JP2010133546A - 車両用動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、スリップ制御領域を拡大させることができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供する。
【解決手段】容量係数制御手段１２６は、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御中に発生する発熱量Ｑ_ＣＬに基づいてトルクコンバータ６の容量係数Ｃを増加させるため、ロックアップクラッチＬ／Ｕが受け持つ分担トルクＴ_ＣＬを低減させてロックアップクラッチＬ／Ｕの発熱量Ｑ_ＣＬの増加を抑制することができる。したがって、従来ではロックアップクラッチＬ／Ｕの発熱量Ｑ_ＣＬが大きくなるに伴い、スリップ制御が不可能であった走行領域においてもスリップ制御を実施することが可能となる。上記より、スリップ制御を実施する走行領域を拡大させることができるため、燃費を向上させることができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた車両用動力伝達装置の制御装置に係り、特に、ロックアップクラッチのスリップ制御領域の範囲拡大に関するものである。

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。

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内燃機関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させやすいように定常走行時においても内燃機関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。ただし、定常走行時でもポンプ翼車の回転速度（ポンプ回転速度）とタービン翼車の回転速度（タービン回転速度）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。

これに対して、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。

特開平０１−１６９１７０号公報

ところで、近年のトルクコンバータにおいては、前記タービン翼車とポンプ翼車とを係合させるロックアップクラッチが備えられている。このロックアップクラッチを適宜係合させることで、ロックアップクラッチの動力伝達効率を向上させている。さらに、上記ロックアップクラッチに微少な滑りを与えることで、広い走行範囲でロックアップクラッチの作動を可能とするロックアップクラッチのスリップ制御（フレックスロックアップ制御）が実現されている。

ここで、上記スリップ制御が実施される走行領域が広くなると、燃費特性が一般に向上するが、例えばロックアップクラッチに伝達される入力トルクが大きくなる走行領域においてスリップ制御が実施されると、ロックアップクラッチから発生する発熱量が大きくなり、ロックアップクラッチの耐久性が低下する問題があった。これに対して、スリップ制御の滑り量（タービン翼車とポンプ翼車との差回転量）を縮小させることで、発熱量の増加を抑制することも考えられるが、滑り量が縮小されると、トルクコンバータが本来有する振動減衰効果が薄れるため、こもり音が悪化する問題があった。したがって、ロックアップクラッチの発熱量が増大して耐久性が低下することを防止するため、ロックアップクラッチのスリップ制御領域を拡大させるのには限界があった。

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、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた車両用動力伝達装置の制御装置において、ロックアップクラッチからの発熱量を抑制してスリップ制御領域を拡大させることができる車両用動力伝達装置の制御装置を提供することにある。

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た車両用動力伝達装置の制御装置において、(b)前記ステータ翼車の回転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を備え、(c)前記容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチのスリップ制御中に発生する発熱量に基づいて前記トルクコンバータの前記容量係数を増加させることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御中に発生する発熱量を算出する発熱量算出手段を備え、前記容量係数制御手段は、その算出された発熱量が所定値以下になるように前記容量係数を制御することを特徴とする。

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の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記発熱量算出手段は、駆動源の入力トルクと前記トルクコンバータの伝達トルクとから前記ロックアップクラッチが分担する分担トルクを算出し、その分担トルクおよび前記ロックアップクラッチの滑り量に基づいて発熱量を算出することを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項２または３の車両用動力伝達装置の制御装置において、前記所定値は、前記ロックアップクラッチの耐久性を考慮した値に設定されることを特徴とする。

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１乃至４のいずれか１つの車両用動力伝達装置の制御装置において、前記容量係数制御手段は、前記ステータ翼車に動力伝達可能に連結されている電動機によって、前記ステータ翼車の回転を制御して前記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にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、容量係数制御手段は、前記ロックアップクラッチのスリップ制御中に発生する発熱量に基づいて前記トルクコンバータの容量係数を増加させるため、ロックアップクラッチが受け持つ分担トルクを低減させてロックアップクラッチの発熱量の増加を抑制することができる。したがって、従来ではロックアップクラッチの発熱量が大きくなるに伴い、スリップ制御が不可能であった走行領域においてもスリップ制御を実施することが可能となる。上記より、スリップ制御を実施する走行領域を拡大させることができるため、燃費を向上させることができる。

また、請求項２にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記ロックアップクラッチのスリップ制御中に発生する発熱量を算出する発熱量算出手段を備え、前記容量係数制御手段は、その算出された発熱量が所定値以下になるように前記容量係数を制御するため、発熱量が抑制されるに従い、スリップ制御領域を拡大することができる。

