(57)【要約】【課題】トルクコンバータの容量を制御することにより良好な加速特性を実現する。【解決手段】ＥＣＵは、目標過給圧を算出するステップ（Ｓ１００）と、実過給圧を検出するステップ（Ｓ２００）と、目標過給圧と実過給圧との偏差指標を算出するステップ（Ｓ３００）と、偏差指標がしきい値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、過給圧比（目標過給圧に対する実過給圧の比率）に基づいてトルクコンバータのトルク容量を算出するステップ（Ｓ５００）と、算出されたトルク容量に変化させるようにロックアップクラッチの係合油圧を制御するステップ（Ｓ６００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図６
2008115901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変容量型のトルクコンバータの制御装置であって、
前記トルクコンバータに連結されたエンジンの動作に影響する物理量を検出するための検出手段と、
前記物理量の目標値を算出するための算出手段と、
前記検出された物理量と前記目標値との乖離の度合いが予め定められた度合い以上であると、前記乖離が小さくなる方向へトルク容量を変更するように前記トルクコンバータを制御するための制御手段とを含む、制御装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記エンジンの吸入空気量を検出するための手段を含み、
前記算出手段は、目標空気量を算出するための手段を含み、
前記制御手段は、前記吸入空気量が前記目標空気量に近付くように、前記トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンには、前記エンジンにより作動される過給機が備えられ、
前記検出手段は、前記過給機による実過給圧を検出するための手段を含み、
前記算出手段は、目標過給圧を算出するための手段を含み、
前記制御手段は、前記実過給圧が前記目標過給圧に近付くように、前記トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記過給機は、容量可変型の過給機である、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記乖離が大きいときには前記乖離が小さいときよりもトルク容量が小さくなるように前記トルクコンバータを制御するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力軸に接続されたトルクコンバータの制御に関し、特に、トルク容量（トルク容量係数、または単に容量係数と記載する場合がある）を変更できるトルクコンバータを用いて、エンジンの過回転（本明細書内の過回転とは目標回転数に対するオーバーシュートをいう）を防止させたり、加速特性を向上させたりする制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンから駆動輪に至る動力伝達経路に、流体伝動装置が設けられた車両においては、エンジントルクの変動が流体伝動装置により吸収されているため、駆動力の変化を抑制できる。一方、流体伝動装置の一例であるトルクコンバータにおいては、固定部材であるステータを介して第１の回転部材（ポンプインペラ）と第２の回転部材（タービンインペラ）との間で、流体の運動エネルギにより動力伝達が行なわれる、第１の回転部材と第２の回転部材との滑りが不可避的に生じるために、エンジンと駆動輪との間における動力の伝達効率が低下する不都合がある。そこで、流体伝動装置と並列に、第１の回転部材と第２の回転部材とを機械的に（摩擦力を用いて）連結させるロックアップクラッチを設けるとともに、エンジントルクの変動が大きい運転状態では、ロックアップクラッチを解放させる一方、エンジントルクの変動が小さい運転状態では、ロックアップクラッチの（係合圧を高めて）トルク容量を高めて、摩擦力により動力伝達を行ない、エンジンと駆動輪との間における動力の伝達効率の低下を抑制する制御が行なわれている。
【０００３】
また、エンジンのシリンダに圧縮空気を供給するターボ過給機（ターボチャージャ、スーパーチャージャ）が設けられる場合もある。これらの過給機はエンジン（排気圧を含む）を動力源とするため、エンジン回転数に応じた過給圧を発生させる。
【０００４】
特開２００５−２１４３８１号公報（特許文献１）は、過給機の状態に基づいて、ロックアップクラッチの係合および解放を制御することにより、動力性能（加速性能）を向上と燃費性能向上との両立を達成できるロックアップクラッチの制御装置を開示する。このロックアップクラッチの制御装置は、エンジンのシリンダに圧縮空気を供給する過給機と、エンジンから車輪に至る動力伝達経路に配置され、かつ、相互に並列に配置された流体伝動装置およびロックアップクラッチとを有するロックアップクラッチの制御装置であって、車両における加速要求およびシリンダに供給される圧縮空気の過給圧に基づいて、車両の走行性能が判断され、その判断結果に基づいてロックアップクラッチのトルク容量を制御するとともに、過給圧が第１の所定圧以下である場合、または過給圧が第１の所定圧よりも高圧な第２の所定圧を越える場合に、ロックアップクラッチのトルク容量を所定値以上に高めることを禁止する。
【０００５】
