(57)【要約】【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提供する。【解決手段】ステータ翼車６ｓを出力軸２２に選択的に連結するクラッチＣｓ、Ｃｉと、それらクラッチＣｓ、Ｃｉを介してステータ翼車６ｓを出力軸２２に連結してタービン翼車６ｔが受けたトルクでそのステータ翼車６ｓを回転駆動させることにより、走行中のトルクコンバータ６の容量係数Ｃをステータ翼車６ｓが非回転状態であるときの値よりも小さくする容量係数制御手段１２６とを含むことから、トルクコンバータレンジにおいてステータ翼車６ｓの回転がポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向の範囲で制御されるものなどに比較して、トルクコンバータ６のトルク比ｔを高め且つ容量係数Ｃを低く変化させることができるので、車両の動力性能を高めることができる。【選択図】図９
2010038232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸に連結されたポンプ翼車と、出力軸に連結されたタービン翼車と、該タービン翼車と該ポンプ翼車との間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を備えた車両の走行制御装置であって、
前記ステータ翼車を前記出力軸に選択的に連結する係合装置と、
前記係合装置を介して前記ステータ翼車を前記出力軸に連結して前記タービン翼車が受けたトルクで該ステータ翼車を回転駆動させることにより、走行中の前記トルクコンバータの容量係数を前記ステータ翼車が非回転状態であるときの値よりも小さくする容量係数制御手段と
を、含むことを特徴とする車両の走行制御装置。
【請求項２】
運転者の加速操作量に基づいて車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段が備えられ、
前記容量係数制御手段は、前記目標駆動力と実際の駆動力との差が解消されるように前記トルクコンバータの容量係数を制御するものであることを特徴とする請求項１の車両の走行制御装置。
【請求項３】
前記目標駆動力と実際の駆動力との差が予め設定された急加速判定値を越えたことに基づいて急加速要求を判定する急加速要求判定手段が備えられ、
前記容量係数制御手段は、該急加速要求判定手段によって急加速要求が判定されたときに前記トルクコンバータの容量係数を制御するものであることを特徴とする請求項２の車両の走行制御装置。
【請求項４】
前記ステータ翼車および／または前記出力軸に選択的に連結されるための電動機が備えられ、
前記係合装置は、前記電動機と前記ステータ翼車との間に配設されて該電動機とステータ翼車とを選択的に連結する第１摩擦係合装置と、前記電動機と前記出力軸との間に配設されて該電動機と出力軸とを選択的に連結する第２摩擦係合装置とを有し、
前記容量係数制御手段は、前記第１摩擦係合装置を介して前記ステータ翼車に連結された電動機を用いて該ステータ翼車を回転駆動させることにより前記容量係数を変更する可変容量係数走行と、前記第２摩擦係合装置を介して前記ステータ翼車に連結されたタービン翼車が受けたトルクを用いて該ステータ翼車を回転駆動させることにより前記容量係数を変更する可変容量係数走行とを択一的に切り換えるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両の走行制御装置。
【請求項５】
前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が可能な状態であるか否かを判定する電動機作動可能判定手段が備えられ、
前記容量係数制御手段は、該電動機作動可能判定手段により前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が可能な状態であると判定された場合は前記電動機を用いて該ステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を選択し、該電動機作動可能判定手段により前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が不能な状態であると判定された場合は前記タービン翼車が受けたトルクを用いて該ステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を選択するものであることを特徴とする請求項４の車両の走行制御装置。
【請求項６】
前記電動機の前記ステータ翼車の回転駆動による容量係数の変化により得られる駆動力が前記目標駆動力に対して不足するか否かを判定する駆動力不足判定手段が備えられ、
前記容量係数制御手段は、該駆動力不足判定手段によって前記電動機の前記ステータ翼車の回転駆動による容量係数の変化により得られる駆動力が前記目標駆動力に対して不足すると判定された場合には、前記タービン翼車が受けたトルクを用いて該ステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を、選択するものであることを特徴とする請求項４または５の車両の走行制御装置。
【請求項７】
前記トルクコンバータは、後段に自動変速機を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１の車両の走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源から入力されたトルクを流体を介して伝達するとともに、容量係数を変更することが可能な可変容量型トルクコンバータを備えた車両の走行制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体式伝動装置の一種に、入力軸に連結されたポンプ翼車と、出力軸に連結されたタービン翼車と、該タービン翼車と該ポンプ翼車との間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知られている。このような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、加速指向であるときは低い容量（容量係数）であることが望まれるが、上記従来の構成では、上記容量がポンプ翼車、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】
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ので、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。
【特許文献１】特開２００６−３０００９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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値や容量係数の下限値には限界があり、運転条件や走行条件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。
【０００５】
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提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、ステータ翼車をタービン翼車に連結することによりそのタービン翼車が受けたトルクで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すると、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。さらに、発明者等は、車両の駆動源とは別の動力源である電動機を用いてステータ翼車を上記正回転方向へ積極的に駆動すると、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。本発明はかかる知見に基づいて為されたものである。
【０００７】
すなわち、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a) 入力軸に連結されたポンプ翼車と、出力軸に連結されたタービン翼車と、そのタービン翼車とそのポンプ翼車との間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を備えた車両の走行制御装置であって、(b) 前記ステータ翼車を前記出力軸に選択的に連結する係合装置と、(c) 前記係合装置を介して前記ステータ翼車を前記出力軸に連結して前記タービン翼車が受けたトルクでそのステータ翼車を回転駆動させることにより、走行中の前記トルクコンバータの容量係数を前記ステータ翼車が非回転状態であるときの値よりも小さくする容量係数制御手段とを、含むことにある。
