JP3894080B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルードカップリングやトルクコンバータを備えた車両の制御装置に関し、特に、発進時の加速性能を向上させる制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルードカップリングやトルクコンバータは、流体継手として、自動車に搭載され、エンジンから出力されたトルクを必要に応じて変速機に伝達する。フルードカップリングは、トルクを増幅させないで伝達するのに対して、トルクコンバータは、内蔵されたステータによりトルクを増幅させて伝達する。このような流体継手の入力軸側の回転数と出力軸側の回転数の速度比は、出力軸の負荷状態に応じて変化する。この変化により車両の発進時のトルク変動やエンジンのトルク変動を好適に吸収する。
【０００３】
このようなフルードカップリングを用いて、車両の発進時に十分な加速性能を得る技術がある。特開平１−２２０７６６号公報（特許文献１）は、フルードカップリングを備えた車両用無段変速装置を開示する。この公報に開示された変速装置は、エンジンに連結されたフルードカップリングと、そのエンジンからフルードカップリングを介して伝達された回転を無段階に変速して駆動輪へ伝達する変速機とを含む。このフルードカップリングは、その容量係数が、速度比が０．５またはその手前の状態で最大値として、その後その速度比が１に向かうに従って零へ向かって急速に低下する変化特性を発現するように製作されている。
【０００４】
この伝達装置によると、フルードカップリングの入力回転数（すなわちエンジンからの出力回転数）に対する出力回転数（すなわち無段変速機への入力回転数）で表わされる速度比が、零付近である発進当初では、エンジン回転数が低くかつフルードカップリングの伝達トルクが小さいため、エンジン出力トルクはエンジン回転数を上昇させるために消費される割合が多い。エンジン回転数が高くなるに従って、フルードカップリングの伝達トルクが増加し、フルードカップリングの出力軸回転数の変化量すなわち車両加速度が増加する。
【０００５】
フルードカップリングの容量係数は、速度比が０．５またはその手前の状態で最大値として、その後その速度比が１に向かうに従って零へ向かって急速に低下するように設定されている。このため、発進当初は比較的小さな容量係数によりエンジン回転数の上昇が速やかに行なわれて、その後、速度比の変化に伴う容量係数の増加に関連して入力軸回転数の上昇が抑制されて車両加速度が一時的に増大する。
【０００６】
すなわち、発進直後の低速度比側でフルードカップリングの容量係数が小さいと、エンジンで発生したトルクは、連結される変速機に伝達される割合が少なく、エンジン自身の回転数を上昇させることに多く使われる。そのため、エンジンの回転数が上昇した状態になる。この状態になると、エンジンで発生するトルクも大きい。その後、速度比が上昇するに従って容量係数も上昇し、エンジンにより発生した大きなトルクが変速機に伝達されて、大きな加速度を得ることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１−２２０７６６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した公報に記載された装置では、フルードカップリングの容量係数の特性は、フルードカップリングの構造により一義的に決まってしまうものである。高速度比側の容量係数が小さい領域においては、再びエンジン回転数が上昇するため、加速が十分得られないまま、加速度が急激に低下し、必要な加速性能を発現する所定の時間を維持できない。
【０００９】
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、フルードカップリングやトルクコンバータの流体継手を搭載した車両において、十分な加速性能を実現させる、車両の制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、第１の動力源と、第１の動力源をアシストする第２の動力源と、第１および第２の動力源からの駆動力を変速機に伝達する流体継手とを搭載した車両の制御装置である。この制御装置は、流体継手の入力回転数に対する出力回転数の比率で表わされる速度比が大きくなるにつれて流体継手の容量係数が大きくなる低速度比領域において、速度比に対する容量係数を可変とするための手段と、低速度比領域における第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを、速度比に伴ない変化する容量係数に応じて容量係数が大きくなるに従って大きくなるように設定するための設定手段を含む。第２の発明に係る制御装置は、第１の動力源と、第１の動力源をアシストする第２の動力源と、第１および第２の動力源からの駆動力を変速機に伝達する流体継手とを搭載した車両の制御装置である。この制御装置は、流体継手の入力回転数に対する出力回転数の比率で表わされる速度比が大きくなるにつれて流体継手の容量係数が小さくなる高速度比領域において、速度比に対する容量係数を可変とするための手段と、高速度比領域における第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを、速度比に伴ない変化する容量係数に応じて容量係数が小さくなるに従って大きくなるように設定するための設定手段を含む。
【００１１】
第１の発明によると、設定手段は、低速度比側において、良好な加速度を実現するために、速度比に伴ない変化する容量係数が大きいほど、第２の動力源により第１の動力源をアシストする度合いを高めるようにアシスト量を設定する。第２の発明によると、設定手段は、高速度比側において、良好な加速度を実現するために、速度比に伴ない変化する容量係数が小さいほど、第２の動力源により第１の動力源をアシストする度合いを高めるようにアシスト量を設定する。すなわち、流体継手の容量係数に応じて第２の動力源により駆動力のアシストが行われることで、所望の加速度を発生させることができる。その結果、フルードカップリングやトルクコンバータの流体継手を搭載した車両において、十分な加速性能を実現させる車両の制御装置を提供することができる。
【００１２】
第３の発明に係る制御装置は、第１または第２の発明の構成に加えて、車両に要求される加速の度合いを算定するための算定手段をさらに含み、設定手段は、第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを、算定手段により算定された加速の度合いが大きい場合には小さい場合に比べて大きくなるように設定するための手段を含む。
【００１３】
