動力伝達機構の制御装置
【課題】例えば、燃費を極力悪化させないように触媒の温度を高め、車両の走行に必要な駆動力を駆動輪に伝達する。
【解決手段】ＥＣＵ（１０）は、ロックアップピストン（２１ａ）のフェーシング（２１ｂ）とコンバータカバー（２６）とを滑らせる状態（スリップ状態）にするスリップ制御を行う。例えば、ＥＣＵ（１０）は、エンジン（１）の排気を浄化する触媒の触媒温度が当該記触媒の浄化可能温度より低く、且つ当該触媒温度及び浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、ロックアップクラッチ（２１）のスリップ量を増大させるようにトルクコンバータ（２）を制御すると共に、スリップ量が所定のスリップ量を超えた際にロックアップクラッチ（２１）を解放するようにトルクコンバータ（２）を制御する。
【解決手段】ＥＣＵ（１０）は、ロックアップピストン（２１ａ）のフェーシング（２１ｂ）とコンバータカバー（２６）とを滑らせる状態（スリップ状態）にするスリップ制御を行う。例えば、ＥＣＵ（１０）は、エンジン（１）の排気を浄化する触媒の触媒温度が当該記触媒の浄化可能温度より低く、且つ当該触媒温度及び浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、ロックアップクラッチ（２１）のスリップ量を増大させるようにトルクコンバータ（２）を制御すると共に、スリップ量が所定のスリップ量を超えた際にロックアップクラッチ（２１）を解放するようにトルクコンバータ（２）を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両を駆動させるためのトルク等の動力を変換するトルクコンバータを含む動力伝達機構（パワートレイン）を制御するための動力伝達機構の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達機構としては、オイル等の流体継手を介してエンジン及び変速機を機械的に相互に連結するトルクコンバータを備えた機構が知られている。また、この種の動力伝達機構を備えた車両では、エンジンの排気を浄化する触媒が通常設けられている。触媒が排気を浄化する浄化能力は、触媒の温度に依存する割合が大きく、触媒の温度は当該触媒の活性化温度以上であるほうが浄化能力を高めるうえで好ましい。例えば、特許文献１は、触媒の温度が低い場合に、ロックアップクラッチの締結力を低下させることによってエンジンの回転数を上げ、排気の温度を高めることによって触媒の温度を高める技術を開示している。
【０００３】
特許文献１に開示された技術をハイブリッド車両に応用すれば、触媒の温度が低い場合に、バッテリの充電が十分であることを前提として、エンジン及び動力伝達機構のクラッチを解放し、モータから供給される駆動力のみで車両を走行させ、アイドル状態にあるエンジンの排気によって触媒の温度を高めることが可能である。また、ハイブリッド車両の除く車両、即ちエンジンで発生した動力のみを駆動力として走行する車両についても、車両が停車している際にエンジンの負荷を高めて触媒の温度を高めることが可能である。
【０００４】
一方、特許文献２は、触媒の温度を高める際に、ロックアップクラッチのロックアップ、即ち、締結を禁止することによって、燃費を向上させる技術を提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３９４６０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、触媒の温度を高めることが可能である反面、燃費は単純に悪化するのみであり、エンジンに効率良く動力を発生させることが困難になる問題点がある。加えて、特許文献２によれば、車両の停車時、或いはハイブリッド車両がモータから供給された動力のみで走行する場合のように、エンジンに加わる負荷が低い条件下でしか触媒の温度を高めることができない問題点がある。したがって、運転者による操作に応じてエンジンに加わる負荷が高い状態（即ち、高負荷状態）にある場合には、燃費の悪化を抑制しつつ、触媒の温度を高めることが困難になる問題点がある。
【０００７】
また、ロックアップクラッチを解放することによってエンジンの回転数を高めるだけでは、動力伝達機構から車両の駆動輪に伝達される駆動力が不足してしまう問題点も生じる。
【０００８】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、燃費を極力悪化させないように触媒の温度を高め、車両の走行に必要な駆動力を駆動輪に伝達できる動力伝達機構の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る動力伝達機構の制御装置は上記課題を解決するために、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続され、且つ車両の動力を発生するエンジンとを有する動力伝達機構を制御するための動力伝達機構の制御装置であって、前記エンジンの排気を浄化する触媒の触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させるように前記トルクコンバータを制御すると共に、前記スリップ量が所定のスリップ量を超えた際に前記ロックアップクラッチを解放するように前記トルクコンバータを制御する第１制御手段と、前記ロックアップクラッチが解放され、且つ前記エンジンが高負荷状態にある場合に、前記動力伝達機構を介して前記車両に伝達される駆動力が、噴射量を調整することによりスロットル開度に対して増加する増加率が抑制されるように、前記エンジンを制御する第２制御手段とを備える。
【００１０】
本発明に係る動力伝達機構の制御装置によれば、第１制御手段は、前記エンジンの排気を浄化する触媒の触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させるように前記トルクコンバータを制御する。浄化可能温度とは、大なり小なり触媒の浄化機能が作用し始める温度をいい、必ずしも触媒の活性化温度と一致していなくてもよい。所定の温度差とは、当該触媒による排気の浄化作用が機能しない程度に触媒温度が浄化可能温度より低くなっている場合の温度差をいい、触媒の材料、或いは動力伝達機構が用いられる環境の温度等の個別具体的な条件に応じて設定可能である。したがって、触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合とは、触媒が排気を浄化する浄化作用が全く機能していない状態をいう。
【００１１】
ロックアップクラッチは、例えば、オイル等の流体継手を介してその締結及び非締結（即ち、解放）が切り換え可能な係合手段であり、第１制御手段の制御下において、オイルの圧力を変更することによって締結状態が変更され、そのスリップ量が変更される。したがって、第１制御手段は、スリップ量を増大させるように、より具体的には、スリップ量の増大に伴ってエンジンの回転数が高まるようにトルクコンバータを制御する。
【００１２】
第１制御手段は、前記スリップ量が所定のスリップ量を超えた際に前記ロックアップクラッチを解放するように前記トルクコンバータを制御する。これにより、排気の排出量を増大させることができ、排気が有する熱エネルギーによって触媒温度を高めることが可能になる。
【００１３】
第２制御手段は、前記ロックアップクラッチが解放され、且つ前記エンジンが高負荷状態にある場合に、より具体的には、例えば、車両を運転する運転者によるアクセルの踏み込み量が増大することによって、車両を走行させるための駆動力が高い水準に設定された際に、前記動力伝達機構を介して前記車両に伝達される駆動力が、噴射量を調整することによりスロットル開度に対して増加する増加率が抑制されるように、前記エンジンを制御する。ここで、既に第１制御手段の制御下においてエンジンの回転数が増大しているため、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力は増大している。第２制御手段は、駆動力が増大した状態で、言い換えれば、エンジン回転数の増大に伴って当該エンジンが高負荷状態にある場合に、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力が低下させることなく、スロットル開度に対する駆動力の増加率が抑制されるように、例えば、空燃比を高く（即ち、Ａ／Ｆリーン状態に）設定することによって、燃費を高めることが可能になる。また、Ａ／Ｆをリーンにすることにより、排気ガス温度が上昇し、効率的に触媒温度を高めることができる。
【００１４】
したがって、本発明に係る動力伝達機構の制御装置によれば、エンジンが高負荷状態にある場合でも、車両の走行に必要な駆動力を駆動輪に伝達しつつ、エンジンの燃費及び触媒による排気の浄化作用の夫々を向上させることが可能である。
