液力变矩装置的制作方法

本发明涉及一种能够提高车辆的起步性能的液力变矩装置。

背景技术：

现有技术中有一种通过增压使发动机小型化以实现燃油效率提高的车辆。但是，即使使用液力变矩器的带小型涡轮发动机的汽车要在海拔较高的地区(高海拔地区)的上坡路上起步，也可能会产生如下状况：由于空气密度较低，因此与通常海拔高度的地区相比不会产生扭矩，如图5所示，在发动机到达涡轮增压转速之前发动机扭矩TE与涡轮扭矩TT相平衡，发动机扭矩TE没有上升到起步所需的扭矩TS，其结果导致无法起步。因此，寻求一种装载有通过增压而实现小型化的发动机的车辆即使在高海拔地区的上坡路上也能够稳定起步的系统。

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开平2-248768号

【专利文献2】日本发明专利授权公报特许5240368号

专利文献1中记载了如下一种技术，即，在发动机的转速没有达到截点(intercept point)的低转动区域时，通过将液力变矩器的扭矩容量系数设定得较小，并且迅速地提高起步时的发动机的转速，以使涡轮增压器发挥功能。另外，专利文献2中记载了如下一种技术，即，在装载有利用增压器增压而实现小型化的发动机的车辆中，由于可能存在在发动机的转速上升，废气流量增加，有足够的增压压力作用于吸气通路之前，驱动扭矩不足，起步时发生迟缓等起步性能降低的问题，因此，将流体传动机构的扭矩容量设定得较小，从 而，减小由液力变矩器的泵轮(pump impeller)传递给涡轮(turbine runner)的动力，并且减小使泵轮转动时的阻力。

专利文献1中记载的技术和专利文献2中记载的技术的目的均在于提高起步性能，但是并没有给出与在海拔高且气压低的地区起步时的起步性能相关的课题或者解决方法的启示。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种尤其能够提高车辆在高海拔地区起步时的起步性能的液力变矩装置。

为了达成上述目的，本发明的技术方案1为：

液力变矩装置(例如，后述的实施方式中的液力变矩装置10)具有：泵轮(例如，后述的实施方式中的泵轮12)，其与发动机的输出轴(例如，后述的实施方式中的曲轴11e)连接；涡轮(例如，后述的实施方式中的涡轮14)，其与变速器的输入轴(例如，后述的实施方式中的输入轴11t)连接；和导轮(stator)(例如，后述的实施方式中的导轮16)，其配置在所述泵轮与所述涡轮之间，通过使工作流体(例如，后述的实施方式中的工作流体R)在形成于所述泵轮与所述涡轮之间的循环路径内循环，以通过所述工作流体由所述泵轮向所述涡轮传递旋转动力，所述液力变矩装置具有：液力变矩器箱体(例如，后述的实施方式中的液力变矩器箱体18)，其收装所述泵轮、所述涡轮以及所述导轮；和流体量可变机构，其随着周围的大气压的降低来减少所述液力变矩器箱体内的所述工作流体的量。

另外，在技术方案1的基础上，本发明的技术方案2为：

所述流体量可变机构具有：

连通管道(例如，后述的实施方式中的第2排出管46和高度调整管48)，其使所述液力变矩器箱体的内部(例如，后述的实施方式中的内部42)和外部连通；

开口部(例如，后述的实施方式中的开口部50)，其设置在所述 连通管道的顶端且向所述外部开口，并且能沿重力方向移动；和

管道调整部(例如，后述的实施方式中的管道调整部60)，其根据周围的大气压使所述开口部沿所述重力方向移动，

所述管道调整部随着周围的大气压的降低使所述开口部移动到比所述液力变矩器箱体的所述重力方向上的上端低的位置，以使所述液力变矩器箱体内的所述工作流体的表面高度(例如，后述的实施方式中的表面高度LV)降低。

另外，在技术方案2的基础上，本发明的技术方案3为：

所述连通管道根据周围的大气压沿所述重力方向伸缩。

另外，在技术方案2或3的基础上，本发明的技术方案4为：

液力变矩装置具有：

油泵(例如，后述的实施方式中的油泵41)，其向所述液力变矩器箱体内供给所述工作流体；

阀门(例如，后述的实施方式中的止回阀47)，其根据由所述油泵供给的所述工作流体的压力使所述连通管道开闭；和

锁止离合器(lock‐up clutch)(例如，后述的实施方式中的锁止离合器30)，其能够机械性连接所述发动机的所述输出轴和所述变速器的所述输入轴，

在装载有该液力变矩装置的车辆起步后，所述油泵向所述液力变矩器箱体内供给所述工作流体，以阻断所述连通管道，使所述液力变矩器箱体内充满所述工作流体，在该状态下使所述锁止离合器接合。

