JP2009228779A - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク比を高め且つ容量係数を低く変化させることができ、車両の動力性能を十分に高めることができる可変容量型トルクコンバータを備えた車両用駆動装置の制御装置を提供する。
【解決手段】必要駆動力が得られるように自動変速機８の変速比に応じてトルクコンバータ６の容量係数Ｃを変更する容量係数制御手段１４０を備えるため、エンジン８を最適な運転領域で作動させることができる。すなわち、必要駆動力に対して、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを変更することで、エンジン９の運転領域を変更することが可能となる。これにより、例えば、燃費指向走行を指向するのであれば、エンジン９の運転領域を燃費消費特性の優れた領域で運転させることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、流体を介してトルクを増幅可能なトルクコンバータを備えた車両用駆動装置に関し、特に、電動機によってトルクコンバータの容量係数を変更可能な可変容量型トルクコンバータを備えた車両用駆動装置の制御装置に関するものである。

ポンプ翼車と、タービン翼車と、そのタービン翼車とポンプ翼車との間に回転可能に配設されたステータ翼車とを、有するトルクコンバータがよく知られている。このような従来のトルクコンバータでは、ステータ翼車が一方向クラッチを介して非回転部材に連結されており、可変容量特性を備えない。一般に、トルクコンバータの流体特性としては、燃費指向であるときは高い容量（容量係数）であることが望まれるが、上記従来の構造では、ポンプ翼車、タービン翼車、ステータ翼車の形状によって一義的に定められてしまうため、走行パターンに拘わらず同一流体特性となり、燃費性能および動力性能を同時に向上させることには限界があった。

例えば、トルクコンバータの容量係数が高い場合、ポンプ翼車の回転速度すなわち駆動源の回転速度とタービン翼車の回転速度の回転速度差が小さいため、例えば定常状態から運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速しようとしたとき、ダウンシフトをしない場合はタービン翼車の回転速度が引き上がらないため、駆動力を迅速に発生させられない。これにより、高容量のトルクコンバータを採用した場合、踏み込み時にトルクを発生しやすいように定常走行時においても駆動源を高回転低負荷の領域で運転させる必要がある。一方、トルクコンバータの容量係数が低い場合、ポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度との回転速度差が大きいため、アクセルペダル踏み込み時の応答性は向上する。但し、定常走行時でもポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度との回転速度差が大きくなるため、トルクコンバータの内部損失が大きくなる。

これに対し、特許文献１に示されているように、ステータ翼車と非回転部材との間にブレーキ手段を設け、そのブレーキ手段の制動トルクを調節して容量を可変とした可変容量型トルクコンバータが提案されている。これによれば、ブレーキ手段による制動トルクを調節することによってトルクコンバータのトルク比および容量係数を無段階或いは多段階に変化させることが可能となり、運転条件や走行条件に応じて最適なトルク比および容量係数を設定でき、車両の走行性能を高めることができる。

特開平１−１６９１７０号公報

しかしながら、上記従来の可変容量型トルクコンバータでは、そのステータ翼車の回転は、ポンプ翼車の回転方向とは反対の負回転方向の範囲で制御されるに過ぎず、それにより得られるトルク比の上限や容量係数の下限値には限界があり、運転条件や走行状態に応じて必ずしも十分にトルクコンバータのトルク比を高め、容量係数を低く変化させることができず、車両の動力性能を十分に高めることができなかった。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、トルク比を高め且つ容量係数を低く変化させることができ、車両の動力性能を十分に高めることができる可変容量型トルクコンバータを備えた車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。

そこで、発明者等は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、車両の駆動源とは別個の動力源である電動機を用いてステータ翼車をポンプ翼車の回転方向である正回転方向へ積極的に駆動させると、従来に比較して高いトルク比と低い容量係数が得られるということを見いだした。これより、電動機を用いてステータ翼車をポンプ翼車の回転方向である正回転方向へ回転（駆動）、並びにポンプ翼車の回転方向とは反対の負回転方向へ回転（制動、回生）させることにより、従来に比較してトルク比および容量係数の変化範囲が広範囲となるので、車両の燃費性能および動力性能を大幅に向上させることができる。さらに、発明者等は、トルクコンバータの容量係数を制御することで、駆動源を燃料消費特性の優れた領域で作動させることを可能とする制御方法を見いだした。

すなわち、上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、（ａ）ポンプ翼車と、タービン翼車と、そのタービン翼車とポンプ翼車との間に回転可能に配設されたステータ翼車とを、有するトルクコンバータと、変速比が自動的に変更される自動変速機とを、備え、駆動源から出力される動力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置において、（ｂ）前記ステータ翼車を駆動または制動させてそのトルクコンバータの容量係数を変更可能な電動機と、（ｃ）必要駆動力が得られるように前記自動変速機の変速比に応じて前記トルクコンバータの容量係数を変更する容量係数制御手段とを、含むことを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用駆動装置の制御装置において、（ａ）前記駆動源は内燃機関であり、（ｂ）予め設定された変速線図から車速と前記内燃機関の出力を操作するアクセル開度に基づいて前記自動変速機の変速比を段階的に切り換える変速制御手段を含み、（ｃ）前記容量係数制御手段は、前記必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越える場合には、前記トルクコンバータの容量係数を、前記必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越えない場合よりも低下させるものであることを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用駆動装置の制御装置において、前記容量係数制御手段は、車両の駆動力が必要駆動力となるように、前記トルクコンバータの容量係数を調節するものであることを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項２または３の車両用駆動装置の制御装置において、（ａ）前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が、前記最大駆動力を越えるが、前記トルクコンバータのトルク比の増加により補助される補助後の最大駆動力、すなわち補助前の最大駆動力と前記トルクコンバータのトルク比増加による補助駆動力との和を越えないときの変速比とされたときに前記容量係数制御手段により前記容量係数が制御させられるときの燃料消費量を算出する第１燃料消費量算出手段と、（ｂ）前記トルクコンバータのタービン翼車とポンプ翼車との間がロックアップクラッチによって直結されているときに前記必要駆動力を得ることができる変速比のうち最小値とされたときの燃料消費量を算出する第２燃料消費量算出手段と、（ｃ）前記第１燃料消費量算出手段によって算出された燃料消費量と前記第２燃料消費量算出手段によって算出された燃料消費量との比較結果に基づいて、前記トルクコンバータを、前記容量係数制御手段により容量係数が制御される状態とするか前記ロックアップクラッチによる直結状態とするかを選択するロックアップクラッチ作動状態選択手段とを、含むことを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置において、前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での前記最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータのトルク比の増加により補助される補助後の最大駆動力、すなわち補助前の最大駆動力と前記トルクコンバータのトルク比増加による補助駆動力との和を越えないか否かを判断する駆動力判断手段を含み、前記変速制御手段は、その駆動力判断手段により前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での前記最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータのトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断された場合には、変速比を現変速比から増加させるダウン変速を実施するものであることを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至５のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置において、前記車両は燃費指向走行を指向しているか否かを判断する燃費指向走行判定手段を含み、前記容量係数制御手段は、その燃費指向走行判定手段により燃費指向走行であると判断された場合に、前記必要駆動力が得られるように前記トルクコンバータの容量係数を変更するものであることを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明の要旨とするところは、請求項６の車両用駆動装置の制御装置において、前記変速制御手段は、前記燃費指向走行判定手段により燃費指向ではないと判断された場合には、変速線が前記変速線図のものよりも高車速側に位置する変速線図を用い、車速と前記内燃機関の出力を操作するアクセル開度とに基づいて前記自動変速機の変速比を段階的に切り換えるものであることを特徴とする。