【００１５】
本発明に係る動力伝達機構の制御装置の一の態様では、前記第２制御手段は、前記エンジンの回転数及び前記スロットル開度の少なくとも一方に基づいて、前記増加率が小さくなるように前記エンジンを制御してもよい。
【００１６】
この態様によれば、前記エンジンの回転数及び前記スロットル開度の少なくとも一方によってエンジンに加わる負荷状態を特定可能である。
【００１７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る動力伝達機構の制御装置の実施形態を説明する。
【００１９】
＜１：動力伝達機構の構成及び動力伝達機構の制御装置＞
先ず、図１を参照しながら、本実施形態に係る動力伝達機構の制御装置によって制御される動力伝達機構（パワートレイン）５００の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る動力伝達機構の制御装置と共に当該動力伝達機構５００の主要な構成を概念的に示した概略構成図である。尚、本実施形態では、エンジン及びモータを動力源として駆動されるハイブリッド車両を例に挙げるが、本発明に係る動力伝達機構の制御装置は、ハイブリッド車両を除く他の車両、より具体的には、エンジンのみを駆動源として駆動される車両にも適用可能である。
【００２０】
図１において、動力伝達機構５００は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、トルクコンバータ２、及び自動変速機構３を備えている。ＥＣＵ１０は、本発明に係る「動力伝達機構の制御装置」の一例を構成すると共に、本発明の「第１制御手段」及び「第２制御手段」の夫々の一例を兼ねている。
【００２１】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えており、動力伝達機構５００及び動力伝達機構５００を搭載したハイブリッド車両の動作全体を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭ等の記憶部に格納された制御プログラムに従って、後述する動力伝達機構５００の制御処理を実行可能に構成されている。
【００２２】
エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、当該ハイブリッド車両の駆動源に相当し、相互に直列に接続されている。トルクコンバータ２及び自動変速機構３は、これらの駆動源に接続されている。具体的には、エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、トルクコンバータ２の入力軸に接続されている。トルクコンバータ２の出力軸は、自動変速機構３の入力軸と接続されている。自動変速機構３の出力軸５は、駆動輪（不図示）に接続されている。従って、エンジン１及びモータジェネレータＭＧで発生した動力が択一的に若しくは一緒にトルクコンバータ２及び自動変速機構３を介して伝達され、当該ハイブリッド車両の駆動力として駆動輪に伝達される。
【００２３】
また、走行中にアクセルペダル（不図示）の踏み込みが解放されて減速走行するときに、駆動輪からの駆動力が自動変速機構３及びトルクコンバータ２を介して駆動源に伝達されるが、このとき、エンジン１のフリクショントルクによる制動作用が生じるとともに、モータジェネレータＭＧが駆動することによる発電が行われる。モータジェネレータＭＧは、エンジン１及びトルクコンバータ２の入力軸と接続されているため、モータジェネレータＭＧが発電を行うことにより、エンジン１の出力軸１ａ及びトルクコンバータ２の入力軸には、モータジェネレータＭＧより回生制動トルクが作用する。従って、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御することにより、エンジン１の回転数を変化させることができる。
【００２４】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。トルクコンバータ２は、オイルを介して動力を伝達する機能を有する流体式動力伝達装置の一種である。トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチにより、トルクコンバータ２の入力軸と出力軸との間を締結及び解放することが可能に構成されている。ロックアップクラッチを解放した状態では、駆動源（エンジン１及びモータジェネレータＭＧ）と自動変速機構３との間でオイルを介して駆動力の伝達が行われる。ロックアップクラッチを締結した状態では、駆動源と自動変速機構３とが直結されて、駆動源からの駆動力が直接、自動変速機構３に伝達される。尚、油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０の制御下において、トルクコンバータ２に供給されるオイルの油圧を調整することによって、当該ロックアップクラッチのすべり量を変更可能に構成されている。
【００２５】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を有し、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、及び油圧制御装置４の夫々の動作を制御可能に構成されている。
【００２６】
図１において、一点鎖線で示す矢印がＥＣＵ１０より供給される制御信号の流れを示している。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１及びモータジェネレータＭＧの夫々に設けられた図示しない回転数センサからの検出信号に基づいて、エンジン１及びモータジェネレータＭＧの夫々の回転数を検出する。ＥＣＵ１０は、これらの回転数に基づいて、モータジェネレータＭＧ、及び油圧制御装置４の夫々の動作を制御する。加えて、ＥＣＵ１０は、スロットル開度を検出するスロットル開度センサから取得したデータに基づいて、エンジン１の動作を制御することが可能である。
【００２７】
次に、図２を参照しながら、トルクコンバータ２の構成を説明する。図２は、トルクコンバータの構成を模式的に示した模式図である。図２において、符号のない実線矢印及び破線矢印は、オイルの流れを示している。
【００２８】
トルクコンバータ２は、主要な構成要素としてロックアップクラッチ２１、ポンプインペラ２２、タービンライナ２３、及びステータ２４を含んで構成されている。ロックアップクラッチ２１は、フェーシング２１ｂを備えたロックアップピストン２１ａ、及びコンバータカバー２６から構成される。
【００２９】
エンジン１及びモータジェネレータＭＧの出力軸１ａ、Ｍａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。したがって、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数は、モータジェネレータＭＧの回転数（モータ回転数）及びエンジン１の回転数（エンジン回転数）と一致する。トルクコンバータ２の入力軸２７は、コンバータカバー２６を介して、ポンプインペラ２２と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８は、ロックアップピストン２１ａ及びタービンライナ２３と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数は、タービン回転数と一致する。ステータ２４は、ワンウェイクラッチ２５を有し、トルク増幅機能を有する。
【００３０】
解放側油室３１及び締結側油室３２は、油圧制御装置４と通路３３を介して結ばれており、オイルは通路３３を行き来している。油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、オイルの油圧の供給先を、コンバータカバー２６及びロックアップピストン２１ａ間の解放側油室３１と、ポンプインペラ２２側の締結側油室３２との間で切り換えるとともに、オイルの油圧を調整する。尚、通路３３は、実際には、トルクコンバータ２の出力軸２８内部を通過しているが、図２では、説明の便宜上、出力軸２８とは独立して図示している。
【００３１】
油圧制御装置４が油圧を締結側油室３２に供給した場合には、解放側油室３１より油圧がドレインされる。したがって、破線矢印に示すように、オイルは締結側油室３２から解放側油室３１へと向かう方向に流れる。この場合、締結側油室３２の油圧の方が、解放側油室３１の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ１に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６に押し付ける方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を強める力が作用する。この締結力は、締結側油室３２に供給される油圧の大きさに比例する。