また、請求項３にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記発熱量算出手段は、駆動源の入力トルクと前記トルクコンバータの伝達トルクとから前記ロックアップクラッチが分担する分担トルクを算出し、その分担トルクおよび前記ロックアップクラッチの滑り量に基づいて発熱量を算出するため、ロックアップクラッチの発熱量を逐次精度よく算出することができる。

また、請求項４にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記所定値は、前記ロックアップクラッチの耐久性を考慮した値に設定されるため、ロックアップクラッチの耐久性低下を防止しつつロックアップクラッチのスリップ制御領域を拡大することができる。

また、請求項５にかかる発明の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、前記容量係数制御手段は、前記ステータ翼車に動力伝達可能に連結されている電動機によって、前記ステータ翼車の回転を制御して前記容量係数を制御するため、電動機の回転速度制御によって容量係数を適宜変更することができる。

ここで、好適には、前記ロックアップクラッチが分担する分担トルクは、駆動源の入力トルクとトルクコンバータが受け持つ伝達トルクとの差で算出される。

また、好適には、前記トルクコンバータが受け持つ伝達トルクとは、前記ポンプ翼車の回転速度と容量係数とに基づいて算出される。

また、好適には、前記滑り量は、前記ポンプ翼車の回転速度と前記タービン翼車の回転速度との回転速度差で示される。

また、好適には、前記容量係数を増加させる場合は、ステータ翼車を逆転方向に回転させるものである。このようにすれば、ステータ翼車を電動機によって逆転させることで、容易に容量係数を増加させることができる。

また、好適には、ステータ翼車と電動機とを選択的に連結するクラッチ手段と、ステータ翼車と非回転部材とを選択的に連結するブレーキ手段とを備えることを特徴とする。このようにすれば、電動機によってステータ翼車の回転を制御する必要のないときは、ステータ翼車と電動機との間の動力伝達経路を遮断することができる。また、ステータ翼車と非回転部材を適宜連結することで、トルクコンバータを従来のトルクコンバータと同様に機能させることができる。例えば、トルクコンバータレンジでは、ステータ翼車を回転停止させてトルクを増幅させる。一方、カップリングレンジでは、ブレーキ手段を解放させてステータ翼車を空転させることで、作動油のステータ翼車への衝突による伝達効率低下を回避することができる。

また、好適には、電動機とトルクコンバータの出力軸とを選択的に連結するクラッチ手段を備えることを特徴とする。このようにすれば、電動機とトルクコンバータの出力軸とを連結することで、電動機を車両駆動用或いは回生用の動力源として機能させることができる。

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。

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動力伝達装置７の骨子図である。この車両用動力伝達装置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へ伝達されるようになっている。

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。

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、後述の油圧制御回路３０によってそのロックアップクラッチＬ／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。

また、車両用動力伝達装置７は、トルクコンバータ６のステータ翼車６ｓを回転駆動するための電動モータ（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選択的に断続させるクラッチＣｓと、ステータ翼車６ｓと静止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との間を選択的に断続させるブレーキＢｓと、電動モータ１０と入力軸２２との間の動力伝達経路を選択的に断続させるクラッチＣｉとを備えている。また、入力軸２２はタービン翼車６ｔに連結されることで、トルクコンバータ６の出力軸としても機能する。

上記電動モータ１０は、クラッチＣｓが係合された場合、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Ｉ_Dの大きさに比例する上記正回転方向の駆動トルクＴ_D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Ｉ_Dの大きさに比例する上記負回転方向の駆動トルクＴ_Dが与えられる。なお、電動モータ１０が本発明の電動機に対応している。

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に供給すなわち蓄電される発電電流Ｉ_G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Ｔ_Bが与えられる。

さらに、電動モータ１０は、クラッチＣｉが係合された場合、その駆動によって入力軸２２の回転方向である正回転方向の回転速度を制御するようになっている。この際も、図２（ａ）に示すように電子制御回路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Ｉ_Dの大きさに比例する上記正回転方向の駆動トルクＴ_Dが与えられる。また、電動モータ１０は、その制動（回生）によっても入力軸２２の回転方向を制御するようになっている。この際も、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に供給すなわち蓄電される発電電流Ｉ_Gの大きさに比例する負荷トルクすなわち制動（回生）トルクＴ_Bが与えられる。

上記クラッチＣｓ、Ｃｉ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が完全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Ｔ_B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Ｔ_Dあるいは制動トルクＴ_B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Ｔ_Dあるいは制動トルクＴ_Bの伝達割合が変化させられるようになっている。さらに、クラッチＣｉが係合されることにより、電動モータ１０による駆動トルクＴ_Dあるいは制動トルクＴ_B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Ｔ_Dあるいは制動トルクＴ_Bの伝達割合が変化させられるようになっている。