【０００８】
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にかかる発明において、(d) 運転者の加速操作量に基づいて車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段が備えられ、(e) 前記容量係数制御手段は、前記目標駆動力と実際の駆動力との差が解消されるように前記トルクコンバータの容量係数を制御するものであることにある。
【０００９】
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２にかかる発明において、(f) 前記目標駆動力と実際の駆動力との差が予め設定された急加速判定値を越えたことに基づいて急加速要求を判定する急加速要求判定手段が備えられ、(g) 前記容量係数制御手段は、その急加速要求判定手段によって急加速要求が判定されたときに前記トルクコンバータの容量係数を制御するものであることにある。
【００１０】
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１乃至３のいずれか１にかかる発明において、(h) 前記ステータ翼車および／または前記出力軸に選択的に連結されるための電動機が備えられ、(i) 前記係合装置は、前記電動機と前記ステータ翼車との間に配設されてその電動機とステータ翼車とを選択的に連結する第１摩擦係合装置と、前記電動機と前記出力軸との間に配設されてその電動機と出力軸とを選択的に連結する第２摩擦係合装置とを有し、(j) 前記容量係数制御手段は、前記第１摩擦係合装置を介して前記ステータ翼車に連結された電動機を用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行と、前記第２摩擦係合装置を介して前記ステータ翼車に連結されたタービン翼車が受けたトルクを用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行とを択一的に切り換えるものであることにある。
【００１１】
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にかかる発明において、(k) 前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が可能な状態であるか否かを判定する電動機作動可能判定手段が備えられ、(l) 前記容量係数制御手段は、その電動機作動可能判定手段により前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が可能な状態であると判定された場合は前記電動機を用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を選択し、上記電動機作動可能判定手段により前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が不能な状態であると判定された場合は前記タービン翼車が受けたトルクを用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を選択するものであることにある。
【００１２】
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５にかかる発明において、(m) 前記電動機の前記ステータ翼車の回転駆動による容量係数の変化により得られる駆動力が前記目標駆動力に対して不足するか否かを判定する駆動力不足判定手段が備えられ、(n) 前記容量係数制御手段は、その駆動力不足判定手段によって前記電動機の前記ステータ翼車の回転駆動による容量係数の変化により得られる駆動力が前記目標駆動力に対して不足すると判定された場合には、前記タービン翼車が受けたトルクを用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を、選択するものであることにある。
【００１３】
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１乃至６のいずれか１にかかる発明において、前記トルクコンバータは、その後段部に自動変速機を備えていることにある。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１にかかる発明の走行制御装置によれば、入力軸に連結されたポンプ翼車と出力軸に連結されたタービン翼車とそのタービン翼車およびポンプ翼車の間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を備えた車両の走行制御装置であって、前記ステータ翼車を前記出力軸に選択的に連結する係合装置と、前記係合装置を介して前記ステータ翼車を前記出力軸に連結して前記タービン翼車が受けたトルクでそのステータ翼車を回転駆動させることにより、走行中の前記トルクコンバータの容量係数を前記ステータ翼車が非回転状態であるときの値よりも小さくする容量係数制御手段とを含むことから、従来のものすなわちトルクコンバータレンジにおいてステータ翼車の回転が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ものなどに比較して、トルクコンバータの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るので、車両の動力性能を高めることができる。
【００１５】
請求項２にかかる発明の走行制御装置によれば、運転者の加速操作量に基づいて車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段が備えられ、前記容量係数制御手段は、前記目標駆動力と実際の駆動力との差が解消されるように前記トルクコンバータの容量係数を制御するものであることから、従来に比較してトルクコンバータのトルク比を高め且つ容量係数を低く変化させることにより目標駆動力と実際の駆動力との差をより迅速に解消することができるので、車両の動力性能を高めることができる。
【００１６】
請求項３にかかる発明の走行制御装置によれば、前記目標駆動力と実際の駆動力との差が予め設定された急加速判定値を越えたことに基づいて急加速要求を判定する急加速要求判定手段が備えられ、前記容量係数制御手段は、その急加速要求判定手段によって急加速要求が判定されたときに前記トルクコンバータの容量係数を制御するものであることから、急加速要求があった場合、従来に比較してトルクコンバータの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るので、車両の動力性能を高めることができる。
【００１７】
請求項４にかかる発明の走行制御装置によれば、前記ステータ翼車および／または前記出力軸に選択的に連結されるための電動機が備えられ、前記容量係数制御手段は、前記電動機とステータ翼車とを選択的に連結する第１摩擦係合装置を介して前記ステータ翼車に連結された電動機を用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行と、前記電動機と出力軸とを選択的に連結する第２摩擦係合装置を介して前記ステータ翼車に連結されたタービン翼車が受けたトルクを用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行とを択一的に切り換えるものであることから、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またはその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コンバータの容量係数を低くまたは高く広範囲に変化させることができ、また、ステータ翼車に連結されたタービン翼車が受けたトルクを用いてそのステータ翼車を上記正回転方向へ回転させることにより、電動機を用いなくてもトルクコンバータの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、それ等を使い分けることで、トルク比および容量係数の変化範囲を広範囲としても車両の動力性能および燃費性能を高めることができる。
【００１８】
