JP4807370B2 - Torque converter control device - Google Patents
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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 Patent Document 1, a brake means is provided between the stator impeller and the non-rotating member, and a variable capacity torque in which the capacity is made variable by adjusting the braking torque of the brake means. Converters have been proposed. According to this, it becomes possible to change the torque ratio and capacity coefficient of the torque converter steplessly or in multiple steps by adjusting the braking torque by the brake means, and the optimum torque ratio and The capacity coefficient can be set, and the running performance of the vehicle can be improved.
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 couldn't increase it.
ところで、トルクコンバータおよびトルクコンバータの後段側に配設される変速機内の作動油の油温が低いとき、制御性を確保するため、作動油の油温が所定値以上になるまで実施されるない制御がある。例えば、トルクコンバータのロックアップ制御やフレックスロックアップ制御、変速機のニュートラル制御、さらには、変速機のオーバードライブギヤへのアップシフトなどがそれである。そのため、作動油の油温が低い状態から車両を発進させると作動油が暖気されるまで前記各制御が実施されず燃費性の低下や動力性の低下が生じる可能性があった。特に、近年導入が進むエコラン制御(車両停止時のエンジンストップ機能)によって、車両停止時の作動油の暖気が進まず、従来以上に作動油の暖気に時間がかかることが予想される。 By the way, when the oil temperature of the hydraulic oil in the transmission disposed in the rear stage side of the torque converter and the torque converter is low, the operation is not performed until the oil temperature of the hydraulic oil becomes a predetermined value or more in order to ensure controllability. There is control. For example, lock-up control and flex-lock-up control of a torque converter, neutral control of a transmission, and upshift to an overdrive gear of the transmission. For this reason, if the vehicle is started from a state where the temperature of the hydraulic oil is low, the above-described controls are not performed until the hydraulic oil is warmed up, which may cause a reduction in fuel efficiency and a reduction in power. In particular, the eco-run control (engine stop function when the vehicle is stopped), which has been introduced in recent years, does not advance the warming of the hydraulic oil when the vehicle is stopped.
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、作動油の油温を速やかに上昇させ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 raise the oil temperature of hydraulic oil rapidly.
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、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)前記ステータ翼車は、電動機によって回転可能に構成され、(c)その電動機と前記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と、(d)作動油の暖気が必要と判定されると、前記ステータ翼車を駆動させるステータ駆動発熱手段とを備えることを特徴とする。
To achieve the above object, the gist of the invention according to claim 1 is that (a) a pump impeller, a turbine impeller, and a turbine impeller and a pump impeller are rotatably arranged. In a torque converter control device comprising a torque converter having a stator impeller provided, (b) the stator impeller is configured to be rotatable by an electric motor, and (c) the electric motor and an output shaft of the torque converter, a clutch means for selectively coupling, characterized in that it comprises a (d) the hydraulic oil warm air is determined to be necessary, the stator driving the heat generation means for driving the stator wheel.
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、前記作動油の暖気が必要な場合とは、作動油温が所定値以下であるときであることを特徴とする。 Further, the gist of the invention according to claim 2 is that, in the torque converter control device according to claim 1, the case where the warming of the hydraulic oil is necessary is when the hydraulic oil temperature is equal to or lower than a predetermined value. It is characterized by that.
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、前記ステータ駆動発熱手段は、車両停止時に実施されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the torque converter control device according to the first aspect, the stator driving heat generating means is implemented when the vehicle is stopped.
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1のトルクコンバータの制御装置において、前記ステータ駆動発熱手段は、車両ブレーキ作動時に実施されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a torque converter control device according to the first aspect, wherein the stator driving heat generating means is implemented when a vehicle brake is operated.
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のトルクコンバータの制御装置において、前記ステータ駆動発熱手段は、駆動源停止時に実施され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 first aspect, the stator driving heat generating means is implemented when the driving source is stopped.
また、請求項6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、前記ステータ駆動発熱手段は、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が所定値以上のときに実施されることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the torque converter control device according to the first aspect, wherein the stator driving heat generating means has a charge capacity of a power storage device that supplies electric power to the electric motor being a predetermined value or more. It is sometimes performed.
