JP2009250380A - Controller of torque converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に備えられるトルクコンバータの制御装置に係り、特に、トルクコンバータの容量を変更することができる可変容量型トルクコンバータの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a torque converter control device provided in a vehicle, and more particularly to a variable capacity torque converter control device capable of changing the capacity of a torque converter.
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。 A torque converter having a pump impeller, a turbine impeller, and a stator impeller rotatably disposed between the turbine impeller and the pump impeller is well known. In such a conventional torque converter, the stator wheel is connected to the non-rotating member via the one-way clutch, and does not have variable capacity characteristics. Generally, the fluid characteristics of a torque converter are desired to have a high capacity (capacity coefficient) when fuel-oriented, but in the above conventional structure, depending on the shape of the pump impeller, turbine impeller, and stator impeller Since they are uniquely determined, the same fluid characteristics are obtained regardless of the running pattern, and there is a limit to improving the fuel efficiency and power performance at the same time.
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。 For example, when the capacity coefficient of the torque converter is high, the rotational speed of the pump impeller, that is, the rotational speed difference between the rotational speed of the driving source and the rotational speed of the turbine impeller is small. For example, the driver depresses the accelerator pedal from a steady state. When acceleration is attempted, if the downshift is not performed, the rotational speed of the turbine impeller is not increased, so that the driving force cannot be generated quickly. Thus, when a high-capacity torque converter is employed, it is necessary to operate the drive source in a region of high rotation and low load even during steady running so that torque is easily generated when depressed. On the other hand, when the capacity coefficient of the torque converter is low, the rotational speed difference between the rotational speed of the pump impeller and the rotational speed of the turbine impeller is large, so that the response when the accelerator pedal is depressed is improved. However, since the rotational speed difference between the rotational speed of the pump impeller and the rotational speed of the turbine impeller increases even during steady running, the internal loss of the torque converter increases.
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。
On the other hand, as disclosed in
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。 However, in the conventional variable displacement torque converter, the rotation of the stator impeller is only controlled in the negative rotation direction opposite to the rotation direction of the pump impeller, and the torque ratio obtained thereby is reduced. There is a limit to the upper limit and the lower limit of the capacity coefficient, and the torque ratio of the torque converter cannot be increased sufficiently according to the driving conditions and driving conditions, and the capacity coefficient cannot be changed low, so that the power performance of the vehicle is sufficiently I could not increase it.
また、一般に、車両の走行条件に応じてトルクコンバータのポンプ翼車とタービン翼車とを直結させるロックアップクラッチが設けられている。このようなロックアップクラッチにおいて、ポンプ翼車およびタービン翼車の回転速度差および駆動力差(トルク差)が大きいと、ロックアップクラッチの切換時には、切換ショックが発生し易くなる。これに対して、ロックアップクラッチのけ切換開始から終了までの間、ロックアップクラッチをスリップ制御することで、ショックの低減を図ることはできるが、実際には、ロックアップクラッチの摩擦材の耐熱性に限界があるため、所定の時間内に制御を終える必要があり、十分にショックを低減しているとは言い難かった。 In general, a lock-up clutch that directly connects the pump impeller of the torque converter and the turbine impeller according to the traveling condition of the vehicle is provided. In such a lock-up clutch, if the rotational speed difference and the driving force difference (torque difference) between the pump impeller and the turbine impeller are large, a switching shock is likely to occur when the lock-up clutch is switched. In contrast, by controlling the slip-up of the lock-up clutch from the start to the end of the switch-up of the lock-up clutch, shock can be reduced. Since there is a limit to the performance, it is necessary to finish the control within a predetermined time, and it is difficult to say that the shock is sufficiently reduced.
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、ロックアップクラッチ切換時のショックを低減することができるトルクコンバータの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances. The object of the present invention is to increase the torque ratio and change the capacity coefficient to a low level, thereby sufficiently improving the power performance of the vehicle. And it is providing the control apparatus of the torque converter which can reduce the shock at the time of lockup clutch switching.
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、トルクコンバータの容量係数を大きくすることで、ポンプ翼車およびタービン翼車の滑りを抑制することができることから、ロックアップクラッチの切換時において、容量係数を大きくすることで切換ショックを低減することを見いだした。 Thus, as a result of various studies conducted by the inventors against the background described above, the stator impeller is rotated in the positive direction, which is the rotational direction of the pump impeller, using an electric motor that is a power source separate from the drive source of the vehicle. It was found that a high torque ratio and a low capacity coefficient can be obtained when driven actively in the direction. Accordingly, the stator impeller is rotated (driven) in the positive rotation direction, which is the rotation direction of the pump impeller, and is rotated (driven, braked) in the negative rotation direction opposite to the rotation direction of the pump impeller using the electric motor. As a result, the change range of the torque ratio and the capacity coefficient becomes wider as compared with the conventional case, so that the fuel efficiency and power performance of the vehicle can be greatly improved. In addition, since the inventors can suppress slippage of the pump impeller and the turbine impeller by increasing the capacity coefficient of the torque converter, the inventors can increase the capacity coefficient when switching the lockup clutch. Found to reduce switching shock.