請求項５にかかる発明の走行制御装置によれば、前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が可能な状態であるか否かを判定する電動機作動可能判定手段が備えられ、前記容量係数制御手段は、その電動機作動可能判定手段により前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が可能な状態であると判定された場合は前記電動機を用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を選択し、上記電動機作動可能判定手段により前記電動機による前記ステータ翼車の回転駆動が不能な状態であると判定された場合は前記タービン翼車が受けたトルクを用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を選択するものであることから、例えば電動機に電力を供給する蓄電装置の蓄電状態（ＳＯＣ：state of charge）が所定の水準以下であるとき等には、タービン翼車が受けたトルクを用いてステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行が選択されるので、電動機のエネルギー消費量が最適化されて車両の燃費性能を高めることができる。
【００１９】
請求項６にかかる発明の走行制御装置によれば、前記電動機の前記ステータ翼車の回転駆動による容量係数の変化により得られる駆動力が前記目標駆動力に対して不足するか否かを判定する駆動力不足判定手段が備えられ、前記容量係数制御手段は、その駆動力不足判定手段によって前記電動機の前記ステータ翼車の回転駆動による容量係数の変化により得られる駆動力が前記目標駆動力に対して不足すると判定された場合には、前記タービン翼車が受けたトルクを用いてそのステータ翼車を回転駆動させることにより容量係数を変更する可変容量係数走行を、選択するものであることから、上記２つの可変容量係数走行のうち、目標駆動力を速やかに創出可能な方を選択することが可能である。
【００２０】
請求項７にかかる発明の走行制御装置によれば、前記トルクコンバータは、その後段部に自動変速機を備えていることから、例えば自動変速機の作動状態等に応じてトルクコンバータの容量係数を制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。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】
【００２２】
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の構成を説明する骨子図である。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・リヤドライブ）型車両に好適に採用されるものであり、車両走行用の動力源として内燃機関にて構成されるエンジン９を備えている。このエンジン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、そのトルクコンバータ６の後段に備えられた自動変速機８、および図示しない差動歯車装置（終減速機）などを介して、左右の駆動輪へ伝達されるようになっている。
【００２３】
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たトルクコンバータ６の入力軸２１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の入力軸に連結されたトルクコンバータ６の出力軸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、作動油を介して動力伝達を行うようになっている。
【００２４】
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、油圧制御回路９５（図５参照）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いる。トルクコンバータ６においては、そのロックアップクラッチＬ／Ｃが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のクランク軸と自動変速機８の入力軸２２とが相互に直結状態とされるようになっている。
【００２５】
また、トルクコンバータ６は、ステータ翼車６ｓおよび出力軸２２、ステータ翼車６ｓ、または出力軸２２に選択的に連結されてステータ翼車６ｓを回転駆動するための電動モータ（電動機）１０と、電動モータ１０とステータ翼車６ｓとの間に配設されてその電動モータ１０とステータ翼車６ｓとを選択的に連結するクラッチ（第１摩擦係合装置）Ｃｓと、電動モータ１０と入力軸２２との間に配設されてその電動モータ１０とステータ翼車６ｓとを選択的に連結するクラッチ（第２摩擦係合装置）Ｃｉ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１１との間に配設されてそのステータ翼車６ｓとトランスミッションケース１１とを選択的に係合するブレーキＢｓとを備えている。なお、本実施例において、上記クラッチＣｓおよびクラッチＣｉは、ステータ翼車６ｓを出力軸２２に選択的に連結する本発明における係合装置を構成するものに相当する。
【００２６】
上記電動モータ１０は、ブレーキＢｓが解放され且つクラッチＣｓが係合された状態で、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を制御するようになっている。この際、電動モータ１０からは、例えば、図２に示すように後述の電子制御装置７８からその電動モータ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が出力される。また、電動モータ１０は、その駆動によってステータ翼車６ｓのポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向の回転を制御するようになっている。この際、電動モータ１０からは、例えば、電子制御装置７８からその電動モータ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が出力される。
【００２７】
また、電動モータ１０は、ブレーキＢｓが解放され且つクラッチＣｓが係合された状態で、その回生（発電）によってもステータ翼車６ｓの上記負回転方向の回転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３に示すように車両に設けられた蓄電装置１１３（図９参照）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トルクＴＢが与えられる。
【００２８】
上記クラッチＣｓ、ＣｉおよびブレーキＢｓは、例えば油圧シリンダ等から成る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単板又は多板式のクラッチまたはブレーキとを備える油圧式摩擦係合装置である。すなわち、これらクラッチＣｓ、ＣｉおよびブレーキＢｓは、油圧制御回路９５（図５参照）から上記油圧アクチュエータに供給される油圧に応じて上記クラッチまたはブレーキの係合度合いが調整されることにより、それぞれが連結する２部材間の係合状態、スリップ状態、或いは解放状態を制御するようになっている。
【００２９】
ここで、ステータ翼車６ｓは、ブレーキＢｓが完全に係合されることによりトランスミッションケース１１に固定され回転不能にされる。また、ステータ翼車６ｓは、前述の電動モータ１０の回生だけでなく、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（半係合）によっても、前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。
【００３０】
また、ステータ翼車６ｓには、クラッチＣｓが完全に係合されることにより前述の電動モータ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って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。
【００３１】
また、ステータ翼車６ｓには、クラッチＣｓおよびクラッチＣｉが係合されることによりタービン翼車６ｔが受けたトルクすなわちタービントルクＴＴが出力軸２２を介してステータ翼車６ｓに伝達されるようになっており、ステータ翼車６ｓは、そのタービン翼車６ｔが受けたトルクにより回転駆動されるようになっている。すなわち、クラッチＣｓおよびクラッチＣｉが完全係合状態とされることによりタービン翼車６ｔおよびステータ翼車６ｓが相互に直結状態とされて一体回転するようになっている。
【００３２】
また、出力軸２２には、クラッチＣｉが完全に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Ｃｉ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。