根据本发明的技术方案1，在海拔高的地区，由于较低的大气压，通过流体量可变机构，液力变矩器箱体内的工作流体的量减少，液力变矩装置的扭矩容量系数自然变小。因此，即使由于高海拔地区的较低的空气密度而使起步时的发动机扭矩处于较低的状况，在发动机扭矩超过涡轮扭矩的状态不变的情况下发动机的转速也会上升，发动机扭矩超过起步所需的扭矩，从而能够使车辆容易起步。

根据本发明的技术方案2，在海拔较高的地区，由于较低的大气压，开口部沿重力方向向下方移动，使得液力变矩器箱体内的工作流体的表面高度降低，因此，液力变矩装置的扭矩容量系数自然变小。所以，即使由于高海拔地区的较低的空气密度而使起步时的发动机扭矩处于较低的状况，在发动机扭矩超过涡轮扭矩的状态不变的情况下发动机的转速也会上升，发动机扭矩超过起步所需的扭矩，从而能够使车辆容易起步。另外，不用采用电气结构便能够实现用于缩小扭矩容量系数的结构，因此，不仅能够实现结构的简单化，还能够提高车辆的起步性能。

根据本发明的技术方案3，由于连通管道能够伸缩，因此，管道调整部能够调整开口部的重力方向上的高度。

根据本发明的技术方案4，车辆起步后，通过使液力变矩器箱体内充满工作流体以增大液力变矩装置的扭矩容量系数，不仅能够抑制锁止离合器在连接状态时的发热情况，还能够使车辆以通常的能量传递效率行驶。

附图说明

图1是表示液力变矩装置的基本结构的剖视图。

图2是表示液力变矩装置的整体结构的示意图。

图3是将扭矩容量降低时的涡轮扭矩与现有技术中的涡轮扭矩比较时的图。

图4是表示发动机扭矩超过涡轮扭矩、车辆起步的状态的图。

图5是表示现有技术中的液力变矩装置的特性的图。

【附图标记说明】

10：液力变矩装置；11e：曲轴；11t：输入轴；12：泵轮；14：涡轮；16：导轮；18：液力变矩器箱体；30：锁止离合器；41：油泵；46：第2排出管；47：止回阀；18：高度调整管；50：开口部；60：管道调整部；LV：表面高度；R：工作流体。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，设定按照标记的朝向来观察附图。

参照图1对本发明所涉及的一个实施方式的液力变矩装置的基本结构进行说明。如图1所示，装载在汽车等车辆上的液力变矩装置10具有：泵轮12，其与发动机(未图示)的曲轴11e连接；涡轮14，其具有接近泵轮12的工作流体吐出口而配置的工作流体流入口，且与变速器(未图示)连接；导轮16，其使从涡轮14返回泵轮12的工作流体的流向发生偏向；和锁止离合器30。泵轮12、涡轮14以及导轮16收装在液力变矩器箱体18内。液力变矩装置10使工作流体在形成于泵轮12与涡轮14之间的循环路径内循环，从而通过工作流体将旋转动力由泵轮12传递给涡轮14。

泵轮12安装在液力变矩器箱体18上，该液力变矩器箱体18与发动机的曲轴11e连接且与其一起转动。泵轮12具有外侧的泵壳12a、内侧的泵芯环12b以及安装在泵芯环12b上的泵叶片12c，由外侧的泵壳12a和内侧的泵芯环12b形成工作流体的流路。

涡轮14与泵壳12a相向配置。涡轮14具有外侧的涡轮壳14a、内侧的涡轮芯环14b以及安装在涡轮芯环14b上的涡轮叶片14c，由外侧的涡轮壳14a和内侧的涡轮芯环14b形成工作流体的流路。涡轮14与涡轮轮毂17连接且与变速器的输入轴11t一起转动，其中涡轮轮毂17与泵轮12同轴配置。

导轮16以夹在泵轮12与涡轮14之间的方式配置。导轮16具有壳侧环形构件16a、芯侧环形构件16b以及导轮叶片16c，由壳侧环形构件16a和芯侧环形构件16b形成工作流体的循环路径。导轮16通过单向离合器19支承在液力变矩装置10的壳体(未图示)上。

锁止离合器30配置在液力变矩器箱体18与涡轮14之间，能够机械性连接发动机的曲轴11e与变速器的输入轴11t。锁止离合器30具有形成圆盘形的输入侧板31、摩擦板32以及具有一端 弯曲而成的爪部的输入爪33。