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。また、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ため、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もできる。
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. Further, since the clutch means for selectively connecting the electric motor and the output shaft of the torque converter is provided, the electric motor functions as a power source for driving or regenerating the vehicle by connecting the electric motor and the output shaft of the torque converter. You can also.
また、作動油の暖気が必要と判定されると、前記ステータ翼車を駆動させるステータ駆動発熱手段を備えるため、作動油の暖気が必要なときは、ステータ翼車が駆動させられて作動油が攪拌されることで速やかに暖気される。これにより、作動油の低温状態では禁止されている制御が実施可能となり、車両の燃費性および動力性を向上させることができる。 In addition, when it is determined that the hydraulic oil needs to be warmed, the stator driving heat generating means for driving the stator impeller is provided. Therefore, when the hydraulic oil needs to be warmed, the stator impeller is driven and the hydraulic oil is driven. By stirring, it is quickly warmed up. As a result, control that is prohibited in a low temperature state of the hydraulic oil can be performed, and the fuel efficiency and power performance of the vehicle can be improved.
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、前記作動油の暖気が必要な場合とは、作動油温が所定値以下であるときであるため、作動油が所定値以上であるときは、ステータ駆動発熱手段が実施されない。すなわち、作動油の油温を上昇させる必要がないときは、ステータ駆動発熱手段が実施されない。このように、作動油の暖気が必要なときのみステータ駆動発熱手段を実施させることで、無駄なエネルギの消費を回避することができる。 According to the torque converter control device of the second aspect of the present invention, the case where the hydraulic oil needs to be warmed is when the hydraulic oil temperature is equal to or lower than a predetermined value. When this is the case, the stator driving heat generating means is not implemented. That is, when it is not necessary to raise the oil temperature of the working oil, the stator driving heat generating means is not implemented. In this manner, wasteful energy consumption can be avoided by performing the stator driving heat generation means only when the hydraulic oil needs to be warmed up.
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、前記ステータ駆動発熱手段は、車両停止時に実施されるため、車両走行中に実施することによるトルクコンバータの出力駆動力の意図しない変化を回避することができる。
According to the torque converter control device of the invention of
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、前記ステータ駆動発熱手段は、車両ブレーキ作動時に実施されるため、ステータ翼車回転に起因するトルクコンバータ出力による車両移動を回避することができる。 According to the torque converter control device of a fourth aspect of the present invention, since the stator driving heat generating means is implemented when the vehicle brake is operated, the vehicle movement due to the torque converter output caused by the rotation of the stator vane wheel is avoided. be able to.
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、前記ステータ駆動発熱手段は、駆動源停止時に実施されるため、駆動源停止時においても作動油の暖気が可能となる。 According to the torque converter control device of the fifth aspect of the present invention, since the stator driving heat generating means is implemented when the drive source is stopped, the working oil can be warmed even when the drive source is stopped.
また、請求項6にかかる発明のトルクコンバータの制御装置によれば、前記ステータ駆動発熱手段は、前記電動機に電力を供給する蓄電装置の充電容量が所定値以上のときに実施されるため、充電容量不足時には本制御が実施されない。これにより、充電容量不足時のステータ翼車駆動による更なる充電容量低下を回避することができる。
According to the torque converter control device of the invention of
ここで、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。 Here, it is preferable that clutch means for selectively connecting the stator impeller and the electric motor and brake means for selectively connecting the stator impeller and the non-rotating member are provided. In this way, when it is not necessary to control the rotation of the stator impeller by the electric motor, the power transmission path between the stator impeller and the electric motor can be interrupted. Further, the torque converter can be caused to function in the same manner as a conventional torque converter by appropriately connecting the stator impeller and the non-rotating member. For example, in the torque converter range, the stator impeller is stopped and the torque is amplified. On the other hand, in the coupling range, it is possible to avoid a decrease in transmission efficiency due to the collision of hydraulic oil with the stator impeller by releasing the brake means and causing the stator impeller to idle.
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。 In addition, preferably, clutch means for selectively connecting the electric motor and the output shaft of the torque converter is provided. If it does in this way, an electric motor can be functioned as a motive power source for vehicle drive or regeneration by connecting an electric motor and the output shaft of a torque converter.