請求項１にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、ポンプ翼車とタービン翼車とそのタービン翼車とポンプ翼車との間に回転可能に配設されたステータ翼車とを有するトルクコンバータと、前記ステータ翼車を駆動させる電動機を備えることから、電動機を用いてステータ翼車をポンプ翼車の回転方向である正回転方向、およびポンプ翼車の回転方向とは反対の負回転方向へ回転させることにより、従来に比較してトルク比および容量係数の変化範囲が広範囲となるので、車両の燃費性能および動力性能を大幅に向上させることができる。

また、必要駆動力が得られるように前記自動変速機の変速比に応じて前記トルクコンバータの容量係数を変更する容量係数制御手段を備えるため、駆動源を最適な運転領域で作動させることができる。すなわち、必要駆動力に対して、トルクコンバータの容量係数を変更することで、駆動源の運転領域を変更することが可能となる。これにより、例えば、燃費指向走行を実施するのであれば、駆動源を燃費消費特性の優れた運転領域で作動させることができる。

また、請求項２にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、容量係数制御手段は、前記必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越える場合には、前記トルクコンバータの容量係数を、前記必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越えない場合よりも低下させるものである。このようにすれば、トルク比が増加するので、従来では最大駆動力を越える駆動力が得るのが困難な駆動源の運転領域であっても、前記最大駆動力を越える駆動力を得ることができる。これにより、駆動源の運転領域の領域幅を広げることができ、駆動源を、例えば燃料消費特性の優れた運転領域で作動させることができる。

また、請求項３にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記容量係数制御手段は、車両の駆動力が必要駆動力となるように、前記トルクコンバータの容量係数を調節するため、駆動源が燃料消費特性の優れた運転領域で作動された状態であっても必要駆動力を得ることができる。

また、請求項４にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記第１燃料消費量算出手段によって算出された燃料消費量と前記第２燃料消費量算出手段によって算出された燃料消費量との比較結果に基づいて、前記トルクコンバータを、前記容量係数制御手段により容量係数が制御される状態とするか前記ロックアップクラッチによる直結状態とするかを選択するロックアップクラッチ作動状態選択手段を有するため、燃料消費量の少ない側の制御に切り換えることで、燃料消費特性を向上させることができる。

また、請求項５にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記変速制御手段は、駆動力判断手段により前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での前記最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータのトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断された場合には、変速比を現変速比から増加させるダウン変速を実施するものであるため、トルクコンバータのトルク比増加では得られない駆動力を得ることができる。

また、請求項６にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記車両は燃費指向走行を指向しているか否かを判断する燃費指向走行判定手段を含み、前記容量係数制御手段は、その燃費指向走行判定手段により燃費指向走行であると判断された場合に、前記必要駆動力が得られるように前記トルクコンバータの容量係数を変更するものであるため、燃費指向走行が選択されると、駆動源を燃料消費特性の優れた運転領域内で作動させた状態で、必要駆動力を発生させることができる。

また、請求項７にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記変速制御手段は、前記燃費指向走行判定手段により燃費指向ではないと判断された場合には、変速線が前記変速線図のものよりも高車速側に位置する変速線図を用い、車速と前記内燃機関の出力を操作するアクセル開度とに基づいて前記自動変速機の変速比を段階的に切り換えるものであるため、動力性能を重視した走行を実施することができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例のトルクコンバータ６（可変容量型トルクコンバータ）が適用された車両用駆動装置７の骨子図である。この車両用駆動装置７は縦置き型の自動変速機８を有するものであって、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両に好適に採用されるものであり、走行用の駆動力源としてエンジン９を備えている。内燃機関にて構成されるエンジン９の出力は、流体伝動装置として機能するトルクコンバータ６、自動変速機８、図示しない差動歯車装置（終減速機）、一対の車軸などを介して左右の駆動輪１３（図８参照）へ伝達されるようになっている。なお、エンジン９が本発明の駆動源に対応している。

トルクコンバータ６は、エンジン９のクランク軸に連結され、そのエンジン９から回転駆動されることによってトルクコンバータ６内の作動油の流動による流体流を発生させるポンプ翼車６ｐと、自動変速機８の入力軸２２に連結され、そのポンプ翼車６ｐからの流体流を受けて回転させられるタービン翼車６ｔと、タービン翼車６ｔからポンプ翼車６ｐへの流体流中に回転可能に配置されたステータ翼車６ｓとを備えており、作動油（流体）を介して動力伝達を行うようになっている。

また、上記ポンプ翼車６ｐとタービン翼車６ｔとの間にはロックアップクラッチＬ／Ｃが設けられており、後述の油圧制御回路３０によってそのロックアップクラッチＬ／Ｃの係合状態、スリップ状態、或いは解放状態が制御されるようになっており、完全係合状態とされることによってポンプ翼車６ｐおよびタービン翼車６ｔが一体回転させられるすなわちエンジン９のクランク軸および入力軸２２が相互に直結状態とされるようになっている。

また、車両用駆動装置７は、トルクコンバータ６のステータ翼車６ｓを回転駆動するための電動モータ（電動機）１０と、その電動モータ１０とステータ翼車６ｓとの間を選択的に連結（断続）させるクラッチＣｓと、ステータ翼車６ｓと非回転部材であるトランスミッションケース（以下、ケースと表す）１１との間を選択的に連結（断続）させるブレーキＢｓとを、備えている。なお、電動モータ１０が本発明の電動機に対応している。

上記電動モータ１０は、その駆動によってステータ翼車６ｓのポンプ翼車６ｐの回転方向である正回転方向の回転数を制御するようになっている。この際、ステータ翼車６ｓには、例えば、図２(ａ)に示すように後述の電子制御装置７８から回転駆動のために電動モータ１０に供給される駆動電流Ｉ_Dの大きさに比例する上記正回転方向の駆動トルクＴ_Dが与えられる。また、電動モータ１０は、その駆動によってステータ翼車６ｓの負回転方向の回転数を制御するようになっている。この際、ステータ翼車６ｓには、例えば、電動モータ１０に供給される駆動電流Ｉ_Dの大きさに比例する上記負回転方向の駆動トルクＴ_Dが与えられる。

また、電動モータ１０は、その制動（回生）によってもステータ翼車６ｓのポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向の回転数を制御するようになっている。この際、ステータ翼車６ｓには、例えば、図２(ｂ)に示すように例えば車両に設けられた蓄電装置５０等に供給すなわち蓄電される発電電流Ｉ_Gの大きさに比例する上記負回転方向の負荷トルクすなわち制動（回生）トルクＴ_Bが与えられる。

