(57)【要約】【課題】車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定できる車両において、燃費を改善することである。【解決手段】車両駆動源のトルク特性が、エンジン固有の第１トルクモードか否かを判断する（Ｓ１０）。例えば、電磁駆動弁信号の内容が、通常の弁開閉制御の指示であり、電動機コントローラ信号がトルクアシストなしの制御指示の場合は、第１トルクモードと判断できる。第１トルクモードのときに、通常ロックアップクラッチ係合領域の通常係合切換線を選択する（Ｓ１２）。第１トルクモードでないと判断したときは、広域ロックアップクラッチ係合領域の広域係合切換線を選択する（Ｓ１４）。第１トルクモードでないときは、電磁駆動弁の制御または電動機のトルクアシストにより、エンジン固有のトルク特性に比較し、低回転数でもトルクに余裕がある。そこで、通常係合切換線に比較してより低車速側でロックアップクラッチを係合する広域係合切換線を選択する。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段と、
前記車両駆動源と駆動輪との間に設けられたロックアップクラッチと、
前記ロックアップクラッチの係合を制御するロックアップクラッチ制御手段と、
を含み、前記トルク特性設定手段によるトルクの可変設定状況に応じて前記ロックアップクラッチの制御を行うことを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、
前記トルクの可変設定状態が高トルク状態の場合は、より低車速側でロックアップクラッチが係合されることを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、
前記車両駆動源は車両エンジンを含み、
前記トルク特性設定手段は、前記車両エンジンに設けられた電気的に開閉制御可能な電動開閉吸気弁または電動開閉排気弁であることを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項４】
請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、
前記車両駆動源は車両エンジンを含み、
前記トルク特性設定手段は、電動機であることを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用駆動システムにおいて、
前記トルクの可変設定状態は、同一の車両条件に対して複数のトルク特性の中から１つを選択することを特徴とする車両用駆動システム。
【請求項６】
請求項５に記載の車両用駆動システムにおいて、
前記車両条件は、アクセル開度であることを特徴とする車両用駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用駆動システムに係り、特に、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定できる車両の駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両においては、エンジンと変速機との間にトルクコンバータが設けられる。そして、トルクコンバータにはロックアップクラッチが備えられ、車両の走行条件に合わせてその係合が制御される。すなわち、エンジンの立上り時期等で車両走行条件がまだ安定していないときは、ロックアップクラッチを解放することで、エンジン側部材のトルクを流体により変速機側部材へ滑らかに伝達し、トルク変動を吸収しトルク増幅を行うことができる。また、ロックアップクラッチを係合してエンジンの出力軸を変速機の入力軸に直結した場合には、トルクコンバータの作動による燃費を抑制することができる。このロックアップクラッチの係合と解放は、変速機の変速制御と同様に、車両の走行条件に応じて制御される。すなわち、その係合制御は、変速制御に用いられる変速線（変速特性）と同様に、車速とアクセル開度とに対応して係合領域と解放領域とを規定する切換線（作動特性）に従って行われるのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
周知のように、トルクコンバータは、その作動により流体損失が発生するので、低速下においてトルクに余裕のあるときは、ロックアップクラッチを係合しエンジンの出力軸を変速機の入力軸に直結することが、燃費の抑制の面から望ましい。