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、そのポンプ翼車とタービン翼車とを直結可能なロックアップクラッチとを、有するトルクコンバータを備えるトルクコンバータ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)前記電動機を制御することにより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を、備え、(d)前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチが切換中である場合には、切換中でない場合と比較して、前記トルクコンバータの容量係数を大きくすることを特徴とする。
That is, in order to achieve the above object, the gist of the invention according to
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のトルクコンバータの制御装置において、前記ロックアップクラッチの非作動状態から作動状態への切換の場合、前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチの切換判定時から前記容量係数を大きくすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the torque converter control device according to the first aspect, when the lock-up clutch is switched from the non-operating state to the operating state, the capacity coefficient control means includes: The capacity coefficient is increased from the time of determining the switching of the lockup clutch.
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のトルクコンバータの制御装置において、前記ロックアップクラッチの作動状態から非作動状態へ切換の場合、前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチの実際の切換開始時から前記容量係数を大きくすることを特徴とする。
The gist of the invention according to claim 3 is that, in the torque converter control device according to
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のトルクコンバータの制御装置において、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車とタービン翼車との回転速度差が所定値以下となるように前記容量係数を制御することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the torque converter control device according to the second or third aspect, wherein the capacity coefficient control means has a predetermined rotational speed difference between the pump impeller and the turbine impeller. The capacity coefficient is controlled to be equal to or less than the value.
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2または3のトルクコンバータの制御装置において、前記容量係数制御手段は、前記タービン翼車の回転速度が所定の勾配で変化するように容量係数を制御することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the torque converter control device according to the second or third aspect, the capacity coefficient control means is configured so that the rotational speed of the turbine impeller changes at a predetermined gradient. It is characterized by controlling the capacity coefficient.
請求項1にかかる発明のトルクコンバータ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させる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。 According to the torque converter control device of the first aspect of the present invention, the torque having the pump impeller, the turbine impeller, and the stator impeller rotatably disposed between the turbine impeller and the pump impeller. Since the converter and the electric motor that drives the stator impeller are provided, the stator impeller is rotated using the electric motor in the positive rotational direction that is the rotational direction of the pump impeller and the negative rotational direction that is opposite to the rotational direction of the pump impeller. Since the torque ratio and the capacity coefficient change range becomes wider than in the past, the fuel efficiency and power performance of the vehicle can be greatly improved.
また、前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチが切換中である場合には、切換中でない場合と比較して、前記トルクコンバータの容量係数を大きくするため、ロックアップクラッチの切換時のポンプ翼車とタービン翼車との回転速度差および駆動力差(トルク差)が低減されて、ロックアップクラッチの切換時のショックを低減することができる。 In addition, the capacity coefficient control means increases the capacity coefficient of the torque converter when the lockup clutch is being switched compared to when the lockup clutch is not being switched. The rotational speed difference and the driving force difference (torque difference) between the impeller and the turbine impeller are reduced, and the shock at the time of switching the lockup clutch can be reduced.
また、請求項2にかかる発明のトルクコンバータの制御装置によれば、前記ロックアップクラッチの非作動状態から作動状態への切換の場合、前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチの切換判定時から前記容量係数を大きくするため、実際のロックアップクラッチの切換開始時(係合開始時)までの間に予めポンプ翼車およびタービン翼車の回転速度差およびトルク差を小さくすることができ、実際のロックアップクラッチの切換時(係合時)の切換ショックを効果的に低減することができる。 According to the torque converter control device of a second aspect of the present invention, when the lockup clutch is switched from the non-operating state to the operating state, the capacity coefficient control means is configured to determine whether the lockup clutch is to be switched. In order to increase the capacity coefficient, the rotational speed difference and the torque difference between the pump impeller and the turbine impeller can be reduced in advance until the actual lockup clutch switching start (at the start of engagement). It is possible to effectively reduce the switching shock when the actual lockup clutch is switched (engaged).
また、請求項3にかかる発明のトルクコンバータの制御装置によれば、前記ロックアップクラッチの作動状態から非作動状態へ切換の場合、前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチの実際の切換開始時から前記容量係数を大きくため、ロックアップクラッチの切換開始時(開放開始時)からポンプ翼車およびタービン翼車の回転速度差およびトルク差の急激な増大を抑制することができ、ロックアップクラッチの切換開始後の切換ショックを効果的に低減することができる。 According to the torque converter control device of a third aspect of the present invention, when the lockup clutch is switched from the operating state to the non-operating state, the capacity coefficient control means starts the actual switching of the lockup clutch. Since the capacity coefficient is increased from time to time, a sudden increase in the rotational speed difference and torque difference between the pump impeller and the turbine impeller can be suppressed from the start of switching of the lockup clutch (at the start of opening). The switching shock after the start of switching can be effectively reduced.