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、走行用の駆動源であるエンジン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。

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。

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。

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Ｎ_ＩＮ／自動変速機８の出力軸回転速度Ｎ_ＯＵＴ）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。

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（ロックアップクラッチＬ／Ｕ）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Ｎ_Eすなわちポンプ回転速度Ｎ_Ｐ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Ｎ_Tすなわち入力軸回転速度Ｎ_IN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Ｎ_Sを示す信号、吸入空気量センサ８４からの吸入空気量Ｑ_Aを示す信号、吸入空気温度センサ８６からの吸入空気温度Ｔ_A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Ｎ_OUT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θ_THを示す信号、冷却水温センサ９２からの冷却水温Ｔ_W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Ｔ_OIL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Ａ_CC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）Ｐ_SHを示す信号などが供給されるようになっている。

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などの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の出力制御や電動モータ１０による入力軸２２の駆動・回生制御、自動変速機８の変速制御、あるいはトルクコンバータ６のステータ６ｓの回転制御、ロックアップクラッチＬ／Ｕのロックアップ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。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１１２などによって行われる。

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）から実際のアクセル開度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。

トルクコンバータ６のステータ翼車６ｓの回転制御は、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Ｉ_Dの大きさに比例する駆動トルクＴ_D、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Ｉ_Gの大きさに比例する制動トルクＴ_Bが適宜調整されることにより実行される。

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。

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。

Ｔ＝(γ／ｇ)×Ｑ×△(ｒ×ｖ_Ｕ) ・・・式(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×ｖ_Ｕ)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×ｖ_Ｕ[m²/s]の差である。

上記式(１)から、ポンプ翼車６ｐが作動油に与えるトルクＴ_１[N・m]、タービン翼車６ｔが作動油に与えるトルクＴ_２[N・m]、およびステータ翼車６ｓが作動油に与えるトルクＴ_３[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、Ｔ_Ｐはポンプトルク[N・m]すなわちエンジントルク、Ｔ_Ｔはタービントルク[N・m]すなわち出力トルク、Ｔ_Ｓ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。

Ｔ_１＝ Ｔ_Ｐ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(Ｖ_ＵＰ×ｒ_２−Ｖ_ＵＳ×ｒ_１)・・・式(２)
Ｔ_２＝−Ｔ_Ｔ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(Ｖ_ＵＴ×ｒ_３−Ｖ_ＵＰ×ｒ_２)・・・式(３)
Ｔ_３＝ Ｔ_Ｓ ＝(γ／ｇ)×Ｑ×(Ｖ_ＵＳ×ｒ_１−Ｖ_ＵＴ×ｒ_３)・・・式(４)

式(２)乃至(４)において、ｒ_１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]、ｒ_２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]、ｒ_３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、Ｖ_ＵＰはポンプ翼車６ｐの絶対速度の円周分速度[m/s]、Ｖ_ＵＴはタービン翼車６ｔの絶対速度の円周分速度[m/s]、Ｖ_ＵＳはステータ翼車６ｓの絶対速度の円周分速度[m/s]である。

式(２)乃至(４)からＴ_１＋Ｔ_２＋Ｔ_３＝０(零)が成立するため、ポンプトルクＴ_Ｐ、タービントルクＴ_Ｔ、およびステータトルクＴ_Ｓ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Ｔ_Ｐに対するタービントルクＴ_Ｔのトルク増加分は、ステータトルクＴ_Ｓに一致する。

Ｔ_Ｔ＝Ｔ_Ｐ＋Ｔ_Ｓ ・・・式(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Ｔ_Dあるいは制動トルクＴ_B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。

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Ｎ_Ｔ[rpm]とポンプ翼車６ｐのポンプ回転数Ｎ_Ｐ[rpm]との回転速度比すなわち速度比ｅ(＝Ｎ_Ｔ／Ｎ_Ｐ)に対する、タービントルクＴ_ＴとポンプトルクＴ_Ｐとのトルク比（トルク増幅率）ｔ(＝Ｔ_Ｔ／Ｔ_Ｐ)を示す図であり、図７は、上記速度比ｅ(＝Ｎ_Ｔ／Ｎ_Ｐ)に対する、容量係数Ｃ(＝Ｔ_Ｐ／Ｎ_Ｐ ^２)[N・m/rpm²]を示す図である。

図６および図７において、制動トルクＴ_B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。

また、クラッチＣｓが係合された状態で電動モータ１０により駆動トルクＴ_D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Ｔ_Ｓ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Ｔ_D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、並びに図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変更される。