【００３３】
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トランスミッションケース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、トルクコンバータ６の出力軸２２から伝達された回転の速度を変速して出力軸２４から出力する。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、Ｃｉ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。第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ２）は、第１ブレーキＢ１を介してトランスミッションケース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を介してトランスミッションケース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とトランスミッションケース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。
【００３６】
図４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４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段および後退２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の各ギヤ比によって適宜定められる。
【００３７】
図５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。図５において、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、車速センサ８４からの車速Ｖすなわち出力軸回転速度ＮＯＵＴを示す信号、吸入空気量センサ８６からの吸入空気量ＱＡを示す信号、吸入空気温度センサ８８からの吸入空気温度ＴＡ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９５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）ＰＰＨを示す信号などが供給されるようになっている。
【００３８】
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、燃料噴射装置１１０、点火装置１１１、油圧制御回路９５、およびインバータ１１２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の出力制御や自動変速機８の変速制御、あるいはトルクコンバータ６の容量係数制御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やトルクコンバータ制御用などに分けて構成される。
【００３９】
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１１１などによって行われる。
【００４０】
また、上記自動変速機８の変速制御は、油圧制御回路９５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θＴＨ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が決定され、次いでその決定されたギヤ段を成立させるように図４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の係合解放状態が切り換えられる。
【００４１】
また、上記トルクコンバータ６の容量係数制御は、電動モータ１０、クラッチＣｓ、ＣｉおよびブレーキＢｓによって行われる。具体的には、上記トルクコンバータ６の容量係数制御は、電子制御装置７８の指令に従って油圧制御回路９５からクラッチＣｓ、Ｃｉへそれぞれ供給される油圧が適宜調整され、タービン翼車６ｔが受けたトルクがステータ翼車６ｓに伝達される割合が変更されることにより実行される。また、上記トルクコンバータ６の容量係数制御は、電子制御装置７８の指令に従ってインバータ１１２から電動モータ１０に供給される駆動電流ＩＤ、電動モータ１０から出力される発電電流ＩＧ、または油圧制御回路９５からクラッチＣｓ、ＣｉおよびブレーキＢｓへそれぞれ供給される油圧の大きさが適宜調整され、その電動モータ１０から出力される駆動トルクＴＤや制動トルクＴＢの大きさおよびその伝達割合がそれぞれ変更されることにより実行される。本実施例では、クラッチＣｓを介してステータ翼車６ｓに連結された電動モータ１０を用いてステータ翼車６ｓを回転駆動させる第１可変容量係数走行を実施するための第１容量係数制御と、クラッチＣｓおよびクラッチＣｉを介してステータ翼車６ｓに連結されたタービン翼車６ｔが受けたトルクを用いてステータ翼車６ｓを回転駆動させる第２可変容量係数走行を実施するための第２容量係数制御とが実行される。
【００４２】
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６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６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。
【００４３】
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(２)のように表される。
【００４４】
Ｔ＝(γ／ｇ)×Ｑ×△(ｒ×ｖＵ) ・・・式(２)
【００４５】
式(２)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。
【００４６】
上記式(２)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(３)乃至(５)のように表される。式(３)乃至(５)において、ＴＰはポンプトルク[N・m]すなわちエンジン出力トルクＴＥ、ＴＴはタービントルク[N・m]すなわち自動変速機８への入力トルク、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。
【００４７】
Ｔ１＝ ＴＰ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＰ×ｒ２−ＶＵＳ×ｒ１)・・・式(３)
Ｔ２＝−ＴＴ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＴ×ｒ３−ＶＵＰ×ｒ２)・・・式(４)
Ｔ３＝ ＴＳ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(ＶＵＳ×ｒ１−ＶＵＴ×ｒ３)・・・式(５)
【００４８】
式(３)乃至(５)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(３)乃至(５)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。
【００４９】
式(３)乃至(５)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(６)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に一致することになる。
【００５０】
ＴＴ＝ＴＰ＋ＴＳ・・・式(６)
【００５１】
本実施例のトルクコンバータ６では、ステータ翼車６ｓの反力が前記容量係数制御により増減させられることから、その増減に伴ってタービン翼車６ｔから出力される出力トルクすなわちタービントルクＴＴ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。
【００５２】
図７および図８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７は、タービン翼車６ｔのタービン回転速度ＮＴとポンプ翼車６ｐのポンプ回転速度ＮＰとの比すなわち速度比ｅ(＝ＮＴ／ＮＰ)に対する、タービントルクＴＴとポンプトルクＴＰとの比すなわちトルク比（トルク増幅率）ｔ(＝ＴＴ／ＴＰ)を示す図であり、図８は、上記速度比ｅに対するトルクコンバータ６の容量係数Ｃ(＝ＴＰ／ＮＰ２)[N・m/rpm2]を示す図である。上記容量係数Ｃは、ポンプ翼車６ｐを回転させるのにどれだけのトルクが必要か、すなわちポンプ翼車６ｐがどれだけ回されにくいかを表すものであり、この容量係数Ｃが小さいと、ポンプ翼車６ｐがタービン翼車６ｔに対して滑りやすくなってエンジン９のエンジン回転速度ＮＥ変化が素早く行われるようになり、容量係数Ｃが大きいと、ポンプ翼車６ｐがタービン翼車６ｔに対して滑りにくくなってエンジン９のエンジン回転速度ＮＥとトルクコンバータ６のタービン翼車６ｔとの回転速度差が小さくされるようになっている。
