車両用駆動装置の制御装置
【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、且つ、変速応答性を向上させることができる車両用駆動装置の制御装置を提供する。
【解決手段】容量係数制御手段１２２は、ダウンシフト判定手段１２６によって自動変速機８がダウンシフトされると判定されたとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減するため、ダウンシフト時のエンジン９の回転速度を上昇させたい領域でトルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減させてエンジン９の回転速度を速やかに引き上げることができる。これにより、自動変速機８のダウンシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【解決手段】容量係数制御手段１２２は、ダウンシフト判定手段１２６によって自動変速機８がダウンシフトされると判定されたとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減するため、ダウンシフト時のエンジン９の回転速度を上昇させたい領域でトルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減させてエンジン９の回転速度を速やかに引き上げることができる。これにより、自動変速機８のダウンシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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係り、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１６９１７０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、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。
【０００７】
また、例えば変速機がダウンシフトされるとき、トルクコンバータの容量係数が高いと、駆動源の回転速度の上昇が遅くなり、ダウンシフトの応答性に影響を及ぼす可能性があった。例えば、アクセルペダルを踏み込むことよりダウンシフトされる所謂キックダウン変速において、トルクコンバータの容量係数が高いと、エンジン回転速度の上昇が遅れるため、変速機の変速時間を長くする必要性が生じ、変速応答性が悪化する可能性があった。
【０００８】
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、且つ、変速応答性を向上させることができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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（駆動、制動）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、発明者等は、変速機のダウンシフト時において、トルクコンバータの容量係数を制御することで、変速応答性を向上させることができることを見いだした。
【００１０】
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、複数の変速比に変速可能な変速機とを、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）前記ステータ翼車に動力伝達可能に連結された電動機と、（ｃ）その電動機を制御することで、前記トルクコンバータの容量係数を制御する容量係数制御手段と、（ｄ）前記変速機がダウンシフトされるか否かを判定するダウンシフト判定手段とを、備え、（ｅ）前記容量係数制御手段は、前記ダウンシフト判定手段によって前記変速機がダウンシフトされると判定されたとき、前記トルクコンバータの容量係数を低減することを特徴とする。
【００１１】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込むことで生じるキックダウンシフトであることを特徴とする。
【００１２】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフトであることを特徴とする。
【００１３】
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、前記容量係数制御手段によって前記容量係数を低減するとき、目標となる目標容量係数を算出する目標容量係数算出手段を備えており、前記容量係数算出手段は、前記容量係数が前記目標容量係数となるように低減制御することを特徴とする。
【００１４】
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４の車両用駆動装置の制御装置において、前記変速機の変速進行度を算出すると共に、その変速進行度が閾値を超えるか否かを判定する変速進行度判定手段を備えており、前記容量係数制御手段は、前記変速進行度が前記閾値を越えるとき、前記容量係数を増大することを特徴とする。
【００１５】
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４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、前記容量係数を低減させたあと、所定時間経過後に前記容量係数を増大することを特徴とする。
【００１６】
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４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、前記容量係数を低減させたあと、前記駆動源の回転速度が所定回転速度を越えたときに前記容量係数を増大することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、請求項５乃至７のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置において、前記容量係数を増大する際、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度とが、前記変速機のダウンシフト終了時において同期されるように前記容量係数を増大することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
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可能な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。
【００１９】
また、前記容量係数制御手段は、前記ダウンシフト判定手段によって前記変速機がダウンシフトされると判定されたとき、前記トルクコンバータの容量係数を低減するため、ダウンシフト時の駆動源の回転速度を上昇させたい領域でトルクコンバータの容量係数を低減させて駆動源の回転速度を速やかに引き上げることができる。これにより、変速機のダウンシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【００２０】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込むことで生じるキックダウンシフトであるため、変速応答性が向上するに伴い、速やかな加速が可能となる。
【００２１】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフトであるため、例えば変速応答性が向上するに伴い、速やかなダウンシフトによる車両の制動が可能となる。
【００２２】
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、前記容量係数制御手段によって前記容量係数を低減するとき、目標となる目標容量係数を算出する目標容量係数算出手段を備えており、前記容量係数算出手段は、前記容量係数が前記目標容量係数となるように低減制御するため、好適な容量係数に制御され、駆動源の回転速度を変速機の変速状態に合わせて好適に引き上げることができる。
【００２３】
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、前記変速機の変速進行度を算出すると共に、その変速進行度が閾値を超えるか否かを判定する変速進行度判定手段を備えており、前記容量係数制御手段は、前記変速進行度が前記閾値を越えるとき、前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了時において、駆動源の回転速度の吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００２４】
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、前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、所定時間経過後に前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了時において、駆動源の回転速度の吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００２５】
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、前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、前記駆動源の回転速度が所定回転速度を越えたときに前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了時において、駆動源の回転速度の吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００２６】
また、請求項８にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記容量係数を増大する際、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度とが、前記変速機のダウンシフト終了時において同期されるように前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了のタイミングに合わせて好適にポンプ翼車の回転速度およびタービン翼車の回転速度を引き上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【実施例】
【００２８】
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、本実施例のエンジン９が本発明の駆動源に対応しており、自動変速機８が本発明の変速機に対応している。
【００２９】
