチャートを示す。ディーゼルエンジン61が起動し車両が発進を始めると、車速を検出し(S1)、車速が例えば10Km/hを超えているか否かを判断する(S3)。これは、車速が余りに低いときには車両の走行が不安定で、ロックアップクラッチ25の締結に適さないためである。車速が一定値に達していないときは、ロックアップクラッチの指令を出力することなく、フローを終了する。なお、次に述べる流体継手の速度比について、これが所定速度比になるときには必ず車速が一定値を超えているような動力伝達装置では、車速の判断条件を省略することができる。   FIG. 6 shows a flowchart of lockup clutch engagement control according to the present invention. When the diesel engine 61 is started and the vehicle starts to start, the vehicle speed is detected (S1), and it is determined whether or not the vehicle speed exceeds, for example, 10 km / h (S3). This is because when the vehicle speed is too low, the vehicle travels unstable and is not suitable for fastening the lockup clutch 25. When the vehicle speed does not reach a certain value, the flow is terminated without outputting a lockup clutch command. In addition, regarding the speed ratio of the fluid coupling described below, the vehicle speed determination condition can be omitted in a power transmission device in which the vehicle speed always exceeds a certain value when this becomes a predetermined speed ratio.

車速が一定値を超えたときは、流体継手2の速度比が所定値の0.55に達したか否かを判断する(S4)。このため、エンジンの回転数センサ71及びタービン22の回転数センサ72により常に両者の回転数を検出し、速度比の演算が実行されている(S2)。速度比が所定速度比以下のときは、未だロックアップクラッチの締結の時期ではないのでフローを終了する。所定値に達すると、適正なタイミングに到達したとして、ロックアップクラッチ制御装置70がロックアップクラッチ25を締結する指令を出力し、締結のためのデューティ比制御を開始する(S5、S6)。なお、変速機4の変速段が、例えば発進段である1速に定まっていると、車速とタービン22の回転数とは一対一の関係にあるから、タービン22の回転数の代わりに車速を用いてもよい。また、速度比がエンジン回転数に対応して決定される場合には、ステップ4の判断はエンジンの回転数のみにより行うよう構成することができる。   When the vehicle speed exceeds a certain value, it is determined whether or not the speed ratio of the fluid coupling 2 has reached a predetermined value of 0.55 (S4). For this reason, the rotational speed sensor 71 of the engine and the rotational speed sensor 72 of the turbine 22 always detect the rotational speeds of both, and the calculation of the speed ratio is executed (S2). When the speed ratio is less than or equal to the predetermined speed ratio, the flow is terminated because it is not yet the time to engage the lockup clutch. When the predetermined value is reached, it is determined that the proper timing has been reached, and the lockup clutch control device 70 outputs a command for engaging the lockup clutch 25 and starts duty ratio control for engagement (S5, S6). If the speed of the transmission 4 is determined to be the first speed, for example, the starting speed, the vehicle speed and the rotational speed of the turbine 22 are in a one-to-one relationship, so the vehicle speed is set instead of the rotational speed of the turbine 22. It may be used. Further, when the speed ratio is determined corresponding to the engine speed, the determination in step 4 can be made based only on the engine speed.

以上詳述したように、本発明は、ターボエンジンとロックアップクラッチ付流体継手とを組み合わせた車両用動力伝達装置において、ターボチャージャの作動状態を検知する手段を備え、その作動状況を監視しながら、発進後におけるロックアップクラッチ締結のタイミングを適正化するものである。したがって、ディーゼルエンジンに限らず、ターボ過給を行うガソリンエンジンにも適用可能であり、また、流体継手の後方に湿式多板クラッチ等のクラッチを介在させない動力伝達装置にも適用できることは明らかである。   As described in detail above, the present invention provides a vehicle power transmission device that combines a turbo engine and a fluid coupling with a lock-up clutch, and includes means for detecting the operating state of the turbocharger, while monitoring the operating state. The timing of lock-up clutch engagement after the start is optimized. Therefore, it is apparent that the present invention can be applied not only to a diesel engine but also to a gasoline engine that performs turbocharging, and to a power transmission device that does not interpose a clutch such as a wet multi-plate clutch behind a fluid coupling. .