第３の発明によると、設定手段は、低速度比側において、良好な加速度を実現するために、加速の度合いが大きいほど、容量係数が大きいほど、第２の動力源により第１の動力源をアシストする度合いを高めるように、または、高速度比側において、良好な加速度を実現するために、加速の度合いが大きいほど、容量係数が小さいほど、第２の動力源により第１の動力源をアシストする度合いを高めるようにアシスト量を設定する。すなわち、運転者による加速の要求の度合いと流体継手の容量係数とに応じて第２の動力源により駆動力のアシストが行われることで、所望の加速度を発生させることができる。その結果、フルードカップリングやトルクコンバータの流体継手を搭載した車両において、十分な加速性能を実現させる車両の制御装置を提供することができる。
【００１４】
第４の発明に係る制御装置は、第３の発明の構成に加えて、算定手段は、車両に要求される要求加速度に対して実際の加速度により満足された比率および要求加速度と実際の加速度との差のいずれかを表わす加速の度合いを算定するための手段を含む。
【００１５】
第４の発明によると、要求加速度に対する実際の加速度の比率および要求加速度と実際の加速度との差のいずれかに基づいて算出された加速の度合いを用いて、フルードカップリングやトルクコンバータの流体継手を搭載した車両において、十分な加速性能を実現させる車両の制御装置を提供することができる。
【００２４】
第５の発明に係る制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、第１の動力源はエンジンであり、第２の動力源は電動機である車両を制御する。設定手段は、電動機により発生するトルク量を設定するための手段を含む。
【００２５】
第５の発明によると、エンジンと電動機とを搭載したハイブリッド車両において、所望の加速フィーリングを得ることができる。
【００２６】
第６の発明に係る制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、設定手段により第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを設定するか否かを判断するための判断手段をさらに含む。
【００２７】
第６の発明によると、運転者により加速が要求されても、たとえば速度が比較的高い場合には、第２の動力源により第１の動力源をアシストするのはエネルギーロスを招く場合があり得る。このとき、加速時間の点でも、燃費向上の点でも、不利な場合があるので、判断手段により、第２の動力源によるアシストを実行させるか否かを判断させる。
【００２８】
第７の発明に係る制御装置は、第６の発明の構成に加えて、車両の車速を検出するための検出手段をさらに含む。判断手段は、検出手段により検出された車速に基づいて、車速が所定車速以下であると設定手段により第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを設定するように判断するとともに、車速が所定車速よりも高いと設定手段による駆動力のアシストの度合いの設定を中止するように判断するための手段を含む。
【００３１】
第７の発明によると、運転者により加速が要求されても、車両の速度が比較的高い場合には、第２の動力源により第１の動力源をアシストするのはエネルギーロスを招く。そのため、判断手段により、車両の速度が低いと第２の動力源によるアシストを実行させ、車両の速度が高いと第２の動力源によるアシストの実行を中止させることで、車両発進時にのみ第２の動力源によるアシストを実行させることができる。
【００５４】
【発明の実施の形態】
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。
【００５５】
以下、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両のパワートレインについて説明する。以下の説明においては、流体継手をロックアップクラッチ付きフルードカップリングとして、変速機を自動変速機として説明する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。たとえば、流体継手はトルク増幅機能を有するトルクコンバータであってもよいし、変速機は無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）であってもよい。
【００５６】
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレインについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＴ＿ＥＣＵ（（Electronic Controlled Automatic Transmission＿Electronic Control Unit）４００により実現される。
【００５７】
図１に示すように、この車両は、エンジン１００と、フルードカップリング２００と、自動変速機３００と、エンジン１００をアシストするモータジェネレータ５００と、モータジェネレータ５００を制御するインバータ６００とから構成される。エンジン１００の出力軸は、模式的に表現されたエンジンイナーシャ１１０を介してフルードカップリング２００の入力軸に接続される。エンジン１００とフルードカップリング２００とは回転軸１５０により連結されている。したがって、エンジン１００の出力軸回転数Ｎ（Ｅ）とフルードカップリング２００の入力軸回転数Ｎ（Ｐ）とは同じである。また、エンジン１００の出力トルクをＴ（Ｅ）と、フルードカップリング２００への入力トルクをＴ（Ｐ）として表わす。
【００５８】
モータジェネレータ５００は、エンジン１００とフルードカップリング２００とを接続する回転軸１５０にトルクを伝達するように構成される。このモータジェネレータ５００は、車両の発進時に所望の加速度を得るためにモータとして作動してエンジン１００をアシストする。また、回生制動時にはジェネレータとして作動して運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収する。
【００５９】
フルードカップリング２００は、ロックアップクラッチ２１０を含み、ポンプ羽根車２２０とタービン羽根車２３０とから構成される。フルードカップリング２００と自動変速機３００とは、回転軸２５０により接続される。フルードカップリング２００の出力軸回転数をＮ（Ｔ）と、フルードカップリング２００の出力トルクをＴ（Ｔ）として表わす。
【００６０】
これらのパワートレインを制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ４００には、ポンプ回転数Ｎ（Ｐ）、タービン回転数Ｎ（Ｔ）、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＿ＥＣＵ４００から、フルードカップリング２００のロックアップクラッチ２１０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＿ＥＣＵ４００から、自動変速機３００に対してＡＴ制御信号が出力される。ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００から、インバータ６００に対してアシスト量指示信号が出力される。