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設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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を回転駆動可能な電動モータ（電動機）１０と、その電動モータ１０とステータ翼車６ｓとの間の動力伝達経路を断続可能なクラッチ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との間を断続可能なブレーキ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。
【００３２】
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ＩDの大きさに比例する上記正回転方向の駆動トルクＴD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ＩDの大きさに比例する上記負回転方向の駆動トルクＴDが与えられる。
【００３３】
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等に供給すなわち蓄電される発電電流ＩG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ＴBが与えられる。
【００３４】
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ＴB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ＴDあるいは制動トルクＴB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ＴDあるいは制動トルクＴBの伝達割合が変化させられるようになっている。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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ＮＩＮ／自動変速機８の出力軸回転速度ＮＯＵＴ）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。
【００４０】
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ＮＥ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ＮTすなわち入力軸回転速度ＮIN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ＮＳを示す信号、吸入空気量センサ８４からの吸入空気量ＱAを示す信号、吸入空気温度センサ８６からの吸入空気温度ＴA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ＮOUT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θTHを示す信号、冷却水温センサ９２からの冷却水温ＴW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ＴOIL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であるアクセル開度ＡCC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）ＰSHを示す信号などが供給されるようになっている。
【００４１】
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。
【００４２】
本実施例においては、上記エンジン９の出力制御は、エンジン出力制御装置の一部である電子スロットル弁１０８、燃料噴射装置１１０、点火装置１１２などによって行われる。
【００４３】
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）からアクセル開度Ａcc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。
【００４４】
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、および電動モータ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、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ＩDの大きさに比例する駆動トルクＴD、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ＩGの大きさに比例する制動トルクＴBが適宜調整されることにより実行される。
【００４５】
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、ステータ翼車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。
【００４６】
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。
【００４７】
Ｔ＝(γ／ｇ)×Ｑ×△(ｒ×ｖＵ) ・・・式(１)
【００４８】
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×ｖＵ)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×ｖＵ[m2/s]の差である。
【００４９】
上記式(１)から、ポンプ翼車６ｐが作動油に与えるトルクＴ１[N・m]、タービン翼車６ｔが作動油に与えるトルクＴ２[N・m]、およびステータ翼車６ｓが作動油に与えるトルクＴ３[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、ＴＰはポンプトルク[N・m]すなわちエンジントルク、ＴＴはタービントルク[N・m]すなわち出力トルク、ＴＳ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。
【００５０】
Ｔ１＝ ＴＰ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＰ×ｒ２−ＶＵＳ×ｒ１)・・・式(２)
Ｔ２＝−ＴＴ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＴ×ｒ３−ＶＵＰ×ｒ２)・・・式(３)
Ｔ３＝ ＴＳ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＳ×ｒ１−ＶＵＴ×ｒ３)・・・式(４)
【００５１】
式(２)乃至(４)において、ｒ１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]、ｒ２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]、ｒ３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、ＶＵＰはポンプ翼車６ｐの絶対速度の円周分速度[m/s]、ＶＵＴはタービン翼車６ｔの絶対速度の円周分速度[m/s]、ＶＵＳはステータ翼車６ｓの絶対速度の円周分速度[m/s]である。
【００５２】
式(２)乃至(４)からＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３＝０(零)が成立するため、ポンプトルクＴＰ、タービントルクＴＴ、およびステータトルクＴＳ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ＴＰに対するタービントルクＴＴのトルク増加分は、ステータトルクＴＳに一致する。
【００５３】
ＴＴ＝ＴＰ＋ＴＳ ・・・式(５)
【００５４】
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ＴDあるいは制動トルクＴB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。
【００５５】
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ＮＴ[rpm]とポンプ翼車６ｐのポンプ回転数ＮＰ[rpm]との回転速度比すなわち速度比ｅ(＝ＮＴ／ＮＰ)に対する、タービントルクＴＴとポンプトルクＴＰとのトルク比（トルク増幅率）ｔ(＝ＴＴ／ＴＰ)を示す図であり、図７は、上記速度比ｅ(＝ＮＴ／ＮＰ)に対する、容量係数Ｃ(＝ＴＰ／ＮＰ２)[N・m/rpm2]を示す図である。
【００５６】
図６および図７において、制動トルクＴB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。
【００５７】
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ＴD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ＴＳ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ＴD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。
【００５８】
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ＴＳ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。
【００５９】
また、制動（回生）トルクＴB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ＴＳ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ＴＢ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。
【００６０】
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、その駆動および制動（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。
【００６１】
図８は、電子制御装置７８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。変速制御手段１２０は、自動変速機８の変速を行う制御手段として機能するものである。変速制御手段１２０は、例えば、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。
【００６２】