上記クラッチＣｓおよびブレーキＢｓは、油圧アクチュエータとその油圧アクチュエータに供給される油圧により摩擦係合或いは解放される多板式のクラッチあるいはブレーキとを備える油圧式摩擦係合装置である。ステータ翼車６ｓは、ブレーキＢｓが係合されることによりケース１１に固定され回転不能にされる。また、ステータ翼車６ｓは、ブレーキＢｓの係合度合いすなわち係合圧が調整されることで発生されるスリップによっても、上記正回転方向に回転するポンプ翼車６ｐに対して相対的にその正回転方向とは反対の負回転方向に回転させられるようになっている。この際、ステータ翼車６ｓには、例えば上記係合圧が大きくなるとともに増大する上記負回転方向の負荷トルクすなわち制動トルクＴ_Bが与えられる。また、ステータ翼車６ｓには、クラッチＣｓが係合されることにより上記電動モータ１０による駆動トルクＴ_Dあるいは制動トルクＴ_Bがそのまま伝達されるようになっており、また、クラッチＣｓの係合度合いすなわち係合圧が調整されることで発生されるスリップによりその係合圧の大きさに応じて上記駆動トルクＴ_Dあるいは制動トルクＴ_Bの伝達割合が変化させられるようになっている。

自動変速機８は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース１１内において、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置１６及びダブルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体として構成されている第２変速部２０とを共通の軸心上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力軸２４から出力する。入力軸２２は、走行用の動力源であるエンジン９からの動力により回転駆動されるトルクコンバータ６のタービン軸でもある。なお、このトルクコンバータ６および自動変速機８はその軸心に対して略対称的に構成されており、図１の骨子図においてはそれら軸心の下半分が省略されている。

上記第１遊星歯車装置１２は、サンギヤＳ１、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ１、そのピニオンギヤＰ１を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ１、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１を備えている。また、第２遊星歯車装置１６は、サンギヤＳ２、ピニオンギヤＰ２、そのピニオンギヤＰ２を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ２、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２を備えている。また、第３遊星歯車装置１８は、サンギヤＳ３、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤＰ２及びＰ３、そのピニオンギヤＰ２及びＰ３を自転及び公転可能に支持するキャリアＣＡ３、ピニオンギヤＰ２及びＰ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲ３を備えている。

図１において、クラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２は、クラッチＣｓおよびブレーキＢｓと同様に油圧アクチュエータとその油圧アクチュエータに供給される油圧により係合或いは解放される多板式のクラッチあるいはブレーキとを備える油圧式摩擦係合装置であって、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ２）は、第１ブレーキＢ１を介してケース１１に選択的に連結されて回転停止され、第３クラッチＣ３を介して中間出力部材である第１遊星歯車装置１２のリングギヤＲ１（すなわち第２中間出力経路ＰＡ２）に選択的に連結され、さらに第４クラッチＣ４を介して第１遊星歯車装置１２のキャリアＣＡ１（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１の間接経路ＰＡ１ｂ）に選択的に連結されるようになっている。

また、第２回転要素ＲＭ２（キャリアＣＡ２およびＣＡ３）は、第２ブレーキＢ２を介してケース１１に選択的に連結されて回転停止され、第２クラッチＣ２を介して入力軸２２（すなわち第１中間出力経路ＰＡ１の直結経路ＰＡ１ａ）に選択的に連結されるようになっている。また、第３回転要素ＲＭ３（リングギヤＲ２およびＲ３）は、出力軸２４に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。また、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ３）は、第１クラッチＣ１を介してリングギヤＲ１に連結されるようになっている。なお、第２回転要素ＲＭ２とケース１１との間には、第２回転要素ＲＭ２の正回転（入力軸２２と同じ回転方向）を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチＦ１が第２ブレーキＢ２と並列に設けられている。

図３は、自動変速機８において各変速段を成立させる際の各係合要素の作動状態を説明する図表であり、「○」は係合状態を、「（○）」はエンジンブレーキ時のみ係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。図３に示すように、本実施例の自動変速機８は、上記各係合装置すなわち複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２）が選択的に係合させられることにより変速比（＝自動変速機８の入力軸回転速度Ｎ_ＩＮ／自動変速機８の出力軸回転速度Ｎ_ＯＵＴ）が異なる前進８段を含む複数の変速段が成立するようになっている。なお、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、および第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。

図４は、図１のエンジン９や自動変速機８、あるいはトルクコンバータ６などを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図である。電子制御装置７８には、エンジン回転速度センサ８０からのエンジン回転速度Ｎ_Eを示す信号、タービン回転速度センサ８２からのタービン回転速度Ｎ_Tすなわち入力軸回転速度Ｎ_INを示す信号、ステータ回転速度センサ８３からのステータ回転速度Ｎ_Ｓを示す信号、吸入空気量センサ８４からの吸入空気量Ｑ_Aを示す信号、吸入空気温度センサ８６からの吸入空気温度Ｔ_Aを示す信号、車速センサ８８からの車速Ｖすなわち出力軸回転速度Ｎ_OUTを示す信号、スロットルセンサ９０からのスロットル弁開度θ_THを示す信号、冷却水温センサ９２からの冷却水温Ｔ_Wを示す信号、油温センサ９４からの油圧制御回路３０の作動油温度Ｔ_OILを示す信号、アクセル操作量センサ９６からのアクセルペダル９８等のアクセル操作部材の操作量Ａ_CCを示す信号、フットブレーキスイッチ１００からの常用ブレーキであるフットブレーキ１０２の操作の有無を示す信号、レバーポジションセンサ１０４からのシフトレバー１０６のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを示す信号などが供給されるようになっている。

電子制御装置７８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵは、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って上記各入力信号を処理し、電子スロットル弁１０８や燃料噴射装置１１０、点火装置１１２、油圧制御回路３０のリニアソレノイド弁等、あるいは電動モータ１０などに信号すなわち出力信号をそれぞれ出力するようになっている。電子制御装置７８は、このような入出力信号処理を行うことにより、エンジン９の出力制御やトルクコンバータ６のステータ６ｓの回転制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や変速制御用などに分けて構成される。

本実施例においては、上記エンジン９の出力制御は、電子スロットル弁１０８、燃料噴射装置１１０、点火装置１１２などによって行われる。

自動変速機８の変速制御は、油圧制御回路３０によって行われ、例えば予め記憶された変速線図（変速マップ）から実際のスロットル弁開度θ_THおよび車速Ｖに基づいて自動変速機８の変速すべきギヤ段を決定し、その決定されたギヤ段を成立させるように前記図３に示す作動表に従ってクラッチＣ１〜Ｃ４およびブレーキＢ１、Ｂ２の係合解放状態を切り換える。

トルクコンバータ６のステータ翼車６ｓの回転制御は、油圧制御回路３０のクラッチＣｓやブレーキＢｓ、あるいは電動モータ１０によって行われる。具体的には、上記ステータ翼車６ｓの回転制御は、クラッチＣｓが係合された状態で、電子制御装置７８の指令に従って図示しないインバータから電動モータ１０に供給される駆動電流Ｉ_Dの大きさに比例する駆動トルクＴ_D、あるいは例えばその電動モータ１０から出力される発電電流Ｉ_Gの大きさに比例する制動トルクＴ_Bが適宜調整されることにより実行される。