【００３２】
油圧制御装置４が油圧を解放側油室３１に供給した場合には、締結側油室３２より油圧がドレインされる。したがって、実線矢印に示すように、オイルは解放側油室３１から締結側油室３２へと向かう方向に流れる。この場合、解放側油室３１の油圧の方が、締結側油室３２の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ２に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６から引き離す方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を弱める力が作用する。
【００３３】
よって、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整し、ロックアップクラッチ２１の締結力を調整することができる。より具体的には、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、解放側油室３１の油圧と締結側油室３２の油圧との間の大小関係を変化させることができる。これにより、ロックアップクラッチ２１が締結した状態である締結状態、及び、ロックアップクラッチ２１が解放された状態であるコンバータ（非締結）状態を実現することができることに加え、ロックアップクラッチ２１のスリップ量を調整することが可能である。
【００３４】
ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の締結状態とコンバータ状態との間の中間領域では、油圧制御装置４に制御信号を供給して、解放側油室３１の油圧又は締結側油室３２の油圧を調整することにより、ロックアップピストン２１ａのフェーシング２１ｂとコンバータカバー２６とを滑らせる状態（スリップ状態）にするスリップ制御を行う。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１の排気を浄化する触媒の触媒温度が当該記触媒の浄化可能温度より低く、且つ当該触媒温度及び浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、ロックアップクラッチ２１のスリップ量を増大させるようにトルクコンバータ２を制御すると共に、スリップ量が所定のスリップ量を超えた際にロックアップクラッチ２１を解放するようにトルクコンバータ２を制御する。
【００３５】
次に、図３を参照しながら、エンジン１の詳細な構成を説明する。図３は、エンジン１の構成を模式的に示した模式図である。尚、同図において、図１及び図２と重複する箇所には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
図３において、エンジン１は、車両の動力源として機能するように構成されたガソリンエンジンであり、吸気管２０６、気筒２０１、排気管２１０、ターボ過給機を構成するコンプレッサ４１及びタービン４２、可変動弁機構１１０、スロットル弁２１４、サージタンク１１１、吸気弁２０３及び圧力センサ２２５、エアフローメータ（以下、ＡＦＭと称す。）３０３、本発明の「触媒」の一例である三元触媒２２３、及び温度センサ２２４を備えており、ＥＣＵ１０の制御したで動力を発生可能に構成されている。
【００３７】
尚、図３では、説明の便宜上、エンジン１の気筒を一つのみ図示しているが、エンジン１は、例えば、４つの気筒を含む直列４気筒のエンジンである。これら複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４は、共通の可変動弁機構１１０によってリフト量及び作用角（即ち、リフト期間）を変更可能に構成されている。
【００３８】
吸気管２０６及びサージタンク１１１は、外部からエンジン１に空気を取り込む吸気通路部を構成している。エンジン１の動作時に、外部からエアクリーナ３０４を介して取り込まれた空気は、スロットル弁２１４の開度に応じた流量でサージタンク１１１及び吸気管２０６を介してエンジン１内に取り込まれる。
【００３９】
吸気管２０６は、エンジン１の動作時に、吸気弁２０３の開閉によって気筒２０１内部との連通状態が制御されている。即ち、吸気管２０６において、外部から吸入された空気（即ち、吸入空気）と、燃料噴射装置であるインジェクタ２１１から噴射された燃料とが混合され（即ち、混合気を形成し）、吸気弁２０３を介して気筒２０１に供給される。
【００４０】
アクセルポジションセンサ２１６は、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量、即ちアクセル開度を検出する。エンジン１を搭載した車両に加速要求がされたか否かは、アクセル開度に基づいて判断される。スロットルバルブモータ２１７は、アクセル２２６の踏み込み量に基づいてスロットル弁２１４を開閉駆動する。
【００４１】
サージタンク１１１は、空気を供給する吸気通路部の一部として各気筒に共用されており、各気筒へ送り込む空気を分配する他、分配される空気の圧力変動、即ち脈動を抑制する。スロットルポジションセンサ２１５は、スロットル弁２１４のスロットル開度を検出する。
【００４２】
気筒２０１は、その内部において、吸気管２０６から送られてきた混合気を、点火プラグ２０２により燃焼させることが可能に構成されている。この燃焼により、ピストン２０５は、気筒２０１内で上下に往復運動する。この往復運動がクランクシャフト２１９の回転運動に変換される。エンジン１が搭載された車両は、エンジン１から出力された回転運動に基づく駆動力によって駆動可能に構成されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２１９の回転角（即ち、クランク角）を検出する。排気管２１０は、気筒２０１内部で発生する排気ガスを排気弁２０４を介して排気する排気通路部を構成している。ＥＣＵ１０は、エンジン１の動作時に、温度センサ２２４によって測定された三元触媒２２３の温度、即ち触媒温度に関するデータを取得する。
【００４３】
三元触媒２２３は、排気管２１０の途中に配置されており、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を含む排気を浄化可能に構成されている。温度センサ２２４は、エンジン１の動作時に、三元触媒２２３の触媒温度を測定し、測定された触媒温度に関するデータをＥＣＵ１００に送る。
【００４４】
尚、後に詳細に説明するように、ＥＣＵ１００によって実行可能な動力伝達機構の制御方法によれば、エンジン１の動作時において、三元触媒２２３の触媒温度を浄化可能温度に近づけるように、或いは浄化可能温度以上に高めることができるので、エンジン１から排出される排気を浄化する三元触媒２２３の浄化能力を向上させることが可能である。
【００４５】
可変動弁機構１１０は、例えば可変動バルブ機構（ＶＶＴ）であり、ＥＣＵ１０の制御下で、吸気弁２０３及び排気弁２０４の動弁特性を変更可能に構成されている。加えて、可変動弁機構１１０は、アクチュエータによって駆動されるカムバイワイヤ（ＣａｍｂｙＷｉｒｅ）、或いは電磁駆動弁等の各気筒に共通の駆動部１１によって、エンジン１を構成する複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４のリフト量及び作用角を変更可能に構成されている。
【００４６】
＜２：動力伝達機構の制御方法＞
次に、図４乃至図７を参照しながら、ＥＣＵ１０によって実行される、動力伝達機構５００の制御方法を説明する。図４は、本実施形態に係る動力伝達機構の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。図５は、動力伝達機構を介して車両の駆動輪に出力される駆動力の変化をスロットル開度に対して示した図式的なグラフである。図６は、エンジンにおける負荷の増加量をスロットル開度に対して図式的に示したグラフである。図７は、エンジン１における排気ガス温度を空燃比に対して図式的に示したグラフである。
【００４７】
図４において、ＥＣＵ１０は、エンジン１の動作時において、温度センサ２２４が取得した触媒温度に関するデータを取得する（ステップＳ１００）。次に、ＥＣＵ１０は、エンジン１の排気を浄化する三元触媒２２３の触媒温度Ｔが三元触媒２２３の浄化可能温度Ｔ０より低いか否かを判定する（ステップＳ１１０）。触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０以上である場合には、再度ステップＳ１００に戻り、ＥＣＵ１０は同様の処理を実行する。