容量係数制御手段１２２は、電動モータ１０を制御することで、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを好適に制御する。具体的には、容量係数制御手段１２２は、例えば車両の発進時あるいは加速走行時に、クラッチＣｓを係合させるとともに電動モータ１０によりステータ翼車６ｓをポンプ翼車６ｐと同回転方向へ回転させる制御を行う。これにより、前述のようにトルクコンバータ６のトルク比ｔが増大制御され容量係数Ｃが低減制御される。このトルク比ｔの増大により発進トルクあるいは加速トルクが増大し、容量係数Ｃの低減によりエンジン回転のスムーズな上昇が可能となる。このような制御は、高アクセル開度等の加速（動力性能）指向走行時において有効であり、特に、エンジン回転のよりスムーズな上昇が求められるターボチャージャーエンジン等にて実行されると有効である。
【００６３】
また、容量係数制御手段１２２は、例えば車両の発進時あるいは加速走行時に、クラッチＣｓを係合させるとともに、電動モータ１０をステータ翼車６ｓに作用するトルクにより回転させられるようにする制御を行う。これにより、車両の発進時あるいは加速走行時にトルクコンバータ６がトルク増幅を行っている場合において、前述のようにステータ翼車６ｓが流体流から受けるトルクすなわち反力トルクによりポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対方向の負回転方向に回転されるに伴う電動モータ１０の回生量を制御する。これにより、トルクコンバータ６のトルク比ｔが低減制御され、容量係数Ｃが増大制御される。このような制御は、低アクセル開度等の低燃費指向走行時において有効である。さらに、電動モータ１０の回生による燃費向上が可能となる。
【００６４】
また、容量係数制御手段１２２は、ブレーキＢｓの係合圧を制御することで容量係数Ｃを制御する。例えば、容量係数制御手段１２２は、トルクコンバータレンジにおいて、ブレーキＢｓの係合圧をブレーキＢｓが完全係合される大きさまで増圧することで、ステータ翼車６ｓを回転停止させる。これより、トルクコンバータ６の容量係数Ｃが図７に示すベースラインＢＣとなるように制御される。また、トルクコンバータ６がカップリングレンジとなるとブレーキＢｓを解放させることで、ステータ翼車６ｓを空転させる。また、容量係数制御手段１２２は、例えば走行中の駆動トルクを低減させる必要が生じた場合などにおいて、ブレーキＢｓの係合圧を制御してブレーキＢｓをスリップ係合させることにより、容量係数Ｃを増大制御する。
【００６５】
ところで、自動変速機８がダウンシフトされるとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃが高いと、エンジン９の回転速度ＮＥの上昇が遅くなり、ダウンシフトの際の変速応答性が低下する可能性があった。そこで、容量係数制御手段１２２は、自動変速機８がダウンシフトされるとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減する制御を実施することで、自動変速機８の変速応答性を向上させる。以下、上記制御について詳細に説明する。
【００６６】
アクセル開度判定手段１２４は、アクセルペダル９８の操作量（踏み込み量）であるアクセル開度Ａccを検出し、そのアクセル開度Ａccに基づいて、アクセル開度が全閉状態、すなわちアクセルペダル９８が無操作状態であるか否か、およびアクセルペダル９８の踏み込み操作が実施されたか否かを判定する。
【００６７】
そして、アクセル開度判定手段１２４によってアクセルペダル９８が踏み込まれたと判定されると、ダウンシフト判定手段１２６が実施される。ダウンシフト判定手段１２６は、車速Ｖおよびアクセル開度Ａccで示される図示しない変速線図に基づいて車両の走行状態がダウンシフト線を横切ったとき、自動変速機８がダウンシフトされる、すなわちダウンシフト制御指令が出力されるものと判定する。また、アクセル開度Ａccが所定値を越えるとき、ダウンシフト判定手段１２６は、自動的に自動変速機８がダウンシフトされるものと判定する。なお、所定値は、予め設定されているものであり、キックダウン指令が出力される閾値に対応している。
【００６８】
マニュアルシフト判定手段１２５は、シフトレバー１０６のレバーポジションＰＳＨが運転者によってマニュアルシフト可能なマニュアルポジションに操作されると共に、運転者によってダウンシフト側にマニュアル操作されたか否かを判定する。そして、マニュアルシフト判定手段１２５に基づいて、運転者によってダウンシフト側にマニュアル操作されたと判定されると、ダウンシフト判定手段１２６は、自動変速機８がダウンシフトされるものと判定する。
【００６９】
可変容量制御可否判定手段１２８は、例えばステータ翼車６ｓと電動モータ１０とを断続するクラッチＣｓが故障していないか否か、電動モータ１０が故障していないか否か、或いは、電動モータ１０に電力を供給する蓄電装置５０の充電容量ＳＯＣが制御可能な下限値を下回っていないか否かなどに基づいて、容量係数制御手段１２２による可変容量係数制御が実施可能か否かを判定する。
【００７０】
前記可変容量制御可否判定手段１２８によって、容量係数制御手段１２２による可変容量係数制御が実施可能と判定されると、容量係数制御手段１２２は、目標容量係数算出手段１３０による目標容量係数Ｃｐの算出を実施する。目標容量係数算出手段１３０は、自動変速機８のダウンシフト時において容量係数Ｃを低減する際に目標となる容量係数Ｃｐを算出する。具体的には、目標容量係数算出手段１３０は、例えば、変速前のタービン回転速度ＮＴ１と変速後に予想されるタービン回転速度ＮＴ２との回転速度差ΔＮ１を算出し、その回転速度差ΔＮ１に基づいて予め設定されている関係から目標容量係数Ｃｐを決定する。ここで、回転速度差ΔＮ１が大きくなるに従い、目標容量係数Ｃｐは小さくなるように設定されており、目標容量係数Ｃｐは制御前の容量係数Ｃよりも小さくなる。なお、変速後に予想されるタービン回転速度ＮＴ２は、出力軸回転速度ＮＯＵＴおよび変速後の自動変速機８の変速比に基づいて算出される。
【００７１】
そして、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃが目標容量係数算出手段１３０によって算出された容量係数Ｃｐとなるように、容量係数Ｃを低減制御する。
【００７２】
変速進行度判定手段１３２は、自動変速機８のダウンシフト制御の変速進行度を算出し、その変速進行度αが予め設定された所定の閾値βを超えるか否かを判定する。具体的には、例えば変速時における現在の変速比γ１（＝自動変速機８の入力軸回転速度ＮＩＮ／自動変速機８の出力軸回転速度ＮＯＵＴ）を算出し、機械的に決定されている変速前の自動変速機８の変速比γ２および変速後の自動変速機８の変速比γ３に基づいて変速進行度α（＝（γ１−γ２）／（γ３−γ２））を算出する。そして、その変速進行度αが所定の閾値βを越えるか否かを判定する。なお、自動変速機８の入力軸回転速度ＮＩＮは、タービン回転速度センサ８２によって検出され、出力軸回転速度ＮＯＵＴは、車速センサ８８によって検出される。ここで、所定の閾値βは、予め実験などによって設定され、例えば変速進行度αが閾値βを越えるとき、エンジン回転速度ＮＥが十分に引き上げられているような値に設定される。なお、変速進行度αは、自動変速機８の変速比に基づく算出だけでなく、例えば、現在のタービン回転速度ＮＴを検出し、自動変速機８の変速前のタービン回転速度ＮＴおよび変速後の自動変速機８の変速比に従って変速後に予測されるタービン回転速度ＮＴに基づいて算出することもできる。
【００７３】
容量係数制御手段１２２は、前記変速進行度αが閾値βを越えたとき、容量係数Ｃの低減制御を終了し、自動変速機８の予想されるダウンシフト終了タイミング（ダウンシフト終了時期）に合わせて容量係数Ｃを増大する。この容量係数Ｃの増大によって、自動変速機８のダウンシフト終了時のエンジン９の吹き上がり（オーバーシュート）が抑制される。ここで、自動変速機８の予想されるダウンシフト終了タイミングは、例えば、自動変速機８の変速後に予想されるタービン回転速度ＮＴ（或いは変速後の出力軸回転速度ＮＯＵＴ）と現在のタービン回転速度ＮＴとの回転速度差に基づいて予測される。そして、ダウンシフト終了タイミングが予測されると、容量係数制御手段１２２は、そのダウンシフト終了タイミングにおいて、エンジン回転速度ＮＥ（＝ポンプ回転速度ＮＰ）とタービン回転速度ＮＴとが同期するように、容量係数Ｃを増大制御する。具体的には、例えばエンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの回転速度差に基づいて容量係数Ｃを制御（フィードバック制御）する。或いは、例えばタービン回転速度ＮＴの変化勾配（上昇勾配）を逐次検出し、タービン回転速度ＮＴがダウンシフト終了タイミングにおいて自動変速機８の変速終了後に予測されるタービン回転速度ＮＴに到達するように、容量係数Ｃの増大制御を実行する。
【００７４】
ここで、前記容量係数Ｃを増大するタイミングの判定を、前記変速進行度αに代えて、例えば容量係数制御手段１２２による容量係数低減開始時からの経過時間に基づいて判定するものであっても構わない。具体的には、容量係数Ｃの低減開始時から所定時間時間経過後に容量係数Ｃを増大する。なお、所定時間は、予め実験などによって設定され、エンジン回転速度ＮＥが十分に引き上げられている時間に設定される。或いは、例えばエンジン回転速度ＮＥが予め実験的に設定された所定回転速度を超えたとき、容量係数Ｃを増大する判定制御であっても構わない。この所定回転速度は、例えば自動変速機８の変速後に予想されるエンジン回転速度ＮＥに近い回転速度に設定される。
【００７５】
図９は、電子制御装置７８の制御作動の要部すなわち自動変速機８のダウンシフトの際に変速応答性を向上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施されるものである。
【００７６】
先ず、アクセル開度判定手段１２４に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）において、アクセル開度Ａccが零すなわち全閉状態である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、さらにアクセル開度判定手段１２４に対応するＳＡ２において、アクセルペダル９８の踏み込み操作が実施された否かが判定される。ＳＡ２が否定されると、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ２が肯定されると、ダウンシフト判定手段１２６に対応するＳＡ３において、変速線図を用いた自動変速機８のダウンシフト判定が実施される。そして、ダウンシフト判定手段１２６に対応するＳＡ４において、ＳＡ３に基づいて自動変速機８のダウンシフト制御指令が出力されたか否かが判定される。ＳＡ４が否定されると、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ４が肯定されると、可変容量制御可否判定手段１２８に対応するＳＡ５において、ステータ翼車６ｓを介して電動モータ１０による可変容量制御が実施可能か否かが判定される。ＳＡ５が否定される、すなわち可変容量制御が実施不可能と判定されると、変速制御手段１２０に対応するＳＡ１１において、可変容量制御を実施しない通常走行での変速制御が実施される。ＳＡ５が肯定されると、目標容量係数算出手段１３０に対応するＳＡ６において、容量係数Ｃを低減する際の目標となる目標容量係数Ｃｐを算出する。そして、容量係数制御手段１２２に対応するＳＡ７において、ＳＡ６において算出された目標容量係数Ｃｐとなるように容量係数Ｃの低減制御が実施される。次いで、変速進行度算出手段１３０に対応するＳＡ８において、自動変速機８のダウンシフト制御の変速進行度αが算出される。さらに、変速進行度判定手段１３０に対応するＳＡ９において、自動変速機８のダウンシフト制御中の変速進行度αが予め設定されている所定の閾値βを越えるか否かが判定される。ＳＡ９が否定されると、ＳＡ６に戻りＳＡ９が肯定される、すなわち変速進行度αが所定の閾値βを越えるまで繰り返し同様のステップが繰り返される。ＳＡ９が肯定されると、容量係数制御手段１２２に対応するＳＡ１０において、容量係数Ｃの低減制御が終了させられ、容量係数Ｃの復帰制御（増大制御）が開始される。