【００６１】
図１において、エンジン１００またはエンジン１００およびモータジェネレータ５００の動力は、ロックアップクラッチ付きフルードカップリング２００を備えた自動変速機３００を介して連結される駆動輪に伝達される。フルードカップリング２００は、エンジン１００のクランク軸（フルードカップリング２００の入力軸）１５０に固定されたポンプ羽根車２２０と、自動変速機３００の入力軸（フルードカップリング２００の出力軸）２５０に連結されたタービン羽根車２３０と、それらポンプ羽根車２２０および入力軸２５０を直結するロックアップクラッチ２１０を備えている。
【００６２】
車両の発進時においては、ロックアップクラッチ２１０のロックアップを解放して、ロックアップクラッチ２１０がスリップ制御されることにより、エンジン１００から自動変速機３００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２１０のクラッチを切って、自動変速機３００の回転および停止のいずれにもかかわらずエンジン１００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２１０のロックアップ機能によりポンプ羽根車２２０およびタービン羽根車２３０を連結して回転損失を防止する。
【００６３】
図２に自動変速機３００のスケルトン図を、図３に自動変速機３００の作動表を示す。図２に示すスケルトン図および図３に示す作動表によると、摩擦要素であるクラッチ要素（図中のＣ（０）〜Ｃ（２））や、ブレーキ要素（Ｂ（０）〜Ｂ（４））、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ（０）〜Ｆ（２））が、どのギヤ段の場合に係合および解放されるかを示している。車両の発進時に使用される１速時には、クラッチ要素（Ｃ（０）、Ｃ（１））、ブレーキ要素（Ｂ（４））、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ（０）、Ｆ（２））が係合する。
【００６４】
なお、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、車両の発進時における車両に所望の加速時間を与えるために、ロックアップクラッチ２１０のスリップ制御によりロックアップクラッチの容量係数Ｃを変化させるとともに、このような容量係数の制御では満足されない加速要求を満足させるためにモータジェネレータ５００によりエンジン１００をアシストする。このため、発進時においてロックアップクラッチ２１０は解放状態であることが前提である。このことは、車両の発進時においてロックアップクラッチ２１０をロックアップしているとエンストするので、ロックアップクラッチ２１０は解放状態であることと整合する。
【００６５】
図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ４００の内部メモリに記憶される、高速度比領域における、速度比ｅに対するフルードカップリング２００の容量係数Ｃの容量係数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＿ＥＣＵ４００においては、ロックアップクラッチ２１０付きのフルードカップリング２２０の容量係数Ｃを可変とするために、ロックアップクラッチ２１０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２１０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２１０の係合圧を可変とし、フルードカップリング２００の容量係数Ｃを可変とする。
【００６６】
図４に示すように、速度比ｅに対して、容量係数Ｃは、その高速度比領域において、通常の容量係数特性曲線（１）とは異なる、容量係数特性曲線（２）および容量係数特性曲線（３）の２つの特性をさらに記憶している。なお、本実施の形態においては、通常の特性曲線とは異なる特性曲線を２種類さらに持つものとして説明するが、これに限定されるものではない。また、このような特性曲線は、以下に示す他の特性曲線を含めて、マップで持つものであってもよいし、数式で持つものであってもよい。
【００６７】
図４に示すように、通常の容量係数特性曲線（１）に対して容量係数特性曲線（２）および容量係数特性曲線（３）ともに、速度比ｅが０．５を超えても、容量係数Ｃが初期値をできるだけ長く持続する。
【００６８】
ここで、容量係数Ｃは、フルードカップリング２１０の伝達トルクをＴ（Ｐ）、ポンプ羽根車２２０の回転数をＮ（Ｐ）とすると、Ｃ＝Ｔ（Ｐ）／Ｎ（Ｐ）²で表わされる。また、速度比ｅは、フルードカップリング２１０の出力軸回転数をＮ（Ｔ）、フルードカップリング２１０の入力軸回転数Ｎ（Ｐ）とすると、ｅ＝Ｎ（Ｔ）／Ｎ（Ｐ）で表わされる。
【００６９】
エンジン１００の出力トルクＴ（Ｅ）とフルードカップリング２１０の入力トルクＴ（Ｐ）との関係について説明する。エンジン１００のイナーシャをＩ、角速度をω、角加速度をｄω／ｄｔとすると、｛Ｔ（Ｅ）−Ｔ（Ｐ）｝＝（Ｉ・ｄω／ｄｔ）の関係が成立する。角速度ωは｛（２π／６０）・Ｎ（Ｅ）｝であって、角速度ωとエンジン回転数Ｎ（Ｅ）（＝Ｎ（Ｐ））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、容量係数Ｃの大きさは、フルードカップリング２１０の入力トルクＴ（Ｐ）の大きさと対応すること、換言すれば、容量係数Ｃが大きいと同じ入力トルクＴ（Ｐ）に対して入力回転数Ｎ（Ｐ）は小さくなることがわかる。
【００７０】
上述のように、｛Ｔ（Ｅ）−Ｔ（Ｐ）｝であらわされるトルクは、エンジンイナーシャ１１０に対して働き、エンジン１００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、連結される駆動輪に伝達されなかったトルクである。図３に示す「１ｓｔ」のギヤ比が５．０から６．０のような大きなギヤ比において、図４に示すように速度比ｅが大きい領域において容量係数Ｃが大きい値である時間を延ばすことにより、エンジン１００で発生したトルクを、エンジンイナーシャ１１０に対して働かせてエンジン回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させるために使われるのではなく、連結される駆動輪に伝達するために使われることになる。その結果、車両の発進直後において、加速度が車両に発生する時間を延ばすことができる。
【００７１】