このロックアップクラッチの制御装置によると、たとえば、過給圧が第１の所定圧以下である場合に、ロックアップクラッチのトルク容量を所定値未満に制御することにより、「エンジン負荷の増加によりエンジン回転数が低下して、燃焼状態が不安定となって失火するとともに、エンジン出力の低下（息つき）により加速性能が低下する。」という不都合を回避することができる。また、過給圧が第２の所定圧を越える場合は、過給圧が上昇している場合にロックアップクラッチのトルク容量を所定値未満に制御することにより、「駆動力が急激に増加してショックとして体感されること。」を回避することが可能である。さらに、過給圧が第２の所定圧を越える場合は、過給圧が低下している場合にロックアップクラッチのトルク容量を所定値未満に制御することにより、「エンジン出力が急激に低下して加速性能が低下すること。」を回避することが可能である。
【０００６】
さらに、特開平２−２４０４５４号公報（特許文献２）も、ターボ過給機を備えた内燃機関を搭載した車両において、動力性能向上と燃費性能向上との両立を達成することができる可変容量トルクコンバータの容量制御装置を開示する。この可変容量トルクコンバータの容量制御装置は、ターボ過給機を備えた内燃機関と、トルクコンバータのトルク容量を任意に可変制御し得る容量制御装置を備えた可変容量トルクコンバータとを搭載した車両において、容量制御装置は、内燃機関の吸気圧を検出する吸気圧検出部からの吸気圧信号を入力し、吸気圧が過給開始圧以上で最大過給圧より少し小さな所定圧以下の領域においては小トルク容量係数側を選択し、吸気圧が所定圧を越えたら大トルク容量係数側を選択する。
【０００７】
この可変容量トルクコンバータの容量制御装置によると、内燃機関の吸気圧が過給開始圧以上で最大過給圧より少し小さな所定圧以下の領域においては、容量制御装置により、可変容量トルクコンバータが小容量係数になる。したがって、可変容量トルクコンバータの小容量の選択により、内燃機関の回転が早く上昇し過給圧特性の立ち上がりが良くなり加速性能も向上する。内燃機関の吸気圧がで最大過給圧より少し小さな所定圧を越えたら、容量制御装置により、可変容量トルクコンバータが小容量係数側から大容量領域側へと切り替えらる。したがって、最大過給圧に達し、最大過給圧が維持されている時には大容量であるため、内燃機関の回転上昇が抑えられることになり、過大なトルコンスリップの発生が防止され、燃費を悪化させることがない。なお、この可変容量トルクコンバータにおいては、ワンウェイクラッチを作動および非作動の状態に制御することにより、トルクコンバータの容量を可変としている。より詳しくは、ワンウェイクラッチに連結されたクラッチを作動（締結）させるとワンウェイクラッチが本来の機能を発揮してトルクコンバータ容量が大きくなり、ワンウェイクラッチに連結されたクラッチを非作動（解放）させるとワンウェイクラッチが本来の機能を発揮しなくなりトルクコンバータ容量が小さくなる。
【特許文献１】特開２００５−２１４３８１号公報
【特許文献２】特開平２−２４０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ターボ過給機には、たとえばモータにより可変ノズルを開閉させること等によりターボ過給機に入力される排気ガスの流速や圧力を調整することにより、エンジン回転数および負荷に対して、背圧と過給圧とのバランスを最適に制御する、可変容量ターボ過給機がある。このような可変容量ターボ過給機を備えたエンジンにおいては、エンジン回転数と目標駆動力（エンジン負荷）とに基づいて設定された目標過給圧に実過給圧が追従するようにエンジン制御が行なわれる。
【０００９】
しかしながら、上述したいずれの特許文献においても、このような可変容量ターボチャージャーを考慮していないので、実過給圧と目標過給圧との偏差に関わらず（偏差がない場合でも）トルクコンバータの容量係数を切り替えてしまう。たとえば、目標過給圧に実過給圧が良好に追従していて偏差がないときに（さらに言えば偏差に関係なく）、トルクコンバータの容量係数が小さく変更されると、エンジン回転数が上昇して実過給圧が目標過給圧よりも上昇してしまう。すなわち、必要以上にエンジン回転数を上昇させてしまうので、可変容量ターボ過給機においてせっかく設定された過給圧がオーバーシュートしてしまう。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、トルク容量を制御することにより良好な加速特性を実現する、容量可変型トルクコンバータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る制御装置は、可変容量型のトルクコンバータを制御する。この制御装置は、トルクコンバータに連結されたエンジンの動作に影響する物理量を検出するための検出手段と、物理量の目標値を算出するための算出手段と、検出された物理量と目標値との乖離の度合いが予め定められた度合い以上であると、乖離が小さくなる方向へトルク容量を変更するようにトルクコンバータを制御するための制御手段とを含む。
【００１２】