【００７７】
図１０は、アクセルペダル９８を踏み込むことで実施されるアクセルオンキックダウンシフトにおいて、容量係数Ｃを低減することで自動変速機８の変速応答性を向上させる制御作動を説明するタイムチャートである。
【００７８】
ｔ１時点において、アクセルペダル９８の踏み込み操作が実施されることによりアクセル開度Ａccが増大されると、自動変速機８のダウンシフト制御指令が出力され、エンジン回転速度ＮＥの上昇を促進するため、容量係数制御手段１２２による容量係数Ｃの低減制御が開始される。なお、容量係数Ｃは、目標容量係数算出手段１３０によって算出される目標容量係数Ｃｐを目標に制御される。これにより、図１０に示すように、ｔ１時点乃至ｔ２時点において、エンジン９に係る負荷が小さくなるので、本発明におけるエンジン回転速度ＮＥの変化勾配（上昇勾配）が、従来技術のエンジン回転速度ＮＥの変化勾配より大きくなり、エンジン回転速度ＮＥが速やかに上昇される。そして、ｔ２時点において、変速進行度判定手段１３２によって自動変速機８の変速進行度αが所定の閾値βを越えると判定されると、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃを増大させることにより、エンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとが変速終了時において滑らかに同期される。これらより、自動変速機８の変速応答性を向上させることが可能となり、自動変速機８の出力軸２４から出力される出力軸トルクを従来よりも速やかに出力することが可能となる。
【００７９】
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を駆動可能な電動モータ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。
【００８０】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２は、ダウンシフト判定手段１２６によって自動変速機８がダウンシフトされると判定されたとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減するため、ダウンシフト時のエンジン９の回転速度を上昇させたい領域でトルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減させてエンジン９の回転速度を速やかに引き上げることができる。これにより、自動変速機８のダウンシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施例によれば、自動変速機８のダウンシフトは、アクセルペダル９８を踏み込むことで生じるキックダウンシフトであるため、変速応答性が向上するに伴い、速やかな加速が可能となる。
【００８２】
また、本実施例によれば、自動変速機８のダウンシフトは、アクセルペダル９８を踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフトであるため、例えば変速応答性が向上するに伴い、速やかなダウンシフトによる車両の制動が可能となる。
【００８３】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２によって容量係数Ｃを低減するとき、目標となる目標容量係数Ｃｐを算出する目標容量係数算出手段１３０を備えており、容量係数算出手段１２２は、容量係数Ｃが目標容量係数Ｃｐとなるように低減制御するため、好適な容量係数Ｃに制御され、エンジン９の回転速度を自動変速機８の変速状態に合わせて好適に引き上げることができる。
【００８４】
また、本実施例によれば、自動変速機８の変速進行度αを算出すると共に、その変速進行度αが閾値βを超えるか否かを判定する変速進行度判定手段１３２を備えており、容量係数制御手段１２２は、変速進行度αが閾値βを越えるとき、容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了時において、エンジン８の回転速度ＮＥの吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００８５】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃを低減させたあと、所定時間経過後に容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了時において、エンジン９の回転速度ＮＥの吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００８６】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃを低減させたあと、エンジン９の回転速度ＮＥが所定回転速度を越えたときに容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了時において、エンジン９の回転速度ＮＥの吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００８７】
また、本実施例によれば、容量係数Ｃを増大する際、容量係数制御手段１２２は、ポンプ翼車６ｐの回転速度ＮＰとタービン翼車６ｔの回転速度ＮＴとが、自動変速機８のダウンシフト終了時において同期されるように容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了のタイミングに合わせて好適にポンプ翼車６ｐの回転速度ＮＰおよびタービン翼車６ｔの回転速度ＮＴを引き上げることができる。
【００８８】
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。
【００８９】
例えば、前述の実施例では、自動変速機８のダウンシフト終了時において、ポンプ回転速度ＮＰとタービン回転速度ＮＴとを容量係数Ｃを増大することで同期させているが、上記制御に代えて、ロックアップクラッチＬ／Ｃの係合、もしくはエンジン９の点火遅延によって同期させても構わない。
【００９０】
また、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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】速度比に対する、容量係数の関係を示す図である。
【図８】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。
【図９】電子制御装置の制御作動の要部すなわち自動変速機のダウンシフトの際に変速応答性を向上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。
【図１０】アクセルペダルを踏み込むことで実施されるアクセルオンキックダウンシフトにおいて、容量係数を低減することで自動変速機の変速応答性を向上させる制御作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
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（変速機） ９：エンジン（駆動源） １０：電動モータ（電動機） １３：駆動輪 ９８：アクセルペダル １２２：容量係数制御手段 １２６：ダウンシフト判定手段 １３０：目標容量係数算出手段 １３２：変速進行度判定手段 α：変速進行度 Ｃ：容量係数
【技術分野】
【０００１】
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係り、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−１６９１７０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、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。
【０００７】
また、例えば変速機がダウンシフトされるとき、トルクコンバータの容量係数が高いと、駆動源の回転速度の上昇が遅くなり、ダウンシフトの応答性に影響を及ぼす可能性があった。例えば、アクセルペダルを踏み込むことよりダウンシフトされる所謂キックダウン変速において、トルクコンバータの容量係数が高いと、エンジン回転速度の上昇が遅れるため、変速機の変速時間を長くする必要性が生じ、変速応答性が悪化する可能性があった。
【０００８】
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、且つ、変速応答性を向上させることができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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（駆動、制動）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、発明者等は、変速機のダウンシフト時において、トルクコンバータの容量係数を制御することで、変速応答性を向上させることができることを見いだした。
【００１０】
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、複数の変速比に変速可能な変速機とを、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）前記ステータ翼車に動力伝達可能に連結された電動機と、（ｃ）その電動機を制御することで、前記トルクコンバータの容量係数を制御する容量係数制御手段と、（ｄ）前記変速機がダウンシフトされるか否かを判定するダウンシフト判定手段とを、備え、（ｅ）前記容量係数制御手段は、前記ダウンシフト判定手段によって前記変速機がダウンシフトされると判定されたとき、前記トルクコンバータの容量係数を低減することを特徴とする。
【００１１】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込むことで生じるキックダウンシフトであることを特徴とする。
【００１２】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフトであることを特徴とする。