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Ｔ_Ｓ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点鎖線のようになる。

また、クラッチＣｓが係合された状態で電動モータ１０の制動（回生）トルクＴ_B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ることで、ブレーキＢｓがスリップさせられると、ステータトルクＴ_Ｓ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７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Ｔ_Ｂ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。

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を増加させると共に、容量係数Ｃを低下させるものである。また、本実施例における電動モータ１０は、その駆動・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を減少させると共に、容量係数Ｃを増加させるものである。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を減少させると共に、容量係数Ｃを増加させるものである。

また、電動モータ１０による入力軸２２の駆動・回生制御は、クラッチＣｉおよび電動モータ１０によって行われる。具体的には、上記駆動・回生制御は、クラッチＣｉが係合された状態で、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Ｉ_Dの大きさに比例する駆動トルクＴ_D、あるいは例えば電動モータ１０から出力される発電電流Ｉ_Gの大きさに比例する制動（回生）トルクＴ_Bが適宜調整されることにより実行される。

このように、車両用動力伝達装置７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で、車両の走行モードが適宜変更可能な構成となっている。具体的には、クラッチＣｓが係合されると、トルクコンバータ６の可変容量制御が可能なモードとなり、クラッチＣｉが係合されると、電動モータ１０による車両の駆動・回生制御が可能なモードとなる。また、ブレーキＢｓが係合されると、ステータ翼車６ｓが回転停止状態とされるので、容量係数Ｃが不変である従来のトルクコンバータとして機能させることが可能なモードとなる。

図８は、電子制御装置７８による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。変速制御手段１２０は、自動変速機８の変速を行う制御手段として機能するものである。変速制御手段１２０は、例えば予め記憶された変速線図から実際の車速Ｖとエンジン９の出力を操作するスロットル弁開度θ_ＴＨ（またはアクセル開度Ａcc）に基づいて、自動変速機８の変速すべき変速段を判定し、その変速段となるように、油圧制御回路３０に対して変速指令を出力する。

車両状態算出手段１２２は、エンジン回転速度Ｎ_Ｅ（ポンプ回転速度Ｎ_Ｐ）、タービン回転速度Ｎ_Ｔ、ステータ回転速度Ｎ_Ｓ、出力軸回転速度Ｎ_ＯＵＴに対応する車速Ｖ、スロットル弁開度θ_ＴＨ等に基づいて、エンジントルクＴ_Ｅ、トルクコンバータ６の速度比ｅやトルク比ｔ、容量係数Ｃ等の車両状態を示す値を算出する。

具体的には、車両状態算出手段１２２は、例えば、トルクマップと称されるスロットル弁開度θ_ＴＨをパラメータにしてエンジントルクＴ_Ｅとエンジン回転速度Ｎ_Ｅ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θ_ＴＨおよびエンジン回転速度Ｎ_Ｅに基づいて実際のエンジントルクＴ_Ｅを算出する。

また、車両状態算出手段１２２は、予め設定された関係（ｅ＝Ｎ_Ｔ／Ｎ_Ｅ）から、実際のタービン回転速度Ｎ_Ｔおよび実際のエンジン回転速度Ｎ_Ｅ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。また、車両状態算出手段１２２は、ポンプ翼車６ｐ、タービン翼車６ｔ、ステータ翼車６ｓの翼形状や速度比ｅ、ステータ回転速度Ｎ_Ｓ等に基づいて設定される関係（マップ）から、実際の速度比ｅ（＝Ｎ_Ｔ／Ｎ_Ｅ）、ステータ回転速度Ｎ_Ｓに基づいた実際の容量係数Ｃを算出する。

また、車両状態算出手段１２２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。

容量係数制御手段１２６は、電動モータ１０によってステータ翼車６ｓを正転、逆転、或いは制動（回生）させて回転を制御することで、容量係数Ｃを車両の走行状態に応じて好適に制御する。或いは、容量係数制御手段１２６は、ブレーキＢｓの係合圧を変更することで、ステータ翼車６ｓの回転を制御して、容量係数Ｃを車両の走行状態に応じて好適に制御する。

具体的には、容量係数手段１２６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が増大されると共に、容量係数Ｃが低減される。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。

また、容量係数制御手段１２６は、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。すなわち、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が低減されると共に、容量係数Ｃが増大される。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。

また、容量係数制御手段１２６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。

また、容量係数制御手段１２６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させることで、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１２６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。