ここで、本実施例のトルクコンバータ６において、遠心力により外周側に張り付く作動油は、トルクコンバータ６の断面において図１の流線ＦＬに沿うようにポンプ翼車６ｐ、タービン翼車６ｔ、スタータ翼車６ｓの順に循環する。図５に示すように、ポンプ翼車６ｐ、タービン翼車６ｔ、ステータ翼車６ｓは、周方向において一定間隔に隔てられた複数の羽根を備えている。図５は、各翼車におけるトルクコンバータ６内の作動油の流線ＦＬに沿った羽根の形状をそれぞれ表している。ポンプ翼車６ｐの羽根によってエネルギーが与えられることにより流動させられた作動油は、タービン翼車６ｔの羽根に作用してタービン翼車６ｔを回転させる。タービン翼車６ｔを通過した作動油は、コンバータ領域では、ステータ翼車６ｓの羽根に当たって方向変換させられた後、ポンプ翼車６ｐへ循環させられる。上記ステータ翼車６ｓの羽根に作動油が当たって方向変換させられることにより、そのステータ翼車６ｓに反力トルクが発生させられる。この反力トルクは、上記作動油の方向変換量（角度）に対応しており、後述のトルク比ｔの大きさに対応している。

角運動量の定義によれば各翼車（ポンプ翼車６ｐ、タービン翼車６ｔ、およびステータ翼車６ｓ）が作動油（流体）に与えるトルクＴ[N・m]は、次式(１)のように表される。

Ｔ＝(γ／ｇ)×Ｑ×△(ｒ×ｖ_Ｕ) ・・・式(１)

式(１)において、γはトルクコンバータ６内の作動油の比重量[kg/m³]、ｇは重力加速度[m/s²]、Ｑは上記作動油の体積流量[m³/s]、△(ｒ×ｖ_Ｕ)は各翼車における流体流の出口と入口とにおける作動油の各絶対速度のモーメントｒ×ｖ_Ｕ[m²/s]の差である。

上記式(１)から、ポンプ翼車６ｐが作動油に与えるトルクＴ_１[N・m]、タービン翼車６ｔが作動油に与えるトルクＴ_２[N・m]、およびステータ翼車６ｓが作動油に与えるトルクＴ_３[N・m]は、次式(２)乃至(４)のように表される。式(２)乃至(４)において、Ｔ_Ｐはポンプトルク[N・m]すなわちエンジントルク、Ｔ_Ｔはタービントルク[N・m]すなわち出力トルク、Ｔ_Ｓはステータ翼車６ｓの反力トルクの大きさと一致するステータトルク[N・m]すなわちステータ翼車６ｓにより作動油の流れの向きが変えられる際にそのステータ翼車６ｓに対してポンプ翼車６ｐの回転方向である正回転方向に作用するトルクである。

Ｔ_１＝ Ｔ_Ｐ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(Ｖ_ＵＰ×ｒ_２−Ｖ_ＵＳ×ｒ_１)・・・式(２)
Ｔ_２＝−Ｔ_Ｔ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(Ｖ_ＵＴ×ｒ_３−Ｖ_ＵＰ×ｒ_２)・・・式(３)
Ｔ_３＝ Ｔ_Ｓ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(Ｖ_ＵＳ×ｒ_１−Ｖ_ＵＴ×ｒ_３)・・・式(４)

式(２)乃至(４)において、ｒ_１はポンプ翼車６ｐの流体流の出口ｂｐおよびタービン翼車６ｔの流体流の入口ａｔにおける回転軸心すなわち自動変速機８の入力軸（タービン軸）２２からの距離[m]、ｒ_２はタービン翼車６ｔの流体流の出口ｂｔおよびステータ翼車６ｓの流体流の入口ａｓにおける回転軸心からの距離[m]、ｒ_３はステータ翼車６ｓの流体流の出口ｂｓおよびポンプ翼車６ｐの流体流の入口ａｐにおける回転軸心からの距離[m]である。また、式(２)乃至(４)中において、Ｖ_ＵＰはポンプ翼車６ｐの絶対速度の円周分速度[m/s]、Ｖ_ＵＴはタービン翼車６ｔの絶対速度の円周分速度[m/s]、Ｖ_ＵＳはステータ翼車６ｓの絶対速度の円周分速度[m/s]である。

式(２)乃至(４)からＴ_１＋Ｔ_２＋Ｔ_３＝０(零)が成立するため、ポンプトルクＴ_Ｐ、タービントルクＴ_Ｔ、およびステータトルクＴ_Ｓは次式(５)のように表される。つまり、トルクコンバータ６におけるポンプトルクＴ_Ｐに対するタービントルクＴ_Ｔのトルク増加分は、ステータトルクＴ_Ｓに一致する。

Ｔ_Ｔ＝Ｔ_Ｐ＋Ｔ_Ｓ ・・・式(５)

ここで、本実施例のトルクコンバータ６は、ステータ翼車６ｓの反力が前述の電動モータ１０の回転制御により調整される駆動トルクＴ_Dあるいは制動トルクＴ_Bにより増減されることから、タービン翼車から出力される出力トルクが従来の一定容量のトルクコンバータで得られる出力トルクに対して増減させられるようになっている。

図６および図７は、上述の内容を示す本実施例のトルクコンバータ６の特性を示す図である。図６は、タービン翼車６ｔのタービン回転数Ｎ_Ｔ[rpm]とポンプ翼車６ｐのポンプ回転数Ｎ_Ｐ[rpm]との回転速度比すなわち速度比ｅ(＝Ｎ_Ｔ／Ｎ_Ｐ)に対する、タービントルクＴ_ＴとポンプトルクＴ_Ｐとのトルク比（トルク増幅率）ｔ(＝Ｔ_Ｔ／Ｔ_Ｐ)を示す図であり、図７は、上記速度比ｅ(＝Ｎ_Ｔ／Ｎ_Ｐ)に対する、容量係数Ｃ(＝Ｔ_Ｐ／Ｎ_Ｐ ^２)[N・m/rpm²]を示す図である。

図６および図７において、制動トルクＴ_Bが所定の値に調整されるかあるいはブレーキＢｓが係合されることにより、ステータ翼車６ｓがケース１１に固定され、図６の実線に示すベースラインＢｔで示すように従来の一定容量のトルクコンバータと同様に設計上定まる所定のトルク比ｔでトルクの伝達が行われる。なお、このときのトルクコンバータ６の容量係数Ｃは、図７の実線で示すベースラインＢＣで示すようになる。

また、クラッチＣｓが適宜係合された状態で電動モータ１０により駆動トルクＴ_Dが所定の値に調整されてステータ翼車６ｓがポンプ翼車６ｐと同一回転方向で回転させられると、ステータトルクＴ_Ｓが増加し、図６のステータ正転を示す長鎖線のように従来の一定容量のトルクコンバータで得られるよりも大きいトルク比ｔでトルクの伝達が行われる。このときのトルクコンバータ６の容量係数Ｃは、図７のステータ正転を示す長鎖線のようになる。なお、トルク比ｔおよび容量係数Ｃは、同じ速度比ｅであっても、電動モータ１０により駆動トルクＴ_Dがさらに増減されることにより図６および図７の矢印ａ、ｄに示すように図６のベースラインＢｔからステータ正転を示す長鎖線以上または図７のベースラインＢＣからステータ正転を示す長鎖線以下の範囲で適宜設定される。