【００１３】
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、前記容量係数制御手段によって前記容量係数を低減するとき、目標となる目標容量係数を算出する目標容量係数算出手段を備えており、前記容量係数算出手段は、前記容量係数が前記目標容量係数となるように低減制御することを特徴とする。
【００１４】
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４の車両用駆動装置の制御装置において、前記変速機の変速進行度を算出すると共に、その変速進行度が閾値を超えるか否かを判定する変速進行度判定手段を備えており、前記容量係数制御手段は、前記変速進行度が前記閾値を越えるとき、前記容量係数を増大することを特徴とする。
【００１５】
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４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、前記容量係数を低減させたあと、所定時間経過後に前記容量係数を増大することを特徴とする。
【００１６】
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４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、前記容量係数を低減させたあと、前記駆動源の回転速度が所定回転速度を越えたときに前記容量係数を増大することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８にかかる発明の要旨とするところは、請求項５乃至７のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置において、前記容量係数を増大する際、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度とが、前記変速機のダウンシフト終了時において同期されるように前記容量係数を増大することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
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可能な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。
【００１９】
また、前記容量係数制御手段は、前記ダウンシフト判定手段によって前記変速機がダウンシフトされると判定されたとき、前記トルクコンバータの容量係数を低減するため、ダウンシフト時の駆動源の回転速度を上昇させたい領域でトルクコンバータの容量係数を低減させて駆動源の回転速度を速やかに引き上げることができる。これにより、変速機のダウンシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【００２０】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込むことで生じるキックダウンシフトであるため、変速応答性が向上するに伴い、速やかな加速が可能となる。
【００２１】
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、前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフトであるため、例えば変速応答性が向上するに伴い、速やかなダウンシフトによる車両の制動が可能となる。
【００２２】
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、前記容量係数制御手段によって前記容量係数を低減するとき、目標となる目標容量係数を算出する目標容量係数算出手段を備えており、前記容量係数算出手段は、前記容量係数が前記目標容量係数となるように低減制御するため、好適な容量係数に制御され、駆動源の回転速度を変速機の変速状態に合わせて好適に引き上げることができる。
【００２３】
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、前記変速機の変速進行度を算出すると共に、その変速進行度が閾値を超えるか否かを判定する変速進行度判定手段を備えており、前記容量係数制御手段は、前記変速進行度が前記閾値を越えるとき、前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了時において、駆動源の回転速度の吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００２４】
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、前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、所定時間経過後に前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了時において、駆動源の回転速度の吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００２５】
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、前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、前記駆動源の回転速度が所定回転速度を越えたときに前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了時において、駆動源の回転速度の吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００２６】
また、請求項８にかかる発明の車両用駆動装置の制御装置によれば、前記容量係数を増大する際、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度とが、前記変速機のダウンシフト終了時において同期されるように前記容量係数を増大するため、変速機のダウンシフト終了のタイミングに合わせて好適にポンプ翼車の回転速度およびタービン翼車の回転速度を引き上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
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。
【実施例】
【００２８】
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、本実施例のエンジン９が本発明の駆動源に対応しており、自動変速機８が本発明の変速機に対応している。
【００２９】
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設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。
【００３０】
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。
【００３１】
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を回転駆動可能な電動モータ（電動機）１０と、その電動モータ１０とステータ翼車６ｓとの間の動力伝達経路を断続可能なクラッチ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との間を断続可能なブレーキ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。
【００３２】
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ＩDの大きさに比例する上記正回転方向の駆動トルクＴD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ＩDの大きさに比例する上記負回転方向の駆動トルクＴDが与えられる。
【００３３】
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等に供給すなわち蓄電される発電電流ＩG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ＴBが与えられる。
【００３４】
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ＴB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ＴDあるいは制動トルクＴB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ＴDあるいは制動トルクＴBの伝達割合が変化させられるようになっている。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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ＮＩＮ／自動変速機８の出力軸回転速度ＮＯＵＴ）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。
【００４０】
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ＮＥ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ＮTすなわち入力軸回転速度ＮIN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ＮＳを示す信号、吸入空気量センサ８４からの吸入空気量ＱAを示す信号、吸入空気温度センサ８６からの吸入空気温度ＴA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ＮOUT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θTHを示す信号、冷却水温センサ９２からの冷却水温ＴW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ＴOIL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であるアクセル開度ＡCC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）ＰSHを示す信号などが供給されるようになっている。
【００４１】
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。
【００４２】
本実施例においては、上記エンジン９の出力制御は、エンジン出力制御装置の一部である電子スロットル弁１０８、燃料噴射装置１１０、点火装置１１２などによって行われる。
【００４３】