ロックアップ制御手段１２８は、予め記憶されたロックアップ係合マップから車速およびアクセル開度Ａccに基づいてロックアップクラッチＬ／Ｕの係合および解放を制御する。具体的には、ロックアップ制御手段１２８は、比較的高車速領域において、ロックアップクラッチＬ／Ｕを係合し、ポンプ翼車６ｐとタービン翼車６ｔとを直結することで、トルクコンバータ６の滑り損失（内部損失）を無くして燃費を向上させている。また、ロックアップ制御手段１２８は、比較的低中速領域において、ポンプ翼車６ｐとタービン翼車６ｔとの間に所定の微少な滑りを与えて係合させるスリップ制御（フレックスロックアップ制御）を実施することで、ロックアップ作動領域を拡大させてトルクコンバータ６の伝達効率を向上させている。ロックアップ制御手段１２８は、スリップ制御が開始されると、ポンプ回転速度Ｎ_Ｐとタービン回転速度Ｎ_Ｔとの回転速度差である滑り量（＝Ｎ_Ｐ−Ｎ_Ｔ、またはω_Ｐ−ω_Ｔ）を逐次算出し、その滑り量が予め設定されている滑り量となるようにロックアップクラッチＬ／Ｕの係合圧を制御する。

ここで、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御が実施されると、ロックアップクラッチＬ／Ｕの滑りに伴って、ロックアップクラッチＬ／Ｕが発熱させられる。その時に発生する発熱量Ｑ_ＣＬ(cal/mm²・sec)は、ロックアップクラッチＬ／Ｕに入力されるトルクと滑り量とに比例して大きくなることが知られており、ロックアップクラッチＬ／Ｕの発熱量が大きくなる走行領域においては、発熱に伴うロックアップクラッチＬ／Ｕの耐久性低下を防止するため、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御が禁止されている。

図９は、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御実施時に発生する発熱量Ｑ_ＣＬ(cal/mm²・sec)を解析的に算出した発熱量分布図である。ここで、横軸がタービン回転速度Ｎ_Ｔを示しており、縦軸がスロットル弁開度θ_ＴＨ（実質的にエンジントルクＴ_Ｅ）示している。なお、上記発熱量分布図は、予め設定された所定の滑り量で算出されている。また、タービン翼車６ｔの高回転領域においては、実際の走行時と同様に完全ロックアップ領域とし、滑り量を零としたため、発熱量Ｑ_ＣＬが零となる。図９に示すように、低回転高負荷走行領域（図９において左上方向）となるに従って、発熱量Ｑ_ＣＬが増大する。したがって、実際の走行領域および発熱量Ｑ_ＣＬを考慮して設定されるスリップ制御領域は、完全ロックアップ領域に隣接して設定される実線斜線で示す従来設定スリップ制御領域となる。ここで、本実施例においては、発熱量Ｑ_ＣＬが２(cal/mm²・sec)を越える領域をロックアップクラッチＬ／Ｕの耐久性が低下する領域としたため、スリップ制御領域は、発熱量Ｑ_ＣＬが２(cal/mm²・sec)を越える領域を回避するように設定されている。

上記スリップ制御領域を拡大すれば、ロックアップクラッチＬ／Ｕの滑り損失が低減されて燃費が向上することとなるが、上述したように発熱量Ｑ_ＣＬの関係からスリップ制御領域の拡大には限界があった。また、滑り量を低減することで発熱量Ｑ_ＣＬを抑制してスリップ制御領域を拡大させることも考えられるが、滑り量を低減すると、トルクコンバータ６が本来有する振動減衰効果が薄れるため、こもり音が悪化する問題があった。

これに対して、容量係数制御手段１２６は、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御中に発生する発熱量Ｑ_ＣＬに基づいてトルクコンバータ６の容量係数Ｃを増加させることで、発熱量Ｑ_ＣＬを低下させる。したがって、従来においては、発熱量Ｑ_ＣＬが大きくなってスリップ制御が不可能となる領域においてもスリップ制御を実施することが可能となる。以下、上記制御について詳細に説明する。

図８に戻り、発熱量算出手段１３０は、先ず、エンジン９のエンジントルクＴ_Ｅ（入力トルク）とトルクコンバータ６の伝達トルクとからロックアップクラッチＬ／Ｕが分担する分担トルクＴ_ＣＬを算出し、その分担トルクＴ_ＣＬおよびロックアップクラッチの滑り量（＝Ｎ_Ｐ−Ｎ_Ｔ、またはω_Ｐ−ω_Ｔ）とに基づいて発熱量Ｑ_ＣＬを算出する。上記ロックアップクラッチＬ／Ｕの（単位面積当たりの）発熱量Ｑ_ＣＬ(cal/mm²・sec)は、下記の式（６）に基づいて算出される。