また、請求項4にかかる発明のトルクコンバータの制御装置によれば、前記容量係数制御手段は、前記ポンプ翼車とタービン翼車との回転速度差が所定値以下となるように前記容量係数を制御するため、ポンプ翼車およびタービン翼車の回転速度差およびトルク差の増大を抑制することができる。 According to the torque converter control device of the invention according to claim 4, the capacity coefficient control means sets the capacity coefficient so that a rotational speed difference between the pump impeller and the turbine impeller is equal to or less than a predetermined value. In order to control, the increase of the rotational speed difference and torque difference of a pump impeller and a turbine impeller can be suppressed.
また、請求項5にかかる発明のトルクコンバータの制御装置によれば、前記容量係数制御手段は、前記タービン翼車の回転速度が所定の勾配で変化するように容量係数を制御するため、ポンプ翼車およびタービン翼車の回転速度差およびトルク差の増大を抑制することができる。 According to the torque converter control device of the present invention, the capacity coefficient control means controls the capacity coefficient so that the rotational speed of the turbine impeller changes with a predetermined gradient. An increase in rotational speed difference and torque difference between the vehicle and the turbine impeller can be suppressed.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.
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。
FIG. 1 is a skeleton diagram of a
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置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。
The
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/Uが設けられており、油圧制御回路30によってそのロックアップクラッチL/U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。
Further, a lockup clutch L / U is provided between the
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に動力伝達可能に連結されて、回転制御可能な電動モータ(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。
Further, the
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。
The
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50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。
The
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。
The clutch Cs and the brake Bs are hydraulic friction engagement devices including a hydraulic actuator and a multi-plate clutch or brake that is frictionally engaged or released by the hydraulic pressure supplied to the hydraulic actuator. The
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。
The
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。
The first planetary gear unit 12 includes a sun gear S1, a plurality of pairs of pinion gears P1 that mesh with each other, a carrier CA1 that supports the pinion gears P1 so as to rotate and revolve, and a ring gear R1 that meshes with the sun gear S1 via the pinion gears P1. The second planetary gear device 16 includes a sun gear S2, a pinion gear P2, a carrier CA2 that supports the pinion gear P2 so as to be capable of rotating and revolving, and a ring gear R2 that meshes with the sun gear S2 via the pinion gear P2. The third
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。
In FIG. 1, the clutches C1 to C4 and the brakes B1 and B2 include a hydraulic actuator and a multi-plate clutch or brake that is engaged or released by the hydraulic pressure supplied to the hydraulic actuator, similarly to the clutch Cs and the brake Bs. In the hydraulic friction engagement device, the first rotation element RM1 (sun gear S2) is selectively connected to the
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。
The second rotating element RM2 (carriers CA2 and CA3) is selectively connected to the
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。
FIG. 3 is a chart for explaining the operating state of each engaging element when each gear position is established in the
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。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a control system provided in the vehicle for controlling the
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。
The
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。
In this embodiment, the output control of the
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。
The shift control of the
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。
The rotation control of the
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。
Here, in the
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。
According to the definition of angular momentum, the torque T [N · m] that each impeller (pump
T=(γ/g)×Q×△(r×vU) ・・・式(1) T = (γ / g) × Q × Δ (r × v U ) (1)
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。 In equation (1), γ is the specific weight of the hydraulic oil in the torque converter 6 [kg / m 3 ], g is the acceleration of gravity [m / s 2 ], and Q is the volume flow rate of the hydraulic oil [m 3 / s]. , Δ (r × v U ) is the difference between the moments r × v U [m 2 / s] of the absolute speeds of the hydraulic oil at the outlet and inlet of the fluid flow in each impeller.