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）からアクセル開度Ａcc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。
【００４４】
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、および電動モータ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、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ＩDの大きさに比例する駆動トルクＴD、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ＩGの大きさに比例する制動トルクＴBが適宜調整されることにより実行される。
【００４５】
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、ステータ翼車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。
【００４６】
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。
【００４７】
Ｔ＝(γ／ｇ)×Ｑ×△(ｒ×ｖＵ) ・・・式(１)
【００４８】
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×ｖＵ)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×ｖＵ[m2/s]の差である。
【００４９】
上記式(１)から、ポンプ翼車６ｐが作動油に与えるトルクＴ１[N・m]、タービン翼車６ｔが作動油に与えるトルクＴ２[N・m]、およびステータ翼車６ｓが作動油に与えるトルクＴ３[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、ＴＰはポンプトルク[N・m]すなわちエンジントルク、ＴＴはタービントルク[N・m]すなわち出力トルク、ＴＳ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。
【００５０】
Ｔ１＝ ＴＰ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＰ×ｒ２−ＶＵＳ×ｒ１)・・・式(２)
Ｔ２＝−ＴＴ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＴ×ｒ３−ＶＵＰ×ｒ２)・・・式(３)
Ｔ３＝ ＴＳ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＳ×ｒ１−ＶＵＴ×ｒ３)・・・式(４)
【００５１】
式(２)乃至(４)において、ｒ１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]、ｒ２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]、ｒ３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、ＶＵＰはポンプ翼車６ｐの絶対速度の円周分速度[m/s]、ＶＵＴはタービン翼車６ｔの絶対速度の円周分速度[m/s]、ＶＵＳはステータ翼車６ｓの絶対速度の円周分速度[m/s]である。
【００５２】
式(２)乃至(４)からＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３＝０(零)が成立するため、ポンプトルクＴＰ、タービントルクＴＴ、およびステータトルクＴＳ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ＴＰに対するタービントルクＴＴのトルク増加分は、ステータトルクＴＳに一致する。
【００５３】
ＴＴ＝ＴＰ＋ＴＳ ・・・式(５)
【００５４】
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ＴDあるいは制動トルクＴB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。
【００５５】
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ＮＴ[rpm]とポンプ翼車６ｐのポンプ回転数ＮＰ[rpm]との回転速度比すなわち速度比ｅ(＝ＮＴ／ＮＰ)に対する、タービントルクＴＴとポンプトルクＴＰとのトルク比（トルク増幅率）ｔ(＝ＴＴ／ＴＰ)を示す図であり、図７は、上記速度比ｅ(＝ＮＴ／ＮＰ)に対する、容量係数Ｃ(＝ＴＰ／ＮＰ２)[N・m/rpm2]を示す図である。
【００５６】
図６および図７において、制動トルクＴB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。
【００５７】
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ＴD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ＴＳ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ＴD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。
【００５８】
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ＴＳ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。
【００５９】
また、制動（回生）トルクＴB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ＴＳ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ＴＢ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。
【００６０】
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、その駆動および制動（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。
【００６１】
図８は、電子制御装置７８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。変速制御手段１２０は、自動変速機８の変速を行う制御手段として機能するものである。変速制御手段１２０は、例えば、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。
【００６２】
容量係数制御手段１２２は、電動モータ１０を制御することで、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを好適に制御する。具体的には、容量係数制御手段１２２は、例えば車両の発進時あるいは加速走行時に、クラッチＣｓを係合させるとともに電動モータ１０によりステータ翼車６ｓをポンプ翼車６ｐと同回転方向へ回転させる制御を行う。これにより、前述のようにトルクコンバータ６のトルク比ｔが増大制御され容量係数Ｃが低減制御される。このトルク比ｔの増大により発進トルクあるいは加速トルクが増大し、容量係数Ｃの低減によりエンジン回転のスムーズな上昇が可能となる。このような制御は、高アクセル開度等の加速（動力性能）指向走行時において有効であり、特に、エンジン回転のよりスムーズな上昇が求められるターボチャージャーエンジン等にて実行されると有効である。
【００６３】
また、容量係数制御手段１２２は、例えば車両の発進時あるいは加速走行時に、クラッチＣｓを係合させるとともに、電動モータ１０をステータ翼車６ｓに作用するトルクにより回転させられるようにする制御を行う。これにより、車両の発進時あるいは加速走行時にトルクコンバータ６がトルク増幅を行っている場合において、前述のようにステータ翼車６ｓが流体流から受けるトルクすなわち反力トルクによりポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対方向の負回転方向に回転されるに伴う電動モータ１０の回生量を制御する。これにより、トルクコンバータ６のトルク比ｔが低減制御され、容量係数Ｃが増大制御される。このような制御は、低アクセル開度等の低燃費指向走行時において有効である。さらに、電動モータ１０の回生による燃費向上が可能となる。
【００６４】
また、容量係数制御手段１２２は、ブレーキＢｓの係合圧を制御することで容量係数Ｃを制御する。例えば、容量係数制御手段１２２は、トルクコンバータレンジにおいて、ブレーキＢｓの係合圧をブレーキＢｓが完全係合される大きさまで増圧することで、ステータ翼車６ｓを回転停止させる。これより、トルクコンバータ６の容量係数Ｃが図７に示すベースラインＢＣとなるように制御される。また、トルクコンバータ６がカップリングレンジとなるとブレーキＢｓを解放させることで、ステータ翼車６ｓを空転させる。また、容量係数制御手段１２２は、例えば走行中の駆動トルクを低減させる必要が生じた場合などにおいて、ブレーキＢｓの係合圧を制御してブレーキＢｓをスリップ係合させることにより、容量係数Ｃを増大制御する。
【００６５】
ところで、自動変速機８がダウンシフトされるとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃが高いと、エンジン９の回転速度ＮＥの上昇が遅くなり、ダウンシフトの際の変速応答性が低下する可能性があった。そこで、容量係数制御手段１２２は、自動変速機８がダウンシフトされるとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減する制御を実施することで、自動変速機８の変速応答性を向上させる。以下、上記制御について詳細に説明する。
【００６６】
アクセル開度判定手段１２４は、アクセルペダル９８の操作量（踏み込み量）であるアクセル開度Ａccを検出し、そのアクセル開度Ａccに基づいて、アクセル開度が全閉状態、すなわちアクセルペダル９８が無操作状態であるか否か、およびアクセルペダル９８の踏み込み操作が実施されたか否かを判定する。
【００６７】
そして、アクセル開度判定手段１２４によってアクセルペダル９８が踏み込まれたと判定されると、ダウンシフト判定手段１２６が実施される。ダウンシフト判定手段１２６は、車速Ｖおよびアクセル開度Ａccで示される図示しない変速線図に基づいて車両の走行状態がダウンシフト線を横切ったとき、自動変速機８がダウンシフトされる、すなわちダウンシフト制御指令が出力されるものと判定する。また、アクセル開度Ａccが所定値を越えるとき、ダウンシフト判定手段１２６は、自動的に自動変速機８がダウンシフトされるものと判定する。なお、所定値は、予め設定されているものであり、キックダウン指令が出力される閾値に対応している。
【００６８】