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54(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 vehicle drive device 7 to which a torque converter 6 (variable capacity type torque converter) according to an embodiment of the present invention is applied. This vehicle drive device 7 has a vertical-type
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/C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/C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 / C 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との間を選択的に断続させるクラッチCiとを備えている。なお、本実施例のクラッチCsが本発明のクラッチ手段に対応しており、ブレーキBsが本実施例のブレーキ手段に対応しており、クラッチCiが本実施例のクラッチ手段に対応している。また、入力軸22はトルクコンバータ6の出力軸としても機能するものである。
Further, the vehicle drive device 7 includes an electric motor (electric motor) 10 for rotationally driving the
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。なお、電動モータ10が本発明の電動機に対応している。
When the clutch Cs is engaged, 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トルクTBが与えられる。
The
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IG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TBが与えられる。
Furthermore, when the clutch Ci is engaged, the
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。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 clutches Cs and Ci 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
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 are, as with the clutches Cs, Ci and the brake Bs, a multi-plate clutch or brake that is engaged or released by the hydraulic pressure supplied to the hydraulic actuator. The first rotary 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、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。
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、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、スタータ翼車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 ) (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点鎖線のようになる。
Further, when the stator torque T S is made zero by the clutch Cs and the brake Bs is released in increased is not torque ratio t = 1 made of the torque as shown by a chain line of the stator free 6 Torque is transmitted. 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。また、本実施例における電動モータ10は、その制動(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
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IDの大きさに比例する駆動トルクTD、あるいは例えば電動モータ10から出力される発電電流IGの大きさに比例する制動(回生)トルクTBが適宜調整されることにより実行される。
The drive / regeneration control of the
このように、車両用駆動装置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が一定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。
Thus, the vehicle drive device 7 has a configuration in which the travel mode of the vehicle can be appropriately changed by selectively engaging the clutches Cs and Ci and the brake Bs. Specifically, when the clutch Cs is engaged, the variable capacity control of 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。有段変速制御手段120は、例えば車両の走行状態を判定し、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/Cの係合および解放を制御すると共に、予め記憶された変速マップに基づいて自動変速機8の変速を実行するか否かを判定し、その判断結果に従って変速を実行する命令を油圧制御回路30に出力する。
FIG. 8 is a functional block diagram for explaining a main part of the control operation by the