【０００４】
例えば、車両の駆動源としてエンジンに加えてさらにトルクアシスト用の電動機を設けたいわゆるハイブリッド車両の場合や、あるいは、近時注目されている電磁駆動弁を備えるエンジンにおいて、トルクが落ちるエンジンの低速回転領域でもトルクを持ち上げるように電磁駆動弁を制御する場合等においては、低速トルクに余裕を持たせることができる。
【０００５】
このように電動機や電磁駆動弁等の制御により、車両の駆動源全体のトルク特性、すなわち回転数−トルク特性を可変に設定でき、低速下においてトルクに余裕を持たせることができる。その場合に、従来のエンジンのみを対象として作成された切換線をそのまま適用してロックアップクラッチの係合制御を行うと、燃費に無駄が出る可能性がある。
【０００６】
すなわち、従来用いられている切換線は、アクセル開度に基づいたエンジンのみのトルクを対象にしているため、電動機等によるトルクアシストを考慮していない。そこで、電動機等によるトルクアシストにより駆動源全体としてのトルクが十分であるにもかかわらず、アクセル開度と車速から要求されるトルクには不足していると判断して、従来の切換線に従ってロックアップクラッチが解放したままとなる。そこでトルクコンバータによる流体損失が発生し、燃費に無駄が出る可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の課題を解決し、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定できる車両において、燃費を改善する車両用駆動システムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る車両用駆動システムは、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段と、前記車両駆動源と駆動輪との間に設けられたロックアップクラッチと、前記ロックアップクラッチの係合を制御するロックアップクラッチ制御手段と、を含み、前記トルク特性設定手段によるトルクの可変設定状況に応じて前記ロックアップクラッチの制御を行うことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成により、車両駆動源のトルク特性を可変に設定する場合において、トルクの余裕状況に応じて、ロックアップクラッチの係合制御を行うことができる。すなわち、従来の切換線と異なる係合制御を行って燃費の無駄を減らすことができる。
【００１０】
また、前記トルクの可変設定状態が高トルク状態の場合は、より低車速側でロックアップクラッチが係合されることが好ましい。この構成により、低車速下でトルクに余裕があるときに切換線をより低車速側に移せるので、広い範囲で車両駆動源の出力軸を変速機の入力軸に直結でき、燃費を改善できる。
【００１１】
また、前記車両駆動源は車両エンジンを含み、前記トルク特性設定手段は、前記車両エンジンに設けられた電気的に開閉制御可能な電動開閉吸気弁または電動開閉排気弁であることが好ましい。また、前記車両駆動源は車両エンジンを含み、前記トルク特性設定手段は、電動機であることが好ましい。
【００１２】
また、前記トルクの可変設定状態は、同一の車両条件に対して複数のトルク特性の中から１つを選択することを特徴とする。また、前記車両条件は、アクセル開度であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１は、車両用駆動システム１０のブロック図である。車両用駆動システム１０は、電磁駆動弁を備えるエンジン１３、エンジン１３のトルクアシストを行う電動機１４、ロックアップクラッチ３６を備えたトルクコンバータ１６および変速機１８が連結され、駆動輪側の出力軸２０に駆動力を供給する動力伝達装置を備える。また、車両用駆動システム１０は、エンジン１３のトルク特性を制御する電磁弁制御部２２、電動機１４のトルク特性を制御する電動機制御部２４、トルクコンバータ１６のロックアップクラッチの係合作動を制御するロックアップクラッチ制御部２６および変速機１８の制御を行う変速制御部２８を備える。車両用駆動システム全体のコントロールは、図示されていない車両用電子制御装置（ＥＣＵ）により行われる。
【００１４】