マニュアルシフト判定手段１２５は、シフトレバー１０６のレバーポジションＰＳＨが運転者によってマニュアルシフト可能なマニュアルポジションに操作されると共に、運転者によってダウンシフト側にマニュアル操作されたか否かを判定する。そして、マニュアルシフト判定手段１２５に基づいて、運転者によってダウンシフト側にマニュアル操作されたと判定されると、ダウンシフト判定手段１２６は、自動変速機８がダウンシフトされるものと判定する。
【００６９】
可変容量制御可否判定手段１２８は、例えばステータ翼車６ｓと電動モータ１０とを断続するクラッチＣｓが故障していないか否か、電動モータ１０が故障していないか否か、或いは、電動モータ１０に電力を供給する蓄電装置５０の充電容量ＳＯＣが制御可能な下限値を下回っていないか否かなどに基づいて、容量係数制御手段１２２による可変容量係数制御が実施可能か否かを判定する。
【００７０】
前記可変容量制御可否判定手段１２８によって、容量係数制御手段１２２による可変容量係数制御が実施可能と判定されると、容量係数制御手段１２２は、目標容量係数算出手段１３０による目標容量係数Ｃｐの算出を実施する。目標容量係数算出手段１３０は、自動変速機８のダウンシフト時において容量係数Ｃを低減する際に目標となる容量係数Ｃｐを算出する。具体的には、目標容量係数算出手段１３０は、例えば、変速前のタービン回転速度ＮＴ１と変速後に予想されるタービン回転速度ＮＴ２との回転速度差ΔＮ１を算出し、その回転速度差ΔＮ１に基づいて予め設定されている関係から目標容量係数Ｃｐを決定する。ここで、回転速度差ΔＮ１が大きくなるに従い、目標容量係数Ｃｐは小さくなるように設定されており、目標容量係数Ｃｐは制御前の容量係数Ｃよりも小さくなる。なお、変速後に予想されるタービン回転速度ＮＴ２は、出力軸回転速度ＮＯＵＴおよび変速後の自動変速機８の変速比に基づいて算出される。
【００７１】
そして、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃが目標容量係数算出手段１３０によって算出された容量係数Ｃｐとなるように、容量係数Ｃを低減制御する。
【００７２】
変速進行度判定手段１３２は、自動変速機８のダウンシフト制御の変速進行度を算出し、その変速進行度αが予め設定された所定の閾値βを超えるか否かを判定する。具体的には、例えば変速時における現在の変速比γ１（＝自動変速機８の入力軸回転速度ＮＩＮ／自動変速機８の出力軸回転速度ＮＯＵＴ）を算出し、機械的に決定されている変速前の自動変速機８の変速比γ２および変速後の自動変速機８の変速比γ３に基づいて変速進行度α（＝（γ１−γ２）／（γ３−γ２））を算出する。そして、その変速進行度αが所定の閾値βを越えるか否かを判定する。なお、自動変速機８の入力軸回転速度ＮＩＮは、タービン回転速度センサ８２によって検出され、出力軸回転速度ＮＯＵＴは、車速センサ８８によって検出される。ここで、所定の閾値βは、予め実験などによって設定され、例えば変速進行度αが閾値βを越えるとき、エンジン回転速度ＮＥが十分に引き上げられているような値に設定される。なお、変速進行度αは、自動変速機８の変速比に基づく算出だけでなく、例えば、現在のタービン回転速度ＮＴを検出し、自動変速機８の変速前のタービン回転速度ＮＴおよび変速後の自動変速機８の変速比に従って変速後に予測されるタービン回転速度ＮＴに基づいて算出することもできる。
【００７３】
容量係数制御手段１２２は、前記変速進行度αが閾値βを越えたとき、容量係数Ｃの低減制御を終了し、自動変速機８の予想されるダウンシフト終了タイミング（ダウンシフト終了時期）に合わせて容量係数Ｃを増大する。この容量係数Ｃの増大によって、自動変速機８のダウンシフト終了時のエンジン９の吹き上がり（オーバーシュート）が抑制される。ここで、自動変速機８の予想されるダウンシフト終了タイミングは、例えば、自動変速機８の変速後に予想されるタービン回転速度ＮＴ（或いは変速後の出力軸回転速度ＮＯＵＴ）と現在のタービン回転速度ＮＴとの回転速度差に基づいて予測される。そして、ダウンシフト終了タイミングが予測されると、容量係数制御手段１２２は、そのダウンシフト終了タイミングにおいて、エンジン回転速度ＮＥ（＝ポンプ回転速度ＮＰ）とタービン回転速度ＮＴとが同期するように、容量係数Ｃを増大制御する。具体的には、例えばエンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとの回転速度差に基づいて容量係数Ｃを制御（フィードバック制御）する。或いは、例えばタービン回転速度ＮＴの変化勾配（上昇勾配）を逐次検出し、タービン回転速度ＮＴがダウンシフト終了タイミングにおいて自動変速機８の変速終了後に予測されるタービン回転速度ＮＴに到達するように、容量係数Ｃの増大制御を実行する。
【００７４】
ここで、前記容量係数Ｃを増大するタイミングの判定を、前記変速進行度αに代えて、例えば容量係数制御手段１２２による容量係数低減開始時からの経過時間に基づいて判定するものであっても構わない。具体的には、容量係数Ｃの低減開始時から所定時間時間経過後に容量係数Ｃを増大する。なお、所定時間は、予め実験などによって設定され、エンジン回転速度ＮＥが十分に引き上げられている時間に設定される。或いは、例えばエンジン回転速度ＮＥが予め実験的に設定された所定回転速度を超えたとき、容量係数Ｃを増大する判定制御であっても構わない。この所定回転速度は、例えば自動変速機８の変速後に予想されるエンジン回転速度ＮＥに近い回転速度に設定される。
【００７５】
図９は、電子制御装置７８の制御作動の要部すなわち自動変速機８のダウンシフトの際に変速応答性を向上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施されるものである。
【００７６】
先ず、アクセル開度判定手段１２４に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）において、アクセル開度Ａccが零すなわち全閉状態である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、さらにアクセル開度判定手段１２４に対応するＳＡ２において、アクセルペダル９８の踏み込み操作が実施された否かが判定される。ＳＡ２が否定されると、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ２が肯定されると、ダウンシフト判定手段１２６に対応するＳＡ３において、変速線図を用いた自動変速機８のダウンシフト判定が実施される。そして、ダウンシフト判定手段１２６に対応するＳＡ４において、ＳＡ３に基づいて自動変速機８のダウンシフト制御指令が出力されたか否かが判定される。ＳＡ４が否定されると、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ４が肯定されると、可変容量制御可否判定手段１２８に対応するＳＡ５において、ステータ翼車６ｓを介して電動モータ１０による可変容量制御が実施可能か否かが判定される。ＳＡ５が否定される、すなわち可変容量制御が実施不可能と判定されると、変速制御手段１２０に対応するＳＡ１１において、可変容量制御を実施しない通常走行での変速制御が実施される。ＳＡ５が肯定されると、目標容量係数算出手段１３０に対応するＳＡ６において、容量係数Ｃを低減する際の目標となる目標容量係数Ｃｐを算出する。そして、容量係数制御手段１２２に対応するＳＡ７において、ＳＡ６において算出された目標容量係数Ｃｐとなるように容量係数Ｃの低減制御が実施される。次いで、変速進行度算出手段１３０に対応するＳＡ８において、自動変速機８のダウンシフト制御の変速進行度αが算出される。さらに、変速進行度判定手段１３０に対応するＳＡ９において、自動変速機８のダウンシフト制御中の変速進行度αが予め設定されている所定の閾値βを越えるか否かが判定される。ＳＡ９が否定されると、ＳＡ６に戻りＳＡ９が肯定される、すなわち変速進行度αが所定の閾値βを越えるまで繰り返し同様のステップが繰り返される。ＳＡ９が肯定されると、容量係数制御手段１２２に対応するＳＡ１０において、容量係数Ｃの低減制御が終了させられ、容量係数Ｃの復帰制御（増大制御）が開始される。
【００７７】
図１０は、アクセルペダル９８を踏み込むことで実施されるアクセルオンキックダウンシフトにおいて、容量係数Ｃを低減することで自動変速機８の変速応答性を向上させる制御作動を説明するタイムチャートである。
【００７８】
ｔ１時点において、アクセルペダル９８の踏み込み操作が実施されることによりアクセル開度Ａccが増大されると、自動変速機８のダウンシフト制御指令が出力され、エンジン回転速度ＮＥの上昇を促進するため、容量係数制御手段１２２による容量係数Ｃの低減制御が開始される。なお、容量係数Ｃは、目標容量係数算出手段１３０によって算出される目標容量係数Ｃｐを目標に制御される。これにより、図１０に示すように、ｔ１時点乃至ｔ２時点において、エンジン９に係る負荷が小さくなるので、本発明におけるエンジン回転速度ＮＥの変化勾配（上昇勾配）が、従来技術のエンジン回転速度ＮＥの変化勾配より大きくなり、エンジン回転速度ＮＥが速やかに上昇される。そして、ｔ２時点において、変速進行度判定手段１３２によって自動変速機８の変速進行度αが所定の閾値βを越えると判定されると、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃを増大させることにより、エンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとが変速終了時において滑らかに同期される。これらより、自動変速機８の変速応答性を向上させることが可能となり、自動変速機８の出力軸２４から出力される出力軸トルクを従来よりも速やかに出力することが可能となる。
【００７９】
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を駆動可能な電動モータ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。
【００８０】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２は、ダウンシフト判定手段１２６によって自動変速機８がダウンシフトされると判定されたとき、トルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減するため、ダウンシフト時のエンジン９の回転速度を上昇させたい領域でトルクコンバータ６の容量係数Ｃを低減させてエンジン９の回転速度を速やかに引き上げることができる。これにより、自動変速機８のダウンシフト時の変速応答性を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施例によれば、自動変速機８のダウンシフトは、アクセルペダル９８を踏み込むことで生じるキックダウンシフトであるため、変速応答性が向上するに伴い、速やかな加速が可能となる。
【００８２】
また、本実施例によれば、自動変速機８のダウンシフトは、アクセルペダル９８を踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフトであるため、例えば変速応答性が向上するに伴い、速やかなダウンシフトによる車両の制動が可能となる。