Ｑ_ＣＬ＝（１／Ａ_ＣＬ）・（（ω_Ｅ−ω_Ｔ）×（Ｔ_Ｅ−Ｃ・Ｎ_Ｅ ^２））・・・式(６)

ここで、Ａ_ＣＬがロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御時の接触面積を示しており、ω_Ｅがエンジン８の角回転速度(rad/sec)を、ω_Ｔがタービン翼車６ｔの角回転速度(rad/sec)を、それぞれ示している。また、式（６）において、ロックアップクラッチＬ／Ｕの分担トルクＴ_ＣＬが（Ｔ_Ｅ−ＣＮ_Ｅ ^２）に相当しており、滑り量が（ω_Ｅ−ω_Ｔ）に相当している。したがって、分担トルクＴ_ＣＬおよび滑り量が増加すると、発熱量Ｑ_ＣＬが増加することとなる。発熱量算出手段１３０は、式（６）に基づいて発熱量Ｑ_ＣＬを逐次算出する。

発熱量判定手段１３２は、発熱量算出手段１３０によって算出された発熱量Ｑ_ＣＬが予め設定されている所定値Ｑ１以下か否かを判定する。ここで、所定値Ｑ１は、ロックアップクラッチＬ／Ｕの耐久性を考慮したものであり、例えばロックアップクラッチＬ／Ｕの耐久性試験等によって設定される。具体的には、所定値Ｑ１は、例えば耐久性試験に基づいて、ロックアップクラッチＬ／Ｕの使用可能時間が予め設定されている寿命時間を超える閾値に設定されている。すなわち、発熱量Ｑ_ＣＬが所定値Ｑ１を越えると、ロックアップクラッチＬ／Ｕの使用可能時間が寿命時間よりも短くなる。

そして、容量係数制御手段１２６は、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御時に発生する発熱量Ｑ_ＣＬが上記所定値Ｑ１以下となるように容量係数Ｃを制御する。具体的には、容量係数制御手段１２６は、発熱量算出手段１３０によって算出された発熱量Ｑ_ＣＬが、発熱量判定手段１３２によって所定値Ｑ１を越えると判定されると、容量係数Ｃを増加させる制御を実施する。容量係数Ｃが増加すると、式（６）よりロックアップクラッチＬ／Ｕの分担トルクＴ_ＣＬが減少するするので、発熱量Ｑ_ＣＬが低下する。

ここで、容量係数Ｃを増加させる場合、クラッチＣｓを係合させた状態すなわちステータ翼車６ｓを電動モータ１０によって制御可能な状態とし、ステータ翼車６ｓを電動モータ１０によって逆転方向に駆動させると、容量係数Ｃが増加することとなる。或いは、クラッチＣｓを係合させた状態で、電動モータ１０の制動（回生）トルクを低下させてステータ翼車６ｓを逆転させることで、容量係数Ｃを増加させる。上記いずれかにより、電動モータ１０によってステータ翼車６ｓの回転を逆転させることで容量係数Ｃを増加させる。さらには、ブレーキＢｓを係合させた状態で、ブレーキＢｓのトルク容量を低下させることで、ステータ翼車６ｓを逆転させて容量係数Ｃを増加させることもできる。

図１０は、ステータ翼車６ｓを逆転させた場合における容量係数Ｃの増加を示す図であり、図７の速度比ｅに対する容量係数Ｃを示す図に対応するものである。ここで、破線がステータ翼車６ｓがワンウェイクラッチを介して非回転部材に連結される従来のトルクコンバータの容量係数Ｃを示しており、実線がステータ翼車６ｓが逆転された場合の容量係数Ｃを示している。ステータ翼車６ｓが逆転方向に回転されると、実線に示すように同じ速度比ｅであっても容量係数Ｃが増加することとなる。ここで、速度比ｅおよびステータ翼車６ｓのステータ回転速度Ｎ_Ｓに対する容量係数Ｃは、予め実験や解析によって求められており、例えば図１０に示すような関係図（マップ）とされて記憶されている。発熱量算出手段１３０は、これに従って容量係数Ｃを決定して発熱量Ｑ_ＣＬを算出する。