また、クラッチＣｓおよびブレーキＢｓが解放されることによりステータトルクＴ_Ｓが零とされると、図６のステータフリーを示す１点鎖線で示すようにトルクの増大が行われずトルク比ｔ＝１でトルクの伝達が行われる。その結果、トルクコンバータ６が流体継手として作動するようになる。このときのトルクコンバータ６の容量係数Ｃは、図７のステータフリーを示す１転鎖線のようになる。

また、制動（回生）トルクＴ_Bが所定の値に調整されるかあるいはブレーキＢｓの係合圧が所定の値に調整されてブレーキＢｓがスリップさせられると、ステータトルクＴ_Ｓがステータ翼車６ｓが固定される場合に比較して減少し、図６のステータモータ回生で示す短鎖線で示すように従来の一定容量のトルクコンバータで得られるよりも小さいトルク比ｔでトルクの伝達が行われる。このときのトルクコンバータ６の容量係数Ｃは、図６のステータモータ回生で示す短鎖線のようになる。なお、トルク比ｔおよび容量係数Ｃは、同じ速度比ｅであっても、制動（回生）トルクＴ_ＢあるいはブレーキＢｓの係合圧がさらに増減されることにより図６および図７の矢印ｂ、ｃに示すようにベースラインＢｔ又はＢＣからステータフリーで示す１点鎖線までの範囲で適宜設定される。

つまり、本実施例における電動モータ１０は、ステータ翼車６ｓをポンプ翼車６ｐの回転方向である正回転方向に回転制御することによりトルク比ｔを増加させるものである。さらに、本実施例における電動モータ１０は、その制動（回生）によってステータ翼車６ｓをポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向に回転制御することによりトルク比ｔを減少させるものである。さらに、本実施例におけるブレーキＢｓは、そのスリップによってステータ翼車６ｓをポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向に回転制御することによりトルク比ｔを減少させるものである。

図８は、電子制御装置７８による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図８において、変速制御手段１１８は、自動変速機８の変速を行う変速制御手段として機能するものである。変速制御手段１１８は、記憶手段１１９に予め記憶された変速線図から車速Ｖとエンジン９の出力を操作するアクセル開度Ａccに基づいて、自動変速機８の変速比を段階的に切り換える。

エンジン駆動状態判定手段１２０は、エンジン９が駆動された状態か否かを、例えばエンジン出力制御装置１２１の出力信号に基づいて判定する。そして、エンジン駆動状態判定手段１２０によってエンジン９が駆動されていると判定されると、燃費指向走行判定手段１２２は、例えば運転者によって、運転席に設けられた低燃費モードスイッチが選択されたか否かに基づいて、運転者が燃費指向走行を指向しているか否かを判定する。なお、上記燃費指向走行は、低燃費モードスイッチの選択だけでなく、例えば運転者のアクセルペダルの操作頻度や踏み込み速度などに基づいて自動的に判定しても構わない。ここで、燃費指向走行判定手段１２２により燃費指向でないと判断された場合、変速線が燃費指向時に適用される変速線図のものよりも高車速側に位置する変速線図が適用され、車速Ｖとアクセル開度Ａccとに基づいて自動変速機８の変速比が段階的に切り換えられる。

必要駆動力算出手段１２４は、アクセル開度Ａccや車速Ｖから構成される駆動力マップ、もしくは算術式に基づいて車両の駆動に必要な必要駆動力を算出する。また、余裕駆動力算出手段１２５は、例えば記憶手段１１９に予め記憶されている、アクセル開度Ａccや車速Ｖから構成される余裕駆動力マップに基づいて、余裕駆動力を算出する。なお、前記余裕駆動力は、車両の定速維持のために必要な駆動力を越えて出る駆動力、すなわち最大駆動力と走行抵抗（必要駆動力）との差であり、この余裕駆動力が大きいほど、強い加速が可能となる。

駆動力判断手段１２６は、必要駆動力算出手段１２４によって算出される前記必要駆動力と余裕駆動力算出手段１２５によって算出される余裕駆動力との和が自動変速機８の現変速比での最大駆動力を越え、且つ、トルクコンバータ６のトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力、すなわち補助前の最大駆動力とトルクコンバータ６のトルク比増加による補助駆動力との和を越えないか否かを判定する。なお、最大駆動力は、自動変速機８の変速比に応じて予め実験的に求められており、また、補助後の最大駆動力も同様に予め実験的に求められているものである。

ここで、駆動力判定手段１２６によって前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータ６のトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断された場合には、変速制御手段１１８は、変速比を現変速比から増加させるダウン変速を実施する。

駆動力判定手段１２６によって前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータ６のトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断されたとき、可変容量時最高ギヤ段算出手段１３０は、必要駆動力と余裕駆動力との和が最大駆動力を越えるが、トルクコンバータ６のトルク比ｔの増加により補助される補助後の最大駆動力、すなわち補助前の最大駆動力とトルクコンバータ６のトルク比増加による補助駆動力との和、を越えないような範囲において、変速比の最小値となる自動変速機８の最高ギヤ段（高速ギヤ段）を算出する。なお、前記トルクコンバータ６のトルク比増加による補助駆動力は、自動変速機８の各ギヤ段（変速比）毎に予め実験的に求められており、記憶手段１１９に記憶されている。

第１燃料消費量算出手段１３２は、自動変速機８が可変容量時最高ギヤ段算出手段１３０によって算出された最高ギヤ段とされたときに、後述する容量係数制御手段１４０によるトルクコンバータ６の可変容量制御時のエンジン９の燃料消費量ＦＡを算出する。燃料消費量ＦＡは、自動変速機８が最高ギヤ段とされたときに必要駆動力を発生させるために必要な消費量であり、前記必要駆動力を発生させるためのエンジン９の駆動状態を算出し、予め実験的に求められたエンジン９のアクセル開度Ａccおよびエンジン回転速度ＮＥをパラメータとするエンジン９の燃料消費マップに基づいて、燃料消費量ＦＡが算出される。

また、駆動力判定手段１２６によって前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータ６のトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断されたとき、ロックアップ時最高ギヤ段算出手段１３４は、トルクコンバータ６のタービン翼車６ｔとポンプ翼車６ｐとの間がロックアップクラッチＬ／Ｃによって直結されているときに前記必要駆動力を得ることができる自動変速機８の変速比のうち最小値とされたときの最高ギヤ段（高速ギヤ段）を算出する。ここで、ロックアップクラッチＬ／Ｃ係合時においても、必要駆動力と余裕駆動力との和が最高駆動力を越えない範囲で自動変速機８の最高ギヤ段が算出される。

第２燃料消費量算出手段１３６は、自動変速機８がロックアップ時最高ギヤ段算出手段１３４によって算出された最高ギヤ段とされたときのエンジン９の燃料消費量ＦＢを算出する。燃料消費量ＦＢは、自動変速機８が最高ギヤ段（高速ギヤ段）とされたときに必要駆動力を発生させるために必要な消費量であり、前記必要駆動力を発生させるためのエンジン９の駆動状態を算出し、予め実験的に求められたエンジン９のアクセル開度Ａccおよびエンジン回転速度ＮＥをパラメータとするエンジン９の燃料消費マップに基づいて、燃料消費量ＦＢが算出される。