モード切換判定手段122は、車両の走行状態に応じてクラッチCs、クラッチCi、或いはブレーキBsのうち、いずれの係合状態に切り換えるのかを判定する。例えば、車両発進時或いは低速走行時などの車両の走行状態がモータ走行領域にあるとき、さらには加速時においてエンジン9および電動モータ10によるアシスト走行を必要とするとき、モード切換判定手段122は、クラッチCiを係合状態とする後述するハイブリッド制御手段124を実施する命令を出力する。また、例えば蓄電装置50の充電容量SOCに基づいて蓄電装置50の充電が必要と判定されると、モード切換判定手段122はハイブリッド制御手段124を実施させて電動モータ10の回生制御を実施する命令を出力する。
The mode
また、モード切換判定手段122は、トルクコンバータ9の容量係数Cを制御する必要が生じると、クラッチCsを係合状態とする後述する容量係数制御手段126を実施する命令を出力する。なお、トルクコンバータ9の容量係数Cを制御する必要があるときとは、例えば容量係数Cを制御することで、エンジン9の動作点を燃費特性の優れた領域に変更するとき、容量係数Cを小さくすることでトルクコンバータ9から出力される駆動力を増大させる必要が生じたとき、或いは、容量係数Cを大きくすることでトルクコンバータ9から出力される駆動力を制限する必要が生じたときなどが対応している。
Further, when it becomes necessary to control the capacity coefficient C of the
また、モード切換判定手段122は、トルクコンバータ9を従来のトルクコンバータとして作動させる必要が生じたとき、有段変速制御手段120に対して、ブレーキBsを係合させる命令を出力する。ここで、トルクコンバータレンジにあるとき、ブレーキBsが係合させると、ステータ翼車6sが回転停止させられてトルクコンバータ9のトルク比tが増幅される。一方、カップリングレンジにあるとき、ブレーキBsを解放させると、ステータ翼車6sが空転させられ、ステータ翼車6sへの作動油の衝突による伝達効率の低下が抑制される。
Further, the mode switching determination means 122 outputs a command for engaging the brake Bs to the stepped shift control means 120 when it is necessary to operate the
また、モード切換手段122は、車両の走行状態に基づいてトルクコンバータ9に設けられているロックアップクラッチL/Cを係合させる必要が生じたとき、有段変速制御手段120に対して、ロックアップクラッチL/Cを係合させる命令を出力する。なお、ロックアップクラッチL/Cの係合条件は、例えば、車速V、出力トルクTOUT、並びに自動変速機8のギヤ段に基づく予め設定されたロックアップ領域マップに基づいて設定されている。
Further, the mode switching means 122 locks the stepped shift control means 120 when it is necessary to engage the lockup clutch L / C provided in the
モード切換判定手段122によってハイブリッド制御手段124を実施する命令が出力されると、ハイブリッド制御手段124は、先ず油圧制御回路30にクラッチCiを係合させる命令を出力することで、電動モータ10と入力軸22とを動力伝達可能状態とする。そして、例えば車両発進や低速走行時、並びに低負荷走行時などのモータ走行領域にあると、ハイブリッド制御手段124は、電動モータ10の駆動力によって車両を駆動させる。さらに、急加速時などエンジン9および電動モータ10によるアシスト走行が要求される場合も同様に、ハイブリッド制御手段124は、電動モータ10にアシストトルクを出力させる。また、ハイブリッド制御手段124は、蓄電装置50の充電容量SOCの低下によって蓄電装置50の充電を実施する必要が生じたとき、電動モータ10による回生制御を実施する。
When the command to execute the hybrid control unit 124 is output by the mode
モード切換判定手段122によって容量係数制御手段126を実施する命令が出力されると、容量係数制御手段126は、先ず油圧制御回路30にクラッチCsを係合させる命令を出力することで、電動モータ10とステータ翼車6sとを動力伝達可能状態とする。そしてステータ翼車6sを駆動、逆転、或いは制動(回生)させることで、トルクコンバータ9の容量係数Cを好適に制御する。
When the command for executing the capacity coefficient control means 126 is output by the mode switching determination means 122, the capacity coefficient control means 126 first outputs a command for engaging the clutch Cs to the
具体的には、容量係数制御手段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を係合させるとともに電動モータ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 126 performs control for engaging the clutch Cs and rotating the
また、容量係数制御手段126は、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 126 performs control so that the clutch Cs is engaged and the
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。具体的には、同じ要求駆動力であっても、容量係数Cを変更することで、エンジン9にかかる負荷が変更される。これより、エンジン9の作動領域を適宜変更することが可能となり、エンジンの作動領域を例えば低回転高トルク領域などの燃料消費特性の優れた領域に変更することができる。
Further, the capacity coefficient control means 126 changes the operating area of the
ここで、自動変速機8およびトルクコンバータ9内を流れる作動油の油温TOILが低い状態では、作動油の粘度が高くなるので各種制御の制御性が低下する。そこで、この制御性を確保するため、作動油温TOILが所定値以上でないと実施されない制御がある。例えば、トルクコンバータ9のロックアップ制御やフレックスロックアップ制御、自動変速機8のニュートラル制御、自動変速機8のオーバードライブギヤへのアップシフトなどが前記制御に対応する。これより、例えば作動油低温状態の車両発進においては、作動油が暖気されるまで前記各種制御が実施されないこととなり、燃費性能悪化や動力性能悪化の可能性があった。そこで、ステータ駆動発熱手段127は、例えば作動油の低温時においてステータ翼車6sを正転或いは逆転方向に回転駆動させることで、トルクコンバータ9の作動油を攪拌させて作動油温TOILを上昇させる。ステータ駆動発熱手段127は、IGスイッチ判定手段128、作動油温判定手段130、車両ブレーキ判定手段132、エンジン停止判定手段136、タービン回転判定手段138、および充電容量判定手段140の各種判定手段の判定結果に基づいて実施される。なお、本実施例では、ハイブリッド車両やエコラン車両等において適用される。すなわち、車両停止時などにおいて、エンジン9が適宜停止される構成の車両に適用される。