第１の発明によると、可変容量型のトルクコンバータに連結されたエンジンの動作に影響する物理量である吸入空気量や過給機による過給圧が検出される。この制御装置が搭載された車両に加速要求があると、目標値である目標空気量や目標過給圧が算出される。この目標値と検出された値との乖離が大きいときにはトルクコンバータのトルク容量が変更される。このため、エンジンの回転数を速やかに上昇させたいときに、トルク容量を大きいままではなく小さくしてエンジンの応答性（回転数上昇の応答性）を向上できる。また、この目標値と検出された値との乖離が小さいときにはトルクコンバータのトルク容量が変更されない（少なくとも小さく変更されない）。このため、たとえばトルク容量が小さく変更されてエンジンの回転数が過度に上昇することを防止して、大きなトルク容量でエンジンから駆動輪に動力を伝達して加速特性を向上させることができる。その結果、目標値を用いて必要に応じてトルク容量を制御することにより、良好な加速特性を実現する、容量可変型トルクコンバータの制御装置を提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、検出手段は、エンジンの吸入空気量を検出するための手段を含み、算出手段は、目標空気量を算出するための手段を含み、制御手段は、吸入空気量が目標空気量に近付くように、トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む。
【００１４】
第２の発明によると、吸入空気量と目標空気量との乖離の度合いが大きいと（たとえば、加速開始時には目標空気量よりも吸入空気量がかなり小さい）、トルク容量が小さくなるようにトルクコンバータが制御される。トルク容量が小さくなると、エンジン回転数が速やかに上昇して吸入空気量が増加する。これにより、吸入空気量を目標空気量に近付けることができ、加速初期におけるエンジン回転数上昇および出力上昇を実現できる。
【００１５】
第３の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、エンジンには、エンジンにより作動される過給機が備えられ、検出手段は、過給機による実過給圧を検出するための手段を含み、算出手段は、目標過給圧を算出するための手段を含み、制御手段は、実過給圧が目標過給圧に近付くように、トルクコンバータのトルク容量を低下させるための手段を含む。
【００１６】
第３の発明によると、実過給圧と目標過給圧との乖離の度合いが大きいと（たとえば、加速開始時には目標過給圧よりも実過給圧がかなり小さい）、トルク容量が小さくなるようにトルクコンバータが制御される。トルク容量が小さくなると、エンジン回転数が速やかに上昇して排気圧が上昇し過給機回転数が上昇して実過給圧が上昇する。これにより、実過給圧を目標過給圧に近付けることができ、加速初期におけるエンジン回転数上昇および出力上昇を実現できる。
【００１７】
第４の発明に係る制御装置においては、第３の発明の構成に加えて、過給機は、容量可変型の過給機である。
【００１８】
第４の発明によると、容量可変型の過給機においては、特に、エンジン回転数と負荷（加速負荷）とにより目標過給圧が算出される。この目標過給圧と実過給圧とを比較して、必要に応じてトルク容量を変更して、容量可変型の過給機を備えたエンジンにおける実過給圧を目標過給圧に近付けることができ、加速初期におけるエンジン回転数上昇および出力上昇を実現できる。
【００１９】
第５の発明に係る制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、乖離が大きいときには乖離が小さいときよりもトルク容量が小さくなるようにトルクコンバータを制御するための手段を含む。
【００２０】
第５の発明によると、加速要求があって算出された目標値（目標空気量、目標過給圧）と検出された値（吸入空気量、実過給圧）との乖離が大きいときにはトルクコンバータのトルク容量が変更される。このときであっても、乖離が大きいときには乖離が小さいときよりもトルク容量を小さく、乖離が小さくなってくるとトルク容量を大きく、変更させる。このようにすると、加速時において、加速の初期にはトルクコンバータのトルク容量を小さくしてエンジン回転数を速やかに上昇させて吸入空気量や実過給圧を速やかに上昇させてエンジン出力を上昇させ、吸入空気量や実過給圧が上昇してくるとトルクコンバータのトルク容量を大きくしてエンジン回転数を速やかに上昇させるのではなく駆動輪に駆動力を伝達して車両を速やかに加速させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係るバリアブルノズル式ターボチャージャ（可変容量ターボ過給機）を備えたディーゼルエンジンの出力軸に接続された可変容量型トルクコンバータの制御装置を含むパワートレーンの一例を概略的に示す図である。本実施の形態に係る可変容量型トルクコンバータの制御装置は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０００およびＥＣＴ（Electronically Controlled Automatic Transmission）−ＥＣＵ１１００で実行されるプログラムにより実現される。なお、エンジンは、ディーゼルに限定されない。
【００２３】
エンジン５００における燃焼に必要な空気は、エアクリーナ１００でろ過され、ターボチャージャ３００のコンプレッサ３２０で圧縮され、インタクーラ１２０で冷却され、吸気マニホールド１４０に導かれる。なお、その吸入空気流量ＧＡは、吸気絞り弁１３０によって調節されるとともに、エアフローメータ１１０によって検出される。また、吸気系には、吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢを検出する吸気管圧力センサ２２０、吸気管温度ＴＢを検出する吸気管温度センサ２３０および空気過剰率λを検出する酸素センサ２４０が設けられている。また、エンジン５００にはエンジン冷却水の温度を検出する温度センサ５１０が設けられている。