【００５３】
図７および図８において、クラッチＣｓが係合されて制動トルク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がトランスミッションケース１１に固定され、図７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８の実線で示すベースラインＢＣで示すようになる。
【００５４】
また、クラッチＣｓおよびクラッチＣｉが係合されてステータ翼車６ｓがタービン翼車６ｔと共に回転される第２容量係数制御が行われるとステータトルクＴＳが増加し、図７の第２可変容量係数走行を示す１点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８の第２可変容量係数走行を示す１点鎖線のようになる。すなわち、クラッチＣｓ、Ｃｉを介してステータ翼車６ｓを出力軸２２に連結してタービン翼車６ｔで受けたトルクでそのステータ翼車６ｓを回転駆動させることにより、走行中のトルクコンバータ６の容量係数Ｃが小さくされるようになっている。
【００５５】
また、クラッチＣｓが係合されて電動モータ１０によりステータ翼車６ｓが前記正回転方向へ回転駆動される第１容量係数制御が行われるとステータトルクＴＳが増加し、図７の第１可変容量係数走行を表す矢印ａで示すように、トルク比ｔは、同じ速度比ｅであっても図７のベースラインＢｔから第１可変容量係数走行を示す１点鎖線あるいはそれ以上の範囲で適宜変更される。このときのトルクコンバータ６の容量係数Ｃは、図８の第１可変容量係数走行を表す矢印ｄで示すように、ベースラインＢＣから第１可変容量係数走行を示す１点鎖線あるいはそれ以下の範囲で適宜変更される。
【００５６】
また、クラッチＣｓ、Ｃｉ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７のステータフリーを表す短点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。
【００５７】
また、クラッチＣｓが係合されて制動トルク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７のステータ逆転を表す長点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８のステータ逆転を表す長点線のようになる。
【００５８】
また、クラッチＣｓが係合されて電動モータ１０の回生によりステータ翼車６ｓの上記負回転方向の回転が制御される第１容量係数制御が行われるとステータトルクＴＳが減少し、図７の第１可変容量係数走行を表す矢印ｂで示すように、トルク比ｔは、同じ速度比ｅであっても図７のベースラインＢｔからステータフリーを示す短点線までの範囲で適宜変更される。このときのトルクコンバータ６の容量係数Ｃは、図８の第１可変容量係数走行を表す矢印ｃで示すように、ベースラインＢＣからステータ逆転を示す長点線あるいはそれ以上の範囲で適宜変更される。
【００５９】
つまり、本実施例におけるトルクコンバータ６では、クラッチＣｓを介してステータ翼車６ｓに連結された電動モータ１０が用いられてステータ翼車６ｓが前記正回転方向または負回転方向に回転駆動されることにより容量係数Ｃを変更する第１可変容量係数走行を実施するための第１容量係数制御が行われることにより、ステータ翼車６ｓがトランスミッションケース１１に対して固定されている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および容量係数Ｃに対して、トルク比ｔが増大または減少され、容量係数Ｃが減少または増大されるようになっている。
【００６０】
また、本実施例におけるトルクコンバータ６では、クラッチＣｓおよびクラッチＣｉを介してステータ翼車６ｓに連結されたタービン翼車６ｔが受けたトルクを用いてステータ翼車６ｓを回転駆動させることにより容量係数Ｃを変更する第２可変容量係数走行を実施するための第２容量係数制御が行われることにより、上記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および容量係数Ｃに対して、トルク比ｔが増大され、容量係数Ｃが減少されるようになっている。
【００６１】
また、本実施例におけるトルクコンバータ６では、ブレーキＢｓのスリップによってステータ翼車６ｓがポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向に回転制御されることにより、ステータ翼車６ｓがトランスミッションケース１１に対して固定されているときよりもトルク比ｔが減少され、容量係数Ｃが増大されるようになっている。
【００６２】
このように、トルクコンバータ６は、クラッチＣｓ、ＣｉおよびブレーキＢｓが選択的に係合されることにより、前記第１可変容量係数走行を実施するか、前記第２可変容量係数走行を実施するか、あるいは通常走行を実施するかが適宜変更可能な構成となっている。なお、本実施例における上記通常走行とは、クラッチＣｓ、Ｃｉを解放させつつブレーキＢｓを係合させることによりステータ翼車６ｓがトランスミッションケース１１に対して固定され、図７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でトルク伝達が行われるようにするものである。
【００６３】
本実施例では、電子制御装置７８は、車両の走行制御装置としても機能している。図９は、その走行制御装置として機能する電子制御装置７８の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【００６４】
図９において、車両状態算出手段１１４は、実際のエンジントルクＴＥ、トルクコンバータ６の実際の速度比ｅやトルク比ｔ、および車両の実際の駆動力Ｆ等の車両状態を示す値を算出する。
【００６５】
具体的には、車両状態算出手段１１４は、トルクマップと称される、スロットル弁開度θＴＨをパラメータにしてエンジントルクＴＥとエンジン回転速度ＮＥとの予め実験的に求められて記憶された関係から、実際のスロットル弁開度θＴＨおよびエンジン回転速度ＮＥに基づいて実際のエンジントルクＴＥを算出する。
【００６６】
また、車両状態算出手段１１４は、予め設定された関係（ｅ＝ＮＴ／ＮＥ）から、実際のタービン回転速度ＮＴおよび実際のエンジン回転速度ＮＥに基づいてトルクコンバータ６の実際の速度比ｅを算出する。
【００６７】
また、車両状態算出手段１１４は、予め設定された関係（Ｃ＝ＴＥ／ＮＥ２）から、実際のエンジン回転速度ＮＥおよび上記算出された実際のエンジントルクＴＥに基づいてトルクコンバータ６の実際の容量係数Ｃを算出する。
【００６８】
また、車両状態算出手段１１４は、トルクコンバータ６のトルク比ｔと速度比ｅと容量係数Ｃとの予め実験的に求められて記憶された関係（マップ）から、上記算出された実際の速度比ｅおよび容量係数Ｃに基づいて実際のトルク比ｔを算出する。
【００６９】
また、車両状態算出手段１１４は、エンジントルクＴＥと、タービン回転速度ＮＴおよび車速Ｖに基づいて予め設定された関係から判断される自動変速機８の実際の変速段に対応する自動変速機８の変速比（トランスミッションギヤ比）ｈと、エンジン９から駆動輪までの動力伝達経路における自動変速機８以外の変速装置としての終減速装置の減速比（ファイナルギヤ比）ｉと、駆動輪のタイヤ有効半径ｒＷと、エンジン９から駆動輪までの動力伝達経路における動力伝達効率η１と、トルクコンバータ６のトルク比ｔとの予め設定された関係( Ｆ＝(ＴＥ×ｔ×η１×ｈ×ｉ)／ｒＷ )から、実際のエンジントルクＴＥと、実際のタービン回転速度ＮＴおよび車速Ｖと、実際のトルク比ｔとに基づいて車両の実際の駆動力Ｆを算出する。なお、上記変速段毎の変速比ｈ、減速比ｉ、タイヤ有効半径ｒＷ、および動力伝達効率η１は、予め設定されて記憶されている。
【００７０】
駆動力要求判定手段１１６は、たとえば加速操作量としての実際のアクセル操作量ＡＣＣが例えば０[％]またはそれに近い値に予め設定された駆動力要求判定値よりも大きいことに基づいて、車両の駆動力Ｆを増大させるように要求されたことすなわち駆動力要求を判定する。
【００７１】