Here, when the oil temperature T OIL of the hydraulic oil flowing in the
IGスイッチ判定手段128は、運転席に設けられている図示しないIGスイッチ(イグニッションスイッチ)が選択された(オンされた)か否かを判定する。なお、IGスイッチが選択されると、エンジン9が始動される、或いはエンジン9のシステムが始動された状態となる。特に、本実施例のようなモータ走行をも可能とする車両用駆動装置7では、IGスイッチが選択されても必ずしもエンジン9が始動されるわけではなく、エンジン9のシステムのみが始動される。
The IG switch determination means 128 determines whether or not an IG switch (ignition switch) (not shown) provided in the driver's seat is selected (turned on). When the IG switch is selected, the
作動油温判定手段130は、自動変速機8およびトルクコンバータ9内を流れる作動油の油温TOILを検出し、その油温TOILが所定値以下か否かを判定する。作動油温TOILは、例えば油圧制御回路30に設けられている油温センサ94から出力される油温信号に基づいて検出される。そして、検出された油温TOILが予め設定された所定値以下か否かを判定し、作動油温TOILが所定値以下であれば作動油の暖気が必要と判定する。なお、前記所定値は、自動変速機8およびトルクコンバータ9の作動に適した油温すなわち各種制御が可能となる油温に設定され、具体的には例えば80℃程度に設定される。
The hydraulic oil temperature determination means 130 detects the oil temperature T OIL of the hydraulic oil flowing through the
車両ブレーキ判定手段132は、常用ブレーキであるフットブレーキ102が運転者によって踏み込まれ、駆動輪54が制動(回転停止)された状態か否かを判定する。車両ブレーキ判定手段132は、例えばフットブレーキ102の操作の有無を示すフットブレーキスイッチ100の出力信号に基づいて、フットブレーキ102が踏み込まれた否かを判定する。そして、ステータ駆動発熱手段127は、ブレーキ作動時に実施される。
The vehicle brake determination means 132 determines whether or not the
車両停止判定手段134は、車両が停止状態にあるか否か、すなわち車速Vが零であるか否かを判定する。車両停止判定手段134は、例えば自動変速機8の出力軸24の回転速度すなわち車速Vに対応する出力軸回転速度NOUTを検出し、その回転速度NOUTが零であるか否かを判定する。そして、ステータ駆動発熱手段は、車両停止時に実施される。
The vehicle stop determination means 134 determines whether or not the vehicle is in a stopped state, that is, whether or not the vehicle speed V is zero. The vehicle stop determination means 134 detects, for example, the rotational speed of the
エンジン停止判定手段136は、エンジン9が停止状態か否かを判定する。エンジン停止判定手段136は、例えばエンジン9の出力を制御するエンジン出力制御装置138の出力信号に基づいてエンジン9が停止状態か否かを判定する。そして、ステータ駆動発熱手段127は、エンジン停止時に実施される。なお、本実施例のようなモータ走行を可能とするハイブリッド形式の車両用駆動装置やエコラン車両では、車両停止時などにおいて、エンジン停止制御が実施される。これより、エンジン停止判定手段136は、上記ハイブリッド車両やエコラン車両等に適用される。
The engine stop determination unit 136 determines whether or not the
タービン回転判定手段139は、タービン回転速度センサ82からのタービン回転速度NTを検出し、そのタービン回転速度NTが零であるか否かを判定する。
The turbine rotation determination means 139 detects the turbine rotation speed NT from the turbine
充電容量判定手段140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を検出し、その充電容量SOCが所定値以上であるか否かを判定する。なお、前記所定値は、予め実験的に設定され、電動モータ10の駆動を許容する容量内において下限値に設定されている。なお、充電容量が所定値未満となると、電動モータ10の駆動が制限され、ステータ駆動発熱手段127の実施が困難となる。これより、ステータ駆動発熱手段127は、充電容量SOCが所定値以上のときに実施される。
The charge
そして、IGスイッチ判定手段128、作動油温判定手段130、車両ブレーキ判定手段132、車両停止判定手段134、エンジン停止判定手段136、充電容量判定手段140の全てが肯定される、すなわち作動油の暖気が必要と判定されると、ステータ駆動発熱手段127が実施される。ステータ駆動発熱手段127は、容量係数制御手段126を介してクラッチCsを係合させ、ステータ翼車6sを電動モータ10によって回転駆動させる命令を出力してトルクコンバータ9内の作動油を攪拌させる。これによって発熱が生じ、作動油の作動油温TOILが速やかに上昇し、暖気が促進される。なお、ステータ翼車6sの回転速度は特に限定されないが、図5の矢印に示す回転方向(正転方向)が回転抵抗も大きく攪拌されやすいため、暖気には適している。
Then, all of the IG switch determination means 128, the hydraulic oil temperature determination means 130, the vehicle brake determination means 132, the vehicle stop determination means 134, the engine stop determination means 136, and the charge capacity determination means 140 are affirmed. Is determined to be necessary, the stator driving heat generating means 127 is implemented. The stator drive heat generating means 127 engages the clutch Cs via the capacity coefficient control means 126 and outputs a command to drive the