ロックアップクラッチ作動状態選択手段１３８は、第１燃料消費量算出手段によって算出された燃料消費量ＦＡおよび第２燃料消費量算出手段１３６によって算出された燃料消費量ＦＢとの比較結果に基づいて、トルクコンバータ６を後述する容量係数制御手段１４０により容量係数Ｃが制御される状態とするかロックアップクラッチＬ／Ｃによる直結状態とするかを選択する。

ロックアップクラッチ作動状態選択手段１３８によって、燃料消費量ＦＡが燃料消費量ＦＢよりも少ないと判定されると、容量係数制御手段１４０が実施される。容量係数制御手段１４０は、先ず、ステータ翼車６ｓを駆動させる電動モータ１０に電力を供給する蓄電装置５０の蓄電状態ＳＯＣなどに基づいて、トルクコンバータ６の可変容量制御が可能か否かを判定する。そして、容量係数制御手段１４０は、可変容量時最高ギヤ段算出手段１３０によって算出された自動変速機８の変速比（最高ギヤ段の変速比）に応じて、必要駆動力が得られるようにトルクコンバータ６の容量係数Ｃを変更する。具体的には、容量係数制御制御手段１４０は、必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越える場合には、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを、必要駆動力と余裕駆動力との和が変速線図により定められる変速比によって得られる最大駆動力を越えない場合よりも低下させる。

図９は、容量係数制御手段１４０によって容量係数Ｃが低下された場合の一態様を示すものである。定常走行中にｔ１時点においてアクセルペダルの踏みましが実行されると、アクセル開度Ａccが増加する。このとき、容量係数制御手段１４０は、ステータ翼車６ｓを正転方向に回転駆動させて容量係数Ｃを低下させる。これより、エンジン９にかかる負荷が小さくなるので、エンジン回転速度ＮＥが実線に示すように、目標回転速度まで速やかに引き上げられる。これに伴い、タービン回転速度Ｎ_Ｔも同様に速やかに引き上げられる。なお、破線は、トルクコンバータ６の容量係数が一定の場合のエンジン回転速度ＮＥおよびタービン回転速度Ｎ_Ｔを示したものである。なお、容量係数制御手段１４０による容量係数Ｃの制御は、例えば速度比ｅに基づくフィードバック制御、予め設定された容量係数Ｃに追従するように制御されるフィードフォワード制御、或いはタイマ制御などによって実施される。

ここで、容量係数Ｃが低下されるに従って、トルク比ｔが増大されるため、容量係数Ｃが低下されない場合に比べて、トルクコンバータ６から出力される最大駆動力が大きくなる。すなわち、トルクコンバータ６のトルク比増加に伴う補助駆動力を発生させることにより、通常では、作動させないエンジン９の運転領域においても作動が可能となる。

図８に戻り、ロックアップ制御手段１４２は、ロックアップクラッチ作動状態選択手段１３８によって燃料消費量ＦＢが燃料消費量ＦＡよりも少ないと判定されたとき、もしくは、車両の状態が予め設定されたロックアップ領域内にあると判定されたとき、ロックアップクラッチＬ／Ｃの制御を実施する。なお、ロックアップクラッチＬ／Ｃが完全係合されると、ポンプ翼車６ｐとタービン翼車６ｔとの回転速度差が零となってトルクコンバータ６のトルク比ｔが１となる。

図１０は、電子制御装置７８の制御作動の要部すなわちエンジン９を燃料消費特性の優れた領域で駆動させるための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、エンジン駆動状態判定手段１２０に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略）において、エンジン９が駆動された状態か否かが判定される。ＳＡ１が否定されると、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ１が肯定されると、燃費指向走行判定手段１２２に対応するＳＡ２において、運転者が燃費指向走行を指向しているか否かが判定される。ＳＡ２が否定されると、変速制御手段１１８に対応するＳＡ１３において、変速線図に基づいた通常の変速走行制御が実施される。

ＳＡ２が肯定されると、必要駆動力算出手段１２４に対応するＳＡ３において、車両の駆動に必要な必要駆動力が算出される。そして、容量係数制御手段１４０に対応するＳＡ４において、トルクコンバータ６の可変容量制御が可能か否かが判定される。ＳＡ４が肯定されると、駆動力判断手段１２６および可変容量時最高ギヤ段算出手段１３０に対応するＳＡ５において、前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータ６のトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断されると、前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が、トルクコンバータ６のトルク比ｔの増加により補助される補助後の最大駆動力を越えなくなる自動変速機８のギヤ段のうち、最高ギヤ段が算出される。なお、この最高ギヤ段は、必要駆動力を得るためのギヤ段であって、容量係数低下によって予め設定された余裕駆動力を確保可能な最適ギヤ段となる。また、ロックアップ時最高ギヤ段算出手段１３４に対応するＳＡ６において、ロックアップクラッチＬ／Ｃ係合時において、余裕駆動力を確保可能な自動変速機８のギヤ段のうち、最高ギヤ段が算出される。なお、この最高ギヤ段は、必要駆動力を得るためのギヤ段であって、ロックアップクラッチＬ／Ｃ係合時（トルク比ｔ＝１）において予め設定された余裕駆動力を確保可能な最適ギヤ段となる。そして、第１燃料消費量算出手段１３２に対応するＳＡ７において、自動変速機８が可変容量時最高ギヤ段算出手段１３０によって算出された最高ギヤ段とされたときに、容量係数制御手段１４０によるトルクコンバータ６の可変容量制御時のエンジン９の燃料消費量ＦＡが算出される。同様に、第２燃料消費量算出手段１３６に対応するＳＡ７において、自動変速機８がロックアップ時最高ギヤ段算出手段１３４によって算出された最高ギヤ段とされたときのエンジン９の燃料消費量ＦＢが算出される。

そして、ロックアップクラッチ作動状態選択手段１３８に対応するＳＡ８において、第１燃料消費量算出手段１３２によって算出された燃料消費量ＦＡおよび第２燃料消費量算出手段１３６によって算出された燃料消費量ＦＢとの比較結果に基づいて、トルクコンバータ６を容量係数制御手段１４０により容量係数Ｃが制御される状態とするかロックアップクラッチＬ／Ｃによる直結状態とするかを選択する。ここで、燃料消費量ＦＢが燃料消費量ＦＡよりも少なく、且つ、ロックアップ可能領域と判定されると、ロックアップ制御手段１４２に対応するＳＡ９において、余裕駆動力を確保した状態でのロックアップ制御が実施される。一方、燃料消費量ＦＡが燃料消費量ＦＢよりも少ないと判定されると、容量係数制御手段１４０に対応するＳＡ１０において、トルクコンバータ６の可変容量制御が実施される。