ここで、電磁駆動弁を備えるエンジン１３と電動機１４とが車両駆動源１２に相当し、電磁弁制御部２２と電動機制御部２４とが、後に詳述するように、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定するトルク特性設定手段２５に相当する。
【００１５】
エンジン１３は車両走行用の内燃機関である。エンジン１３の各気筒には、電気的に制御される電磁アクチュエータにより開閉を行う吸気弁および排気弁、すなわち電磁駆動弁が備えられる。
【００１６】
図２に、エンジン１３の気筒に取付けられた電磁駆動弁７４と，７５の様子を示す。電磁駆動弁７４，７５は、それぞれ電気的に制御される吸気弁と排気弁に相当する。図２に示すように、エンジン１３には、各気筒の電磁駆動弁７４，７５を開閉駆動する電磁アクチュエータ７６，７７が備えられ、電磁弁制御部８１は、クランク軸７９の回転角を検出するクランク軸回転角センサ８０からの信号に従って電磁駆動弁７４，７５の作動タイミングを制御する機能を有する。
【００１７】
この電磁弁制御部８１は、エンジン負荷に応じて作動タイミングを最適時期に変更するだけでなく、運転サイクル切替指令に従ってエンジン１３を４サイクル運転させるための時期および２サイクル運転させるための時期となるように制御する。また、電磁駆動弁７４，７５の作動タイミングを変更したり、作動気筒数を変更したりすることにより、エンジン自身でエンジン回転数を制御することが可能である。例えば、吸気弁を閉じたまま排気弁を通常の制御に従って開閉することにより、ピストンの圧縮仕事で回転エネルギを消費させてエンジン回転速度を強制的に速やかに低下させることができるとともに、吸気弁７４の開度を制御してエンジン回転数の変化率を調整することができる。また、例えばトルクが落ちるエンジンの低速回転領域でも、電磁駆動弁７４，７５を制御し、トルクを持ち上げることができる。
【００１８】
このように電磁駆動弁７４，７５を制御することにより、エンジン１３の回転数−トルク特性を可変に設定することができる。
【００１９】
図３に、電磁アクチュエータ７６，７７の断面図を示す。電磁アクチュエータ７６，７７は、電磁駆動弁７４，７５に連結されてその電磁駆動弁７４，７５の軸心方向に移動可能に支持された磁性体製の円盤状の可動部材８２と、その可動部材８２を択一的に吸着するためにそれを挟む位置に設けられた一対の電磁石８４，８５と、可動部材８２をその中立位置に向かって付勢する一対のスプリング８６，８７とを備えている。
【００２０】
電動機１４は、車両駆動力を発生させるモータでありエンジン１３の出力軸に連結される。そして、例えばエンジン１３の低回転数において作動させて、不足するトルクを補うトルクアシストの機能を有する。なお、エンジン１３の出力が十分あるときは電動機１４を発電機として用い、余分のエネルギを回収する機能を持たせることもできる。エンジン１３のトルクと、電動機１４により供給されたトルクとの合計が、車両駆動源のトルクとして、トルクコンバータ１６に伝達される。電動機１４のトルクアシスト等の制御は、図示されていないインバータ制御回路を電動機制御部２４が制御することで行われる。
【００２１】
このように、電動機１４のトルク特性を制御することによって、エンジン１３と電動機１４をあわせた車両駆動源全体の回転数−トルク特性を、可変に設定できる。
【００２２】
トルクコンバータ１６は、車両駆動源側部材のトルクを流体により従動側部材である変速機側部材に伝達するトルク伝達手段である。トルクコンバータ１６は、車両駆動源の出力軸１５に連結されたポンプ翼車３２と、変速機１８への入力軸１７に連結されたタービン翼車３４と、これらポンプ翼車３２とタービン翼車３４の間を直結するためのロックアップクラッチ３６とを備える。ロックアップクラッチ３６は、車両駆動源のトルクの立上り時期には係合せずに解放し、ポンプ翼車３２とタービン翼車３４との間で流体を介したトルク伝達を行わせ、車両駆動源のトルクが十分立上がった後には係合して車両駆動源のトルクを直接変速機に伝達する機能を有する。また、解放と係合との中間状態で、所定の係合圧で滑らせてトルクを伝達するスリップ制御を行うこともできる。ロックアップクラッチ３６の係合の制御は、図示されていない係合油圧アクチュエータをロックアップクラッチ制御部２６が制御することで行われる。
【００２３】