【００４８】
触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０より低いと判定された場合、ＥＣＵ１０は、浄化可能温度Ｔ０及び触媒温度Ｔの温度差が所定の温度差ΔＴより大きいが否かを判定する（ステップＳ１２０）。浄化可能温度Ｔ０は、大なり小なり三元触媒２２３が排気を浄化する浄化機能が作用し始める温度であり、必ずしも三元触媒２２３の活性化温度と一致していなくてもよい。所定の温度差ΔＴは、三元触媒２２３による排気の浄化作用が機能しない程度に触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０より低くなっている場合の温度差であり、三元触媒の材料、或いは動力伝達機構５００が用いられる環境の温度等の個別具体的な条件に応じて設定可能である。したがって、触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０より低く、且つ触媒温度Ｔ及び浄化可能温度Ｔ０の温度差が所定の温度差ΔＴより大きい場合とは、三元触媒２２３が排気を浄化する浄化作用が全く機能していない場合をいう。浄化可能温度Ｔ０及び触媒温度Ｔの温度差が所定の温度差ΔＴ以下である場合には、再度ステップＳ１００に戻り、ＥＣＵ１０は同様の処理を実行する。
【００４９】
浄化可能温度Ｔ０及び触媒温度Ｔの温度差が所定の温度差ΔＴより大きいと判定された場合、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１のスリップ量が増大するようにトルクコンバータ２を制御する（ステップＳ１３０）。より具体的には、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１のスリップ量の増大に伴ってエンジン１の回転数が高まるようにトルクコンバータ２を制御する。
【００５０】
次に、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１のスリップ量Ｓが所定のスリップ量Ｓ０を超えているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。スリップ量Ｓが所定のスリップ量Ｓ０以下であると判定された場合、ＥＣＵ１０は、再度ステップＳ１００に戻り順次処理を実行する。
【００５１】
ロックアップクラッチ２１のスリップ量Ｓが所定のスリップ量Ｓ０を超えていると判定された場合、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１を解放するようにトルクコンバータ２を制御する（ステップＳ１５０）。これにより、エンジン１から排出される排気の排出量を増大させることができ、排気が有する熱エネルギーによって触媒温度Ｔを高めることが可能になる。したがって、三元触媒２２３が排気を浄化する浄化作用を高めることが可能である。
【００５２】
ここで、エンジン１の回転数Ｎｅは、ロックアップクラッチ２１を解放する前に比べて高くなっている。したがって、エンジン１の動作状態は、エンジン１に相対的に高い負荷が加わった高負荷状態にある。より具体的には、例えば、当該ハイブリッド車両を運転する運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量の増大に伴って、当該ハイブリッド車両を走行させるための駆動力が相対的に高い水準に設定されている。即ち、既にＥＣＵ１０の制御下においてエンジン１の回転数Ｎｅが増大しているため、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力は増大している。
【００５３】
次に、ＥＣＵ１０は、各種センサを介してスロットル開度及びエンジン回転数Ｎｅに関するデータを読み込む（ステップＳ１６０）。
【００５４】
次に、ＥＣＵ１０は、エンジン１が高負荷状態にある否かを判定する（ステップＳ１７０）。エンジン１が高負荷状態にない場合には、再度ステップＳ１００に戻り、上述の処理を順に実行する。
【００５５】
エンジン１が高負荷状態にあると判定された場合、ＥＣＵ１０は、動力伝達機構５００を介して当該ハイブリッド車両に伝達される駆動力がスロットル開度Ｓに対して増加する増加率が小さくなるように、エンジン１を制御する。より具体的には、ＥＣＵ１０は、スロットル開度Ｓ及びエンジン回転数Ｎｅの少なくとも一方に基づいて、エンジン１に加わる負荷増加率を特定する（ステップＳ１８０）と共に、エンジン１に加わる負荷増加率を補正する（ステップＳ１９０）。
【００５６】
ステップＳ１８０及びＳ１９０の処理により、ＥＣＵ１０は、当該ハイブリッド車両を駆動する駆動力が増大した状態で、言い換えれば、エンジン回転数Ｎｅの増大に伴ってエンジン１が高負荷状態にある場合に、スリップ量Ｓを増大させる前に比べて駆動力を低下させることなく、スロットル開度Ｓに対する駆動力の増加率が小さくなるように、例えば、空燃比を高く（即ち、Ａ／Ｆリーン状態に）設定し、エンジン１の燃費を高めることが可能になる。
【００５７】
ここで、図５乃至図７を参照しながら、当該ハイブリッド車両を駆動する駆動力を確保しつつ、燃費を高めることができる理由を詳細に説明する。
【００５８】
図５において、特性線Ｌ１は、エンジン１の負荷増加率を補正する前におけるスロットル開度及び駆動力の関係を示している。特性線Ｌ２は、エンジン１が高負荷状態にある場合におけるスロットル開度及び駆動力の関係を示している。特性線Ｌ３は、特性線Ｌ２を補正した後におけるスロットル開度及び駆動力の関係を示している。
【００５９】
図５に示すように、ステップＳ１３０によってエンジン１の回転数Ｎｅが高められているため、スリップ量を高めた後の特性線Ｌ２では、特性線Ｌ１に比べて駆動力が高められている。しかしながら、特性線Ｌ２では、特性線Ｌ１に比べてエンジン１の回転数Ｎｅが高められている分、燃費の悪化を招いている。
【００６０】
そこで、ＥＣＵ１０は、特性線Ｌ２を特性線Ｌ３に補正することによって、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力を高い水準に維持しつつ、スロットル開度に対する駆動量の増加率を低下させる。より具体的には、図６に示すように、スロットル開度Ａ乃至Ｂの範囲で、エンジン１に加わる負荷の増加量を低下させる。
【００６１】
このような処理により、ＥＣＵ１０は、エンジン１が高負荷状態（スロットル開度Ａ乃至Ｂの範囲）にある場合でも、スリップ量Ｓを増大させる前に比べて駆動力が低下させることなく、空燃比を高く（即ち、Ａ／Ｆリーン状態に）設定でき、燃費を高めることが可能になる。
【００６２】
より具体的には、図７に示すように、エンジン１における空燃比をＡ／Ｆリーン側に設定することによって、当該ハイブリッド車両の走行に必要な駆動力を駆動輪に伝達しつつ、エンジン１の燃費及び触媒による排気の浄化作用の夫々を向上させることが可能である。即ち、Ａ／Ｆを理論空燃比に近づけることによって、エンジンに加わる負荷の増加量を減少させると、排気ガス温度が上昇し、触媒温度を上昇させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達機構の制御装置と共に当該動力伝達機構の主要な構成を概念的に示した概略構成図である。
【図２】トルクコンバータの構成を模式的に示した模式図である。
【図３】エンジンの構成を模式的に示した模式図である。
【図４】本実施形態に係る動力伝達機構の制御装置によって実行される動力伝達機構の制御方法の主要な処理ルーチンの順に示したフローチャートである。
【図５】動力伝達機構を介して車両の駆動輪に出力される駆動力の変化をスロットル開度に対して示した図式的なグラフである。
【図６】エンジンにおける負荷の増加量をスロットル開度に対して図式的に示したグラフである。
【図７】エンジンにおける排気ガス温度を空燃比に対して図式的に示したグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・エンジン、１０・・・ＥＣＵ、２…トルクコンバータ、２１・・・ロックアップクラッチ、２２３・・・三元触媒