図１１は、ステータ翼車６ｓを逆転させた場合におけるトルクコンバータ６の効率を示す図である。ステータ翼車６ｓが逆転されると、図１０より容量係数Ｃが増加するに伴い、ロックアップクラッチＬ／Ｕの分担トルクＴ_ＣＬが低下する反面、トルクコンバータ６へ伝達される伝達トルクが相対的に増加する。したがって、トルクコンバータ６の滑りに伴う損失が増加するため、図１１に示すように、容量係数Ｃが増加するとトルクコンバータ６の効率が低下することとなる。言い換えれば、容量係数Ｃを増加させると、発熱量Ｑ_ＣＬが低減される背反として、トルクコンバータ６の効率が低下することとなる。しかしながら、図１１に示すように、同じエンジントルクＴ_Ｅがトルクコンバータ６へ入力された場合における、スリップ制御時の効率αとロックアップクラッチＬ／Ｕが非作動時（Ｌ／Ｕ ＯＦＦ時）の効率βとを比較すると、滑り損失が十分に小さくなるため、スリップ制御時の方がトルクコンバータ６の効率が向上する。なお、速度比ｅ（＝Ｎ_Ｔ／Ｎ_Ｐ）は、スリップ制御時の方がポンプ回転速度Ｎ_Ｐとタービン回転速度Ｎ_Ｔとの相対回転速度が小さくなるので、同じエンジントルクＴ_Ｅであっても速度比ｅが大きくなる。

上記より、従来では発熱量Ｑ_ＣＬが所定値Ｑ１を越える領域であっても、容量係数Ｃを増加させることで、発熱量Ｑ_ＣＬを所定値Ｑ１以下まで低下させることが可能となる。言い換えれば、発熱量Ｑ_ＣＬ低下に伴ってスリップ制御領域を拡大させることが可能となる。例えば、図９に示すように、容量係数Ｃを増加させて発熱量Ｑ_ＣＬを低減することで、従来では発熱量Ｑ_ＣＬの所定値Ｑ１に相当する２(cal/mm²・sec)の境界線（実線）が一点鎖線に示す境界線に変更され、発熱量Ｑ_ＣＬが２(cal/mm²・sec)未満となる領域が拡大される。すなわち、網目状に示す領域だけ、発熱量Ｑ_ＣＬが２(cal/mm²・sec)未満となる領域が拡大される。したがって、例えば破線の斜線に示すような走行領域においてもスリップ制御領域を設定することが可能となる。

図１２は、電子制御装置７８の制御作動の要部すわなちロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御時において発生する発熱量Ｑ_ＣＬを低下させることで、スリップ制御領域を拡大するための制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、発熱量算出手段１３０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のスリップ制御によって発生する発熱量Ｑ_ＣＬが算出される。次いで、発熱量判定手段１３２に対応するＳＡ２において、ＳＡ１で算出された発熱量Ｑ_ＣＬが予め設定されている所定値Ｑ１以下か否かが判定される。ＳＡ２が肯定されると、発熱量Ｑ_ＣＬを低下させる制御が必要ないものと判断され、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ２が否定されると、容量係数制御手段１２６に対応するＳＡ３において、発熱量Ｑ_ＣＬが所定値Ｑ１以下となるまで容量係数Ｃを増加させる。具体的には、例えばステータ翼車６ｓを電動モータ１０によって逆転させることで、容量係数Ｃを増加させる。そして、再びＳＡ１にループされ、スリップ制御が終了するまで、同様の制御が繰り返し実施される。これより、発熱量Ｑ_ＣＬが所定値Ｑ１以下に抑制されるため、スリップ制御領域の拡大が可能となる。

上述のように、本実施例によれば、容量係数制御手段１２６は、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御中に発生する発熱量Ｑ_ＣＬに基づいてトルクコンバータ６の容量係数Ｃを増加させるため、ロックアップクラッチＬ／Ｕが受け持つ分担トルクＴ_ＣＬを低減させてロックアップクラッチＬ／Ｕの発熱量Ｑ_ＣＬの増加を抑制することができる。したがって、従来ではロックアップクラッチＬ／Ｕの発熱量Ｑ_ＣＬが大きくなるに伴い、スリップ制御が不可能であった走行領域においてもスリップ制御を実施することが可能となる。上記より、スリップ制御を実施する走行領域を拡大させることができるため、燃費を向上させることができる。

また、本実施例によれば、ロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御中に発生する発熱量Ｑ_ＣＬを算出する発熱量算出手段１３０を備え、容量係数制御手段１２６は、その算出された発熱量Ｑ_ＣＬが所定値Ｑ１以下になるように容量係数Ｃを制御するため、発熱量Ｑ_ＣＬが抑制されるに従い、スリップ制御領域を拡大することができる。