【００８３】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２によって容量係数Ｃを低減するとき、目標となる目標容量係数Ｃｐを算出する目標容量係数算出手段１３０を備えており、容量係数算出手段１２２は、容量係数Ｃが目標容量係数Ｃｐとなるように低減制御するため、好適な容量係数Ｃに制御され、エンジン９の回転速度を自動変速機８の変速状態に合わせて好適に引き上げることができる。
【００８４】
また、本実施例によれば、自動変速機８の変速進行度αを算出すると共に、その変速進行度αが閾値βを超えるか否かを判定する変速進行度判定手段１３２を備えており、容量係数制御手段１２２は、変速進行度αが閾値βを越えるとき、容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了時において、エンジン８の回転速度ＮＥの吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００８５】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃを低減させたあと、所定時間経過後に容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了時において、エンジン９の回転速度ＮＥの吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００８６】
また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２２は、容量係数Ｃを低減させたあと、エンジン９の回転速度ＮＥが所定回転速度を越えたときに容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了時において、エンジン９の回転速度ＮＥの吹き上がり（オーバーシュート）を抑制することができる。
【００８７】
また、本実施例によれば、容量係数Ｃを増大する際、容量係数制御手段１２２は、ポンプ翼車６ｐの回転速度ＮＰとタービン翼車６ｔの回転速度ＮＴとが、自動変速機８のダウンシフト終了時において同期されるように容量係数Ｃを増大するため、自動変速機８のダウンシフト終了のタイミングに合わせて好適にポンプ翼車６ｐの回転速度ＮＰおよびタービン翼車６ｔの回転速度ＮＴを引き上げることができる。
【００８８】
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。
【００８９】
例えば、前述の実施例では、自動変速機８のダウンシフト終了時において、ポンプ回転速度ＮＰとタービン回転速度ＮＴとを容量係数Ｃを増大することで同期させているが、上記制御に代えて、ロックアップクラッチＬ／Ｃの係合、もしくはエンジン９の点火遅延によって同期させても構わない。
【００９０】
また、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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】速度比に対する、容量係数の関係を示す図である。
【図８】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。
【図９】電子制御装置の制御作動の要部すなわち自動変速機のダウンシフトの際に変速応答性を向上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。
【図１０】アクセルペダルを踏み込むことで実施されるアクセルオンキックダウンシフトにおいて、容量係数を低減することで自動変速機の変速応答性を向上させる制御作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
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（変速機） ９：エンジン（駆動源） １０：電動モータ（電動機） １３：駆動輪 ９８：アクセルペダル １２２：容量係数制御手段 １２６：ダウンシフト判定手段 １３０：目標容量係数算出手段 １３２：変速進行度判定手段 α：変速進行度 Ｃ：容量係数
【特許請求の範囲】
【請求項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、複数の変速比に変速可能な変速機とを、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、
前記ステータ翼車に動力伝達可能に連結された電動機と、
該電動機を制御することで、前記トルクコンバータの容量係数を制御する容量係数制御手段と、
前記変速機がダウンシフトされるか否かを判定するダウンシフト判定手段とを、備え、
前記容量係数制御手段は、前記ダウンシフト判定手段によって前記変速機がダウンシフトされると判定されたとき、前記トルクコンバータの容量係数を低減することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込むことで生じるキックダウンシフト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。
【請求項３】
前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフト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。
【請求項４】
前記容量係数制御手段によって前記容量係数を低減するとき、目標となる目標容量係数を算出する目標容量係数算出手段を備えており、
前記容量係数算出手段は、前記容量係数が前記目標容量係数となるように低減制御する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。
【請求項５】
前記変速機の変速進行度を算出すると共に、該変速進行度が閾値を超えるか否かを判定する変速進行度判定手段を備えており、
前記容量係数制御手段は、前記変速進行度が前記閾値を越えるとき、前記容量係数を増大することを特徴とする請求項４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項６】
前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、所定時間経過後に前記容量係数を増大することを特徴とする請求項４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項７】
前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、前記駆動源の回転速度が所定回転速度を越えたときに前記容量係数を増大することを特徴とする請求項４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項８】
前記容量係数を増大する際、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度とが、前記変速機のダウンシフト終了時において同期されるように前記容量係数を増大することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置。
【請求項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、複数の変速比に変速可能な変速機とを、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、
前記ステータ翼車に動力伝達可能に連結された電動機と、
該電動機を制御することで、前記トルクコンバータの容量係数を制御する容量係数制御手段と、
前記変速機がダウンシフトされるか否かを判定するダウンシフト判定手段とを、備え、
前記容量係数制御手段は、前記ダウンシフト判定手段によって前記変速機がダウンシフトされると判定されたとき、前記トルクコンバータの容量係数を低減することを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
【請求項２】
前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込むことで生じるキックダウンシフト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。
【請求項３】
前記変速機のダウンシフトは、アクセルペダルを踏み込まない状態でのマニュアルダウンシフト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。
【請求項４】
前記容量係数制御手段によって前記容量係数を低減するとき、目標となる目標容量係数を算出する目標容量係数算出手段を備えており、
前記容量係数算出手段は、前記容量係数が前記目標容量係数となるように低減制御する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。
【請求項５】
前記変速機の変速進行度を算出すると共に、該変速進行度が閾値を超えるか否かを判定する変速進行度判定手段を備えており、
前記容量係数制御手段は、前記変速進行度が前記閾値を越えるとき、前記容量係数を増大することを特徴とする請求項４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項６】
前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、所定時間経過後に前記容量係数を増大することを特徴とする請求項４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項７】
前記容量係数制御手段は、前記容量係数を低減させたあと、前記駆動源の回転速度が所定回転速度を越えたときに前記容量係数を増大することを特徴とする請求項４の車両用駆動装置の制御装置。
【請求項８】
前記容量係数を増大する際、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車の回転速度とタービン翼車の回転速度とが、前記変速機のダウンシフト終了時において同期されるように前記容量係数を増大することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１つの車両用駆動装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−２５７４０３（Ｐ２００９−２５７４０３Ａ）
【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２００８−１０５４７１（Ｐ２００８−１０５４７１）
【出願日】平成２０年４月１５日（２００８．４．１５）
【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１５日（２００８．４．１５）
【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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