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両を駆動させるためのトルク等の動力を変換するトルクコンバータを含む動力伝達機構（パワートレイン）を制御するための動力伝達機構の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達機構としては、オイル等の流体継手を介してエンジン及び変速機を機械的に相互に連結するトルクコンバータを備えた機構が知られている。また、この種の動力伝達機構を備えた車両では、エンジンの排気を浄化する触媒が通常設けられている。触媒が排気を浄化する浄化能力は、触媒の温度に依存する割合が大きく、触媒の温度は当該触媒の活性化温度以上であるほうが浄化能力を高めるうえで好ましい。例えば、特許文献１は、触媒の温度が低い場合に、ロックアップクラッチの締結力を低下させることによってエンジンの回転数を上げ、排気の温度を高めることによって触媒の温度を高める技術を開示している。
【０００３】
特許文献１に開示された技術をハイブリッド車両に応用すれば、触媒の温度が低い場合に、バッテリの充電が十分であることを前提として、エンジン及び動力伝達機構のクラッチを解放し、モータから供給される駆動力のみで車両を走行させ、アイドル状態にあるエンジンの排気によって触媒の温度を高めることが可能である。また、ハイブリッド車両の除く車両、即ちエンジンで発生した動力のみを駆動力として走行する車両についても、車両が停車している際にエンジンの負荷を高めて触媒の温度を高めることが可能である。
【０００４】
一方、特許文献２は、触媒の温度を高める際に、ロックアップクラッチのロックアップ、即ち、締結を禁止することによって、燃費を向上させる技術を提案している。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−３９４６０号公報
【特許文献２】特開２００４−３６７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、触媒の温度を高めることが可能である反面、燃費は単純に悪化するのみであり、エンジンに効率良く動力を発生させることが困難になる問題点がある。加えて、特許文献２によれば、車両の停車時、或いはハイブリッド車両がモータから供給された動力のみで走行する場合のように、エンジンに加わる負荷が低い条件下でしか触媒の温度を高めることができない問題点がある。したがって、運転者による操作に応じてエンジンに加わる負荷が高い状態（即ち、高負荷状態）にある場合には、燃費の悪化を抑制しつつ、触媒の温度を高めることが困難になる問題点がある。
【０００７】
また、ロックアップクラッチを解放することによってエンジンの回転数を高めるだけでは、動力伝達機構から車両の駆動輪に伝達される駆動力が不足してしまう問題点も生じる。
【０００８】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、燃費を極力悪化させないように触媒の温度を高め、車両の走行に必要な駆動力を駆動輪に伝達できる動力伝達機構の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る動力伝達機構の制御装置は上記課題を解決するために、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に接続され、且つ車両の動力を発生するエンジンとを有する動力伝達機構を制御するための動力伝達機構の制御装置であって、前記エンジンの排気を浄化する触媒の触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させるように前記トルクコンバータを制御すると共に、前記スリップ量が所定のスリップ量を超えた際に前記ロックアップクラッチを解放するように前記トルクコンバータを制御する第１制御手段と、前記ロックアップクラッチが解放され、且つ前記エンジンが高負荷状態にある場合に、前記動力伝達機構を介して前記車両に伝達される駆動力が、噴射量を調整することによりスロットル開度に対して増加する増加率が抑制されるように、前記エンジンを制御する第２制御手段とを備える。
【００１０】
本発明に係る動力伝達機構の制御装置によれば、第１制御手段は、前記エンジンの排気を浄化する触媒の触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させるように前記トルクコンバータを制御する。浄化可能温度とは、大なり小なり触媒の浄化機能が作用し始める温度をいい、必ずしも触媒の活性化温度と一致していなくてもよい。所定の温度差とは、当該触媒による排気の浄化作用が機能しない程度に触媒温度が浄化可能温度より低くなっている場合の温度差をいい、触媒の材料、或いは動力伝達機構が用いられる環境の温度等の個別具体的な条件に応じて設定可能である。したがって、触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合とは、触媒が排気を浄化する浄化作用が全く機能していない状態をいう。
【００１１】
ロックアップクラッチは、例えば、オイル等の流体継手を介してその締結及び非締結（即ち、解放）が切り換え可能な係合手段であり、第１制御手段の制御下において、オイルの圧力を変更することによって締結状態が変更され、そのスリップ量が変更される。したがって、第１制御手段は、スリップ量を増大させるように、より具体的には、スリップ量の増大に伴ってエンジンの回転数が高まるようにトルクコンバータを制御する。
【００１２】
第１制御手段は、前記スリップ量が所定のスリップ量を超えた際に前記ロックアップクラッチを解放するように前記トルクコンバータを制御する。これにより、排気の排出量を増大させることができ、排気が有する熱エネルギーによって触媒温度を高めることが可能になる。
【００１３】
第２制御手段は、前記ロックアップクラッチが解放され、且つ前記エンジンが高負荷状態にある場合に、より具体的には、例えば、車両を運転する運転者によるアクセルの踏み込み量が増大することによって、車両を走行させるための駆動力が高い水準に設定された際に、前記動力伝達機構を介して前記車両に伝達される駆動力が、噴射量を調整することによりスロットル開度に対して増加する増加率が抑制されるように、前記エンジンを制御する。ここで、既に第１制御手段の制御下においてエンジンの回転数が増大しているため、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力は増大している。第２制御手段は、駆動力が増大した状態で、言い換えれば、エンジン回転数の増大に伴って当該エンジンが高負荷状態にある場合に、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力が低下させることなく、スロットル開度に対する駆動力の増加率が抑制されるように、例えば、空燃比を高く（即ち、Ａ／Ｆリーン状態に）設定することによって、燃費を高めることが可能になる。また、Ａ／Ｆをリーンにすることにより、排気ガス温度が上昇し、効率的に触媒温度を高めることができる。
【００１４】
したがって、本発明に係る動力伝達機構の制御装置によれば、エンジンが高負荷状態にある場合でも、車両の走行に必要な駆動力を駆動輪に伝達しつつ、エンジンの燃費及び触媒による排気の浄化作用の夫々を向上させることが可能である。
【００１５】
本発明に係る動力伝達機構の制御装置の一の態様では、前記第２制御手段は、前記エンジンの回転数及び前記スロットル開度の少なくとも一方に基づいて、前記増加率が小さくなるように前記エンジンを制御してもよい。
【００１６】
この態様によれば、前記エンジンの回転数及び前記スロットル開度の少なくとも一方によってエンジンに加わる負荷状態を特定可能である。
【００１７】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る動力伝達機構の制御装置の実施形態を説明する。
【００１９】
＜１：動力伝達機構の構成及び動力伝達機構の制御装置＞
先ず、図１を参照しながら、本実施形態に係る動力伝達機構の制御装置によって制御される動力伝達機構（パワートレイン）５００の構成を説明する。図１は、本実施形態に係る動力伝達機構の制御装置と共に当該動力伝達機構５００の主要な構成を概念的に示した概略構成図である。尚、本実施形態では、エンジン及びモータを動力源として駆動されるハイブリッド車両を例に挙げるが、本発明に係る動力伝達機構の制御装置は、ハイブリッド車両を除く他の車両、より具体的には、エンジンのみを駆動源として駆動される車両にも適用可能である。
【００２０】
図１において、動力伝達機構５００は、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、トルクコンバータ２、及び自動変速機構３を備えている。ＥＣＵ１０は、本発明に係る「動力伝達機構の制御装置」の一例を構成すると共に、本発明の「第１制御手段」及び「第２制御手段」の夫々の一例を兼ねている。