また、ＳＡ４が否定されると、ロックアップ制御手段１４２に対応するＳＡ１１において、車両の状態が予め設定されたロックアップ領域内にあるか否かが判定される。ＳＡ１１が否定されると、変速制御手段１１８に対応するＳＡ１３において、変速線図に基づいた通常の変速走行制御が実施される。一方、ＳＡ１１が肯定されると、ロックアップ制御手段１４２に対応するＳＡ１２において、ロックアップ走行が実施される。

図１１および図１２は、エンジン９の使用領域を示す領域マップである。ここで、横軸がエンジン９の回転速度ＮＥを示しており、縦軸がエンジントルクＴＥを示している。また、領域マップ内の破線が等燃費消費曲線を示しており、図１１、１２に示すように、比較的高トルク領域の破線で示す楕円内に近づく程、燃費が良好となる。さらに、実線、一点鎖線、二点鎖線は、等出力曲線（等パワー曲線）を示している。図１１、１２に示すように、エンジン９をこの高トルク領域で駆動させると燃料消費特性が向上する。そこで、本実施例では、容量係数制御手段１４０によって容量係数Ｃを制御することにより、エンジン９の動作点を変更することができることを利用して、定常走行では同じパワーでも高トルク低回転（低燃費）領域でエンジン９を作動させ、アクセルペダル踏み込み時は、容量係数を変化させて高トルクで走行できることを保障する。

例えば、今までは余裕駆動力確保の必要性から、自動変速機８のギヤ比をローギヤ側にしてエンジン回転速度ＮＥを高回転とする必要があった。すなわち、所定の回転速度を維持しなければ、アクセルペダル踏み込み時に駆動力が出ないため、自動変速機８はローギヤ化されていた。この状態は図１２に対応しており、定常走行領域が低トルク高回転領域に設定されている。これに対して、容量係数制御手段１４０によって容量係数Ｃを変化させることで、自動変速機８のハイギヤ化が可能となる。すなわち、通常では余裕駆動力を確保することができない運転領域であっても容量係数Ｃを低下させることにより、余裕駆動力を確保することが出来る。これより、図１１に示すように、エンジン９の定常走行領域を高トルク低回転領域に設定することができ、燃料消費特性が向上する。

このように、容量係数制御手段１４０は、トルクコンバータ６の容量係数を適宜変更することにより、エンジン９の燃料消費特性の優れた領域で作動させるように制御することができる。具体的には、自動変速機８のギヤ段を可変容量時最高ギヤ段算出手段１３０によって算出されたギヤ段とすることで、エンジンを高トルク低回転領域で作動させる。これより、エンジン９が燃料消費特性の優れた領域で駆動されることとなる。ここで、この状態でアクセルペダルが踏み込まれると、容量係数制御手段１４０はトルクコンバータ６の容量係数Ｃを低下させることで、余裕駆動力をさらに発生させることとなり、速やかな加速が可能となる。

また、このトルクコンバータ６の可変容量制御も、ベースとなるトルクコンバータ６が高容量係数か低容量係数であるかに応じて制御態様が変更される。なお、ベースとなるトルクコンバータ６とは、トルクコンバータ６のポンプ翼車６ｐ、タービン翼車６ｔ、ステータ翼車６ｓ等のトルクコンバータの形状に応じて設定されるものである。例えば、ベースとなるトルクコンバータ６の容量係数が高いとき、定常走行時においてエンジン９を図１１に示すような低回転領域で駆動させると、図１３に示すように、電動モータ１０は無負荷空転状態となる。この状態でアクセルペダルが踏み込まれると、電動モータ１０を正転方向に駆動させることで、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低下させることとなる。一方、ベースとなるトルクコンバータの容量係数Ｃが低いとき、定常走行時においてエンジン９を図１１に示すような低回転領域で駆動させると、図１４に示すように、電動モータ１０を逆転駆動（制動）させることなる。これにより、ベースとなるトルクコンバータ６に対して、トルクコンバータ６の容量係数Ｃが高くなる。この状態でアクセルペダルが踏み込まれると、電動モータ１０を空転させることで、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低くする。

上述のように、本実施例によれば、ポンプ翼車６ｐとタービン翼車６ｔとそのタービン翼車６ｔとポンプ翼車６ｐとの間に回転可能に配設されたステータ翼車６ｓとを有するトルクコンバータ６と、ステータ翼車６ｓを駆動させる電動モータ１０を備えることから、電動モータ１０を用いてステータ翼車６ｓをポンプ翼車６ｐの回転方向である正回転方向、およびポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向へ回転させることにより、従来に比較してトルク比ｔおよび容量係数Ｃの変化範囲が広範囲となるので、車両の燃費性能および動力性能を大幅に向上させることができる。

また、本実施例によれば、必要駆動力が得られるように自動変速機８の変速比に応じてトルクコンバータ６の容量係数Ｃを変更する容量係数制御手段１４０を備えるため、エンジン８を最適な運転領域で作動させることができる。すなわち、必要駆動力に対して、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを変更することで、エンジン９の運転領域を変更することが可能となる。これにより、例えば、燃費指向走行を指向するのであれば、エンジン９の運転領域を燃費消費特性の優れた領域で運転させることができる。

また、本実施例によれば、容量係数制御手段１４０は、必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越える場合には、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを、必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越えない場合よりも低下させるものである。このようにすれば、トルク比ｔが増加するので、従来では最大駆動力を越える駆動力が得るのが困難なエンジン９の運転領域であっても、前記最大駆動力を越える駆動力を得ることができる。これにより、エンジン９の運転領域の領域幅を広げることができ、エンジン９を最適な運転領域で運転させることができる。

また、本実施例によれば、容量係数制御手段１４０は、車両の駆動力が必要駆動力となるように、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを調節するため、エンジン９が燃料消費特性の優れた運転領域で作動された状態であっても必要駆動力を得ることができる。

また、本実施例によれば、第１燃料消費量算出手段１３２によって算出された燃料消費量ＦＡと第２燃料消費量算出手段１３６によって算出された燃料消費量ＦＢとの比較結果に基づいて、トルクコンバータ６を、容量係数制御手段１４０により容量係数Ｃが制御される状態とするかロックアップクラッチＬ／Ｃによる直結状態とするかを選択するロックアップクラッチ作動状態選択手段１３８を有するため、燃料消費量の少ない側の制御に切り換えることで、燃料消費特性を向上させることができる。

また、本実施例によれば、変速制御手段１１８は、駆動力判断手段１２６により必要駆動力と余裕駆動力との和が現変速比での前記最大駆動力を越え、且つ、トルクコンバータ６のトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断された場合には、変速比を現変速比から増加させるダウン変速を実施するものであるため、トルクコンバータ６のトルク比増加では得られない駆動力を得ることができる。

また、本実施例によれば、車両は燃費指向走行を指向しているか否かを判断する燃費指向走行判定手段１２２を含み、容量係数制御手段１４０は、その燃費指向走行判定手段１４０により燃費指向走行であると判断された場合に、必要駆動力が得られるようにトルクコンバータ６の容量係数Ｃを変更するものであるため、燃費指向走行の指向状態に応じてトルクコンバータ６の容量係数Ｃを適宜変更することができる。言い換えれば、動力性能重視の走行であれば、エンジン９を動力性能重視の運転領域で運転させることもできる。