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。
From the above equation (1), the torque T 1 [N · m] given to the hydraulic oil by the
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)
T 1 = TP = (γ / g) × Q × (V UP × r 2 −V US × r 1 ) (2)
T 2 = −T T = (γ / g) × Q × (V UT × r 3 −V UP × r 2 ) (3)
T 3 = T S = (γ / g) × Q × (V US × r 1 −V UT × r 3 ) Equation (4)
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。
In equations (2) to (4), r 1 is the rotational axis at the fluid flow outlet bp of the
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。
Since T 1 + T 2 + T 3 = 0 (zero) holds from the equations (2) to (4), the pump torque T P , the turbine torque T T , and the stator torque T S are expressed as the following equation (5). Is done. In other words, the torque increase of the turbine torque T T with respect to the pump torque T P in the
TT=TP+TS ・・・式(5) T T = T P + T S (5)
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。
Here, the
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/NP 2)[N・m/rpm2]を示す図である。
6 and 7 are diagrams showing the characteristics of the
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。
6 and 7, the braking torque T B is by or brake Bs is adjusted to a predetermined value are engaged, the
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。
Further, when the clutch Cs is rotated drive torque T D by the
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。
Further, when the stator torque T S by the clutch Cs and the brake Bs is released is made zero, the increase in the torque is not performed as indicated by a chain line of the stator free 6, torque ratio t = 1 Torque is transmitted at. As a result, the
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。
Further, braking (regenerative) When the torque T B is the brake Bs engagement pressure for or brake Bs is adjusted to a predetermined value is adjusted to a predetermined value is caused to slip, the stator torque T S is the
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、駆動もしくは制動(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。
That is, the
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、例えば予め設定された図示しない変速線図から車速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のギヤ比を段階的に切り換える。
FIG. 8 is a functional block diagram for explaining a main part of the control operation by the
ロックアップ制御手段122は、トルクコンバータ6内のロックアップクラッチL/Uを係合させる駆動源となるロックアップクラッチL/Uの係合油圧を制御することにより、ロックアップクラッチL/Uの係合状態を好適に制御する。具体的には、例えば車両の状態が、予め設定された図示しないロックアップ領域図において、ロックアップ作動領域内にあるとき、ロックアップ制御手段122は、係合油圧を上昇させてロックアップクラッチL/Uを完全係合させる、すなわち、ポンプ翼車6pとタービン翼車6tとを直結させる。一方、車両の状態がロックアップ作動領域を外れるとき、ロックアップ制御手段122は、係合油圧を低下させることで、ロックアップクラッチL/Uを解放する。また、ロックアップ制御手段122は、ロックアップ作動領域内であっても、ロックアップクラッチL/Uに微少なスリップを与えることで、エンジン9のトルク変動を吸収する。
The lock-up control means 122 controls the engagement hydraulic pressure of the lock-up clutch L / U serving as a drive source for engaging the lock-up clutch L / U in the
容量係数制御手段123は、ステータ翼車6sを正転、逆転、或いは制動(回生)させて回転速度を制御する、或いは、ブレーキBsの係合圧を変更することで、トルクコンバータ6の容量係数Cを車両の状態に応じて好適に制御する。なお、容量係数制御手段123によるトルクコンバータ6の容量係数制御は、実質的には、電動モータ10によるステータ翼車6sの回転速度制御と同意である。
The capacity coefficient control means 123 controls the rotational speed by rotating, reversing, or braking (regenerating) the
具体的には、容量係数制御手段123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を係合させると共に、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。
Specifically, the capacity coefficient control means 123 engages the clutch Cs, for example, when the vehicle starts or accelerates, and causes the
また、容量係数制御手段123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。
Further, the capacity coefficient control means 123 performs control such that the clutch Cs is engaged and the
また、容量係数制御手段123は、容量係数Cを制御することでエンジン9の作動領域を燃料消費特性の優れた領域に変更することができる。具体的には、容量係数Cを変更することで、エンジン9にかかる負荷を変更することができるため、同じ要求駆動力に対して、エンジン9の作動領域を燃料消費特性の優れた領域(例えば低回転高トルク領域)で作動されるように制御する。
Further, the capacity coefficient control means 123 can change the operating area of the
また、容量係数制御手段123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126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123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を増大する。
Further, the capacity coefficient control means 123 controls the capacity coefficient C by controlling the engagement pressure of the brake Bs. For example, the capacity
また、容量係数制御手段123は、トルクコンバータ6に設けられているロックアップクラッチL/Uが切換中、すなわち作動状態から非作動状態、または非作動状態から作動状態への切換制御中であるとき、切換中でないときと比較して、トルクコンバータ6の容量係数Cを大きくする。なお、本実施例の切換中とは、ロックアップクラッチL/Uの切換判定時から切換完了時までの間を含むものとする。以下、本制御について詳細に説明する。
Further, the capacity coefficient control means 123 is when the lock-up clutch L / U provided in the
ロックアップ制御実施要求判定手段124は、ロックアップクラッチL/Uの状態が切り換えられるか否か、具体的には、ロックアップクラッチL/Uが作動状態(係合状態)から非作動状態(解放状態)、もしくは非作動状態(解放状態)から作動状態(係合状態)へ切り換えられるか否かを判定する。ロックアップ制御実施要求判定手段124は、例えば予め設定されているアクセル開度Accおよび車速Vからなるロックアップ領域図に基づいて、車両の状態がロックアップ作動領域からロックアップ非作動領域に移動したか否か、もしくは、ロックアップ非作動領域からロックアップ作動領域へ移動したか否かを判定する。
The lockup control execution
回転速度差判定手段126は、トルクコンバータ6のポンプ回転速度NP(すなわちエンジン回転速度NE)およびタービン回転速度NTを検出し、これらの回転速度差ΔN(=NP−NT=NE−NT)が所定の回転速度差ΔN1(所定値ΔN1)を超えるか否かを判定する。なお、所定の回転速度差ΔN1は、予め実験的に求められており、例えば、比較的低い値である一定値に設定される、或いは、ロックアップクラッチL/Uの実際の切換開始からの時間、またはロックアップクラッチの切換判定時からの時間に応じて変更されるものであってもよい。 The rotational speed difference determining means 126 detects the pump rotational speed N P of the torque converter 6 (that is, the engine rotational speed NE) and the turbine rotational speed NT, and the rotational speed difference ΔN (= N P −N T = NE−). It is determined whether or not (N T ) exceeds a predetermined rotational speed difference ΔN1 (predetermined value ΔN1). Note that the predetermined rotational speed difference ΔN1 is experimentally obtained in advance, for example, set to a relatively low value or a time from the start of actual switching of the lockup clutch L / U. Alternatively, it may be changed according to the time from the determination of switching the lockup clutch.
