JP2013221590A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップクラッチをスリップさせて車両を走行させる際に、ロックアップクラッチの耐熱性の低下を防止する。
【解決手段】エンジン１０と、エンジン１０と駆動輪とを切り離すクラッチＣ１が設けられた自動変速機１６と、エンジン１０と自動変速機１６との間に設けられロックアップクラッチ２６を備えたトルクコンバータ１４とを有する車両に搭載され、クラッチＣ１とロックアップクラッチ２６を制御する制御装置において、クラッチＣ１とロックアップクラッチ２６とを係合させた状態からクラッチＣ１とロックアップクラッチ２６とをスリップさせる場合、クラッチＣ１をスリップさせてからロックアップクラッチ２６をスリップさせる。
【選択図】図６

Description

本発明は、ロックアップクラッチが設けられた流体継手と、動力伝達のために摩擦係合装置が設けられた自動変速機とを備えた車両の制御装置に関する。

ロックアップクラッチが設けられたトルクコンバータと、動力伝達のために摩擦係合装置が設けられた自動変速機とを備えた車両が知られている。そして、ロックアップクラッチを係合させ摩擦係合装置のフォワードクラッチを係合させて走行している状態からロックアップクラッチをスリップさせる内容が特許文献１に開示されている。

特開２００４−２６３７３３号公報

ところで、ロックアップクラッチのスリップ量を増加させると車両ショックを抑制しやすくなるが、スリップによって発生する摩擦熱によりロックアップクラッチの耐熱性の悪化が背反として生じる。

ここで、特許文献１にはフォワードクラッチのスリップとロックアップクラッチのスリップを併用しスリップ量を分担させる内容が開示されているが、フォワードクラッチとロックアップクラッチとをどのようなタイミングでスリップさせるかの記載はない。

例えば、ロックアップクラッチを先にスリップさせてからフォワードクラッチをスリップさせると、フォワードクラッチをスリップさせる際にロックアップクラッチのタービン側の回転速度が変化する。そのため、ロックアップクラッチのスリップ制御を精度良く行うことが困難となり、ロックアップクラッチの耐熱性を向上させることができない。この理由はロックアップクラッチのスリップ制御がトルクコンバータのポンプ側の回転速度とトルクコンバータのタービン側の回転速度のスリップ量の制御であり、制御対象の一方であるタービン側の回転速度が変化している際にはスリップ量の制御が難しくなるためである。また、ロックアップクラッチはフォワードクラッチに比べて径が大きく、応答性や制御性においてフォワードクラッチよりも劣るので制御対象の一方の回転速度が変化する際のスリップ量の制御がフォワードクラッチに比べて困難となる。

本発明は、以上の事情を鑑み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の設けられたトルクコンバータと、フォワードクラッチが設けられた自動変速機とを備えた車両において、ロックアップクラッチおよびフォワードクラッチを係合させた状態からロックアップクラッチをスリップさせる際に、ロックアップクラッチの耐熱性を向上させる車両の制御装置を提供することである。

かかる目的を達成するために第１の発明に係る制御装置は、エンジンと、前記エンジンと駆動輪とを切り離すクラッチが設けられた自動変速機と、前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられロックアップクラッチを備えたトルクコンバータとを有する車両に搭載され、前記クラッチと前記ロックアップクラッチを制御する制御装置であって、前記クラッチと前記ロックアップクラッチとを係合させた状態から前記クラッチと前記ロックアップクラッチとをスリップさせる場合、前記クラッチをスリップさせてから前記ロックアップクラッチをスリップさせることを特徴とする。

第２の発明に係る制御装置は、第１の発明において、前記クラッチと前記ロックアップクラッチとをスリップさせた状態から、前記クラッチと前記ロックアップクラッチとを係合させる場合、前記ロックアップクラッチを係合させてから前記クラッチを係合させることを特徴とする。

第３の発明に係る制御装置は、エンジンと、前記エンジンと駆動輪とを切り離すクラッチが設けられた自動変速機と、前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられロックアップクラッチを備えたトルクコンバータとを有する車両に搭載され、前記クラッチと前記ロックアップクラッチを制御する制御装置であって、前記クラッチと前記ロックアップクラッチとをスリップさせた状態から前記クラッチと前記ロックアップクラッチとを係合させる場合、前記ロックアップクラッチを係合させてから前記クラッチを係合させることを特徴とする。