また、本実施例によれば、発熱量算出手段１３０は、エンジン９の入力トルクＴ_Ｅとトルクコンバータ６の伝達トルクとからロックアップクラッチＬ／Ｕが分担する分担トルクＴ_ＣＬを算出し、その分担トルクＴ_ＣＬおよびロックアップクラッチＬ／Ｕの滑り量に基づいて発熱量Ｑ_ＣＬを算出するため、ロックアップクラッチＬ／Ｕの発熱量Ｑ_ＣＬを逐次精度よく算出することができる。

また、本実施例によれば、所定値Ｑ１は、ロックアップクラッチＬ／Ｕの耐久性を考慮した値に設定されるため、ロックアップクラッチＬ／Ｕの耐久性低下を防止しつつロックアップクラッチＬ／Ｕのスリップ制御領域を拡大させることができる。

また、本実施例によれば、容量係数制御手段１２６は、ステータ翼車６ｓに動力伝達可能に連結されている電動モータ１０によって、ステータ翼車６ｓの回転を制御して容量係数Ｃを制御するため、電動モータ１０の回転速度制御によって容量係数Ｃを適宜変更することができる。

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。

例えば、前述の実施例において、自動変速機８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。また、内燃機関にて構成されるエンジン９の他に、例えば、電動機等が設けられて駆動輪が駆動される例えばＴＨＳ等のハイブリッド車両等であっても本発明は適用されうる。また、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。

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。

また、前述の実施例では、発熱量算出手段１３０は、式（６）に基づいて発熱量Ｑ_ＣＬを逐次算出するものであったが、例えば予め設定されているエンジン回転速度Ｎ_Ｅやスロットル弁開度θ_ＴＨ等からなる発熱量Ｑ_ＣＬのマップ（関係図）に基づいて発熱量Ｑ_ＣＬを算出するものであっても構わない。

また、前述の実施例では、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Ｃｉが設けられているが、クラッチＣｉは必ずしも必要なく、省略された構成であっても本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、ステータ回転速度Ｎ_Ｓを検出するステータ回転速度センサ８３が設けられているが、これ以外にも、例えば電動モータ１０に内蔵されているレゾルバ等でステータ回転速度Ｎ_Ｓを検出しても構わない。

また、前述の実施例では、所定値Ｑ１が一例として２(cal/mm²・sec)に設定されているが、上記具体的な数値は一例であり、使用されるロックアップクラッチの構造等に応じて適宜変更される。

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。

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。 ロックアップクラッチのスリップ制御実施時に発生する発熱を解析的に算出した発熱量分布図である。 ステータ翼車を逆転させた場合における容量係数の増加を示す図であり、図７の速度比に対する容量係数を示す図に対応する。 ステータ翼車を逆転させた場合におけるトルクコンバータの効率を示す図である。 図４の電子制御装置の制御作動の要部すわなちロックアップクラッチのスリップ制御時において発生する発熱量を低下させるための制御作動を説明するフローチャートである。

符号の説明

６：トルクコンバータ
６ｐ：ポンプ翼車
６ｔ：タービン翼車
６ｓ：ステータ翼車
７：車両用動力伝達装置
９：エンジン（駆動源）
１０：電動モータ（電動機）
１２６：容量係数制御手段
１３０：発熱量算出手段
Ｌ／Ｕ：ロックアップクラッチ
Ｃ：容量係数
Ｑ１：所定値
Ｑ_ＣＬ：発熱量
Ｔ_ＣＬ：分担トルク

Claims (5)

1. ポンプ翼車とタービン翼車と該タービン翼車とポンプ翼車との間に回転可能に配設されたステータ翼車と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た車両用動力伝達装置の制御装置であって、
   前記ステータ翼車の回転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のスリップ制御中に発生する発熱量に基づいて前記トルクコンバータの前記容量係数を増加させることを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。
2. 前記ロックアップクラッチのスリップ制御中に発生する発熱量を算出する発熱量算出手段を備え、
   前記容量係数制御手段は、該算出された発熱量が所定値以下になるように前記容量係数を制御することを特徴とする請求項１の車両用動力伝達装置の制御装置。
3. 前記発熱量算出手段は、駆動源の入力トルクと前記トルクコンバータの伝達トルクとから前記ロックアップクラッチが分担する分担トルクを算出し、該分担トルクおよび前記ロックアップクラッチの滑り量に基づいて発熱量を算出することを特徴とする請求項２の車両用動力伝達装置の制御装置。
4. 前記所定値は、前記ロックアップクラッチの耐久性を考慮した値に設定されることを特徴とする請求項２または３の車両用動力伝達装置の制御装置。
5. 前記容量係数制御手段は、前記ステータ翼車に動力伝達可能に連結されている電動機によって、前記ステータ翼車の回転を制御して前記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乃至４のいずれか１つの車両用動力伝達装置の制御装置。

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