なお、回転速度差ΔNに代えて、例えばポンプトルクTP(すなわちエンジントルクTE)およびタービントルクTTを検出し、それらのトルク差ΔT(=TP−TT)が所定のトルク差ΔT1を越えるか否かを判定するものであっても、回転速度差判定手段126と同様の効果を持たせることができる。 Instead of the rotational speed difference ΔN, for example, the pump torque T P (that is, the engine torque TE) and the turbine torque T T are detected, and the torque difference ΔT (= T P −T T ) becomes a predetermined torque difference ΔT1. Even if it is determined whether or not the difference is exceeded, the same effect as the rotational speed difference determining means 126 can be provided.
容量制御可否判定手段128は、容量係数制御手段123が実施可能であるか否かを判定する。具体的には、例えば電動モータ10が作動可能か否か、電動モータ10とステータ翼車6sとを断続するクラッチCsが作動可能か否か、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123が実施可能か否かを判定する。この判定が肯定されることで、容量係数制御手段123が実施可能となる。
The capacity control availability determination means 128 determines whether or not the capacity coefficient control means 123 can be implemented. Specifically, for example, whether or not the
そして、容量係数制御手段123は、上記各手段の判定結果等に基づいて実施される。まず、ロックアップ制御実施要求判定手段124によって、ロックアップクラッチL/Uの状態が切り換えられる、具体的には、作動状態から非作動状態へ、もしくは非作動状態から作動状態へ切り換えられると判定されると、容量係数制御手段123は、回転速度差判定手段126に対して、ポンプ回転速度NPおよびタービン回転速度NTの回転速度差ΔNを算出させると共に、その回転速度差ΔNが所定の回転速度差ΔN1を越えるか否かを判定させる。そして、回転速度差判定手段126の判定結果に応じて、容量係数制御手段123は、クラッチCsを係合させてトルクコンバータ6の容量係数Cの増大制御を実施する。
The capacity coefficient control means 123 is implemented based on the determination results of the above means. First, it is determined by the lockup control execution request determination means 124 that the state of the lockup clutch L / U is switched. Specifically, it is determined that the lockup control L / U is switched from the operating state to the non-operating state. that the capacity
図9は、容量係数制御手段123による、容量係数Cの増大制御の制御方法を説明するタイムチャートである。なお、図10に、比較対象として容量係数制御を実施しないときのトルクコンバータ6の状態を示した。ここで、図9および図10は、例えばロックアップクラッチL/Uが作動状態(係合状態)でアクセルペダル98を微少に踏み込んだ状態での減速走行中に、ロックアップクラッチL/Uが作動状態(係合状態)から非作動状態(解放状態)へ切り換えられる(解放制御)ときの状態を一例に示している。
FIG. 9 is a time chart for explaining a control method for increasing control of the capacity coefficient C by the capacity coefficient control means 123. FIG. 10 shows the state of the
図9のt1時点において、ロックアップ制御実施要求判定手段124によってロックアップクラッチL/Uの開放制御の実施が判定されると、t2時点において、ロックアップ制御手段122によるロックアップクラッチL/Uの開放制御(切換制御)が開始される。これと同時に、容量係数制御手段123は、トルクコンバータ6の容量係数Cの増大制御を開始する。すなわち、ロックアップクラッチL/Uの作動状態から非作動状態への切換の場合、ロックアップクラッチL/Uの実際の切換開始時から容量係数Cの増大制御が開始される。なお、容量係数Cが大きくなると、ポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの滑りが抑制されるため、ポンプ回転速度NPとタービン回転速度NTとの回転速度差ΔNが小さくなると共に、ポンプトルクTP(=エンジントルクTE)とタービントルクTTとのトルク差ΔTが小さくなる。ここで、容量係数Cの制御方法は、例えば、ポンプ回転速度NPとタービン回転速度NTとの回転速度差ΔNを常時算出し、その回転速度差ΔNに基づくフィードバック制御を実施する。例えば、図9において、所定の回転速度差ΔN1が、実際のロックアップクラッチL/Uの切換(解放)が開始されるt2時点を基準として所定の勾配で大きくなるように設定されているとすると、容量係数制御手段123は、回転速度差ΔNがその設定された所定の回転速度差ΔN1以下となるようにフィードバック制御を実施する。なお、所定の回転速度差ΔN1は、回転速度差ΔNが急激に広がらないような低い値に設定されているため、容量係数Cは増大されることとなる。なお、ここで回転速度差ΔNのフィードバック制御に代えて、ポンプトルクTP(すなわちエンジントルクTE)およびタービントルクTTを検出し、それらのトルク差ΔTに基づくフィードバック制御を実施しても同様の効果を得ることができる。