第１の発明によれば、ロックアップクラッチのタービン側の回転速度の変化が抑制され、ロックアップクラッチのスリップ量を制御しやすくなる。したがって、クラッチおよびロックアップクラッチのスリップ制御を精度良く実行できるので、ロックアップクラッチの耐熱性を向上させることができる。

第２の発明によれば、クラッチとロックアップクラッチとを係合させた状態へ戻す場合、ロックアップクラッチのタービン側の回転速度の変化が抑制されロックアップクラッチのスリップ量を制御しやすくなる。よって、第１の発明に加えてロックアップクラッチを係合させる際のロックアップクラッチのスリップ制御も精度良く実行できるので、ロックアップクラッチの耐熱性をさらに向上させることができる。

第３の発明によれば、ロックアップクラッチのタービン側の回転速度の変化が抑制されロックアップクラッチのスリップ量を制御しやすくなる。したがって、第２の発明によるとクラッチおよびロックアップクラッチのスリップ制御を精度良く実行できるので、ロックアップクラッチの耐熱性を向上させることができる。

本発明の一実施例である制御装置が適用された車両の原動機および駆動系の要部を説明する図である。 図１の自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図２に示す自動変速機において、その複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組み合わせにより達成されるギヤ段を説明する図である。 図２に示す自動変速機のギヤ段などを制御する油圧制御回路の要部構成を説明する図である。 図１の車両に設けられた電子制御装置による制御機能の要部すなわちクラッチおよびロックアップクラッチのスリップ制御機能を説明する機能ブロック線図である。 図５の電子制御装置による制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図５の電子制御装置による制御作動の要部を説明するフローチャートである。 図５の電子制御装置による制御作動の要部を説明するタイムチャートである。

以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。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車両の制御装置が適用された車両用動力伝達装置の構成を説明する図であり、図２はその自動変速機１６の構成を説明する骨子図である。図において、動力源としてのエンジン１０の出力は、トルクコンバータ１４を介して自動変速機１６に入力され、図示しない差動歯車装置および車軸を介して一対の駆動輪へ伝達されるようになっている。

上記トルクコンバータ１４は、エンジン１０に連結されたポンプ翼車２０と、自動変速機１６の入力軸２２に連結されたタービン翼車２４と、それらポンプ翼車２０およびタービン翼車２４の間を直結するためのロックアップクラッチ２６と、一方向クラッチ２８によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車３０とを備えている。上記ロックアップクラッチ２６は、振動吸収のためにタービン翼車２４に設けられ、自動変速機１６内の摩擦係合装置よりも十分に大径のダンパ（緩衝装置）２６ａと、入力軸２２に対して相対回転可能に設けられてはいるが、そのダンパ２６ａに連結されることによってその入力軸２２に対して相対回転角度範囲が限定された状態で設けられ、摩擦板２６ｂが外周部において環状に配設された円板状のクラッチピストン２６ｃとを備えた大径単板クラッチである。

上記自動変速機１６は、ハイおよびローの２段の切り換えを行う第１変速機３２と、後進変速段および前進４段の切り換えが可能な第２変速機３４とを備えている。第１変速機３２は、サンギヤＳ０、リングギヤＲ０、およびキャリアＫ０に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ０およびリングギヤＲ０に噛み合わされている遊星ギヤＰ０から成るＨＬ遊星歯車装置３６と、サンギヤＳ０とキャリアＫ０との間に設けられたクラッチＣ０および一方向クラッチＦ０と、サンギヤＳ０およびハウジング３８間に設けられたブレーキＢ０とを備えている。

第２変速機３４は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、およびキャリアＫ１に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合わされている遊星ギヤＰ１から成る第１遊星歯車装置４０と、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、およびキャリアＫ２に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合わされている遊星ギヤＰ２から成る第２遊星歯車装置４２と、サンギヤＳ３、リングギヤＲ３、およびキャリアＫ３に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ３およびリングギヤＲ３に噛み合わされている遊星ギヤＰ３から成る第３遊星歯車装置４４とを備えている。