なお、ステータ駆動発熱手段127による作動油の暖気は、上記各種判定手段のいずれかが否定されるまで実施される。すなわち、IGスイッチがオフ状態とされる、作動油温TOILが所定値以上となる、フットブレーキ102が解除される、車両が発進する、エンジン9が始動される、タービン翼車6tが回転される、或いは、充電容量SOCが所定値以下となると、ステータ駆動発熱手段127が終了させられる。また、ステータ翼車6sの回転速度は、予め実験的に求められており、例えば作動油温TOIL、蓄電装置50の充電容量SOCなどに応じて好適な回転速度に設定されている。
Note that the warming of the hydraulic oil by the stator driving heat generating means 127 is performed until any of the above-described various determining means is denied. That is, the IG switch is turned off, the hydraulic oil temperature T OIL becomes a predetermined value or more, the
図9は、電子制御装置78の制御作動の要部すなわち作動油温TOILが低温状態であるとき、作動油の暖気を実施して速やかに作動油温TOILを上昇させ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。
FIG. 9 shows a control operation for warming up the hydraulic oil and quickly raising the hydraulic oil temperature T OIL when the main part of the control operation of the
先ず、IGスイッチ判定手段128に対応するステップSA1(以下、ステップを省略)において、IGスイッチが選択されたか否かが判定される。SA1が否定されると、SA9においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実行されず、本ルーチンが終了させられる。SA1が肯定されると、作動油温判定手段130に対応するSA2において、作動油温TOILが所定値以下か否かが判定される。SA2が否定されると、SA9においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実行されず、本ルーチンが終了させられる。SA2が肯定されると、車両ブレーキ判定手段132に対応するSA3において、フットブレーキ102が踏み込まれたか否かが判定される。SA3が否定されると、SA9においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実行されず、本ルーチンが終了させられる。SA3が肯定されると、車両停止判定手段134に対応するSA4において、車両が停止状態にあるか否かが判定される。SA4が否定されると、SA9においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実行されず、本ルーチンが終了させられる。SA4が肯定されると、エンジン停止判定手段136に対応するSA5において、エンジン9が停止状態か否かが判定される。SA5が否定されると、ステータ翼車6s駆動による発熱制御は実行されず、本ルーチンが終了させられる。SA5が肯定されると、タービン回転判定手段139に対応するSA6において、タービン回転速度NTが零であるか否かが判定される。SA6が否定されると、ステータ翼車6s駆動による発熱制御は実行されず、本ルーチンが終了させられる。SA6が肯定されると、充電容量判定手段140に対応するSA7において、蓄電装置50の充電容量SOCが所定値以上か否かが判定される。SA7が否定されると、ステータ翼車6s駆動による発熱制御は実行されず、本ルーチンが終了させられる。SA7が肯定されると、ステータ駆動発熱手段127に対応するSA8において、ステータ翼車6sを回転させることによるトルクコンバータ9内の作動油の攪拌が実施され暖気が促進される。
First, in step SA1 (hereinafter, step is omitted) corresponding to the IG switch determination means 128, it is determined whether or not an IG switch has been selected. If SA1 is negative, the heat generation control by driving the
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、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、作動油の暖気が必要と判定されると、ステータ翼車6sを駆動させるステータ駆動発熱手段127を備えるため、作動油の暖気が必要なときは、ステータ翼車6sが駆動させられて作動油が攪拌されることで速やかに暖気される。これにより、作動油の低温状態では禁止されている制御が速やかに実施可能となり、車両の燃費性および動力性を向上させることができる。
Further, according to this embodiment, since it is provided with the stator driving heat generating means 127 that drives the
また、本実施例によれば、作動油の暖気が必要な場合とは、作動油温TOILが所定値以下である場合であるため、作動油が所定値以上であるときは、ステータ駆動発熱手段127が実施されない。すなわち、作動油の油温TOILを上昇させる必要がないときは、ステータ駆動発熱手段127が実施されない。このように、作動油の暖気が必要なときのみステータ駆動発熱手段127を実施させることで、無駄なエネルギの消費を回避することができる。 Further, according to the present embodiment, the case where the hydraulic oil needs to be warmed is the case where the hydraulic oil temperature T OIL is equal to or lower than a predetermined value. Means 127 is not implemented. That is, when it is not necessary to raise the oil temperature T OIL of the hydraulic oil, the stator driving heat generating means 127 is not implemented. In this way, wasteful energy consumption can be avoided by causing the stator driving heat generating means 127 to be implemented only when the hydraulic oil needs to be warmed up.