If it is determined by the lockup control execution request determination means 124 that the lockup clutch L / U is to be released at time t1 in FIG. 9, the lockup clutch L / U is unlocked by the lockup control means 122 at time t2. Open control (switching control) is started. At the same time, the capacity coefficient control means 123 starts increasing control of the capacity coefficient C of the
また、容量係数制御手段123は、タービン翼車6tのタービン回転速度NTが予め実験的に求められた所定の勾配θ1で変化するように容量係数Cのフィードバック制御を実施することもできる。このときの所定の勾配θ1も同様に、タービン回転速度NTが急激に変化しないように、低い値に設定されるため、容量係数Cは増大される。これより、t2時点乃至t3時点において、容量係数Cが増大されて、ポンプ回転速度NPおよびタービン回転速度NTの回転速度差ΔNの広がりが小さくなる。
Further, the capacity coefficient control means 123 can also perform feedback control of the capacity coefficient C so that the turbine rotational speed NT of the
そして、t3時点においてロックアップ制御手段123によるロックアップクラッチL/Uの開放が完了されると、t3時点乃至t4時点において、容量係数制御手段123は、容量係数Cを通常の容量係数Cに復帰させる容量係数Cの復帰制御を実施する。ここで、通常の容量係数Cは、例えば容量係数制御が実施されない場合の容量係数C、すなわち図7において、ベースラインBCの容量係数Cに設定される。ここでも、ポンプ回転速度NPとタービン回転速度NTとの回転速度差ΔNが急激に広がらないように、回転速度差ΔNに基づくフィードバック制御を実施する。或いは、容量係数Cが所定の勾配で復帰されるように、容量係数Cのフィードバック制御を実施する。 When the release of the lockup clutch L / U by the lockup control means 123 is completed at time t3, the capacity coefficient control means 123 returns the capacity coefficient C to the normal capacity coefficient C from time t3 to time t4. The return control of the capacity coefficient C to be performed is performed. Here, the normal capacity coefficient C is set to, for example, the capacity coefficient C when the capacity coefficient control is not performed, that is, the capacity coefficient C of the baseline BC in FIG. Again, as the rotational speed difference .DELTA.N the pump rotational speed N P and the turbine rotational speed N T is not spread rapidly, to implement the feedback control based on the rotational speed difference .DELTA.N. Alternatively, feedback control of the capacity coefficient C is performed so that the capacity coefficient C is returned with a predetermined gradient.
このように、容量係数制御手段123の容量係数Cの増大制御を実施することで、図9に示すように、ロックアップクラッチL/Uの開放中(切換中)において、ポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの回転速度差ΔNおよびトルク差ΔTが急激に変化せず、ロックアップクラッチL/Uの切換ショックが低減される。なお、容量係数制御手段123による容量係数Cの増大制御を実施しない場合、図10に示すように、ポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの回転速度差ΔNおよびトルク差ΔTの変化勾配が大きくなり、ロックアップクラッチL/Uの切換ショックが大きくなる。
In this way, by performing the increase control of the capacity coefficient C of the capacity coefficient control means 123, as shown in FIG. 9, the
次に、ロックアップクラッチL/Uが非作動状態(解放状態)から作動状態(係合状態)へ切り換えられる(係合制御)ときの容量係数制御手段123による容量係数Cの増大制御について説明する。図11は、ロックアップクラッチL/Uが開放された状態(非作動状態)において、例えば車速Vが増加することによりロックアップクラッチL/Uを係合(作動)させる判定が為されたときの作動制御(係合制御)を示すタイムチャートである。 Next, increase control of the capacity coefficient C by the capacity coefficient control means 123 when the lockup clutch L / U is switched from the non-operating state (released state) to the operating state (engaged state) (engagement control) will be described. . FIG. 11 shows a state in which it is determined that the lockup clutch L / U is engaged (actuated) when the vehicle speed V increases, for example, in a state where the lockup clutch L / U is released (non-actuated state). It is a time chart which shows operation control (engagement control).