输入侧板31以沿轴向能够滑动的方式轴支承在涡轮轮毂17的外周面上。通过改变输入侧板31的左右方向上的压力，以使输入侧版31沿图中的左右方向移动，并且使摩擦板32和液力变矩器箱体18接近或者离开，从而使锁止离合器30处于连接状态或者分离状态。

另外，通过铆钉34固定在输入侧板31的涡轮14一侧的输入爪33与阻尼装置35抵接并传递扭矩，其中阻尼装置35配置在锁止离合器30与涡轮14之间。

图2是表示图1所示的液力变矩装置10的整体结构的示意图。如图2所示，在液力变矩器箱体18的内部42存储有由通过发动机的动力驱动的油泵41经由供油管43供给的工作流体R。工作流体R由油泵41被提供给液力变矩器箱体18的内部42，并且经排出管44被排出到液力变矩器箱体18的外部。

排出管44岔开为第1排出管45和第2排出管46。第1排出管45与未图示的导出管连接。另一方面，第2排出管46与高度调整管48连接，该高度调整管48以能够沿重力方向(图2中的上下方向)自如滑动的方式与第2排出管46嵌合。在第2排出管46的管道内配置有止回阀47。另外，在第2排出管46与高度调整管48之间，于管道内配置有螺旋弹簧49，该螺旋弹簧49向使高度调整管48离开第2排出管46的方向(图2中的上方)对高度调整管48施力。

止回阀47构成为，作为阀芯的滚珠47a通过弹簧47c设置在阀座47b上。当基于被供给到液力变矩器箱体18内的工作流体R的流量的压力超过弹簧47c的弹力时，滚珠47a与阀座47b抵接，使止回阀47关闭，因此液力变矩器箱体18与高度调整管48之间的流路被阻断。反之，当基于工作流体R的流量的压力在弹簧47c的弹力以下时，滚珠47a离开阀座47b而使止回阀47打开，因此液力变矩器箱体18与高度调整管48之间的流路被开放。

高度调整管48以能够沿重力方向(图2中的上下方 向)相对于第2排出管46滑动的方式移动。由于高度调整管48沿重力方向移动，因此设置于其顶端的开口部50的高度发生变化。开口部50的最高位置为等同于液力变矩器箱体18的重力方向上的上端(下面仅称为“上端”)的位置。开口部50向未图示的导出管等的外部开口。这样，液力变矩器箱体18的内部和外部通过第2排出管46和高度调整管48连通。

在液力变矩器箱体18与高度调整管48之间的流路被开放的状态下，当开口部50的高度与液力变矩器箱体18的上端的高度相等时，液力变矩器箱体18内的工作流体R的表面高度LV处于与液力变矩器箱体18的上端的高度相等的状态。但是，在开口部50的高度低于液力变矩器箱体18的上端的高度时，存储在液力变矩器箱体18内的工作流体R从开口部50流出，使液力变矩器箱体18内的工作流体R的表面高度LV处于与低于液力变矩器箱体18的上端的开口部50的高度相等的状态。此外，以相互滑动的方式嵌合的第2排出管46和高度调整管48能使开口部50的高度发生改变即可，也可以由1根能够伸缩的管构成。

在能够沿重力方向移动的高度调整管48上固定着卷绕在定滑轮65上的连接线66的一端66a。另外，连接线66的另一端66b固定在管道调整部60的可动管62上。

管道调整部60根据周围的大气压来调整开口部50在重力方向上的高度。管道调整部60具有：固定管61；可动杆62，其以能够自如滑动的方式内嵌于该固定管61内，并且保持固定管61内部的气密性；螺旋弹簧63，其设置在固定管61与可动杆62之间，向将可动管62从固定管61内推出的方向对可动管62施力。

可动管62根据周围的大气压相对于固定管61滑动。当大气压降低时，作用于可动管62的外力降低，可动管62在螺旋弹簧63的弹力作用下向从固定管61被推出的方向(图2中的上方)移动。

如图2中的虚线箭头所示，由于大气压降低而使可动 管62向上方移动时，通过连接线66使高度调整管48下降，因此开口部50的高度降低。当开口部50低于液力变矩器箱体18的上端时，工作流体R从液力变矩器箱体18中流出，使得工作流体R的表面高度LV降低。这样，在液力变矩器箱体18和高度调整管48之间的流路被开放的状态下，工作流体R的表面高度LV因大气压的降低而自然降低。反之，当大气压升高时，开口部50的高度增加，因此，工作流体R的表面高度LV以液力变矩器箱体18的上端为上限而自然上升。这样，液力变矩器箱体18内的工作流体R的表面高度LV根据周围的大气压自然地上下移动。