すなわち、図４に示すように、速度比ｅが大きい領域においては、速度比ｅが大きいほど、通常は、容量係数Ｃを低下させる。容量係数Ｃが低下すると、エンジン１００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１００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させることになる。高速度比側においては、容量係数を図４に示すように減少させずに高い値を維持すると、エンジン１００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１００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させることに使用されないので、連結される駆動輪に伝達されるようになる。そうすると、加速度が発生している時間を長引かせることができる。
【００７２】
図５に示すように、容量係数Ｃが通常の容量係数特性曲線（１）である場合には、エンジンの回転数が上昇する（エンジン１００で発生したトルクがエンジンイナーシャ１１０に対して働いてエンジン１００の回転数が上昇する）ので、エンジン１００で発生したトルクは連結される駆動輪に伝達されず、加速度Ｇのピークが持続しない。一方、図４に示されるように容量係数特性曲線（２）または容量係数特性曲線（３）のように速度比ｅが大きい領域において、容量係数Ｃが低下するタイミングを遅らせているため、エンジン１００の回転数が上昇するタイミングが遅れる。これに伴い、図５に示すように、エンジン１００で発生したトルクは、エンジンイナーシャ１１０に働いてエンジン１００の回転数を上昇させるのではなく、エンジン１００で発生したトルクは連結される駆動輪に伝達されて、加速度Ｇのピークを持続させることになる。
【００７３】
図６を参照して、加速要求度合いとロックアップクラッチスリップ量の関係について説明する。本実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、ロックアップクラッチ２１０の係合圧を制御して、ロックアップクラッチをスリップ制御させることにより、フルードカップリング２００の容量係数Ｃを可変とするものである。図６に示すように、加速要求度合いが大きいほど、ロックアップクラッチ２１０のスリップ量を低くして（スリップさせないで）、連結される駆動輪にエンジン１００で発生したトルクをできるだけ伝達するようにスリップ制御される。逆に、加速要求度合いが小さい場合には、ロックアップクラッチ２１０のスリップ量を大きくして（スリップさせて）、エンジン１００で発生したトルクをエンジンイナーシャ１１０に対して働かせて、エンジン１００自体の回転数Ｎ（Ｅ）が上昇するようにスリップ制御される。
【００７４】
図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ４００の内部メモリに記憶される、低速度比領域における、速度比ｅに対するフルードカップリング２００の容量係数Ｃの容量係数特性曲線について説明する。
【００７５】
図７に示すように、速度比ｅに対して、容量係数Ｃは、その低速度比領域において、通常の容量係数特性曲線（１）とは異なる、容量係数特性曲線（２）および容量係数特性曲線（３）の２つの特性曲線をさらに記憶している。なお、本実施の形態においては、通常の特性曲線とは異なる特性曲線を２種類さらに持つものとして説明するが、これに限定されるものではない。
【００７６】
図７に示すように、通常の容量係数特性曲線（１）に対して容量係数特性曲線（２）および容量係数特性曲線（３）ともに、速度比ｅが０．５付近を超えるまで、容量係数Ｃの上昇をできるだけ抑えている。低速度比領域においては、容量係数Ｃが小さいほどエンジン１００の回転数が早く上昇して、エンジン１００の回転数が上昇するとエンジン１００自身のトルクが大きくなる。低速度比領域において、容量係数Ｃを増加させないように抑えると、エンジン１００の回転数が早く上昇し、速度比ｅが大きくなり、容量係数Ｃが徐々に上がり始める。その状態でトルクが伝達される。そのとき、回転数が十分に上昇しているので（トルクも大きくパワーも大きいので）、加速度のピーク値を大きくできる。
【００７７】
図３に示す「１ｓｔ」のギヤ比が２．０から３．０のような比較的小さなギヤ比において、図７に示すように速度比ｅが小さい領域において容量係数Ｃが小さい値であることにより、エンジン１００で発生したトルクを、エンジンイナーシャ１１０に対して働かせてエンジン回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させるために使うことができる。その結果、車両の発進直後において、車両に発生する加速度のピーク値を大きくさせることができる。
【００７８】
すなわち、図７に示すように、速度比ｅが小さい領域においては、速度比ｅが大きくなると、通常は、容量係数Ｃを増加させる。容量係数Ｃが増加すると、エンジン１００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１００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させるよりも、連結される駆動輪に伝達されることになる。低速度比側においては、容量係数を図７に示すように増加させずに小さい値を維持すると、エンジン１００で発生したトルクは、連結される駆動輪に伝達されることに使用されないで、エンジンイナーシャ１１０に対して働いてエンジン１００の回転数Ｎ（Ｅ）を上昇させることに使用される。エンジン１００の回転数が十分に上昇した状態でトルクが伝達されるので、加速度のピーク値を上昇させることができる。
【００７９】
図８に示すように、容量係数Ｃが通常の容量係数特性曲線（１）である場合には、エンジンの回転数が上昇しない（エンジン１００で発生したトルクが連結される駆動輪に伝達されるのでエンジン１００の回転数が上昇しない）ので、エンジン１００で発生したトルクは連結される駆動輪に伝達される。加速度Ｇのピーク値が低い。一方、図７に示されるように容量係数特性曲線（２）または容量係数特性曲線（３）のように速度比ｅが小さい領域において、容量係数Ｃを上昇させるタイミングを遅らせているため、エンジン１００の回転数が上昇するタイミングが早まる。これに伴い、図８に示すように、エンジン１００で発生したトルクは、エンジンイナーシャ１１０に働いてエンジン１００の回転数を上昇させてからトルクを伝達するため、エンジン１００で発生した大きなパワーおよびトルクを連結される駆動輪に伝達されて、加速度Ｇのピーク値を上昇させることになる。
【００８０】