本発明のロックアップクラッチ制御装置が適用される流体継手付車両用動力伝達装置の概略図である。It is the schematic of the power transmission device for vehicles with a fluid coupling to which the lockup clutch control apparatus of this invention is applied. 車両用動力伝達装置における流体継手等の断面図である。It is sectional drawing of the fluid coupling etc. in the power transmission device for vehicles. 車両用動力伝達装置の隔壁部の断面図である。It is sectional drawing of the partition part of the power transmission device for vehicles. エンジンと流体継手とを組み合わせたときの作動特性を示す図である。It is a figure which shows the operating characteristic when combining an engine and a fluid coupling. ターボチャージャを備えたエンジンの経時的な作動特性を示す図である。It is a figure which shows the operating characteristic with time of the engine provided with the turbocharger. 本発明のロックアップクラッチ制御装置の作動を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the action | operation of the lockup clutch control apparatus of this invention. 本発明のロックアップクラッチ制御装置を備えた車両の発進時等の作動を示す図である。It is a figure which shows operation | movement at the time of start etc. of the vehicle provided with the lockup clutch control apparatus of this invention. 自然吸気式エンジンを搭載した車両の発進時等の作動を示す図である。It is a figure which shows the action | operation at the time of start etc. of the vehicle carrying a naturally aspirated type engine. ターボチャージャエンジンを搭載し、従来のロックアップクラッチ制御装置を備えた車両の発進時等の作動を示す図である。It is a figure which shows operation | movement at the time of start etc. of the vehicle carrying a turbocharger engine and provided with the conventional lockup clutch control apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 クランクシャフト
2 流体継手(フルードカップリング)
21 ポンプ
22 タービン
25 ロックアップクラッチ
26 クラッチディスク
3 湿式多板クラッチ
4 変速機
61 ディーゼルエンジン
62 ターボチャージャ
70 ロックアップクラッチ制御装置
71 エンジン回転数センサ
72 タービン回転数センサ
1 Crankshaft 2 Fluid coupling (fluid coupling)
21 Pump 22 Turbine 25 Lock-up clutch 26 Clutch disc 3 Wet multi-plate clutch 4 Transmission 61 Diesel engine 62 Turbocharger 70 Lock-up clutch control device 71 Engine speed sensor 72 Turbine speed sensor

Claims (5)

ターボチャージャ(62)を装備したエンジン(61)に流体継手(2)が連結された車両用動力伝達装置であって、
前記流体継手(2)は、前記エンジン(61)のクランクシャフト(1)と結合されたポンプ(21)と、前記流体継手(2)の出力軸と結合されたタービン(22)と、前記ポンプ(21)と前記タービン(22)とを締結するロックアップクラッチ(25)と、前記ロックアップクラッチ(25)を締結するロックアップクラッチ制御装置(70)とを有しており、かつ、
前記車両用動力伝達装置は、車両の発進時には、前記ロックアップクラッチ(25)を切断して前記ポンプ(21)と前記タービン(22)とを滑らせながら発進し、前記エンジン(61)の回転数が、前記エンジン(61)の出力トルクが前記ポンプ(21)の負荷トルクとつり合う1段目のストール回転数に達した後、ターボチャージャ(62)の出力増大に伴い再び増加する特性を有し、さらに、
前記ロックアップクラッチ制御装置(70)は、前記タービン(22)回転数の前記ポンプ(21)回転数に対する比率である速度比を検出し、前記速度比が前記1段目のストール回転数に相当する所定速度比まで上昇した時点で、前記ロックアップクラッチ(25)の締結を開始させるように設定されていることを特徴とする車両用動力伝達装置。
A vehicle power transmission device in which a fluid coupling (2) is connected to an engine (61) equipped with a turbocharger (62) ,
The fluid coupling (2) includes a pump (21) coupled to the crankshaft (1) of the engine (61), a turbine (22) coupled to the output shaft of the fluid coupling (2), and the pump. (21) and a lockup clutch (25) for fastening the turbine (22), and a lockup clutch control device (70) for fastening the lockup clutch (25), and
When the vehicle starts, the vehicle power transmission device starts while sliding the pump (21) and the turbine (22) by disengaging the lock-up clutch (25) and rotating the engine (61). After the engine torque reaches the first stall rotational speed at which the output torque of the engine (61) balances with the load torque of the pump (21), the number increases again as the output of the turbocharger (62) increases. And then
The lockup clutch control device (70) detects a speed ratio that is a ratio of the turbine (22) rotation speed to the pump (21) rotation speed , and the speed ratio corresponds to the stall rotation speed of the first stage. The vehicle power transmission device is set so as to start the engagement of the lockup clutch (25) when the speed ratio is increased to a predetermined speed ratio .
前記ロックアップクラッチ(25)は、前記流体継手(2)のケーシング(23)内に配置され前記タービン(22)と連結されたクラッチディスク(26)を有しており、前記ロックアップクラッチ(25)の締結時には、前記流体継手(2)のケーシング(23)内の作動油の圧力により、前記クラッチディスク(26)が前記ケーシング(23)に押圧される請求項1に記載の車両用動力伝達装置。 The lockup clutch (25) includes a clutch disk (26) disposed in the casing (23) of the fluid coupling (2) and connected to the turbine (22). 2), the clutch disc (26) is pressed against the casing (23) by the pressure of the hydraulic oil in the casing (23) of the fluid coupling (2). apparatus. 前記ロックアップクラッチ制御装置(70)は、エンジン回転数センサ(71)及びタービン回転数センサ(72)の検出値により前記速度比を演算し、これが前記所定速度比まで上昇したときに、前記ロックアップクラッチ(25)の締結の指令を出力するように設定された請求項1又は請求項2に記載の車両用動力伝達装置。 The lockup clutch control device (70) calculates the speed ratio based on detection values of the engine speed sensor (71) and the turbine speed sensor (72), and when the speed ratio increases to the predetermined speed ratio , The vehicle power transmission device according to claim 1 or 2, wherein the vehicle power transmission device is set to output a command to engage the up clutch (25). 前記ロックアップクラッチ制御装置(70)は、エンジン回転数センサ(71)により検出されたエンジン回転数が、前記所定速度比に対応する回転数まで上昇したときに、前記ロックアップクラッチ(25)の締結の指令を出力するように設定された請求項1又は請求項2に記載の車両用動力伝達装置。 When the engine speed detected by the engine speed sensor (71) rises to a speed corresponding to the predetermined speed ratio, the lockup clutch control device (70) The vehicle power transmission device according to claim 1, wherein the vehicle power transmission device is set to output a fastening command. 前記エンジン(61)はディーゼルエンジンである請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 The said engine (61) is a diesel engine, The control apparatus of the vehicle power transmission device in any one of Claims 1 thru | or 4.
JP2004144388A 2004-05-14 2004-05-14 Power transmission device for vehicle using fluid coupling Expired - Fee Related JP4534588B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004144388A JP4534588B2 (en) 2004-05-14 2004-05-14 Power transmission device for vehicle using fluid coupling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004144388A JP4534588B2 (en) 2004-05-14 2004-05-14 Power transmission device for vehicle using fluid coupling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005325918A JP2005325918A (en) 2005-11-24
JP4534588B2 true JP4534588B2 (en) 2010-09-01