【００２１】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えており、動力伝達機構５００及び動力伝達機構５００を搭載したハイブリッド車両の動作全体を制御する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭ等の記憶部に格納された制御プログラムに従って、後述する動力伝達機構５００の制御処理を実行可能に構成されている。
【００２２】
エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、当該ハイブリッド車両の駆動源に相当し、相互に直列に接続されている。トルクコンバータ２及び自動変速機構３は、これらの駆動源に接続されている。具体的には、エンジン１及びモータジェネレータＭＧは、トルクコンバータ２の入力軸に接続されている。トルクコンバータ２の出力軸は、自動変速機構３の入力軸と接続されている。自動変速機構３の出力軸５は、駆動輪（不図示）に接続されている。従って、エンジン１及びモータジェネレータＭＧで発生した動力が択一的に若しくは一緒にトルクコンバータ２及び自動変速機構３を介して伝達され、当該ハイブリッド車両の駆動力として駆動輪に伝達される。
【００２３】
また、走行中にアクセルペダル（不図示）の踏み込みが解放されて減速走行するときに、駆動輪からの駆動力が自動変速機構３及びトルクコンバータ２を介して駆動源に伝達されるが、このとき、エンジン１のフリクショントルクによる制動作用が生じるとともに、モータジェネレータＭＧが駆動することによる発電が行われる。モータジェネレータＭＧは、エンジン１及びトルクコンバータ２の入力軸と接続されているため、モータジェネレータＭＧが発電を行うことにより、エンジン１の出力軸１ａ及びトルクコンバータ２の入力軸には、モータジェネレータＭＧより回生制動トルクが作用する。従って、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータＭＧを制御することにより、エンジン１の回転数を変化させることができる。
【００２４】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。トルクコンバータ２は、オイルを介して動力を伝達する機能を有する流体式動力伝達装置の一種である。トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチにより、トルクコンバータ２の入力軸と出力軸との間を締結及び解放することが可能に構成されている。ロックアップクラッチを解放した状態では、駆動源（エンジン１及びモータジェネレータＭＧ）と自動変速機構３との間でオイルを介して駆動力の伝達が行われる。ロックアップクラッチを締結した状態では、駆動源と自動変速機構３とが直結されて、駆動源からの駆動力が直接、自動変速機構３に伝達される。尚、油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０の制御下において、トルクコンバータ２に供給されるオイルの油圧を調整することによって、当該ロックアップクラッチのすべり量を変更可能に構成されている。
【００２５】
ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を有し、各種センサからの検出信号に基づいて、エンジン１、モータジェネレータＭＧ、及び油圧制御装置４の夫々の動作を制御可能に構成されている。
【００２６】
図１において、一点鎖線で示す矢印がＥＣＵ１０より供給される制御信号の流れを示している。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１及びモータジェネレータＭＧの夫々に設けられた図示しない回転数センサからの検出信号に基づいて、エンジン１及びモータジェネレータＭＧの夫々の回転数を検出する。ＥＣＵ１０は、これらの回転数に基づいて、モータジェネレータＭＧ、及び油圧制御装置４の夫々の動作を制御する。加えて、ＥＣＵ１０は、スロットル開度を検出するスロットル開度センサから取得したデータに基づいて、エンジン１の動作を制御することが可能である。
【００２７】
次に、図２を参照しながら、トルクコンバータ２の構成を説明する。図２は、トルクコンバータの構成を模式的に示した模式図である。図２において、符号のない実線矢印及び破線矢印は、オイルの流れを示している。
【００２８】
トルクコンバータ２は、主要な構成要素としてロックアップクラッチ２１、ポンプインペラ２２、タービンライナ２３、及びステータ２４を含んで構成されている。ロックアップクラッチ２１は、フェーシング２１ｂを備えたロックアップピストン２１ａ、及びコンバータカバー２６から構成される。
【００２９】
エンジン１及びモータジェネレータＭＧの出力軸１ａ、Ｍａは、トルクコンバータ２の入力軸２７と接続されている。したがって、トルクコンバータ２の入力軸２７の回転数は、モータジェネレータＭＧの回転数（モータ回転数）及びエンジン１の回転数（エンジン回転数）と一致する。トルクコンバータ２の入力軸２７は、コンバータカバー２６を介して、ポンプインペラ２２と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８は、ロックアップピストン２１ａ及びタービンライナ２３と接続されている。トルクコンバータ２の出力軸２８の回転数は、タービン回転数と一致する。ステータ２４は、ワンウェイクラッチ２５を有し、トルク増幅機能を有する。
【００３０】
解放側油室３１及び締結側油室３２は、油圧制御装置４と通路３３を介して結ばれており、オイルは通路３３を行き来している。油圧制御装置４は、ＥＣＵ１０からの制御信号に基づいて、オイルの油圧の供給先を、コンバータカバー２６及びロックアップピストン２１ａ間の解放側油室３１と、ポンプインペラ２２側の締結側油室３２との間で切り換えるとともに、オイルの油圧を調整する。尚、通路３３は、実際には、トルクコンバータ２の出力軸２８内部を通過しているが、図２では、説明の便宜上、出力軸２８とは独立して図示している。
【００３１】
油圧制御装置４が油圧を締結側油室３２に供給した場合には、解放側油室３１より油圧がドレインされる。したがって、破線矢印に示すように、オイルは締結側油室３２から解放側油室３１へと向かう方向に流れる。この場合、締結側油室３２の油圧の方が、解放側油室３１の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ１に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６に押し付ける方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を強める力が作用する。この締結力は、締結側油室３２に供給される油圧の大きさに比例する。
【００３２】
油圧制御装置４が油圧を解放側油室３１に供給した場合には、締結側油室３２より油圧がドレインされる。したがって、実線矢印に示すように、オイルは解放側油室３１から締結側油室３２へと向かう方向に流れる。この場合、解放側油室３１の油圧の方が、締結側油室３２の油圧よりも大きくなるため、矢印ＡＷ２に示す方向の力、即ち、ロックアップピストン２１ａをコンバータカバー２６から引き離す方向の力が作用する。つまり、ロックアップクラッチ２１の締結力を弱める力が作用する。
【００３３】
よって、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整し、ロックアップクラッチ２１の締結力を調整することができる。より具体的には、ＥＣＵ１０は、油圧制御装置４を制御して、解放側油室３１又は締結側油室３２に供給する油圧を調整することにより、解放側油室３１の油圧と締結側油室３２の油圧との間の大小関係を変化させることができる。これにより、ロックアップクラッチ２１が締結した状態である締結状態、及び、ロックアップクラッチ２１が解放された状態であるコンバータ（非締結）状態を実現することができることに加え、ロックアップクラッチ２１のスリップ量を調整することが可能である。
【００３４】
ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１の締結状態とコンバータ状態との間の中間領域では、油圧制御装置４に制御信号を供給して、解放側油室３１の油圧又は締結側油室３２の油圧を調整することにより、ロックアップピストン２１ａのフェーシング２１ｂとコンバータカバー２６とを滑らせる状態（スリップ状態）にするスリップ制御を行う。例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１の排気を浄化する触媒の触媒温度が当該記触媒の浄化可能温度より低く、且つ当該触媒温度及び浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、ロックアップクラッチ２１のスリップ量を増大させるようにトルクコンバータ２を制御すると共に、スリップ量が所定のスリップ量を超えた際にロックアップクラッチ２１を解放するようにトルクコンバータ２を制御する。