変速機１８は、車両駆動源と駆動輪との間に設けられ、車両の走行条件に合わせて変速比を選択することで車両駆動源の性能を十分発揮させる機能を有する。周知のように、変速機１８の内部は、複数の遊星歯車と、遊星歯車の構成要素であるサンギヤ、リングギヤ等の運動を固定するための複数のブレーキ等とから構成される。変速機１８の入力軸１７と、駆動輪への出力軸２０との間の変速比は、各遊星歯車のサンギヤとリングギヤとの歯数を組合せで規定される。変速比の変更は一定の変速比パターンに従って行われる。変速機１８は複数の変速比パターンを備え、変速制御部２８により、変速比パターンの選択とその選択された変速比パターンの中での変速比変更の制御が行われる。
【００２４】
図４は、車両用駆動システム全体の制御を行う電子制御装置（ＥＣＵ）５０の入出力関係を示す図である。電子制御装置５０には、エンジン回転数、車速、アクセル開度等を表す信号が入力され、車両の走行条件、エンジンの動作状況等を判断して、電磁駆動弁信号が電磁弁制御部２２に出力され、また、電動機コントローラ信号が電動機制御部２４に出力される。さらに、減速装置信号が変速制御部２８に出力され、ロックアップクラッチ制御部２６には制御信号としてＡＴロックアップコントロールソレノイド信号と呼ばれる信号が出力される。
【００２５】
かかる実施の形態における車両用駆動システムの動作を、図５に示す車両駆動源のトルク特性、すなわち回転数−トルク特性を用いて説明する。電磁駆動弁も電動機も作動しない場合、車両駆動源のトルク特性は、エンジン固有のトルク特性となる。すなわち一般的に知られているように、回転数が低い領域でトルクが低く、回転数が高くなるに応じてトルクが増大し、最大トルクに達した後、さらに回転数が高くなると次第にトルクが下がってくるトルク特性曲線となる。この回転数変化に対し山なりとなるエンジン固有のトルク特性曲線を第１トルクモード６０と呼ぶことにする。
【００２６】
次に、電子制御装置５０の電磁駆動弁信号により電磁弁制御部２２を制御し、エンジンに備えられる電磁駆動弁を制御すると、車両駆動源のトルク特性を可変に設定できる。例えば、エンジン回転数信号からエンジンの回転数が下がってきたことを検出したときには、電磁弁制御部２２に対し、電磁駆動弁の開閉タイミングを変更する電磁弁信号を出力することができる。このことで、例えば、最大トルクの回転数から回転数が下がってきてもトルクを低下させずそのまま維持するトルク特性曲線とすることができる。ここで、電磁駆動弁を制御することで低回転数においてトルクをほぼ一定としたトルク特性曲線を、第２トルクモード６２と呼ぶことにする。
【００２７】
また、電子制御装置５０の電動機コントローラ信号により電動機制御部２４を制御し、電動機の作動を制御することでも、車両駆動源のトルク特性を可変に設定できる。例えば、車速信号とアクセル開度信号からエンジンのトルクを推定し、推定トルクが低いことを検出したときには、電動機制御部２４に対し、電動機の作動を指示する電動機コントローラ信号を出力することができる。このことにより、例えば低回転数領域でトルクアシストを行って、トルクをさらに持ち上げ、エンジンの最大トルクより大きなトルクとするトルク特性曲線とすることができる。ここで、電動機を制御することで回転数変化に対し右下がりとなるトルク特性曲線を、第３トルクモードと呼ぶことにする。
【００２８】
上記のように、電磁駆動弁あるいは電動機を電気的に制御して車両駆動源のトルク特性を変更したとき、電子制御装置５０は、この変更されたトルク特性に応じてロックアップクラッチ制御部２６に対し、制御信号が出力される。
【００２９】
例えば、第１トルクモード、第２トルクモード、第３トルクモードの区別に応じ、あるいはその中でもトルク特性の相違に応じ、異なる制御信号が出力される。制御信号の内容には、車速とアクセル開度とに対応して係合領域と解放領域とを規定するロックアップクラッチ切換線が含まれる。
【００３０】
図６に、ロックアップクラッチ切換線の例を示す。通常係合切換線６６は、車速のより高速側でロックアップクラッチが係合され、広域係合切換線６８は、より低車速側でロックアップクラッチが係合される。通常係合切換線６６は、車両駆動源がエンジンのみの場合のトルク特性に基づいて作成され、従来用いられている切換線と同じのもの、すなわち通常のロックアップクラッチ係合領域の切換線を用いることができる。広域係合切換線６８は、車両駆動源のトルク特性が高トルク側になるにつれ、通常係合切換線６６よりも、より低車速側でロックアップクラッチが係合されるように作成され、ロックアップクラッチの係合領域がより広域となる。なお、図において広域係合切換線６８は一本で示したが、必ずしも固定した切換線ではなく、車両駆動源のトルク特性が高トルク側になるにつれ、ロックアップクラッチの係合領域がより低車速側に移動する。