上記サンギヤＳ１とサンギヤＳ２は互いに一体的に連結され、リングギヤＲ１とキャリアＫ２とキャリアＫ３とが一体的に連結され、そのキャリアＫ３は出力軸４６に連結されている。また、リングギヤＲ２がサンギヤＳ３および中間軸４８に一体的に連結されている。そして、リングギヤＲ０と中間軸４８との間にクラッチＣ１が設けられ、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とリングギヤＲ０との間にクラッチＣ２が設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２の回転を止めるためのバンド形式のブレーキＢ１がハウジング３８に設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とハウジング３８との間には、一方向クラッチＦ１およびブレーキＢ２が直列に設けられている。この一方向クラッチＦ１は、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２が入力軸２２と反対の方向へ逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。

キャリアＫ１とハウジング３８との間にはブレーキＢ３が設けられており、リングギヤＲ３とハウジング３８との間には、ブレーキＢ４と一方向クラッチＦ２とが並列に設けられている。この一方向クラッチＦ２は、リングギヤＲ３が逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。

以上のように構成された自動変速機１６では、例えば図３に示す作動表に従って後進ギヤ段と変速比γが順次小さくなる第１速ギヤ段乃至第５速ギヤ段の前進５段のうちのいずれかの変速段に切り換えられる。図３において「○」は係合状態を表し、空欄は解放状態を表し、「◎」はエンジンブレーキのときの係合状態を表し、「△」は動力伝達に関与しない係合を表している。

車両の発進時に用いられる第１速ギヤ段では、図３から明らかなように、クラッチＣ０およびクラッチＣ１が係合させられる。クラッチＣ０は、上記第１変速機３２を構成するＨＬ遊星歯車装置３６の回転要素を一体回転させるために係合させられ、クラッチＣ１は自動変速機１６内の動力伝達経路であるＨＬ遊星歯車装置３６のリングギヤＲ０と中間軸４８との間に直列に配設され、動力伝達のために係合させられる。このクラッチＣ１は、作動油によって常時潤滑され且つ動力伝達のために摩擦係合させられる相互に重ねられた複数枚の摩擦板を有する湿式多板型クラッチから構成されている。

図４は、上記トルクコンバータ１４のロックアップクラッチ２６や自動変速機１６の作動を制御する油圧制御回路５６の要部を説明する図である。この図４において、エンジン１０に機械的に連結されてそれにより直接回転駆動される機械式オイルポンプ６０は、オイルタンクとして機能するオイルパン６２内に還流した作動油をストレーナ６４を介して吸入し、リリーフ型の第１調圧弁６６へ圧送する。この第１調圧弁６６は、電子制御装置９０からの指令に従って作動するリニヤソレノイド弁ＳＬＴからのスロットル開度油圧信号に従って、自動変速機１６の入力トルクに応じた大きさとなるように第１ライン圧ＰＬ１を調圧する。このライン油圧ＰＬ１は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２などの油圧式摩擦係合装置の油圧源であるので、その油圧式摩擦係合装置の滑りが発生しない範囲で可及的に低い圧に調圧される。また、第２調圧弁６８は、上記第１調圧弁６６からリリーフされた作動油を元圧として第２ライン圧を調圧する。ロックアップコントロール弁７０は、その第２ライン圧ＰＬ２を元圧とし、電子制御装置９０からの指令に従ってロックアップクラッチ２６を係合状態、解放状態、スリップ状態とするための油圧を出力する。

上記ライン油圧ＰＬ１が供給されるマニュアル弁７２は、シフト操作装置として機能するシフト操作レバー７３に機械的に連結されることによりその操作位置たとえばＰ位置、Ｒ位置、Ｎ位置、Ｄ位置、Ｓ位置、Ｌ位置に連動して切換位置が変化させられるものであり、その切換位置に対応するポートからライン油圧ＰＬ１が出力される。シフト操作レバー７３が前進走行ポジション（レンジ）すなわちＤ位置、Ｓ位置、Ｌ位置へ操作されている場合は、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２などへ向かってライン油圧ＰＬ１が出力される。前進走行中には、第４速および第５速時に第２クラッチＣ２にライン油圧ＰＬ１が供給されるように、第２クラッチＣ２は図示しないシフト弁を介してマニュアル弁７２に連結されている。また、第１クラッチＣ１とマニュアル弁７２との間には、エンジン１０の停止状態からの自動復帰やＮ→Ｄシフト発進時などに際してより速やかに発進を行うための油路が設けられている。すなわち、ファーストアプライ（速やかな供給）時には、第１クラッチＣ１には大オリフィス７４と電磁弁７６により開閉制御される切換弁７８を経由してライン油圧ＰＬ１がマニュアル弁７２から供給されるが、非ファーストアプライ（通常の供給）時には、第１クラッチＣ１には大オリフィス７４と小オリフィス８０とを経由してライン油圧ＰＬ１がマニュアル弁７２から供給される。上記小オリフィス８０と並列に設けられたチェック弁８２は、第１クラッチＣ１にライン油圧ＰＬ１が供給されるときは閉じられるが、第１クラッチＣ１から作動油が排出されるときには開かれることにより、第１クラッチＣ１が速やかに解放される。上記第１クラッチＣ１に接続されたＣ１アキュムレータ８４およびその接続路に設けられたオリフィス８６は、通常のＮ→Ｄシフト時や発進時などにおいて第１クラッチＣ１を滑らかに係合させるためのものである。