目標駆動力算出手段１１８は、図１０に示すようなアクセル操作量ＡＣＣをパラメータとして車速Ｖと目標駆動力Ｆ＊との予め実験的に求められて記憶された関係（駆動力マップ）から、実際のアクセル操作量ＡＣＣおよび車速Ｖに基づいて車両の目標駆動力Ｆ＊を算出する。
【００７２】
急加速要求判定手段１２０は、目標駆動力算出手段１１８にて算出された目標駆動力Ｆ＊と実際の駆動力Ｆとの差が予め設定された急加速判定値Ｆｄ１を越えたことに基づいて急加速要求を判定する。具体的には、先ず、急加速要求判定手段１２０は、目標駆動力Ｆ＊と実際の駆動力Ｆとの差すなわち目標駆動力差Ｆｄ（＝Ｆ＊−Ｆ）を算出する。次いで、急加速要求判定手段１２０は、その目標駆動力差Ｆｄが予め設定された急加速判定値Ｆｄ１より大きいか否かを判定し、その判定が肯定されるときに急加速要求が行われたと判定する。
【００７３】
電動機作動可能判定手段１２２は、電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であるか否かを判定する。具体的には、電動機作動可能判定手段１２２は、電動モータ１０に電力を供給する蓄電装置１１３の充電容量（蓄電状態）ＳＯＣが予め設定された許容下限値である閾値Ｓよりも大きいか否かを判定し、その判定が肯定されるときに電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定する。
【００７４】
駆動力不足判定手段１２４は、電動モータ１０のステータ翼車６ｓの回転駆動による容量係数Ｃの変化により得られる駆動力Ｆの最大値すなわち第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxが目標駆動力Ｆ＊に対して不足するか否か、また、タービン翼車６ｔが受けたトルクすなわちタービントルクＴＴを用いてステータ翼車６ｓを回転駆動させることによる容量係数Ｃの変化により得られる駆動力すなわち第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが目標駆動力Ｆ＊に対して不足するか否か、また、第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxに対して不足するか否かを判定する。
【００７５】
具体的には、駆動力不足判定手段１２４は、予め設定されて記憶された図７に示すようなトルク比マップより、実際の速度比ｅに基づいて第２容量係数制御時トルク比ｔｇを算出し、前記予め設定された関係( Ｆ＝(ＴＥ×ｔ×η１×ｈ×ｉ)／ｒＷ )から、実際のエンジントルクＴＥとレバーポジションＰＳＨと上記算出された第２容量係数制御時トルク比ｔｇとに基づいて、タービン翼車６ｔが受けたトルクを用いてステータ翼車６ｓを回転駆動する第２容量係数制御時における第２容量係数制御時駆動力Ｆｇを算出する。また、駆動力不足判定手段１２４は、予め設定されて記憶された図７に示すようなトルク比マップより、実際の速度比ｅに基づいて、第１容量係数制御時最大トルク比ｔｍ_maxおよび第１容量係数制御時最小トルク比ｔｍ_minを算出し、前記予め設定された関係( Ｆ＝(ＴＥ×ｔ×η１×ｈ×ｉ)／ｒＷ )から、実際のエンジントルクＴＥとレバーポジションＰＳＨと上記算出された第１容量係数制御時最大トルク比ｔｍ_maxおよび第１容量係数制御時最小トルク比ｔｍ_minとに基づいて、電動モータ１０を用いてステータ翼車６ｓを回転駆動する第１容量係数制御時における第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxおよび第１容量係数制御時最小駆動力Ｆｍ_minを算出する。
【００７６】
そして、駆動力不足判定手段１２４は、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定されたときには、第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxよりも大きく且つ目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいか、否かを判定する。また、駆動力不足判定手段１２４は、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が不能であると判定されたときには、目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいか否かを判定する。
【００７７】
容量係数制御手段１２６は、駆動力要求判定手段１１６により駆動力要求が判定され、急加速要求判定手段１２０によって急加速要求が判定され、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定されたときに、第１可変容量係数走行と第２可変容量係数走行と通常走行とを択一的に切り換えて、目標駆動力Ｆ＊と実際の駆動力Ｆとの差が解消されるようにトルクコンバータ６の容量係数Ｃを制御するものである。すなわち、容量係数制御手段１２６は、クラッチＣｓを介してステータ翼車６ｓに連結された電動モータ１０を用いてステータ翼車６ｓを回転駆動させるか、クラッチＣｓおよびクラッチＣｉを介してステータ翼車６ｓに連結されたタービン翼車６ｔが受けたトルクを用いてステータ翼車６ｓを回転駆動させることにより、走行中のトルクコンバータ６の容量係数Ｃを前記ステータ翼車６ｓが非回転状態であるときの値よりも小さくする。
【００７８】
ここで、上記第１可変容量係数走行と第２可変容量係数走行と通常走行との切り換えに関して、具体的には、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定され、且つ駆動力不足判定手段１２４により第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxよりも大きく且つ目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいという判定が不成立であったときは、第１可変容量係数走行を選択して第１容量係数制御を実行する。また、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定され、且つ駆動力不足判定手段１２４により第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxよりも大きく且つ目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいと判定されたときは、第２可変容量係数走行を選択して第２容量係数制御を実行する。また、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が不能な状態であると判定され、且つ駆動力不足判定手段１２４により目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいと判定されたときは、第２可変容量係数走行を選択して第２容量係数制御を実行する。また、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が不能な状態であると判定され、且つ駆動力不足判定手段１２４により目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも小さいと判定されたときは、通常走行を選択する。
【００７９】
図１１は、車両の走行制御装置として機能する電子制御装置７８の制御作動の要部、すなわち目標駆動力と実際の駆動力との差が解消されるようにトルクコンバータ６の容量係数Ｃを制御するために走行パターンを切り換えるための一連の手順すなわち容量係数制御切換ルーチンを説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃの所定の周期で繰り返し実行される。
【００８０】
図１１において、駆動力要求判定手段１１６に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する）では、加速操作量としての実際のアクセル操作量ＡＣＣが例えば０に予め設定された駆動力要求判定値よりも大きいか否かが判定される。
【００８１】
Ｓ１の判断が肯定される場合には、目標駆動力算出手段１１８に対応するステップＳ２において、予め実験的に求められて記憶された関係（駆動力マップ）から、実際のアクセル操作量ＡＣＣおよび車速Ｖに基づいて車両の目標駆動力Ｆ＊が算出される。
【００８２】
次いで、急加速要求判定手段１２０に対応するＳ３において、目標駆動力Ｆ＊と実際の駆動力Ｆとの差すなわち目標駆動力差Ｆｄ（＝Ｆ＊−Ｆ）が算出される。
【００８３】