【００３５】
次に、図３を参照しながら、エンジン１の詳細な構成を説明する。図３は、エンジン１の構成を模式的に示した模式図である。尚、同図において、図１及び図２と重複する箇所には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３６】
図３において、エンジン１は、車両の動力源として機能するように構成されたガソリンエンジンであり、吸気管２０６、気筒２０１、排気管２１０、ターボ過給機を構成するコンプレッサ４１及びタービン４２、可変動弁機構１１０、スロットル弁２１４、サージタンク１１１、吸気弁２０３及び圧力センサ２２５、エアフローメータ（以下、ＡＦＭと称す。）３０３、本発明の「触媒」の一例である三元触媒２２３、及び温度センサ２２４を備えており、ＥＣＵ１０の制御したで動力を発生可能に構成されている。
【００３７】
尚、図３では、説明の便宜上、エンジン１の気筒を一つのみ図示しているが、エンジン１は、例えば、４つの気筒を含む直列４気筒のエンジンである。これら複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４は、共通の可変動弁機構１１０によってリフト量及び作用角（即ち、リフト期間）を変更可能に構成されている。
【００３８】
吸気管２０６及びサージタンク１１１は、外部からエンジン１に空気を取り込む吸気通路部を構成している。エンジン１の動作時に、外部からエアクリーナ３０４を介して取り込まれた空気は、スロットル弁２１４の開度に応じた流量でサージタンク１１１及び吸気管２０６を介してエンジン１内に取り込まれる。
【００３９】
吸気管２０６は、エンジン１の動作時に、吸気弁２０３の開閉によって気筒２０１内部との連通状態が制御されている。即ち、吸気管２０６において、外部から吸入された空気（即ち、吸入空気）と、燃料噴射装置であるインジェクタ２１１から噴射された燃料とが混合され（即ち、混合気を形成し）、吸気弁２０３を介して気筒２０１に供給される。
【００４０】
アクセルポジションセンサ２１６は、運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量、即ちアクセル開度を検出する。エンジン１を搭載した車両に加速要求がされたか否かは、アクセル開度に基づいて判断される。スロットルバルブモータ２１７は、アクセル２２６の踏み込み量に基づいてスロットル弁２１４を開閉駆動する。
【００４１】
サージタンク１１１は、空気を供給する吸気通路部の一部として各気筒に共用されており、各気筒へ送り込む空気を分配する他、分配される空気の圧力変動、即ち脈動を抑制する。スロットルポジションセンサ２１５は、スロットル弁２１４のスロットル開度を検出する。
【００４２】
気筒２０１は、その内部において、吸気管２０６から送られてきた混合気を、点火プラグ２０２により燃焼させることが可能に構成されている。この燃焼により、ピストン２０５は、気筒２０１内で上下に往復運動する。この往復運動がクランクシャフト２１９の回転運動に変換される。エンジン１が搭載された車両は、エンジン１から出力された回転運動に基づく駆動力によって駆動可能に構成されている。クランクポジションセンサ２１８は、クランクシャフト２１９の回転角（即ち、クランク角）を検出する。排気管２１０は、気筒２０１内部で発生する排気ガスを排気弁２０４を介して排気する排気通路部を構成している。ＥＣＵ１０は、エンジン１の動作時に、温度センサ２２４によって測定された三元触媒２２３の温度、即ち触媒温度に関するデータを取得する。
【００４３】
三元触媒２２３は、排気管２１０の途中に配置されており、エンジン２００から排出されるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を含む排気を浄化可能に構成されている。温度センサ２２４は、エンジン１の動作時に、三元触媒２２３の触媒温度を測定し、測定された触媒温度に関するデータをＥＣＵ１００に送る。
【００４４】
尚、後に詳細に説明するように、ＥＣＵ１００によって実行可能な動力伝達機構の制御方法によれば、エンジン１の動作時において、三元触媒２２３の触媒温度を浄化可能温度に近づけるように、或いは浄化可能温度以上に高めることができるので、エンジン１から排出される排気を浄化する三元触媒２２３の浄化能力を向上させることが可能である。
【００４５】
可変動弁機構１１０は、例えば可変動バルブ機構（ＶＶＴ）であり、ＥＣＵ１０の制御下で、吸気弁２０３及び排気弁２０４の動弁特性を変更可能に構成されている。加えて、可変動弁機構１１０は、アクチュエータによって駆動されるカムバイワイヤ（ＣａｍｂｙＷｉｒｅ）、或いは電磁駆動弁等の各気筒に共通の駆動部１１によって、エンジン１を構成する複数の気筒の夫々に対応して設けられた複数の吸気弁２０３及び複数の排気弁２０４のリフト量及び作用角を変更可能に構成されている。
【００４６】
＜２：動力伝達機構の制御方法＞
次に、図４乃至図７を参照しながら、ＥＣＵ１０によって実行される、動力伝達機構５００の制御方法を説明する。図４は、本実施形態に係る動力伝達機構の制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。図５は、動力伝達機構を介して車両の駆動輪に出力される駆動力の変化をスロットル開度に対して示した図式的なグラフである。図６は、エンジンにおける負荷の増加量をスロットル開度に対して図式的に示したグラフである。図７は、エンジン１における排気ガス温度を空燃比に対して図式的に示したグラフである。
【００４７】
図４において、ＥＣＵ１０は、エンジン１の動作時において、温度センサ２２４が取得した触媒温度に関するデータを取得する（ステップＳ１００）。次に、ＥＣＵ１０は、エンジン１の排気を浄化する三元触媒２２３の触媒温度Ｔが三元触媒２２３の浄化可能温度Ｔ０より低いか否かを判定する（ステップＳ１１０）。触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０以上である場合には、再度ステップＳ１００に戻り、ＥＣＵ１０は同様の処理を実行する。
【００４８】
触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０より低いと判定された場合、ＥＣＵ１０は、浄化可能温度Ｔ０及び触媒温度Ｔの温度差が所定の温度差ΔＴより大きいが否かを判定する（ステップＳ１２０）。浄化可能温度Ｔ０は、大なり小なり三元触媒２２３が排気を浄化する浄化機能が作用し始める温度であり、必ずしも三元触媒２２３の活性化温度と一致していなくてもよい。所定の温度差ΔＴは、三元触媒２２３による排気の浄化作用が機能しない程度に触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０より低くなっている場合の温度差であり、三元触媒の材料、或いは動力伝達機構５００が用いられる環境の温度等の個別具体的な条件に応じて設定可能である。したがって、触媒温度Ｔが浄化可能温度Ｔ０より低く、且つ触媒温度Ｔ及び浄化可能温度Ｔ０の温度差が所定の温度差ΔＴより大きい場合とは、三元触媒２２３が排気を浄化する浄化作用が全く機能していない場合をいう。浄化可能温度Ｔ０及び触媒温度Ｔの温度差が所定の温度差ΔＴ以下である場合には、再度ステップＳ１００に戻り、ＥＣＵ１０は同様の処理を実行する。
【００４９】
浄化可能温度Ｔ０及び触媒温度Ｔの温度差が所定の温度差ΔＴより大きいと判定された場合、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１のスリップ量が増大するようにトルクコンバータ２を制御する（ステップＳ１３０）。より具体的には、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１のスリップ量の増大に伴ってエンジン１の回転数が高まるようにトルクコンバータ２を制御する。
【００５０】
次に、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１のスリップ量Ｓが所定のスリップ量Ｓ０を超えているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。スリップ量Ｓが所定のスリップ量Ｓ０以下であると判定された場合、ＥＣＵ１０は、再度ステップＳ１００に戻り順次処理を実行する。
【００５１】