t1時点において、ロックアップ制御実施要求判定手段124に基づいてロックアップクラッチL/Uの切換信号が出力される、すなわちロックアップクラッチL/Uの係合制御の実施が判定されると、容量係数制御手段123は、容量係数Cの増大制御を開始する。すなわち、ロックアップクラッチL/Uの非作動状態から作動状態への切換の場合、容量係数制御手段123は、ロックアップクラッチL/Uの切換判定時から容量係数Cを大きくする。ここで、トルクコンバータ6の容量係数Cが増大されると、ポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの滑りが小さくなり、ポンプ回転速度NPおよびタービン回転速度NTの回転速度差ΔNが小さくなるため、容量係数Cを好適に増大制御する。具体的には、例えばポンプ回転速度NPおよびタービン回転速度NTを検出し、これらの回転速度差ΔNがロックアップクラッチL/Uの係合制御が開始されるt2時点までの間に所定の回転速度差ΔN2となるように、容量係数Cのフィードバック制御を実施する。なお、所定の回転速度差ΔN2は予め設定されており、零に近い値に設定されている。すなわち、ロックアップクラッチL/Uの係合制御が開始されるt2時点において、ポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの回転速度差ΔNがほとんどなくなるように設定される。このようにすることで、t2時点のロックアップクラッチL/Uの係合制御開始の際のポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの回転速度差ΔNおよびトルク差ΔTが小さくなり、ロックアップクラッチL/Uの係合時のショックが低減される。
At time t1, when the lockup clutch L / U switching signal is output based on the lockup control execution request determination means 124, that is, when it is determined that the lockup clutch L / U is to be engaged, the capacity coefficient The control means 123 starts increasing control of the capacity coefficient C. That is, when the lockup clutch L / U is switched from the non-operating state to the operating state, the capacity coefficient control means 123 increases the capacity coefficient C from the time of switching determination of the lockup clutch L / U. Here, the capacity coefficient C of the
図12は、電子制御装置78の制御作動の要部すなわちロックアップクラッチL/Uの切換制御を実施する際に切換ショックを低減する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の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。なお、本フローチャートは一例として、ロックアップクラッチL/Uの係合制御時の制御作動を示している。
FIG. 12 is a flow chart for explaining the control operation of the
先ず、ロックアップ制御実施要求判定手段124に対応するステップSA1(以下、ステップを省略)において、ロックアップクラッチL/Uの切換制御が開始され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、回転速度差判定手段126に対応するSA2において、ポンプ回転速度NPおよびタービン回転速度NTが検出される。また、ポンプトルクTPおよびタービントルクTTに基づいて容量係数Cの増大制御が実施される場合、ポンプトルクTP(すなわちエンジントルクTE)およびタービントルクTTが検出される。そして、さらに回転速度差判定手段126に対応するSA3において、検出されたポンプ回転速度NPとタービン回転速度NTとの回転速度差ΔNを算出し、算出された回転速度差ΔNが予め設定された所定の回転速度差ΔN2よりも大きいか否かが判定される。SA3が否定されると、ロックアップ制御手段122に対応するSA6において、ロックアップ切換制御が実施される。SA3が肯定されると、容量制御可否判定手段128に対応するSA4において、容量係数Cの増大制御が実施可能か否かが判定される。SA4が否定されると、SA6において、通常のロックアップ切換制御が実施される。SA4が肯定されると、容量係数制御手段123に対応するSA5において、容量係数Cの増大制御が実施される。そして、再びSA3において、容量係数Cの増大に伴い変更された回転速度差ΔNが算出され、新たに算出された回転速度差ΔNが所定の回転速度差ΔN2よりも大きいか否かが判定される。すなわち、SA3において、回転速度差ΔNが所定の回転速度差ΔN2を超えなくなるまで繰り返しSA5において容量係数Cの増大制御が実施される。そして、回転速度差ΔNが所定の回転速度差範囲内になったとき、SA6において、ロックアップ切換制御が実施される。
First, in step SA1 (hereinafter, step is omitted) corresponding to the lockup control execution request determination means 124, it is determined whether or not the lockup clutch L / U switching control is started. If SA1 is negative, this routine is terminated. When SA1 is positive, in SA2 corresponding to the rotation speed
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、前記ステータ翼車6sを駆動させる電動モータ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。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施例によれば、容量係数制御手段123は、ロックアップクラッチL/Uが切換中である場合には、切換中でない場合と比較して、トルクコンバータ6の容量係数Cを大きくするため、ロックアップクラッチL/Uの切換時のポンプ翼車6pとタービン翼車6tとの回転速度差ΔNおよび駆動力差ΔT(トルク差ΔT)が低減されて、ロックアップクラッチL/Uの切換時のショックを低減することができる。
Further, according to the present embodiment, the capacity coefficient control means 123 increases the capacity coefficient C of the
また、本実施例によれば、ロックアップクラッチL/Uの非作動状態から作動状態への切換の場合、容量係数制御手段123は、ロックアップクラッチL/Uの切換判定時から容量係数Cを大きくするため、実際のロックアップクラッチL/Uの切換開始時(係合開始時)までの間に予めポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの回転速度差ΔNおよびトルク差ΔTを小さくすることができ、実際のロックアップクラッチL/Uの切換時(係合時)の切換ショックを効果的に低減することができる。
Further, according to this embodiment, when the lockup clutch L / U is switched from the non-operating state to the operating state, the capacity coefficient control means 123 sets the capacity coefficient C from the time of switching determination of the lockup clutch L / U. In order to increase the rotational speed difference ΔN and torque difference ΔT between the
また、本実施例によれば、ロックアップクラッチL/Uの作動状態から非作動状態へ切換の場合、容量係数制御手段123は、ロックアップクラッチL/Uの実際の切換開始時から容量係数Cを大きくため、ロックアップクラッチL/Uの切換開始時(開放開始時)からポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの回転速度差ΔNおよびトルク差ΔTの急激な増大を抑制することができ、ロックアップクラッチL/Uの切換開始後の切換ショックを効果的に低減することができる。
Further, according to the present embodiment, when the lockup clutch L / U is switched from the operating state to the non-operating state, the capacity coefficient control means 123 has the capacity coefficient C from the start of the actual switching of the lockup clutch L / U. Therefore, a sudden increase in the rotational speed difference ΔN and the torque difference ΔT between the