【００２４】
吸気マニホールド１４０で、吸入空気は、エンジン５００の各気筒に分配される。各気筒において発生する排気ガスは、排気マニホールド１６０で集められ、次いでターボチャージャ３００のタービン３４０に通された後、最後に触媒コンバータ７００で浄化されて排出される。なお、ターボチャージャ３００による過度の過給効果を防止すべく、排気ガスがタービン３４０を迂回することができるように、排気バイパス通路８００およびウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）９００が設けられている。
【００２５】
ターボチャージャ３００のタービン３４０においては、タービンロータ（タービンホイール、タービンブレードなどとも呼ばれる）３５０が排気ガスにより回転せしめられる。コンプレッサ３２０のコンプレッサブレード３３０は、ターボ回転軸３１０によりタービンロータ３５０に接続されているため、タービンロータ３５０とともに回転して吸入空気を圧縮し、すなわち過給作用を奏する。タービン３４０には、後に詳細に説明するように、回動可能な複数のノズルベーン３６０が設けられており、ノズルベーン３６０間に形成されるタービンノズルの開度すなわち面積を変えることができるようになっている。そのため、そのタービンノズルは、バリアブルノズルと呼ばれる。バリアブルノズルの開度は、アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）３７０によって調節される。
【００２６】
エンジンＥＣＵ１０００には、エアフローメータ１１０、吸気管圧力センサ２２０、吸気管温度センサ２３０、酸素センサ２４０および温度センサ５１０からの各信号が入力され、それらの信号に基づいて、吸入空気流量ＧＡ、吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢ、吸気管温度ＴＢ、空気過剰率λおよびエンジン冷却水温度ＴＥが検出される。そして、エンジンＥＣＵ１０００は、それらの検出データに基づいてバリアブルノズル用アクチュエータ３７０を制御する。さらに、エンジンＥＣＵ１０００は、エンジン５００へ噴射されるべき燃料の量を制御する。
【００２７】
エンジン５００からの出力軸は、可変容量型トルクコンバータ１２００（以下、単にトルクコンバータ１２００と記載する場合がある）を経由して自動変速機１３００の入力軸に連結されている。
【００２８】
図１に示すように、エンジン５００の出力軸は、エンジンイナーシャを介してトルクコンバータ１２００の入力軸に接続される。エンジン５００とトルクコンバータ１２００とは回転軸１２５０により連結されている。したがって、エンジン５００の出力軸回転数ＮＥとトルクコンバータ１２００の入力軸回転数ＮＰとは同じである。また、エンジン５００の出力トルクをＴＥと、トルクコンバータ１２００への入力トルクをＴＰとして表わす。
【００２９】
トルクコンバータ１２００は、ロックアップクラッチ１２１０を含み、ポンプ羽根車１２２０とタービン羽根車１２３０とから構成される。トルクコンバータ１２００と自動変速機１３００とは、回転軸１２５０により接続される。トルクコンバータ１２００の出力軸回転数をＮＴと、トルクコンバータ１２００の出力トルクをＴＴとして表わす。
【００３０】
これらのパワートレインを制御するＥＣＴ−ＥＣＵ１１００には、ポンプ回転数ＮＰ、タービン回転数ＮＴ、アクセル開度、車速、車両加速度、スロットル開度、ＡＴ信号およびシフトポジション信号が入力される。また、ＥＣＴ−ＥＣＵ１１００から、トルクコンバータ１２００のロックアップクラッチ１２１０に対してロックアップクラッチ係合圧信号が出力される。ＥＣＴ−ＥＣＵ１１００から、自動変速機１３００に対してＡＴ制御信号が出力される。
【００３１】
図１に示すようように、エンジン５００の動力は、ロックアップクラッチ１２１０付きのトルクコンバータ１２００を備えた自動変速機１３００を介して連結される駆動輪に伝達される。トルクコンバータ１２００は、エンジン５００のクランク軸（トルクコンバータ１２００の入力軸）に固定されたポンプ羽根車１２２０と、自動変速機１３００の入力軸（トルクコンバータ１２００の出力軸）に連結されたタービン羽根車１２３０と、それらポンプ羽根車１２２０および入力軸１２５０を直結するロックアップクラッチ１２１０を備えている。
【００３２】
車両の発進時においては、ロックアップクラッチ１２１０を一部係合して、ロックアップクラッチ１２１０がスリップ制御されることにより、エンジン５００から自動変速機１３００へ伝達されるトルクを滑らかに増大させる。車両の停止時においては、ロックアップクラッチ１２１０を解放して、自動変速機１３００の回転および停止のいずれにもかかわらずエンジン５００の回転を許容する。通常走行時においては、ロックアップクラッチ１２１０のロックアップ機能によりポンプ羽根車１２２０およびタービン羽根車１２３０を連結して回転損失を防止する。なお、このようなロックアップクラッチ１２１０の制御は一例でしかない。
【００３３】