次いで、急加速要求判定手段１２０に対応するＳ４において、Ｓ３にて算出された目標駆動力差Ｆｄが予め設定された急加速判定値Ｆｄ１より大きいか否かが判定される。
【００８４】
Ｓ４の判断が否定される場合には、本ルーチンは終了させられるが、肯定される場合には、駆動力不足判定手段１２４に対応するＳ５において、第２容量係数制御により第２可変容量係数走行が実施された場合の駆動力すなわち第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが算出される。
【００８５】
次いで、電動機作動可能判定手段に対応するＳ６では、電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であるか否かが判定される。本実施例では、電動モータ１０に電力を供給する蓄電装置１１３の充電容量（蓄電状態）ＳＯＣが予め設定された許容下限値である閾値Ｓよりも大きいか否かが判定され、その判定が肯定されるときに電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定される。
【００８６】
Ｓ６の判断が肯定される場合には、駆動力不足判定手段１２４に対応するＳ７において、第１容量係数制御により第１可変容量係数走行が実施された場合の駆動力範囲すなわち第２容量係数制御時最小駆動力Ｆｍ_min乃至第２容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxが算出される。
【００８７】
次いで、駆動力不足判定手段１２４に対応するＳ８において、第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxよりも大きく且つ目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいという判定が不成立であるか否かが判定される。
【００８８】
Ｓ８の判断が肯定される場合には、容量係数制御手段１２６に対応するＳ９において、第１可変容量係数走行が選択されるとともに実施されて、本ルーチンが終了される。
【００８９】
Ｓ６の判断が否定される場合には、駆動力不足判定手段１２４に対応するＳ１０において、目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいか否か、すなわち第２容量係数制御による駆動力変化が小さいか否かが判定される。
【００９０】
Ｓ１０の判断が肯定されるか、あるいはＳ８の判断が否定される場合には、容量係数制御手段１２６に対応するＳ１１において、第２可変容量係数走行が選択されるとともに実施されて、本ルーチンが終了される。
【００９１】
Ｓ１の判定が否定されるか、Ｓ４の判定が否定されるか、あるいはＳ１０の判断が否定される場合には、容量係数制御手段１２６に対応するＳ１２において、通常走行が選択されるとともに実施されて、本ルーチンが終了される。
【００９２】
上述のように、本実施例の車両の走行制御装置によれば、入力軸２１に連結されたポンプ翼車６ｐと出力軸２２に連結されたタービン翼車６ｔとそのタービン翼車６ｔおよびポンプ翼車６ｐの間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を備えた車両の走行制御装置であって、ステータ翼車６ｓを出力軸２２に選択的に連結するクラッチＣｓ、Ｃｉと、それらクラッチＣｓ、Ｃｉを介してステータ翼車６ｓを出力軸２２に連結してタービン翼車６ｔが受けたトルクでそのステータ翼車６ｓを回転駆動させることにより、走行中のトルクコンバータ６の容量係数Ｃをステータ翼車６ｓが非回転状態であるときの値よりも小さくする容量係数制御手段１２６とを含むことから、従来のものすなわちトルクコンバータレンジにおいてステータ翼車６ｓの回転がポンプ翼車６ｐの回転方向とは反対の負回転方向の範囲で制御されるものなどに比較して、トルクコンバータ６のトルク比ｔを高め且つ容量係数Ｃを低く変化させることができるので、車両の動力性能を高めることができる。
【００９３】
また、本実施例の車両の走行制御装置によれば、予め実験的に求められて記憶された関係（駆動力マップ）から、運転者の加速操作量としての実際のアクセル操作量ＡＣＣおよび車速Ｖに基づいて車両の目標駆動力Ｆ＊を算出する目標駆動力算出手段１１８が備えられ、容量係数制御手段１２６は、目標駆動力Ｆ＊と実際の駆動力Ｆとの差すなわち目標駆動力差Ｆｄが解消されるようにトルクコンバータ６の容量係数Ｃを制御するものであることから、従来に比較してトルクコンバータ６のトルク比ｔを高め且つ容量係数Ｃを低く変化させることにより目標駆動力Ｆ＊と実際の駆動力Ｆとの差をより迅速に解消することができるので、車両の動力性能を高めることができる。
【００９４】
また、本実施例の車両の走行制御装置によれば、目標駆動力差Ｆｄが予め設定された急加速判定値Ｆｄ１を越えたことに基づいて急加速要求を判定する急加速要求判定手段１２０が備えられ、容量係数制御手段１２６は、その急加速要求判定手段１２０によって急加速要求が判定されたときにトルクコンバータ６の容量係数Ｃを制御するものであることから、急加速要求があった場合に、従来に比較してトルクコンバータ６のトルク比ｔを高め且つ容量係数Ｃを低く変化させることができるので、車両の動力性能を高めることができる。
【００９５】
また、本実施例の車両の走行制御装置によれば、ステータ翼車６ｓおよび出力軸２２、またはステータ翼車６ｓ、または出力軸２２に選択的に連結される電動モータ１０が備えられ、容量係数制御手段１２６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を介してステータ翼車６ｓに連結された電動モータ１０を用いてそのステータ翼車６ｓを回転駆動させることにより容量係数Ｃを変更する第１可変容量係数走行と、電動モータ１０と出力軸２２とを選択的に連結するクラッチＣｉを介してステータ翼車６ｓに連結されたタービン翼車６ｔが受けたタービントルクＴＴを用いてそのステータ翼車６ｓを回転駆動させることにより容量係数Ｃを変更する第２可変容量係数走行とを択一的に切り換えるものであることから、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またはその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コンバータ６の容量係数Ｃを低くまたは高く広範囲に変化させることができ、また、ステータ翼車６ｓに連結されたタービン翼車６ｔが受けたタービントルクＴＴを用いてそのステータ翼車６ｓを上記正回転方向へ回転させることにより、電動モータ１０を用いなくてもトルクコンバータ６のトルク比ｔを高め且つ容量係数Ｃを低く変化させることができ、それ等を使い分けることで、トルク比ｔおよび容量係数Ｃの変化範囲を広範囲としても車両の動力性能および燃費性能を高めることができる。
【００９６】
また、本実施例の車両の走行制御装置によれば、電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であるか否かを判定する電動機作動可能判定手段１２２が備えられ、容量係数制御手段１２６は、その電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定された場合は第１可変容量係数走行を選択し、電動機作動可能判定手段１２２により電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が不能な状態であると判定された場合は第２可変容量係数走行を選択するものであることから、例えば電動モータ１０に電力を供給する蓄電装置１１３の蓄電容量ＳＯＣが予め設定された許容下限値である閾値Ｓよりも大きくないときには第２可変容量係数走行が選択されるので、電動モータ１０のエネルギー消費量が最適化されて車両の燃費性能を高めることができる。すなわち、蓄電容量ＳＯＣが閾値Ｓよりも大きいときには第１可変容量係数走行が選択されることにより車両の操作応答性や円滑性が得られ、蓄電容量ＳＯＣが閾値Ｓよりも大きくないときには第２可変容量走行が選択されることにより電力消費を抑えることが可能である。
【００９７】
また、本実施例の車両の走行制御装置によれば、電動モータ１０のステータ翼車６ｓの回転駆動による容量係数Ｃの変化により得られる駆動力Ｆの最大値すなわち第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxが目標駆動力Ｆ＊に対して不足し且つ目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいか、否かを判定する駆動力不足判定手段１２４が備えられ、容量係数制御手段１２６は、その駆動力不足判定手段１２４によって第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxが目標駆動力Ｆ＊に対して不足し且つ且つ目標駆動力Ｆ＊が第２容量係数制御時駆動力Ｆｇよりも大きいと判定された場合には第２可変容量係数走行を選択するものであることから、第１可変容量係数走行および第２可変容量係数走行のうち、目標駆動力Ｆ＊を速やかに創出可能な方を選択することが可能である。