また、本実施例によれば、変速制御手段１１８は、燃費指向走行判定手段１２２により燃費指向ではないと判断された場合には、変速線が前記変速線図のものよりも高車速側に位置する変速線図を用い、車速Ｖとエンジン９の出力を操作するアクセル開度Ａccとに基づいて自動変速機８の変速比を段階的に切り換えるものであるため、動力性能を重視した走行を実施することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、車両用駆動装置７の後段部には、有段式の自動変速機８が設けられているが、この自動変速機８は、有段式の変速機に限定されず、例えばベルト式無段変速機などの無段変速機であっても構わない。すなわち、変速機の構造は本発明において、矛盾のない範囲で自由に変更することができる。

また、前述の実施例では、必要駆動力はアクセル開度Ａccや車速Ｖに基づいて算出されるが、アクセル開度Ａccの変わりにスロットル弁開度θ_ＴＨに基づいて算出しても構わない。

また、前述の実施例では、電動モータ１０とステータ翼車６ｓとを選択的に連結するクラッチＣｓおよびケース１１とステータ翼車６ｓとを選択的に連結するブレーキＢｓが設けられているが、例えばさらに、電動モータ１０と入力軸２２とを選択的に連結するクラッチを設けた構成などであっても構わない。すなわち、電動モータ１０と入力軸２２とが連結されることで、電動モータ１０をハイブリッド用の電動機として兼用することもできる。

また、前述の実施例では、電動モータ１０とステータ翼車６ｓとがクラッチＣｓを介して直接的に連結されているが、例えば、遊星歯車装置をこれらの間に介装させるなどして、遊星歯車装置によるトルク変換を可能とする構成であっても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明の一実施例のトルクコンバータ（可変容量型トルクコンバータ）が適用された車両用駆動装置の骨子図である。 電動モータと駆動電流および発電電流との関係を示す図である。 自動変速機において各変速段を成立させる際の各係合要素の作動状態を説明する図表である。 図１のエンジンや自動変速機、あるいはトルクコンバータなどを制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図である。 各翼車におけるトルクコンバータ内の作動油の流線に沿った羽根の形状をそれぞれ示す図である。 タービン翼車のタービン回転数とポンプ翼車のポンプ回転数との回転速度比すなわち速度比に対する、タービントルクとポンプトルクとのトルク比（トルク増幅率）を示す図である。 速度比に対する、容量係数の関係を示す図である。 電子制御装置による制御作動の要部を説明する機能ブロック線図である。 容量係数制御手段によって容量係数が低下された場合の一態様を示すものである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジンを燃料消費特性の優れた領域で駆動させるための制御作動を説明するフローチャートである。 トルクコンバータの可変容量制御を実施した場合のエンジンの使用領域を示す領域マップである。 トルクコンバータの容量係数が一定の場合のエンジンの使用領域を示す領域マップである。 ベースとなるトルクコンバータの容量係数が高いときの制御態様を示す図である。 ベースとなるトルクコンバータの容量係数が低いときの制御態様を示す図である。

符号の説明

６：トルクコンバータ ６ｐ：ポンプ翼車 ６ｔ：タービン翼車 ６ｓ：ステータ翼車 ７：車両用駆動装置 ８：自動変速機 ９：エンジン（駆動源） １０：電動モータ（電動機） １３：駆動輪 １１８：変速制御手段 １２２：燃費指向走行判定手段 １２６：駆動力判断手段 １３２：第１燃料消費量算出手段 １３６：第２燃料消費量算出手段 １３８：ロックアップクラッチ作動状態選択手段 １４０：容量係数制御手段 Ａcc：アクセル開度 Ｃ：容量係数 Ｖ：車速

Claims (7)

1. ポンプ翼車と、タービン翼車と、該タービン翼車とポンプ翼車との間に回転可能に配設されたステータ翼車とを、有するトルクコンバータと、変速比が自動的に変更される自動変速機とを、備え、駆動源から出力される動力を駆動輪へ伝達する車両用駆動装置の制御装置であって、
   前記ステータ翼車を駆動または制動させて該トルクコンバータの容量係数を変更可能な電動機と、
   必要駆動力が得られるように前記自動変速機の変速比に応じて前記トルクコンバータの容量係数を変更する容量係数制御手段と
   を、含むことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
2. 前記駆動源は内燃機関であり、
   予め設定された変速線図から車速と前記内燃機関の出力を操作するアクセル開度に基づいて前記自動変速機の変速比を段階的に切り換える変速制御手段を含み、
   前記容量係数制御手段は、前記必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越える場合には、前記トルクコンバータの容量係数を、前記必要駆動力と予め設定された余裕駆動力との和が前記変速線図により定められる変速比にて得られる最大駆動力を越えない場合よりも低下させるものであることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
3. 前記容量係数制御手段は、車両の駆動力が必要駆動力となるように、前記トルクコンバータの容量係数を調節するものであることを特徴とする請求項１の車両用駆動装置の制御装置。
4. 前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が、前記最大駆動力を越えるが、前記トルクコンバータのトルク比の増加により補助される補助後の最大駆動力、すなわち補助前の最大駆動力と前記トルクコンバータのトルク比増加による補助駆動力との和を越えないときの変速比とされたときに前記容量係数制御手段により前記容量係数が制御させられるときの燃料消費量を算出する第１燃料消費量算出手段と、
   前記トルクコンバータのタービン翼車とポンプ翼車との間がロックアップクラッチによって直結されているときに前記必要駆動力を得ることができる変速比のうち最小値とされたときの燃料消費量を算出する第２燃料消費量算出手段と、
   前記第１燃料消費量算出手段によって算出された燃料消費量と前記第２燃料消費量算出手段によって算出された燃料消費量との比較結果に基づいて、前記トルクコンバータを、前記容量係数制御手段により容量係数が制御される状態とするか前記ロックアップクラッチによる直結状態とするかを選択するロックアップクラッチ作動状態選択手段と
   を、含むことを特徴とする請求項２または３の車両用駆動装置の制御装置。
5. 前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での前記最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータのトルク比の増加により補助される補助後の最大駆動力、すなわち補助前の最大駆動力と前記トルクコンバータのトルク比増加による補助駆動力との和を越えないか否かを判断する駆動力判断手段を含み、
   前記変速制御手段は、該駆動力判断手段により前記必要駆動力と前記余裕駆動力との和が現変速比での前記最大駆動力を越え、且つ、前記トルクコンバータのトルク比増加により補助される補助後の最大駆動力を越えると判断された場合には、変速比を現変速比から増加させるダウン変速を実施するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置。
6. 前記車両は燃費指向走行を指向しているか否かを判断する燃費指向走行判定手段を含み、
   前記容量係数制御手段は、該燃費指向走行判定手段により燃費指向走行であると判断された場合に、前記必要駆動力が得られるように前記トルクコンバータの容量係数を変更するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置。
7. 前記変速制御手段は、前記燃費指向走行判定手段により燃費指向ではないと判断された場合には、変速線が前記変速線図のものよりも高車速側に位置する変速線図を用い、車速と前記内燃機関の出力を操作するアクセル開度とに基づいて前記自動変速機の変速比を段階的に切り換えるものであることを特徴とする請求項６の車両用駆動装置の制御装置。

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