図９を参照して、低速度比領域における、加速要求度合いとロックアップクラッチスリップ量の関係について説明する。本実施の形態に係るＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、ロックアップクラッチ２１０の係合圧を制御して、ロックアップクラッチをスリップ制御させることにより、フルードカップリング２００の容量係数Ｃを可変とするものである。図９に示すように、加速要求度合いが大きいほど、ロックアップクラッチ２１０のスリップ量を大きくして（スリップさせて）、エンジン１００で発生したトルクをエンジン１００の回転数Ｎ（Ｅ）が上昇するようにスリップ制御される。逆に、加速要求度合いが小さい場合には、ロックアップクラッチ２１０のスリップ量を小さくして（スリップさせないで）、エンジン１００で発生したトルクを連結される駆動輪へ伝達するようにスリップ制御される。
【００８１】
図１０を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ４００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００８２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、制御フラグおよび初期フラグを初期化（制御フラグ＝０、初期フラグ＝０）する。Ｓ１１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、制御の種類を判別する。このとき、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、高速度比側容量係数制御および低速度比側容量係数制御のいずれかを選択する。この選択は、予めＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に内蔵されたメモリに記憶された内容に基づいて行なわれる。制御の種類が高速度比側容量係数制御である場合には（Ｓ１１０にて高速度比側容量係数制御）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にて低速度比側容量係数制御）、処理はＳ１３０へ移される。
【００８３】
Ｓ１２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、制御フラグをセット（制御フラグ＝１）する。Ｓ１３０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、車速を検知する。この検知は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に入力される車速検知信号に基づいて行なわれる。
【００８４】
Ｓ１４０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、検知した車速が発進しきい値以下であるか否かを判断する。発進しきい値は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に内蔵されるメモリに予め記憶されている。車速が発進しきい値以下である場合には（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。
【００８５】
Ｓ１５０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、アクセル開度を検知する。この検知は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に入力されるアクセル開度信号に基づいて行なわれる。Ｓ１６０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、検知したアクセル開度が予め定められた開度しきい値以上であるか否かを判断する。この開度しきい値は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に内蔵されたメモリに予め記憶されている。アクセル開度が、開度しきい値より大きい場合には（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。
【００８６】
Ｓ１７０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、アクセル開度変化率を算出する。この算出は、検知したアクセル開度と、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に含まれるクロックが発生するクロック信号に基づいて、アクセル開度の時間変化率を算出することにより行なわれる。
【００８７】
Ｓ１８０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、算出したアクセル開度変化率が、第１の開度変化率しきい値よりも小さいか否かを判断する。アクセル開度変化率が予め定められた第１の開度変化率しきい値以下である場合には（Ｓ１８０にてＹＥＳ）処理はＳ２３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１８０にてＮＯ）、処理はＳ１９０へ移される。
【００８８】
Ｓ１９０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、アクセル開度変化率が、第２の開度変化率しきい値以下であるか否かを判断する。アクセル開度変化率が、予め定められた第２の開度変化率しきい値以下である場合には（Ｓ１９０にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１９０にてＮＯ）、処理はＳ２１０へ移される。
【００８９】
Ｓ２００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、初期フラグを２にセットする。その後処理は図１１のＳ２４０へ移される。
【００９０】
Ｓ２１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、アクセル開度変化率が第３の開度変化率しきい値以下であるか否かを判断する。アクセル開度変化率が、予め定められた第３の開度変化率しきい値以下である場合には（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移される。
【００９１】
Ｓ２２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、処理フラグに１をセットする。その後処理は図１１のＳ２４０へ移される。
【００９２】
Ｓ１８０、Ｓ１９０およびＳ２１０における第１の開度変化率しきい値、第２の開度変化率しきい値および第３の開度変化率しきい値は、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００に内蔵されたメモリに予め記憶されている。なお、第１の開度変化率しきい値は、第２の開度変化率しきい値よりも小さく、第２の開度変化率しきい値は、第３の開度変化率しきい値よりも小さい。