図２に、バリアブルノズル式ターボチャージャであるターボチャージャ３００の断面図を、図３（Ａ）および（Ｂ）に、ターボチャージャ３００におけるノズルベーン３６０が開いた状態の図を、図４（Ａ）および（Ｂ）に、ターボチャージャ３００におけるノズルベーン３６０が閉じた状態の図を示す。
【００３４】
これらの図を参照して、ターボチャージャ３００のノズル開度制御について説明する。タービン３４０側に設けられたノズルベーン３６０が、ノズル開度制御の対象である。タービンロータ３５０に排気ガスを導くタービン入口のガス通路には、複数（本実施の形態では１３枚とする）の回動可能なノズルベーン３６０が設けられている。ノズルベーン３６０の間に形成されるバリアブルノズルの開度は、リンク３９０を介して駆動アーム３８２を回動せしめることによって調整されるようになっており、リンク３９０は、アクチュエータ３７０のロッド３９２に連結されている。アクチュエータ３７０は、たとえば、アクチュエータドライバ３７２を介してエンジンＥＣＵ１０００により制御されるＤＣサーボモータである。
【００３５】
エンジンＥＣＵ１０００により制御されるアクチュエータ３７０からの駆動力は、ロッド３９２、リンク３９０、ユニゾンリング３８０、駆動アーム３８２の順に伝達される。アクチュエータ３７０の作用により、ロッド３９２が伸縮する。ロッド３９２から伝達された駆動力によりユニゾンリング３８０が回転する。ユニゾンリング３８０の回転により駆動アーム３８２がＸ点を軸に回転すると、駆動アーム３８２の裏側に配置されたノズルベーン３６０は、同じくＸ点を中心に回転する。これにより、タービン３４０に入力される排気ガスの流速や圧力を調整することができる。
【００３６】
エンジン低中速回転域においては、ノズル通路を絞り排気ガスの流速を上げることにより、過給圧の立ち上がり特性および過給圧を上げて、黒煙の低減およびトルクの向上を図る（図３（Ａ）および図３（Ｂ））。
【００３７】
エンジン高速回転域においては、ノズル通路を開いて排気圧力を下げることにより、燃費および出力の向上を図るとともにタービン３４０の過回転を防止することも行なわれる場合がある（図４（Ａ）および図４（Ｂ））。
【００３８】
図２に示すように、エンジンＥＣＵ１０００は、アクチュエータドライバ３７２にノズルベーン３６０の目標開度に対応したＶＮ開度指令信号を出力する。このノズルベーン３６０の目標開度は、ノズルベーン３６０の目標過給圧に対応する。アクチュエータドライバ３７２は、このＶＮ開度指令信号に基づいて、アクチュエータ３７０から入力された位置信号が目標開度に対応するように、フィードバック制御を実行する。このフィードバック制御の出力信号として、アクチュエータドライバ３７２からは、アクチュエータ３７０を駆動するための駆動電流が出力される。この駆動電流は、モータ駆動電流として、アクチュエータドライバ３７２からエンジンＥＣＵ１０００に出力される。
【００３９】
なお、エンジンＥＣＵ１０００は、ターボチャージャ３００による目標過給圧を、エンジン５００の回転数やエンジン５００に要求される出力（負荷）に基づいて算出する。さらに、可変容量ターボ過給機は、このようなバリアブルノズル式ターボチャージャに限定されず、可変容量型であればどのようなタイプでも構わない。
【００４０】
図５は、一般的なトルクコンバータ１２００の特性性能を表わす図である。図５の横軸は速度比Ｅ（＝出力軸回転数ＮＴ／入力軸回転数ＮＰ）である。図５においては、特性性能として、トルク比ｔ（＝出力軸トルクＮＴ／入力軸トルクＴＰ）、効率η（＝出力軸馬力／入力軸馬力）、トルク容量Ｃを表わされている。
【００４１】
図５を参照して、速度比Ｅに対するトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃ（容量係数Ｃ）の特性曲線について説明する。本実施の形態に係る制御装置を実現するＥＣＴ−ＥＣＵ１１００においては、ロックアップクラッチ１２１０付きのトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変とするために、ロックアップクラッチ１２１０のロックアップクラッチ係合圧を制御してロックアップクラッチ１２１０をスリップ制御させる。これにより、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を可変とし、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変とする。
【００４２】
図５に示すように、可変容量型でないトルクコンバータにおいては、速度比Ｅに対してトルク容量Ｃは、低速度側で所定の初期値を有し、滑らかに上昇し極大点を経由して低下する。可変容量型トルクコンバータ１２００においては、この速度比Ｅに対するトルク容量Ｃを、ロックアップクラッチ１２１０をスリップ制御させることにより変化させている。
【００４３】
ここで、トルク容量Ｃは、トルクコンバータ１２００の伝達トルクをＴＰ、ポンプ羽根車１２２０の回転数をＮＰとすると、Ｃ＝ＴＰ／ＮＰ2で表わされる。また、速度比Ｅは、トルクコンバータ１２００の出力軸回転数をＮＴ、トルクコンバータ１２００の入力軸回転数ＮＰとして、Ｅ＝ＮＴ／ＮＰで表わされる。
【００４４】