ロックアップクラッチ２１のスリップ量Ｓが所定のスリップ量Ｓ０を超えていると判定された場合、ＥＣＵ１０は、ロックアップクラッチ２１を解放するようにトルクコンバータ２を制御する（ステップＳ１５０）。これにより、エンジン１から排出される排気の排出量を増大させることができ、排気が有する熱エネルギーによって触媒温度Ｔを高めることが可能になる。したがって、三元触媒２２３が排気を浄化する浄化作用を高めることが可能である。
【００５２】
ここで、エンジン１の回転数Ｎｅは、ロックアップクラッチ２１を解放する前に比べて高くなっている。したがって、エンジン１の動作状態は、エンジン１に相対的に高い負荷が加わった高負荷状態にある。より具体的には、例えば、当該ハイブリッド車両を運転する運転者によるアクセルペダル２２６の踏み込み量の増大に伴って、当該ハイブリッド車両を走行させるための駆動力が相対的に高い水準に設定されている。即ち、既にＥＣＵ１０の制御下においてエンジン１の回転数Ｎｅが増大しているため、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力は増大している。
【００５３】
次に、ＥＣＵ１０は、各種センサを介してスロットル開度及びエンジン回転数Ｎｅに関するデータを読み込む（ステップＳ１６０）。
【００５４】
次に、ＥＣＵ１０は、エンジン１が高負荷状態にある否かを判定する（ステップＳ１７０）。エンジン１が高負荷状態にない場合には、再度ステップＳ１００に戻り、上述の処理を順に実行する。
【００５５】
エンジン１が高負荷状態にあると判定された場合、ＥＣＵ１０は、動力伝達機構５００を介して当該ハイブリッド車両に伝達される駆動力がスロットル開度Ｓに対して増加する増加率が小さくなるように、エンジン１を制御する。より具体的には、ＥＣＵ１０は、スロットル開度Ｓ及びエンジン回転数Ｎｅの少なくとも一方に基づいて、エンジン１に加わる負荷増加率を特定する（ステップＳ１８０）と共に、エンジン１に加わる負荷増加率を補正する（ステップＳ１９０）。
【００５６】
ステップＳ１８０及びＳ１９０の処理により、ＥＣＵ１０は、当該ハイブリッド車両を駆動する駆動力が増大した状態で、言い換えれば、エンジン回転数Ｎｅの増大に伴ってエンジン１が高負荷状態にある場合に、スリップ量Ｓを増大させる前に比べて駆動力を低下させることなく、スロットル開度Ｓに対する駆動力の増加率が小さくなるように、例えば、空燃比を高く（即ち、Ａ／Ｆリーン状態に）設定し、エンジン１の燃費を高めることが可能になる。
【００５７】
ここで、図５乃至図７を参照しながら、当該ハイブリッド車両を駆動する駆動力を確保しつつ、燃費を高めることができる理由を詳細に説明する。
【００５８】
図５において、特性線Ｌ１は、エンジン１の負荷増加率を補正する前におけるスロットル開度及び駆動力の関係を示している。特性線Ｌ２は、エンジン１が高負荷状態にある場合におけるスロットル開度及び駆動力の関係を示している。特性線Ｌ３は、特性線Ｌ２を補正した後におけるスロットル開度及び駆動力の関係を示している。
【００５９】
図５に示すように、ステップＳ１３０によってエンジン１の回転数Ｎｅが高められているため、スリップ量を高めた後の特性線Ｌ２では、特性線Ｌ１に比べて駆動力が高められている。しかしながら、特性線Ｌ２では、特性線Ｌ１に比べてエンジン１の回転数Ｎｅが高められている分、燃費の悪化を招いている。
【００６０】
そこで、ＥＣＵ１０は、特性線Ｌ２を特性線Ｌ３に補正することによって、スリップ量を増大させる前に比べて駆動力を高い水準に維持しつつ、スロットル開度に対する駆動量の増加率を低下させる。より具体的には、図６に示すように、スロットル開度Ａ乃至Ｂの範囲で、エンジン１に加わる負荷の増加量を低下させる。
【００６１】
このような処理により、ＥＣＵ１０は、エンジン１が高負荷状態（スロットル開度Ａ乃至Ｂの範囲）にある場合でも、スリップ量Ｓを増大させる前に比べて駆動力が低下させることなく、空燃比を高く（即ち、Ａ／Ｆリーン状態に）設定でき、燃費を高めることが可能になる。
【００６２】
より具体的には、図７に示すように、エンジン１における空燃比をＡ／Ｆリーン側に設定することによって、当該ハイブリッド車両の走行に必要な駆動力を駆動輪に伝達しつつ、エンジン１の燃費及び触媒による排気の浄化作用の夫々を向上させることが可能である。即ち、Ａ／Ｆを理論空燃比に近づけることによって、エンジンに加わる負荷の増加量を減少させると、排気ガス温度が上昇し、触媒温度を上昇させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態に係る動力伝達機構の制御装置と共に当該動力伝達機構の主要な構成を概念的に示した概略構成図である。
【図２】トルクコンバータの構成を模式的に示した模式図である。
【図３】エンジンの構成を模式的に示した模式図である。
【図４】本実施形態に係る動力伝達機構の制御装置によって実行される動力伝達機構の制御方法の主要な処理ルーチンの順に示したフローチャートである。
【図５】動力伝達機構を介して車両の駆動輪に出力される駆動力の変化をスロットル開度に対して示した図式的なグラフである。
【図６】エンジンにおける負荷の増加量をスロットル開度に対して図式的に示したグラフである。
【図７】エンジンにおける排気ガス温度を空燃比に対して図式的に示したグラフである。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・エンジン、１０・・・ＥＣＵ、２…トルクコンバータ、２１・・・ロックアップクラッチ、２２３・・・三元触媒
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に
接続され、且つ車両の動力を発生するエンジンとを有する動力伝達機構を制御するための動力伝達機構の制御装置であって、
前記エンジンの排気を浄化する触媒の触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させるように前記トルクコンバータを制御すると共に、前記スリップ量が所定のスリップ量を超えた際に前記ロックアップクラッチを解放するように前記トルクコンバータを制御する第１制御手段と、
前記ロックアップクラッチが解放され、且つ前記エンジンが高負荷状態にある場合に、前記動力伝達機構を介して前記車両に伝達される駆動力が、噴射量を調整することによりスロットル開度に対して増加する増加率が抑制されるように、前記エンジンを制御する第２制御手段と
を備えたことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
【請求項２】
前記第２制御手段は、前記エンジンの回転数及び前記スロットル開度の少なくとも一方に基づいて、前記増加率が小さくなるように前記エンジンを制御すること
を特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構の制御装置。
【請求項１】
ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータの入力軸に
接続され、且つ車両の動力を発生するエンジンとを有する動力伝達機構を制御するための動力伝達機構の制御装置であって、
前記エンジンの排気を浄化する触媒の触媒温度が前記触媒の浄化可能温度より低く、且つ前記触媒温度及び前記浄化可能温度の温度差が所定の温度差より大きい場合に、前記ロックアップクラッチのスリップ量を増大させるように前記トルクコンバータを制御すると共に、前記スリップ量が所定のスリップ量を超えた際に前記ロックアップクラッチを解放するように前記トルクコンバータを制御する第１制御手段と、
前記ロックアップクラッチが解放され、且つ前記エンジンが高負荷状態にある場合に、前記動力伝達機構を介して前記車両に伝達される駆動力が、噴射量を調整することによりスロットル開度に対して増加する増加率が抑制されるように、前記エンジンを制御する第２制御手段と
を備えたことを特徴とする動力伝達機構の制御装置。
【請求項２】
前記第２制御手段は、前記エンジンの回転数及び前記スロットル開度の少なくとも一方に基づいて、前記増加率が小さくなるように前記エンジンを制御すること
を特徴とする請求項１に記載の動力伝達機構の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２５５７０１（Ｐ２００９−２５５７０１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０６３４７（Ｐ２００８−１０６３４７）
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１６日（２００８．４．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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