【００９３】
Ｓ２３０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、モータジェネレータ５００によるトルクアシスト処理なしと設定する。その後この処理は終了する。
【００９４】
図１１を参照して、Ｓ２４０にてＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、制御フラグが０であるか否かを判断する。制御フラグが０であると（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、処理はＳ２５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２４０にてＮＯ）、処理はＳ３００へ移される。
【００９５】
Ｓ２５０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、処理フラグが０であるか否かを判断する。処理フラグが０であると（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、処理はＳ２６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２５０にてＮＯ）、処理はＳ２７０へ移される。
【００９６】
Ｓ２６０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、低速度比側容量係数制御のアシスト特性Ａを選択してモータジェネレータ５００を制御する。このとき、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、モータジェネレータ５００に接続されたインバータ６００に対してアシスト量のトルクを発生するように指示信号を出力する。
【００９７】
Ｓ２７０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、処理フラグが１であるか否かを判断する。処理フラグが１であると（Ｓ２７０にてＹＥＳ）、処理はＳ２８０へ移される。
【００９８】
Ｓ２８０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、低速度比側容量係数制御のアシスト特性Ｂを選択してモータジェネレータ５００を制御する。
【００９９】
Ｓ２９０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、低速度比側容量係数制御のアシスト特性Ｃを選択してモータジェネレータ５００を制御する。
【０１００】
なお、Ｓ２６０、Ｓ２８０およびＳ２９０の処理後、このモータアシスト処理は終了する。
【０１０１】
Ｓ３００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、処理フラグが０であるか否かを判断する。処理フラグが０であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３２０へ移される。
【０１０２】
Ｓ３１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、高速度比側容量係数制御のアシスト特性Ａを選択してモータジェネレータ５００を制御する。
【０１０３】
Ｓ３２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、処理フラグが１であるか否かを判断する。処理フラグが１であると（Ｓ３２０にてＹＥＳ）、処理はＳ３３０へ移される。
【０１０４】
Ｓ３３０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、高速度比側容量係数制御のアシスト特性Ｂを選択して、モータジェネレータ５００を制御する。
【０１０５】
Ｓ３４０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ４００は、高速度比側容量係数制御のアシスト特性Ｃを選択して、モータジェネレータ５００を制御する。
【０１０６】
なお、Ｓ３１０、Ｓ３３０およびＳ３４０の処理後、このモータアシスト処理は終了する。
【０１０７】
図１２を参照して、このようなフローチャートに基づき行なわれる処理を分類して説明する。制御フラグは、速度領域が低速度比側である場合には０が、高速度比側である場合には１がセットされる。処理フラグは、加速要求が大きいと０がセットされ、加速要求が中位であると１がセットされ、加速要求が小さいと２がセットされる。
【０１０８】
図１２に示すように、低速度比側の領域において加速要求が大きいと（制御フラグ＝０、処理フラグ＝０）、低速度比側のトルクアシスト特性曲線（Ａ）が選択されてモータジェネレータ５００が制御される。低速度比側の領域において加速要求が中位（制御フラグ＝０、処理フラグ＝１）であると、低速度比側のトルクアシスト特性曲線（Ｂ）が選択され、モータジェネレータ５００が制御される。低速度比側の領域において加速要求が小さいと（制御フラグ＝０、処理フラグ＝２）、低速度比側のトルクアシスト特性曲線（Ｃ）が選択されモータジェネレータ５００が制御される。
【０１０９】
また、高速度比側の領域において加速要求が大きいと（制御フラグ＝１、処理フラグ＝０）、高速度比側のトルクアシスト特性曲線（Ａ）が選択されモータジェネレータ５００が制御される。高速度比側の領域において加速要求が中位であると（制御フラグ＝１、処理フラグ＝１）、高速度比側のトルクアシスト特性曲線（Ｂ）が選択されモータジェネレータ５００が制御される。高速度比側の領域において、加速要求が小さいと（制御フラグ＝１、処理フラグ＝２）、高速度比側のトルクアシスト特性曲線（Ｃ）が選択されモータジェネレータ５００が制御される。
【０１１０】
図１３を参照して、低速度比側の領域における容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）について説明する。
【０１１１】
図１３に示すように、これらのトルクアシスト特性曲線は、速度比が小さい領域（低速度比側の領域）における、容量係数に対するトルクアシスト量を規定する。トルクアシスト特性曲線（Ａ）は全体的に大きく、容量係数が大きくなるに従ってトルクアシスト量が大きく、トルクアシスト特性曲線（Ｂ）はトルクアシスト特性曲線（Ａ）よりも小さく、容量係数が大きくなるに従ってトルクアシスト量が大きく、トルクアシスト特性曲線（Ｃ）はトルクアシスト特性曲線（Ｂ）よりも小さく、容量係数が大きくなるに従ってトルクアシスト量が大きく、かつ下に凸の円弧を描く。このような図１３に示すように３つのトルクアシスト特性曲線（Ａ）〜（Ｃ）がＥＣＴ＿ＥＣＵ４００の内部メモリに記憶されている。