【００３１】
広域係合切換線６８の作成は、例えば、図５における車両駆動源のトルク特性と、それに近似できるトルク特性をもつエンジンのロックアップクラッチ切換線とを参照して行うことができる。
【００３２】
図７は、車両駆動源のトルク特性に応じ、ロックアップクラッチ切換線を選択する手順を説明するフローチャートである。Ｓ１０は、トルク特性が第１トルクモードか否かを判断するトルクモード判断工程である。トルクモード判断は、電磁駆動弁信号および電動機コントローラ信号の内容から電子制御装置が判断することができる。例えば、電磁駆動弁信号の内容が、通常の弁開閉制御の指示であり、電動機コントローラ信号がトルクアシストなしの制御指示の場合は、第１トルクモードと判断できる。
【００３３】
Ｓ１２は、第１トルクモードのときに、通常係合切換線を選択する通常ロックアップクラッチ係合領域選択工程である。電子制御装置が、ロックアップクラッチ制御部に対し、通常係合切換線を選択し、通常のロックアップクラッチ係合領域で係合制御を行う制御信号を出力する。このことにより、エンジン固有の第１トルクモードにおいては、従来と同様のロックアップクラッチ係合制御が行われる。
【００３４】
Ｓ１４は、第１トルクモードでない、と判断したときに進む工程で、広域係合切換線を選択する広域ロックアップクラッチ係合領域選択工程である。電子制御装置が、ロックアップクラッチ制御部に対し、広域係合切換線を選択し、より低車速側でロックアップクラッチを係合する制御信号が出力される。第１トルクモードでないときは、第２トルクモードまたは第３トルクモードであり、エンジン固有のトルク特性に比較し、低回転数でもトルクに余裕がある。したがって、より低車速側で駆動源出力を変速機入力に直結することができる。そこで、通常係合切換線に比較してより低車速側で係合する広域係合切換線を選択することで、トルクコンバータの流体損失を減らし、燃費を改善することができる。
【００３５】
また、第２トルクモードか第３トルクモードかの区別は、電動機コントローラ信号の内容によって電子制御装置が判断できる。したがって、第３トルクモードと判断するときは、広域係合切換線において係合領域をさらに低車速側に設定することができる。これにより、さらに燃費を改善することができる。
【００３６】
また、電磁駆動弁信号の内容と電動機コントローラ信号の内容から、トルクの可変設定状態がより詳しく判断できるので、トルクの可変設定状態に応じて、広域係合切換線の係合領域の設定をより細かくすることもできる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明に係る車両用駆動システムにおいては、車両駆動源の回転数−トルク特性を可変に設定できる車両において、燃費を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の車両用駆動システムのブロック図である。
【図２】エンジンに備えられる電磁駆動弁を説明する図である。
【図３】電磁アクチュエータの断面図である。
【図４】電子制御装置の入出力関係を示す図である。
【図５】車両駆動源のトルク特性を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態におけるロックアップクラッチ切換線の例を示す図である。
【図７】本発明に係る実施の形態におけるロックアップクラッチ切換線の選択の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　車両用駆動システム、１２　車両駆動源、１３　エンジン、１４　電動機、１６　トルクコンバータ、１８　変速機、２２　電磁弁制御部、２４　電動機制御部、２６　ロックアップクラッチ制御部、２８　変速制御部、３６　ロックアップクラッチ、５０　電子制御装置（ＥＣＵ）、６０　第１トルクモード、６２　第２トルクモード、６４　第３トルクモード、６６　通常係合切換線、６８　広域係合切換線、７４，７５　電磁駆動弁、７６，７７　電磁アクチュエータ。
【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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