また、本実施例によれば、ステータ駆動発熱手段127は、車両停止時に実施されるため、車両走行中に実施することによるトルクコンバータ6の出力駆動力の意図しない変化を回避することができる。
In addition, according to the present embodiment, the stator driving heat generating means 127 is implemented when the vehicle is stopped, so that it is possible to avoid an unintended change in the output driving force of the
また、本実施例によれば、ステータ駆動発熱手段127は、車両ブレーキ作動時に実施されるため、ステータ翼車回転に起因するトルクコンバータ出力による車両移動を回避することができる。 In addition, according to the present embodiment, the stator driving heat generating means 127 is implemented when the vehicle brake is operated, so that it is possible to avoid the vehicle movement due to the torque converter output caused by the rotation of the stator vane wheel.
また、本実施例によれば、ステータ駆動発熱手段127は、エンジン停止時に実施されるため、エンジン停止時においても作動油の暖気が可能となる。 Further, according to the present embodiment, the stator drive heat generating means 127 is implemented when the engine is stopped, so that the working oil can be warmed even when the engine is stopped.
また、本実施例によれば、ステータ駆動発熱手段127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が所定値以上のときに実施されるため、充電容量不足時には本ルーチンが実施されない。これにより、充電容量不足時のステータ翼車駆動による更なる充電容量低下を回避することができる。
Further, according to the present embodiment, the stator driving heat generating means 127 is executed when the charging capacity SOC of the
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts common to those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図10は、本発明の他の実施例である電子制御装置78の制御作動の要部すなわち作動油温TOILが低温状態であるとき、暖気を実施して速やかに作動油温TOILを上昇させ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。なお、本実施例においては、車両停止状態であってもエンジン9が駆動される形式の車両(例えば非エコラン車両等)に適用されるものである。これより、図10のフローチャートと図9のフローチャートとを比較すると、図10のフローチャートは、エンジン停止判定手段136に対応するSA5およびタービン回転判定手段139に対応するSA6のステップが省略されている。
FIG. 10 shows the control operation of the
図10において、IGスイッチ判定手段128に対応するSB1において、IGスイッチが選択されたか否かが判定される。SB1が否定されると、SB7においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実施されず、本ルーチンが終了させられる。SB1が肯定されると車両停止判定手段134に対応するSB2において、車両停止状態にあるか否かが判定される。SB2が否定されると、SB7においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実施されず、本ルーチンが終了させられる。SB2が肯定されると、車両ブレーキ判定手段132に対応するSB3において、フットブレーキ102が踏み込まれたか否かが判定される。SB3が否定されると、SB7においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実施されず、本ルーチンが終了させられる。SB3が肯定されると、作動油温判定手段130に対応するSB4において、作動油温TOILが所定値以下か否かが判定される。SB4が否定されると、SB7においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実施されず、本ルーチンが終了させられる。SB4が肯定されると、充電容量判定手段140に対応するSB5において、蓄電装置50の充電容量SOCが所定値以上か否かが判定される。SB5が否定されると、SB7においてステータ翼車6s駆動による発熱制御は実施されず、本ルーチンが終了させられる。SB5が肯定されると、ステータ駆動発熱手段127に対応するSB6において、ステータ翼車6sを回転させることによる、トルクコンバータ9内の作動油の攪拌が実施され暖気が促進される。
In FIG. 10, in SB1 corresponding to the IG switch determination means 128, it is determined whether or not the IG switch has been selected. If SB1 is negative, the heat generation control by driving the
上述のように、本実施例においても、前述した実施例と同様の効果を得ることができる。 As described above, also in this embodiment, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.