エンジン５００の出力トルクＴＥとトルクコンバータ１２００の入力トルクＴＰとの関係について説明する。エンジン５００のイナーシャをＩ、角速度をω、角加速度をｄω／ｄｔとすると、（ＴＥ−ＴＰ）＝（Ｉ・ｄω／ｄｔ）の関係が成立する。角速度ωは｛（２π／６０）・ＮＥ｝であって、角速度ωとエンジン回転数ＮＥ（＝ＮＰ）とは１対１の関係にあるから、Ｔ（Ｐ）と（Ｃ・ω2）とは比例関係にあることが導かれる。このことから、トルク容量Ｃの大きさは、トルクコンバータ１２００の入力トルクＴＰの大きさと対応すること、換言すれば、トルク容量Ｃが大きいと同じ入力トルクＴＰに対して入力回転数ＮＰは小さくなることがわかる。
【００４５】
上述のように、（ＴＥ−ＴＰ）で表わされるトルクは、エンジンイナーシャに対して働き、エンジン５００の回転数を上昇させるために使われたトルクである。すなわち、トルク容量Ｃを低下させると、エンジン５００で発生したトルクは連結される駆動輪に伝達されるよりも、エンジンイナーシャ１１０に対して働いてエンジン５００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させることになる。一方、トルク容量Ｃを上昇させると、エンジン５００で発生したトルクは、エンジンイナーシャ１１０に対して働いてエンジン５００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させることに使用されるのではなく、連結された駆動輪に伝達されるようになる。そうすると、車両に加速度が発生させることになる。
【００４６】
過給機との関係においては以下のようになる。可変容量型トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを小さくすると、加速時におけるエンジン回転数の立ち上がりが素早くなるため結果としてエンジン５００で駆動される過給機の回転数が上昇して過給圧の立ち上がりも素早くなる。しかしながら、トルク容量Ｃを小さくすると、自動変速機１３００の入力軸回転数ＮＴの立ち上がりが鈍くなるため、アクセルペダルを踏んだ時の応答性が損なわれる。すなわち、運転者は、エンジン回転数は上昇するにも関わらず車両の速度が上昇しないで期待した加速感を得ることができず、滑ったような感覚を受ける。
【００４７】
このため、過給圧の立ち上がり特性を向上して過渡トルクを増加させるためにはトルク容量Ｃは小さくしたいが、車両としての加速応答性を確保するためにはトルク容量Ｃを大きくしたい。このようなことから、トルク容量Ｃを可変できる、トルクコンバータ１２００が採用される。
【００４８】
図６を参照して、ＥＣＵ（ここでは、エンジンＥＣＵ１０００とＥＣＴ−ＥＣＵ１１００とをあわせてＥＣＵという）で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００４９】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵは、ターボチャージャー３００により過給する目標過給圧を算出する。このとき、ＥＣＵは、エンジン５００の回転数およびエンジン５００の負荷（ガソリンエンジンの場合には空気充填率）に基づいて、予め設定された２次元マップ等を用いて、目標過給圧を算出する。
【００５０】
Ｓ２００にて、ＥＣＵは、実過給圧を検出する。このとき、ＥＣＵは、吸気管圧力センサ２２０により検出され、ＥＣＵに入力された吸気管圧力（ブースト圧）ＰＢに基づいて、実過給圧を検出する。
【００５１】
Ｓ３００にて、ＥＣＵは、目標過給圧と実過給圧との偏差指標を算出する。このとき、算出される指標としては、｜目標過給圧−実過給圧｜（偏差の絶対値）であったり、（実過給圧／目標過給圧）や（目標過給圧／実過給圧）（偏差の比率）であったりする。以下においては、偏差指標は、｜目標過給圧−実過給圧｜であるとする。なお、これらを時間微分したものを指標とすることも可能である。
【００５２】
Ｓ４００にて、ＥＣＵは、偏差指標がしきい値以上であるか否かを判断する。すなわち、実過給圧が目標過給圧と大きく乖離しているか否かを判断する。偏差指標がしきい値以上であると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、処理はＳ７００へ移される。
【００５３】
Ｓ５００にて、ＥＣＵは、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを算出する。このとき、図７に示すような、過給圧比（＝実過給圧／目標過給圧）に対応して設定されたマップに基づいて、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが算出される。図７に示すように、偏差指標がしきい値以上であるときに、過給圧比（＝実過給圧／目標過給圧）が小さいほど（実過給圧が立ち上がっていなくて目標過給圧との乖離が大きいほど）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが小さく算出される。トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃがより小さく算出されることにより、エンジン５００の回転数が素早く上昇するため、結果としてエンジン５００の排気で駆動されるターボチャージャー３００の回転数が上昇して過給圧の立ち上がりが素早くなる。一方、偏差指標がしきい値以上であっても、過給圧比（＝実過給圧／目標過給圧）が大きい（１に近い）ほど（実過給圧が立ち上がっていて目標過給圧との乖離が小さいほど）、トルクコンバータ１２００のトルク容量が大きく算出される。トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃがより大きく算出されることにより、エンジン５００の回転数の素早い上昇が抑制され、結果としてエンジン５００で駆動されるターボチャージャー３００の回転数の過回転が回避できて過給圧のオーバーシュートを回避できる。