【０１１２】
なお、図１３に示すトルクアシスト特性曲線は一例であって、これに限定されない。また、加速度特性曲線に対するトルクアシスト特性曲線を組み合わせることで、時間に対する様々な加速度特性が得られる。
【０１１３】
図１４を参照して、高速度比側の領域における容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）について説明する。
【０１１４】
図１４に示すように、これらのトルクアシスト特性曲線は、速度比が大きい領域（高速度比側の領域）における、容量係数に対するトルクアシスト量を規定する。
【０１１５】
トルクアシスト特性曲線（Ａ）は全体的に大きく、容量係数が小さくなるに従ってトルクアシスト量が大きく、トルクアシスト特性曲線（Ｂ）はトルクアシスト特性曲線（Ａ）よりも小さく、容量係数が小さくなるに従ってトルクアシスト量が大きく、トルクアシスト特性曲線（Ｃ）はトルクアシスト特性曲線（Ｂ）よりも小さく、容量係数が小さくなるに従ってトルクアシスト量が大きく、かつ下に凸の円弧を描く。このような図１４に示すように３つのトルクアシスト特性曲線（Ａ）〜（Ｃ）がＥＣＴ＿ＥＣＵ４００の内部メモリに記憶されている。
【０１１６】
なお、図１４に示すトルクアシスト特性曲線は一例であって、これに限定されない。また、加速度特性曲線に対するトルクアシスト特性曲線を組み合わせることで、時間に対する様々な加速度特性が得られる。
【０１１７】
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パワートレインの動作について説明する。
【０１１８】
制御が開始されるとフラグが初期化（制御フラグ＝０、処理フラグ＝０）される（Ｓ１００）。制御の種類が判定され、高速度比側容量係数制御の場合には制御フラグに１がセットされる（Ｓ１２０）。低速度比側容量係数制御の場合には制御フラグが０のままである。
【０１１９】
車速が検知され（Ｓ１３０）、車速が発進しきい値以下であると、車両の発進時であると判断され（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、アクセル開度が検知される（Ｓ１５０）。アクセル開度が予め定められた開度しきい値以上であると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、アクセル開度変化率が算出される（Ｓ１７０）。アクセル開度変化率が第１の開度変化率しきい値よりも大きく第２の開度変化率しきい値未満の場合に（Ｓ１８０にてＮＯ、Ｓ１９０にてＹＥＳ）、処理フラグに２がセットされる（Ｓ２００）。アクセル開度変化率が第２の開度変化率しきい値よりも大きく第３の開度変化率しきい値未満の場合には（Ｓ１９０にてＮＯ、Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理フラグに１がセットされる（Ｓ２２０）。アクセル開度変化率が第３の開度変化率しきい値よりも大きい場合には（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理フラグは０のままである。すなわち、第１の開度変化率しきい値、第２の開度変化率しきい値、第３の開度変化率しきい値の順で開度変化率しきい値を大きく設定しておくことにより、処理フラグが０である場合に加速度要求が最も強く、処理フラグが２である場合に加速度要求が最も小さくなるように処理フラグがセットされる。
【０１２０】
制御フラグが０である場合には（Ｓ２４０にてＹＥＳ）、低速度比側の容量係数制御と判断される。この場合において、処理フラグが０であると（Ｓ２５０にてＹＥＳ）、低速度比側の容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ａ）が選択されてモータジェネレータ５００が制御される（Ｓ２６０）。
【０１２１】
処理フラグが１であると（Ｓ２７０にてＹＥＳ）、低速度比側の容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ｂ）が選択されてモータジェネレータ５００が制御される（Ｓ２８０）。処理フラグが０であると（Ｓ２７０にてＮＯ）、低速度比側の容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ｃ）が選択されてモータジェネレータ５００が制御される（Ｓ２９０）。
【０１２２】
制御フラグが１である場合には（Ｓ２４０にてＮＯ）、高速度比側の容量係数制御であると判断される。この場合において処理フラグが０であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、高速度比側の容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ａ）が選択されてモータジェネレータ５００が制御される（Ｓ３１０）。
【０１２３】
処理フラグが１であると（Ｓ３２０にてＹＥＳ）、高速度比側の容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ｂ）が選択されてモータジェネレータ５００が制御される（Ｓ３３０）。
【０１２４】
処理フラグが０であると（Ｓ３２０にてＮＯ）、高速度比側の容量係数制御のトルクアシスト特性曲線（Ｃ）が選択されてモータジェネレータ５００が制御される（Ｓ３４０）。
【０１２５】
このような動作により、図１２に示すように制御フラグと処理フラグとの組合せで、低速度比側の容量係数制御であるのか高速度比側の容量係数制御であるのかのいずれかが判断されるとともに、加速要求の大きさに従って、モータジェネレータ５００によるアシストの特性が選択される。
【０１２６】
図１３に示すように、低速度比側の容量係数制御の場合には、図１３のトルクアシスト特性曲線（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかが選択され、それぞれの速度比に対応する加速度特性曲線のピーク値を早くしたり大きくしたりする。また、図１４に示すように、高速度側の容量係数制御の場合には、図１４に示すトルクアシスト特性曲線（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかが選択され、加速度特性曲線のピーク値が長く持続したり大きくしたりなる。
【０１２７】