図５は、図１の車両に設けられた電子制御装置９０による制御機能の要部すなわちクラッチおよびロックアップクラッチのスリップ制御機能を説明する機能ブロック線図である。この電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。電子制御装置９０は、自動変速機１６のギヤ段を切り換えるために油圧制御回路５６内のシフト弁を駆動するシフトソレノイドを制御する信号、ロックアップクラッチ２６を開閉制御するために油圧制御回路５６内のロックアップコントロール弁７０を制御する信号、ライン圧を調圧するためのリニヤソレノイド弁ＳＬＴを制御する信号などを出力して、油圧制御回路５６などの制御を実行する。

電子制御装置９０には、図６に示す各センサから、ユーザのアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度ＡＣＣを表す信号、出力軸４６の回転速度ＮＯＵＴに対応する車速Ｖを表す信号などがそれぞれ供給される。

電子制御装置９０のスリップ制御判定部９６は、例えば、アクセル開度ＡＣＣと車速Ｖより走行中に車両の加速が要求される場合にロックアップクラッチ２６をスリップさせるか否かを判定する。そして、クラッチ制御部１００およびロックアップクラッチ制御部９８に対してスリップ量を指示する信号を出力する。ロックアップクラッチ制御部９８は、スリップ制御判定部９６から受け取ったスリップ量に応じて油圧制御回路５６に対してロックアップクラッチ２６の係合圧を指令する信号を出力する。クラッチ制御部１００はスリップ制御判定部９６から受け取ったスリップ量に応じて油圧制御回路５６に対してクラッチＣ１の係合圧を指令する信号を出力する。

図６は、図５の電子制御装置９０による制御作動の要部を説明するフローチャートであり、数ミリ秒乃至十数ミリ秒程度の所定の周期で繰り返し実行される。

図６のフローチャートはクラッチＣ１およびロックアップクラッチ２６が係合させられている場合に実行される。まず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、ロックアップクラッチ２６のスリップが要求されているか否かが判定される。このＳ１の判定が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はＳ２において、クラッチＣ１のスリップを開始する。

次いで、Ｓ３ではクラッチＣ１がスリップ状態であるか否かが判定される。このＳ３が否定される場合はクラッチＣ１がスリップ状態となるまでＳ３の判定を繰り返す。一方、Ｓ３の判定が肯定される場合、Ｓ４に進みロックアップクラッチ２６のスリップを開始するとともに本ルーチンを終了させる。なお、クラッチＣ１のスリップ検出は、例えば、クラッチ制御部１００およびクラッチ制御部９６から油圧制御回路５６に対してスリップ指令信号が出力されたこと、あるいは、出力されてから所定時間経過したことを検出してスリップを判断することができる。また、クラッチＣ１の入力側の回転速度である自動変速機１６の入力回転速度に変速比を乗じて求められる自動変速機１６の出力回転速度の理論値と、車速センサ９４によって検出される自動変速機１６の実際の出力回転速度とを比較してクラッチＣ１のスリップを判断することもできる。

図７は、図５の電子制御装置９０による制御作動の要部を説明するフローチャートであり、数ミリ秒乃至十数ミリ秒程度の所定の周期で繰り返し実行される。

図７のフローチャートはクラッチＣ１およびロックアップクラッチ２６がスリップさせられている場合に実行される。まず、Ｓ５において、ロックアップクラッチ２６の係合が要求されているか否かが判定される。このＳ５の判定が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はＳ６において、ロックアップクラッチ２６の係合を開始する。