【００５４】
Ｓ６００にて、ＥＣＵは、算出されたトルク容量Ｃに変化させるように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を制御する。このとき、ＥＣＵは、トルク容量Ｃを低下させるときには、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を低下させて解放側にして、トルク容量Ｃを上昇させるときには、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を上昇させて係合側にする。その後、この処理は終了する。
【００５５】
Ｓ７００にて、ＥＣＵは、現在のトルク容量Ｃを維持するように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧を制御する。
【００５６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの動作について、図８および図９を参照して説明する。
【００５７】
車両走行時において、ターボチャージャー３００による目標過給圧が算出され（Ｓ１００）、実過給圧が検出される（Ｓ２００）。目標過給圧と実過給圧との偏差指標が、（実過給圧／目標過給圧）により算出される（Ｓ３００）。
【００５８】
加速等の要求がない定常状態である（過渡状態でない）場合には、目標過給圧と実過給圧との偏差指標である｜目標過給圧−実過給圧｜が小さく、しきい値以上ではないので（Ｓ４００にてＮＯ）、トルクコンバータ１２００の現在のトルク容量Ｃを維持するように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧が制御される。
【００５９】
一方、加速等の要求がある過渡状態の場合であって、たとえば加速要求直後においては、目標過給圧と実過給圧との偏差指標である｜目標過給圧−実過給圧｜が大きい。このため、偏差指標はしきい値以上であるので（Ｓ４００にてＹＥＳ）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが、図７に示すように過給圧比に基づいて算出され（Ｓ５００）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが算出されたトルク容量Ｃに変化されるように、ロックアップクラッチ１２１０の係合圧が制御される。
【００６０】
このような制御が実行された場合の、加速時における過給圧の時間変化を図８に、加速時におけるエンジン５００の回転数の時間変化を図９に、それぞれ示す。
【００６１】
図８に示すように、加速開始とともに目標過給圧（点線で示す）が上昇する。この目標過給圧に対して実過給圧が低く偏差指標がしきい値以上であるとき（Ｓ４００にてＹＥＳ）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変としないでトルク容量Ｃが大きいままであると、一点鎖線で示すように応答性も良好でなく、偏差指標が小さくなってもトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが大きいままの状態であるので、目標過給圧をオーバーシュートしてしまう。逆に、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを可変としないでトルク容量Ｃが小さいままであると、一点鎖線で示すように応答性は良好であるものの偏差指標が小さくなってもトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃが小さいままの状態であるので、目標過給圧をオーバーシュートしてしまう。
【００６２】
これらに対して、図８の実線で示すように、偏差指標がしきい値以上であるときに（Ｓ４００）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを過給圧比に基づいて可変制御すると、実線で示すように実過給圧が変化する。過給圧比が小さい（乖離が大きい）ときにはトルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを小さくなるようにロックアップクラッチ１２１０が制御される。このため、エンジン５００の回転数が素早く上昇して実過給圧が速やかに上昇する。このようにするので実過給圧は素早く上昇して、偏差指標がしきい値以上であって過給圧比が大きくなると（乖離が小さくなり過給圧比が１に近付くと）、トルクコンバータ１２００のトルク容量Ｃを大きくなるようにロックアップクラッチ１２１０が制御される。このため、エンジン５００の回転数の過回転を回避できて過給圧のオーバーシュートも回避できる。
【００６３】
図９に示す、加速開始からのエンジン５００の回転数の時間変化は、トルク容量が大きいままであると（一点鎖線で示す）、エンジン５００の回転数の上昇は緩やかで（応答性が良好でなく）、エンジン５００の回転数はオーバーシュートしている。トルク容量が小さいままであると（二点鎖線で示す）、エンジン５００の回転数の上昇は素早いが（応答性が良好であるが）、エンジン５００の回転数が大きくオーバーシュートしている。