【００９８】
また、本実施例の車両の走行制御装置によれば、容量係数制御手段１２６は、駆動力不足判定手段１２４により第２容量係数制御時駆動力Ｆｇが目標駆動力Ｆ＊よりも大きいと判定された場合すなわち第２容量係数制御による駆動力変化が大きい場合には、通常走行を選択することから、駆動力が過大となることを避けることができる。
【００９９】
また、本実施例の車両の走行制御装置によれば、トルクコンバータ６は、その後段部に自動変速機８を備えていることから、例えば自動変速機８の作動状態等に応じてトルクコンバータ６の容量係数Ｃを制御することが可能である。
【０１００】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【０１０１】
例えば、前述の実施例において、トルクコンバータ６は、ステータ翼車６ｓとトランスミッションケース１１との間のブレーキＢｓが除去されて構成されても差し支えない。それにより、トルクコンバータ６の容量係数制御は、電動モータ１０、クラッチＣｓ、Ｃｉによって行われてもよい。また、トルクコンバータ６は、電動モータ１０が除去され、クラッチＣｓ、Ｃｉに換えてステータ翼車６ｓおよび出力軸２２を選択的に連結するためのクラッチが設けられて構成されてもよい。それにより、トルクコンバータ６の容量係数制御は、ブレーキＢｓおよび上記クラッチによって行われてもよい。すなわち、通常走行時には、上記クラッチを解放させてブレーキＢｓを係合させることにより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でトルク伝達が行われ、また、例えば車両の発進時あるいは加速走行時には、ブレーキＢｓを解放させて上記クラッチを係合させることにより、上記クラッチを介してステータ翼車６ｓを出力軸２２に連結してタービン翼車６ｔが受けたトルクでステータ翼車６ｓを回転駆動させて、走行中のトルクコンバータ６の容量係数Ｃをステータ翼車６ｓが非回転状態であるときの値よりも小さくするようにしてもよい。また、前述の実施例において、ロックアップクラッチＬ／Ｃは必ずしも設けられなくてもよい。
【０１０２】
また、前述の実施例において、急加速要求判定手段１２０は、目標駆動力算出手段１１８にて算出された目標駆動力Ｆ＊と実際の駆動力Ｆとの差が予め設定された急加速判定値Ｆｄ１を越えたことに基づいて急加速要求を判定するものであったが、これに限らない。例えば、アクセル操作量ＡＣＣの時間変化量が予め設定された判定値を越えたことに基づいて急加速要求を判定するもの等であってもよく、また、上記アクセル操作量ＡＣＣに換えてスロットル弁開度θＴＨや吸入空気量ＱＡ、路面勾配などが用いられる等、種々の態様が可能である。
【０１０３】
また、前述の実施例において、電動機作動可能判定手段１２２は、電動モータ１０に電力を供給する蓄電装置１１３の充電容量（蓄電状態）ＳＯＣが予め設定された許容下限値である閾値Ｓよりも大きいか否かを判定し、その判定が肯定されるときに電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定するものであったが、これに限らない。例えば、上記蓄電装置１１３の充電状態の判定に加えて、電動モータ１０が故障していないか否かを判定し、上記２つの判定が共に肯定されるときに電動モータ１０によるステータ翼車６ｓの回転駆動が可能な状態であると判定するものであってもよい。要するに、電動モータ１０が、ステータ翼車６ｓを回転駆動することにより第１可変容量係数走行を実施可能である状態か否かを判定するものであればよい。
【０１０４】
また、前述の実施例において、駆動力不足判定手段１２４は、実際の蓄電装置１１３の充電容量ＳＯＣに基づいて、実際の蓄電装置１１３の充電状態で電動モータ１０によりステータ翼車６ｓを回転駆動させた時の容量係数Ｃの変化により得られる駆動力Ｆの最大値すなわち第１容量係数制御時最大駆動力Ｆｍ_maxが目標駆動力Ｆ＊に対して不足するか否か、を判定するものであってもよい。
【０１０５】
また、前述の実施例において、車両は、走行用の動力源として例えば内燃機関等で構成されるエンジン９を備えていたが、これに限らない。また、車両は、縦置型の自動変速機８を有するとともにＦＲ型の駆動方式を採用するものであったが、これに限らない。要するに、トルクコンバータ６を備えるものであれば、本発明は適用され得る。例えば、無段変速機（ＣＶＴ）、手動変速機等その他の形式の動力伝達装置が設けられていてもよい。また、自動変速機８が用いられる場合にも、変速機の構造は前述の実施例のものに限定されず、遊星歯車装置又はクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１、Ｂ２などの各係合要素の数や変速段数、および上記各係合要素が上記遊星歯車装置のどの要素と選択的に連結されているか等に特に限定はない。また、たとえば、ＦＦ型、４ＷＤ型、あるいはその他の駆動形式の車両にも適用されうる。
【０１０６】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、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】
【０１０７】
【図１】本発明の一実施例のトルクコンバータが適用された車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１のトルクコンバータの電動モータにおける駆動電流と駆動トルクとの関係を示す図である。
【図３】図１のトルクコンバータの電動モータにおける発電電流と制動トルクとの関係を示す図である。
【図４】図１の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作動表である。
【図５】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６】図１のトルクコンバータにおいて、ポンプ翼車、タービン翼車、ステータ翼車の羽根の流線に沿った断面形状をそれぞれ展開して示す図である。
【図７】図１のトルクコンバータの特性を示す図であって、速度比に対するトルク比を示す図である。
【図８】図１のトルクコンバータの特性を示す図であって、速度比に対する容量係数を示す図である。
【図９】図１のトルクコンバータを有する車両の走行制御装置として機能する電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図１０】駆動力マップと称される、アクセル操作量をパラメータとして車速と要求駆動力との予め実験的に求められて記憶された関係を示す図である。
【図１１】図１のトルクコンバータを有する車両の走行制御装置として機能する電子制御装置の制御作動の要部、すなわち目標駆動力と実際の駆動力との差が解消されるようにトルクコンバータの容量係数を制御するために走行パターンを切り換えるための一連の手順すなわち容量係数制御切換ルーチンを説明するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
６：トルクコンバータ（車両用可変容量型トルクコンバータ）
６ｐ：ポンプ翼車
６ｔ：タービン翼車
６ｓ：ステータ翼車
８：自動変速機
１０：電動モータ（電動機）
２２：出力軸
１１８：目標駆動力算出手段
１２０：急加速要求判定手段
１２２：電動機作動可能判定手段
１２４：駆動力不足判定手段
１２６：容量係数制御手段
ＡＣＣ：アクセル操作量（加速操作量）
Ｃ：容量係数
Ｃｓ：クラッチ（第１摩擦係合装置）
Ｃｉ：クラッチ（第２摩擦係合装置）
Ｆ：駆動力
Ｆ＊：目標駆動力
Ｆｄ：目標駆動力差
Ｆｄ１：急加速判定値
【図１】
2010038232.tif 000003
【図２】
2010038232.tif 000004
【図３】
2010038232.tif 000005
【図４】
2010038232.tif 000006
【図５】
2010038232.tif 000007
【図６】
2010038232.tif 000008
【図７】
2010038232.tif 000009
【図８】
2010038232.tif 000010
【図９】
2010038232.tif 000011
【図１０】
2010038232.tif 000012
【図１１】
2010038232.tif 000013