次いで、Ｓ７ではロックアップクラッチ２６が係合状態であるか否かが判定される。このＳ７が否定される場合はロックアップクラッチ２６が係合状態となるまでＳ７の判定を繰り返す。一方、Ｓ７の判定が肯定される場合、Ｓ８に進みクラッチＣ１の係合を開始するとともに本ルーチンを終了させる。なお、ロックアップクラッチ２６の係合の判断は、例えば、クラッチ制御部１００およびロックアップクラッチ制御部９８から油圧制御回路５６に対して係合指令信号が出力されたこと、あるいは、出力されてから所定時間経過したことを検出して係合を判断することができる。また、ロックアップクラッチ２６のポンプ側の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥとロックアップクラッチ２６のタービン側の回転速度である自動変速機１６の入力回転速度の回転速度を比較してロックアップクラッチ２６の係合を判断することもできる。

図８は、図５の電子制御装置９０による制御作動の要部を説明するタイムチャートである。

まず、図８の時刻ｔ０では、クラッチＣ１およびロックアップクラッチ２６を係合させて車両が走行している状態であり、図６のフローチャートのＳ１が否定される場合に相当する。

次に、時刻ｔ１において例えばユーザの加速要求によってアクセルペダルが踏み込まれアクセル開度ＡＣＣが増加するとロックアップクラッチのスリップが要求される。すると、クラッチＣ１のスリップを開始する。

そして、クラッチＣ１がスリップ状態となると時刻ｔ２にてロックアップクラッチ２６のスリップを開始しクラッチＣ１およびロックアップクラッチ２６をスリップさせて走行する。アクセル開度ＡＣＣが減少しロックアップクラッチ２６の係合が要求される、すなわち、スリップの終了が要求される時刻ｔ３ではロックアップクラッチ２６の係合を開始する。次いで、ロックアップクラッチ２６が係合されると時刻ｔ４にてクラッチＣ１を係合させる。

このように、クラッチＣ１をスリップさせてからロックアップクラッチ２６をスリップさせることで、ロックアップクラッチ２６のタービン側の回転速度の変化が抑制され、ロックアップクラッチ２６のスリップ量が制御しやすくなる。したがって、クラッチＣ１およびロックアップクラッチ２６のスリップ制御を精度良く実行できるので、ロックアップクラッチ２６の耐熱性を向上させることができる。

以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。

例えば、クラッチＣ１とロックアップクラッチ２６を係合させた状態からロックアップクラッチ２６を開放させる場合、クラッチＣ１を先にスリップさせクラッチＣ１をスリップさせた状態でロックアップクラッチ２６を開放させるようにしてもよい。このようにすることで、ロックアップクラッチ２６のタービン側の回転速度の変化が抑制され、ロックアップクラッチ２６のスリップ量を制御しやすくなる。

１０：エンジン
１４：トルクコンバータ
１６：自動変速機
２６：ロックアップクラッチ
Ｃ１：クラッチ
５６：油圧制御回路

Claims (3)

1. エンジンと、前記エンジンと駆動輪とを切り離すクラッチが設けられた自動変速機と、前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられロックアップクラッチを備えたトルクコンバータとを有する車両に搭載され、前記クラッチと前記ロックアップクラッチを制御する制御装置であって、
   前記クラッチと前記ロックアップクラッチとを係合させた状態から前記クラッチと前記ロックアップクラッチとをスリップさせる場合、前記クラッチをスリップさせてから前記ロックアップクラッチをスリップさせること
   を特徴とする制御装置。
2. 前記クラッチと前記ロックアップクラッチとをスリップさせた状態から、前記クラッチと前記ロックアップクラッチとを係合させる場合、前記ロックアップクラッチを係合させてから前記クラッチを係合させること
   を特徴とする請求項１記載の制御装置。
3. エンジンと、前記エンジンと駆動輪とを切り離すクラッチが設けられた自動変速機と、前記エンジンと前記自動変速機との間に設けられロックアップクラッチを備えたトルクコンバータとを有する車両に搭載され、前記クラッチと前記ロックアップクラッチを制御する制御装置であって、
   前記クラッチと前記ロックアップクラッチとをスリップさせた状態から前記クラッチと前記ロックアップクラッチとを係合させる場合、前記ロックアップクラッチを係合させてから前記クラッチを係合させること
   を特徴とする制御装置。