【００６４】
以上のようにして、本実施の形態に係る可変容量型トルクコンバータの制御装置であるＥＣＵによると、実過給圧と目標過給圧との乖離が大きいときのみ、トルクコンバータのトルク容量を可変として、トルク容量を小さくする。このときに、実過給圧と目標過給圧との乖離が大きい（過給圧比が小さく実過給圧が目標過給圧に対して十分に小さい）ときほど、トルク容量を小さくして、エンジン回転数を速やかに上昇させて実過給圧を速やかに上昇させる。実過給圧と目標過給圧との乖離が小さく（実過給圧が目標過給圧に近付く）と、トルク容量を上昇させる。このようにすると、加速時において、加速の初期にはトルクコンバータのトルク容量を小さくしてエンジン回転数を速やかに上昇させて実過給圧を速やかに上昇させてエンジン出力を上昇させ、実過給圧が上昇してくるとトルクコンバータのトルク容量を大きくしてエンジン回転数を速やかに上昇させるのではなく駆動輪にエンジンの駆動力を伝達して車両を速やかに加速させることができる。
【００６５】
なお、上述した実施の形態においては、過給機を備えたエンジンの出力軸に連結された可変容量型トルクコンバータの制御装置について説明したが、過給機を有しない自然吸気型のエンジンの加速初期の空気量を増大させるようにするものであっても本発明は適用できる。この場合、図６のＳ４００において目標過給圧と実過給圧との偏差指標としきい値とを比較判断する処理が、目標空気量と実空気量との偏差指標としきい値とを比較判断する処理に代わる。そして、加速初期の目標空気量と実空気量との偏差指標としきい値以上である場合にはトルクコンバータのトルク容量を小さくしてエンジン回転数を速やかに上昇させて、加速初期以降にはトルク容量を大きくしてエンジン回転数を速やかに上昇させるのではなく駆動輪にトルクを伝達して車両を速やかに加速させることができる。
【００６６】
さらに、可変容量型のターボ過給機ではなく、固定容量のターボ過給機であってもよい。
【００６７】
さらに、トルク容量を変更するにあたっては、上述した実施の形態においては連続的なものとしたがこれに限定されない。たとえば、大トルク容量と小トルク容量とを切り替えたり、大トルク容量と中トルク容量と小トルク容量とを切り替えたりしても構わない。
【００６８】
さらに、トルク容量を変更するにあたっては、上述した実施の形態においてはロックアップクラッチをスリップ制御するものとしたがこれに限定されない。たとえば、特許文献２で記載したようにワンウェイクラッチを制御するものであっても、特許文献２の先行技術として開示された特公昭５６−４２７９１号公報に記載されたようにステータの角度を制御するものであっても構わない。
【００６９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態に係る可変容量トルクコンバータの制御装置を含む、バリアブルノズル式ターボチャージャを備えたエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】バリアブルノズル式ターボチャージャの断面図である。
【図３】バリアブルノズル式ターボチャージャの機能を説明するための図（その１）である。
【図４】バリアブルノズル式ターボチャージャの機能を説明するための図（その２）である。
【図５】トルクコンバータの特性線図である。
【図６】図１のＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図７】トルクコンバータ容量係数算出マップの一例を示す図である。
【図８】加速開始からの過給圧変化を示すタイミングチャートである。
【図９】加速開始からのエンジン回転数変化を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００７１】
１００  エアクリーナ、１１０  エアフローメータ、１２０  インタクーラ、１３０  吸気絞り弁、１４０  吸気マニホールド、１５０  通路、１６０  排気マニホールド、２２０  吸気管圧力センサ、２３０  吸気管温度センサ、２４０  酸素センサ、３００  ターボチャージャ、３１０  ターボ回転軸、３２０  コンプレッサ、３３０  コンプレッサブレード、３４０  タービン、３５０  タービンロータ、３６０  ノズルベーン、３７０  アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）、３７２  アクチュエータドライバ、３８０  ユニゾンリング、３８２  駆動アーム、３９０  リンク、３９２  ロッド、５００  エンジン、５１０  温度センサ、７００  触媒コンバータ、８００  排気バイパス通路、９００  ウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）、１０００  エンジンＥＣＵ、１１００  ＥＣＴ−ＥＣＵ、１２００  トルクコンバータ、１２１０  ロックアップクラッチ、１２２０  ポンプ羽根車、１２３０  タービン羽根車、１２５０  回転軸、１３００  自動変速機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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