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、前述の実施例では、IGスイッチ判定手段128、作動油温判定手段130、車両ブレーキ判定手段132、車両停止判定手段134、エンジン停止判定手段136、タービン回転判定手段、充電容量判定手段140の各判定手段に基づいてステータ駆動発熱手段127が実施されるが、必ずしもこれらの判定手段を適用する必要はなく、これらの判定手段のうち任意の判定手段を適用してステータ駆動発熱手段127を実施しても構わない。また、判定手段の順番に関しても特に限定されるものではなく、自由に変更することができる。
For example, in the above-described embodiment, the IG
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、必要駆動力はアクセル開度Accや車速Vに基づいて算出されるが、アクセル開度Accの変わりにスロットル弁開度θTHに基づいて算出しても構わない。 In the illustrated embodiment, the required driving force is calculated based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, the may be calculated based on the throttle valve opening theta TH instead of the accelerator opening Acc.
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、作動油温TOILの所定値として80℃程度に設定されているが、この温度は一例であって、作動油の特性等に応じて適宜変更されるものである。 In the above-described embodiment, the predetermined value of the hydraulic oil temperature T OIL is set to about 80 ° C., but this temperature is an example, and is appropriately changed according to the characteristics of the hydraulic oil. .
また、前述の実施例では、車両ブレーキ判定手段132は、フットブレーキ102の作動の有無に基づいて判定されるものであったが、フットブレーキ102のみに限定されず、例えば、サイドブレーキまたはパーキングブレーキの作動の有無に基づいて判定するものであっても構わない。
In the above-described embodiment, the vehicle
また、前述の実施例では、ハイブリッド形式の車両用駆動装置7に本発明が適用されているが、必ずしもハイブリッド形式の車両に限定されず、他の車両においても適用することができる。例えば、車両停止時においてエンジン9が停止されるエコラン車両や非エコラン車両においても本発明を適用することができる。すなわち、ステータ翼車6sを電動モータ10によって回転可能な構成であれば、本発明を適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the hybrid vehicle drive device 7, but the present invention is not necessarily limited to the hybrid vehicle, and can be applied to other vehicles. For example, the present invention can be applied to an eco-run vehicle or a non-eco-run vehicle in which the
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) 50:蓄電装置 127:ステータ駆動発熱手段
6:
Claims (6)
前記ステータ翼車は、電動機によって回転可能に構成され、
該電動機と前記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と、
作動油の暖気が必要と判定されると、前記ステータ翼車を駆動させるステータ駆動発熱手段とを備えることを特徴とするトルクコンバータの制御装置。 A torque converter control device comprising a torque converter having a pump impeller, a turbine impeller, and a stator impeller rotatably disposed between the turbine impeller and the pump impeller,
The stator impeller is configured to be rotatable by an electric motor,
Clutch means for selectively connecting the electric motor and the output shaft of the torque converter;
When warm-up of the hydraulic oil is determined to be necessary, the control device of the torque converter, characterized in that it comprises a stator driving heating means for driving the stator wheel.
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