以上のようにして、本実施の形態に係るパワートレインによると、速度比に対応してフルードカップリングの容量係数を変化させる。このとき、低速度比領域と高速度比領域とに分けて容量係数の特性が記憶される。それらの容量係数の特性に従って、車両に発生する加速度が決定される。一方、容量係数に対してエンジンをアシストするモータのトルクアシスト特性を規定しておく。このとき、低速度比側の領域と高速度比側の領域とに分けて規定する。ＥＣＴ＿ＥＣＵは、速度比に対応して規定された容量係数により発現する加速度を運転者が要求する加速度の度合いに対応してモータによるアシストを実行させる。このとき、低速度比側の領域と高速度比側の領域とを分けるとともに、車両の運転者が要求した加速要求度合いによりトルクアシスト特性を分けている。その結果、ロックアップクラッチ付きのフルードカップリングを搭載した車両において、運転者が要求する十分な加速性能を実現させる車両のパワートレインを提供することができる。
【０１２８】
なお、上述した実施の形態においては、その説明の都合上、１台の車両について、低速度比側の領域におけるモータアシスト制御と、高速度比側の領域におけるモータアシスト制御とを、切換えて実行するとしたが、本発明はこれに限定されない。低速度比側の領域のみにおけるモータアシスト制御、高速度比側の領域のみにおけるモータアシスト制御のいずれかを実行するものでも構わない。
【０１２９】
また、上述した実施の形態においては、本発明に係る制御装置をロックアップクラッチ付きフルードカップリングに適用した例について説明したが、本発明の制御装置はこれに限定されない。たとえば、ロックアップクラッチ付きフルードカップリングに代えて、本発明に係る制御装置をロックアップクラッチ付きトルクコンバータに適用してもよい。フルードカップリングに代えてトルクコンバータを用いても、エンジンに対してモータによりトルクのアシストを行なうことにより、車両の運転者が要求する所望の加速度を実現させることができる。
【０１３０】
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】
【図１】 本発明に係る制御装置が搭載された車両のパワートレインの構成を示す図である。
【図２】 図１に示す自動変速機のスケルトン図である。
【図３】 図１に示す自動変速機の作動係合状態を表わす図である。
【図４】 高速度比領域における速度比に対するフルードカップリングの容量係数の関係を示す図である。
【図５】 高速度比領域における時間に対する加速度の変化を示す図である。
【図６】 加速要求度合いに対するフルードカップリングのロックアップクラッチのスリップ量の関係を示す図である。
【図７】 低速度比領域における速度比に対するフルードカップリングの容量係数の関係を示す図である。
【図８】 低速度比領域における時間に対する加速度の変化を示す図である。
【図９】 低速度比領域における加速要求度合いに対するフルードカップリングのロックアップクラッチのスリップ量の関係を示す図である。
【図１０】 ＥＣＴ＿ＥＣＵで実行される処理の制御構造を示すフローチャート（その１）である。
【図１１】 ＥＣＴ＿ＥＣＵで実行される処理の制御構造を示すフローチャート（その２）である。
【図１２】 制御のパターンの分類を表わす図である。
【図１３】 アシストされた場合の低速度比側の領域における時間に対する加速度の変化を示す図である。
【図１４】 アシストされた場合の高速度比側の領域における時間に対する加速度の変化を示す図である。
【符号の説明】
１００ エンジン、１１０ エンジンイナーシャ、２００ フルードカップリング、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、３００ 自動変速機、４００ ＥＣＴ＿ＥＣＵ、５００ モータジェネレータ、６００ インバータ。

Claims (7)

1. 第１の動力源と、前記第１の動力源をアシストする第２の動力源と、前記第１および第２の動力源からの駆動力を変速機に伝達する流体継手とを搭載した車両の制御装置であって、
   前記流体継手の入力回転数に対する出力回転数の比率で表わされる速度比が大きくなるにつれて前記流体継手の容量係数が大きくなる低速度比領域において、前記速度比に対する容量係数を可変とするための手段と、
   前記低速度比領域における前記第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを、前記速度比に伴ない変化する容量係数に応じて前記容量係数が大きくなるに従って大きくなるように設定するための設定手段を含む、制御装置。
2. 第１の動力源と、前記第１の動力源をアシストする第２の動力源と、前記第１および第２の動力源からの駆動力を変速機に伝達する流体継手とを搭載した車両の制御装置であって、
   前記流体継手の入力回転数に対する出力回転数の比率で表わされる速度比が大きくなるにつれて前記流体継手の容量係数が小さくなる高速度比領域において、前記速度比に対する容量係数を可変とするための手段と、
   前記高速度比領域における前記第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを、前記速度比に伴ない変化する容量係数に応じて前記容量係数が小さくなるに従って大きくなるように設定するための設定手段を含む、制御装置。
3. 前記制御装置は、前記車両に要求される加速の度合いを算定するための算定手段をさらに含み、
   前記設定手段は、前記第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを、前記算定手段により算定された加速の度合いが大きい場合には小さい場合に比べて大きくなるように設定するための手段を含む、請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記算定手段は、前記車両に要求される要求加速度に対して実際の加速度により満足された比率および要求加速度と実際の加速度との差のいずれかを表わす加速の度合いを算定するための手段を含む、請求項３に記載の制御装置。
5. 前記第１の動力源はエンジンであり、前記第２の動力源は電動機であり、
   前記設定手段は、前記電動機により発生するトルク量を設定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。
6. 前記制御装置は、前記設定手段により前記第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを設定するか否かを判断するための判断手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記制御装置は、前記車両の車速を検出するための検出手段をさらに含み、
   前記判断手段は、前記検出手段により検出された車速に基づいて、前記車速が所定車速以下であると前記設定手段により前記第２の動力源による駆動力のアシストの度合いを設定するように判断するとともに、前記車速が前記所定車速よりも高いと前記設定手段による前記駆動力のアシストの度合いの設定を中止するように判断するための手段を含む、請求項６に記載の制御装置。

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