また、本実施例によれば、容量係数制御手段123は、ポンプ翼車6pとタービン翼車6tとの回転速度差ΔNが所定値以下となるように容量係数Cを制御するため、ポンプ翼車6pおよびタービン翼車6tの回転速度差ΔNおよびトルク差ΔTの増大を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the capacity coefficient control means 123 controls the capacity coefficient C so that the rotational speed difference ΔN between the
また、本実施例によれば、容量係数制御手段123は、タービン翼車6tの回転速度NTが所定の勾配θ1で変化するように容量係数Cを制御するため、ポンプ翼車6pおよびタービン翼6t車の回転速度差ΔNおよびトルク差ΔTの増大を抑制することができる。
Further, according to the present embodiment, the capacity coefficient control means 123 controls the capacity coefficient C so that the rotational speed NT of the
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。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、容量係数Cの増大制御は、ポンプ回転速度NPとタービン回転速度NTとの回転速度差ΔNの基づくフィードバック制御を実施されているが、容量係数Cの増大制御は、上記制御に限定されず、例えば、予め実験的に求められたステータ翼車6sの回転速度NSに基づくフィードフォワード制御、或いはタイマ制御を実施しても構わない。
For example, increased control of the capacity coefficient C has been carried out feedback control based on the rotational speed difference ΔN between the pump rotational speed N P and the turbine rotational speed N T, increased control of the capacity coefficient C is limited to the control Sarezu, for example, may be performed experimentally determined in advance was feedforward control based on the rotational speed N S of the
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。
In the above-described embodiment, the stepped
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。
In the above-described embodiment, the clutch Cs that selectively connects the
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。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、ロックアップクラッチL/Uを作動状態から非作動状態へ切り換える(解放制御)とき、ロックアップクラッチL/Uの解放制御が実際に開始される時に容量係数Cを増大させるものであったが、必ずしもロックアップクラッチL/Uの実際の解放制御開始時に限定されることはなく、ロックアップクラッチの解放制御実施判定時から予め容量係数Cの増大制御を実施しても構わない。同様に、ロックアップクラッチL/Uの非作動状態から作動状態への切換(係合制御)においても、必ずしもロックアップクラッチL/Uの切換判定時から直ちに容量係数Cの増大制御を開始する必要はなく、所定の時間経過後に容量係数Cの増大制御を実施しても構わない。 In the above-described embodiment, when the lockup clutch L / U is switched from the operating state to the non-operating state (release control), the capacity coefficient C is increased when the release control of the lockup clutch L / U is actually started. However, the present invention is not necessarily limited to the time when the actual release control of the lockup clutch L / U is started. Even if the increase control of the capacity coefficient C is performed in advance from the time when the release control execution of the lockup clutch is determined. I do not care. Similarly, even when the lockup clutch L / U is switched from the non-operating state to the operating state (engagement control), the increase control of the capacity coefficient C needs to be started immediately after the determination of the switching of the lockup clutch L / U. No, the increase control of the capacity coefficient C may be performed after a predetermined time has elapsed.
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。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
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 10:電動モータ(電動機) 123:容量係数制御手段 C:容量係数 L/U:ロックアップクラッチ ΔN:回転速度差 ΔN1、ΔN2:所定の回転速度差(所定値) θ1:所定の勾配
6:
Claims (5)
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、
前記電動機を制御することにより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を、備え、
前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチが切換中である場合には、切換中でない場合と比較して、前記トルクコンバータの容量係数を大きくすることを特徴とするトルクコンバータの制御装置。 A pump impeller, a turbine impeller, a stator impeller rotatably disposed between the turbine impeller and the pump impeller, and a lock-up clutch capable of directly connecting the pump impeller and the turbine impeller A torque converter control device comprising a torque converter having
An electric motor coupled to the stator impeller so as to be capable of transmitting power;
Capacity coefficient control means for controlling the capacity coefficient of the torque converter by controlling the electric motor,
The torque coefficient control means increases the capacity coefficient of the torque converter when the lockup clutch is being switched compared to when the lockup clutch is not being switched.
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WO2012070156A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for vehicle driving device |
US9132747B2 (en) | 2010-11-26 | 2015-09-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device of vehicle drive device |
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