接着，参照图3和图4对装载有本实施方式的液力变矩装置10的车辆在海拔高大气压低的地区的上坡路起步时的液力变矩装置10的作用进行详细说明。

在海拔高大气压低的地区，因大气压而向下方作用于可动管62的推压力降低。因此，可动管62在螺旋弹簧63的弹力作用下向上方移动，通过连接线66连接的高度调整管48向下方移动，因此，开口部50的位置降低。当开口部50移动到比液力变矩器箱体18的上端低的位置时，工作流体R从液力变矩器箱体18内流出，直到液力变矩器箱体18内的工作流体R的表面高度LV变为与开口部50的高度相等的高度为止。液力变矩器箱体18内的工作流体R的表面高度LV较低的状态下的液力变矩装置10处于扭矩容量系数较小的状态。此外，启动发动机之前工作流体R不会由油泵41供给到液力变矩器箱体18内，止回阀47处于打开的状态，因此液力变矩器箱体18与高度调整管48之间的流路处于开放的状态。

这样，当液力变矩装置10处于扭矩容量系数较小的状态时，涡轮扭矩TT降至图3中由实线所示的扭矩，该扭矩小于图3中由虚线所示的扭矩容量系数较大状态下的扭矩。其结果为，当发动机启动时，如图4所示，在发动机扭矩TE超过涡轮扭矩TT的状态不变的情况下发动机的转速上升，使得发动机扭矩TE超过起步所需的扭矩TS。其后，当涡轮扭矩TT超过扭矩TS时车辆能够起步。

在车辆起步后，若液力变矩装置10的扭矩容量系数较小的状态不变，泵轮12和涡轮14间的相对滑动速度较高，能量传动效率较差。另外，由于液力变矩器箱体18内的工作流体R的表面高度LV较低，因此，锁止离合器30不会沉浸在工作流体R内，并且锁止离合器30在接合时会发热，因而可能会导致锁止离合器30的寿命缩短。因此，在车辆起步后，由油泵41向液力变矩器箱体18内供给工作流体R，使液力变矩器箱体18内充满工作流体R，据此增大液力变矩装置10的扭矩容量系数。此时，在基于被供给到液力变矩器箱体18内的工作流体R的流量的压力作用下，滚珠47a克服弹簧47c的弹力而与阀座47b抵接，因此，止回阀47关闭，液力变矩器箱体18与高度调整管48之间的流路被阻断。其结果为，阻止工作流体R从高度调整管48内流出。在本实施方式中，在阻止工作流体R从高度调整管48内流出而使液力变矩器箱体18内充满工作流体R的状态下，使锁止离合器30接合。

此外，在海拔较低的地区，开口部50位于与液力变矩器箱体18的上端相等的高度，因此液力变矩器箱体18内被工作流体R充满，但由于与图4所示的情况相比，发动机扭矩TE较大，因此发动机扭矩TE在与涡轮扭矩TT达到平衡之前超过起步所需的扭矩TS。

如上面的说明所示，根据本实施方式，在海拔较高的地区，由于较低的大气压，开口部50沿重力方向向下方移动，使得液力变矩器箱体18内的工作流体R的表面高度降低，因此液力变矩装置10的扭矩容量系数自然变小。所以，即使由于高海拔地区的较低的空气密度而使起步时的发动机扭矩处于较低的状态，在发动机扭矩TE超过涡轮扭矩TT的状态不变的情况下发动机的转速也会上升，发动机扭矩TE超过起步所需的扭矩TS，从而能够使车辆容易起步。另外，不用采用电气结构便能够实现用于缩小扭矩容量系数的结构，因此，不仅能够实现结构的简单化，还能够提高车辆的起步性能。

再者，车辆起步后，使液力变矩器箱体18内充满工 作流体R以增大液力变矩装置10的扭矩容量系数，据此不仅能够抑制锁止离合器30在连接状态时发热，还能够使车辆以通常的能量传递效率行驶。

此外，本发明并不局限于上述实施方式，也可以适当地进行变形、改良等。例如，在上述实施方式中，是由第2排出管46、高度调整管48以及管道调整部60等构成流体量可变机构，其中该流体量可变机构根据液力变矩装置10的周围的大气压来减少液力变矩器箱体18内的工作流体R的量，但也可以利用电泵和排出阀等来实现与该流体量可变机构相同的功能。为了利用由电泵和排出阀等构成的流体量可变机构来减少工作流体R的量，需要向电泵通电，若随着装载了液力变矩装置10的车辆的解锁而使电泵通电的话，则能够有效地活用到发动机启动为止的时间，从而缩短将到车辆起步为止的液力变矩器箱体18内的工作流体R的量降至规定状态所需要的时间。