Family

ID=35472430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004144388A Expired - Fee Related JP4534588B2 (en) 2004-05-14 2004-05-14 Power transmission device for vehicle using fluid coupling

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4534588B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102803795B (en) 2009-11-16 2015-07-29 丰田自动车株式会社 Fluid transfer apparatus
EP3412939A4 (en) 2016-02-01 2019-02-06 Jatco Ltd. Lock-up control device for vehicle
CN109780159B (en) * 2018-11-14 2023-12-29 湖南中特液力传动机械有限公司 Intelligent fixed-charging type hydraulic coupler
CN113623376B (en) * 2020-05-09 2022-09-30 上海汽车集团股份有限公司 Hydraulic torque converter monitoring method and device and hydraulic torque converter monitoring chip
CN113883250B (en) * 2021-09-14 2024-11-05 曹步尧 An automatically reusable hydraulic coupler

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02225876A (en) * 1989-02-27 1990-09-07 Toyota Motor Corp Control method of fluid-type torque converter with direct connecting clutch
JPH04210162A (en) * 1990-12-10 1992-07-31 Toyota Motor Corp Controller of automatic transmission
JP2000027987A (en) * 1998-07-10 2000-01-25 Hino Motors Ltd Automatic transmission control device for vehicle
JP2001241546A (en) * 2000-02-28 2001-09-07 Isuzu Motors Ltd Power transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02225876A (en) * 1989-02-27 1990-09-07 Toyota Motor Corp Control method of fluid-type torque converter with direct connecting clutch
JPH04210162A (en) * 1990-12-10 1992-07-31 Toyota Motor Corp Controller of automatic transmission
JP2000027987A (en) * 1998-07-10 2000-01-25 Hino Motors Ltd Automatic transmission control device for vehicle
JP2001241546A (en) * 2000-02-28 2001-09-07 Isuzu Motors Ltd Power transmission

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005325918A (en) 2005-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102770295B (en) Control device
US6974402B2 (en) Launch control of hybrid electric vehicle having a torque converterless driveline
US7530924B2 (en) Torque converter bypass clutch control
US6799109B2 (en) Vehicle control apparatus
US7815026B2 (en) Torque converter impeller clutch control
US7644812B2 (en) Using inferred torque converter impeller speed to control an impeller clutch
US9689492B2 (en) Torque converter having variable pitch stator
US20140366682A1 (en) Vehicle vibration reducing apparatus
US9707969B2 (en) Vehicle control system
US8100802B2 (en) Torque converter control method and apparatus
JP2010025214A (en) Fluid transmission device and power transmission device for vehicle having friction clutch
US20090305847A1 (en) Method for controlling a creeping process and drive train configured for such method
CN104145107B (en) Control device for vehicle drive device
JP5331997B2 (en) How to operate the clutch when the vehicle starts
CN107850207B (en) Method for operating an automatic transmission of a motor vehicle
JP3832474B2 (en) Power transmission device for vehicle using fluid coupling
JP4534588B2 (en) Power transmission device for vehicle using fluid coupling
US8821344B2 (en) Controlling a transmission skip change upshift
WO2005075239A1 (en) Engine control device of power transmission device for vehicle
JP2829725B2 (en) Control device for automatic transmission for vehicles
JP2002349694A (en) Direct transmission clutch control device for automatic transmission
JP2003343716A (en) Control device for clutch
JP2011169453A (en) Driving force control device for vehicle
JPH0637854B2 (en) Turbo Compound Engine
JP2013174295A (en) Control device of driving apparatus for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070302

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091013

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100525

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100607

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130625

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4534588

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees