JP4971967B2

JP4971967B2 - 自動変速機のロックアップクラッチ制御装置

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Publication number: JP4971967B2
Application number: JP2007329744A
Authority: JP
Inventors: 智子大上; 盛正山脇; 公一澤野
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: CN101482175A; KR101522431B1; EP2075491B1; KR20090068151A; EP2075491A2; US8548704B2; US20090164078A1; CN101482175B; EP2075491A3; JP2009150494A

Description

本発明はロックアップクラッチの制御に関する。

ロックアップクラッチは、トルクコンバータの入力側と出力側とを直結するクラッチであり、車速とスロットル開度とに基づいて規定される車両の運転状態が所定の領域にあるとき、ロックアップクラッチのスリップ量が目標スリップ量となるようにスリップ制御される。

ここで、スリップ制御中にエンジントルクが急激に変化するとチップインショックが発生するので、これを防止するために特許文献１では、スリップ制御中にスロットル開度の変化率が所定値以上となったとき、目標スリップ量を増大させ、その後スロットル開度の変化率が所定値以下となると、目標スリップ量をスロットル開度の変化率の増大量に応じた時間で漸減させる技術が記載されている。
特開平６−１７４０７５号公報

しかし、上記従来の技術では目標スリップ量の減少率をスロットル開度の変化率の増大量に応じた時間のみによって決定し、タービン回転速度の増加率を考慮していないので、スリップ量が定常状態の値まで減少するときにショックが発生する可能性がある。すなわち、タービン回転速度の増加率は車速や変速比によって異なるので、タービン回転速度を考慮せずに目標スリップ量の減少率を決定すると、適切に定常状態の値に戻すことができずにショックが発生する。

本発明は、エンジン負荷の急変時に、ロックアップクラッチの目標スリップ量を増大させた後、減少させる際のショックを抑制することを目的とする。

本発明は、車両のエンジンと自動変速機との間に介装されるトルクコンバータに設けられ、トルクコンバータのエンジン側と自動変速機側とを締結可能なロックアップクラッチと、エンジン側と自動変速機側との回転速度差であるロックアップクラッチのスリップ量を目標スリップ量となるように制御するロックアップクラッチ制御手段とを備える自動変速機のロックアップクラッチ制御装置において、エンジンに対する要求負荷の変化率を演算する要求負荷変化率演算手段と、要求負荷の変化率が所定の閾値以上のとき、目標スリップ量を所定の増加率で増加させる目標スリップ量増加手段と、目標スリップ量増加手段によって増加した目標スリップ量を所定の減少率で減少させる目標スリップ量減少手段とを備え、所定の減少率は、要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの車速が高いほど、低く設定される。

本発明によれば、要求負荷の変化率が所定の閾値以上となって、目標スリップ量を増加させた後、減少させる際の所定の減少率を、要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの運転状態が、要求負荷の増加に対するトルクコンバータの自動変速機側の回転速度の増加率が低い運転状態であるほど、低く設定するので、車速や変速比などの運転状態に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。

図１は本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御装置を示す概略構成図である。トルクコンバータ１は、エンジン２と自動変速機３との間に介装され、エンジン２の駆動力を流体を介して自動変速機３に伝達する。トルクコンバータ１には、エンジン２の出力軸４に連結されるポンプインペラ５と、自動変速機３の入力軸６に連結されるタービンランナ７とが対向するように配置される。エンジン２の回転に伴ってポンプインペラ５が回転すると、トルクコンバータ１の内部に充填された流体（ＡＴＦ）が流動し、これによってタービンランナ７が回転する。

また、変速機の入力軸６に連結され、タービンランナ７とともに回転するロックアップクラッチ８が、エンジン２の出力軸４に連結されポンプインペラ５と一体のフロントカバー９の内側に設けられる。ロックアップクラッチ８をポンプインペラ５に締結するとトルクコンバータ１の入力要素と出力要素とが直結されて相対回転がなくなり、完全ロックアップ状態となる。また、入力要素と出力要素とを半締結状態にすると、入力要素と出力要素との間にスリップを生じるスリップロックアップ状態となる。ロックアップクラッチ８を完全に解放するとアンロックアップ状態となる。

ロックアップクラッチ８は、その両側に作用するトルクコンバータアプライ圧ＰＡとトルクコンバータレリーズ圧ＰＲとの差圧に応じて動作し、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも高いとき解放され、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも低いとき締結される。

ロックアップクラッチ８の締結力に依存するトルクコンバータ１のロックアップクラッチ８による伝達可能トルク、つまりロックアップ容量は前述の差圧により決定される。この差圧はコントローラによって演算される目標スリップ量に基づいて制御される。目標スリップ量は、トルクコンバータ１の入力要素と出力要素との回転速度差であり、目標スリップ量が大きいほど差圧を小さくして、ロックアップクラッチ８の締結力を低下させる。

コントローラ１０は、アクセルペダル操作量センサ１１、スロットル開度センサ１２、車速センサ１３、インヒビタスイッチ１４から、それぞれアクセルペダル操作量、スロットル開度、車速、セレクト位置信号を受信し、これらとエンジントルク及びギア段に基づいてロックアップクラッチ８の目標スリップ量を演算する。さらに、演算された目標スリップ量に基づいて差圧指令値を演算して、この差圧指令値をロックアップクラッチ８への供給油圧を制御する油圧回路２０へ指示する。なお、Ｄレンジ、およびＭレンジ以外のときはロックアップクラッチ制御は行われない。

ロックアップクラッチ８の締結状態であるアンロックアップ状態、スリップロックアップ状態及び完全ロックアップ状態は、車速とスロットル開度とによって規定される運転状態に基づいて決定される。このうち、スリップロックアップ状態及び完全ロックアップ状態であるときにスロットル開度が急激に変化すると、自動変速機３への入力トルクであるエンジントルクが急激に変化するのでチップインショックが発生することがあり、これを防止するためにスロットル開度の増大に合わせて、目標スリップ量を増大させ、その後減少させる制御を行っている。このときの目標スリップ量の制御について、図２を参照しながら説明する。

図２は本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御を示すフローチャートである。なお、図２にはトータル目標スリップ量を演算する制御のみが示されているが、実際には演算されたトータル目標スリップ量に基づいて差圧指令値を演算し、この差圧指令値に応じてロックアップクラッチ８への供給油圧が制御される。

ステップＳ１では、非変速中であるか否かを判定する。非変速中であればステップＳ２へ進み、変速中であれば処理を終了する。

ステップＳ２では、コースト状態であるか、ドライブ状態であるかを判定する。

ステップＳ３では、スロットル開度の単位時間当たり変化量ｄＴＨが所定変化量（所定の閾値）より大きいか否かを判定する。スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きければステップＳ４へ進み、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量以下であれば処理を終了する。

所定変化量は、以下のステップＳ４〜Ｓ７の制御を実行するか否かを判定する閾値であり、図３のマップを参照して演算される。図３（ａ）はステップＳ２にてコースト状態と判定されたときに参照されるマップであり、図３（ｂ）はステップＳ２にてドライブ状態と判定されたときに参照されるマップである。ドライブ状態のときのほうが閾値が大きくなるように設定されている。また、図３（ａ）、（ｂ）は、いずれも変速比が小さいほど、すなわち変速段がＨｉｇｈ側であるほど大きく設定され、所定の高速段のときは低速段のときに比べて以下の制御が行われにくくなるような大きい値に設定される。

ステップＳ４（目標スリップ量増加手段）では、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌを演算する。トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌは以下の（１）式及び（２）式に基づいて演算される。

Ｔｓｌｉｐ＝Ｔｓｌｉｐ（−１）＋ｄｌｔＴｓｌｉｐ・・・（１）
Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌ＝Ｔｓｌｉｐ＿ｂａｓｅ＋Ｔｓｌｉｐ・・・（２）
ここで、Ｔｓｌｉｐは目標スリップ量、Ｔｓｌｉｐ（−１）は１ジョブ前の目標スリップ量、ｄｌｔＴｓｌｉｐは目標スリップ量増加量（所定の増加率）、Ｔｓｌｉｐ＿ｂａｓｅはベースとなる目標スリップ量である。

目標スリップ量増加量ｄｌｔＴｓｌｉｐは、目標スリップ量の増加率（傾き）であり、図４のマップを参照して演算される。すなわち、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの車速が低いほど大きく設定される。

ベースとなる目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｂａｓｅは、こもり音対策のために定常時から常に設定されているスリップ量であり、例えばエンジントルクが小さいほどスリップ量が大きくなるように設定されている。またベースとなる目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｂａｓｅは、完全ロックアップ状態のときゼロに設定される。

ステップＳ５では、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌが目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘ（所定の上限値）以上であるか否かを判定する。トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌが目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘ以上であればステップＳ６へ進み、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌが目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘより小さければステップＳ４へ戻る。

目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘは、図５のマップを参照して演算される。図５（ａ）はステップＳ２にてコースト状態と判定されたときに参照されるマップであり、図５（ｂ）はステップＳ２にてドライブ状態と判定されたときに参照されるマップである。目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘは、コースト状態のときの方が大きくなるように設定される。また、図５（ａ）、（ｂ）はいずれもスロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの変速比が大きい、すなわち変速段がＬｏｗ側であるほど、また車速が低いほど大きく設定される。

ステップＳ６（目標スリップ量減少手段）では、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌを演算する。トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌは以下の（３）式及び（４）式に基づいて演算される。

Ｔｓｌｉｐ＝Ｔｓｌｉｐ（−１）＋ｄｌｔＴｓｌｉｐＤ・・・（３）
Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌ＝Ｔｓｌｉｐ＿ｂａｓｅ＋Ｔｓｌｉｐ・・・（４）
ここで、ｄｌｔＴｓｌｉｐＤは目標スリップ量減少量（所定の減少率）であり、ｄｌｔＴｓｌｉｐＤ≦０である。

目標スリップ量減少量ｄｌｔＴｓｌｉｐＤは、図６のマップを参照して演算される。図６（ａ）はステップＳ２にてコースト状態と判定されたときに参照されるマップであり、図６（ｂ）はステップＳ２にてドライブ状態であると判定されたときに参照されるマップである。目標スリップ量減少量ｄｌｔＴｓｌｉｐは、コースト状態のときのほうが大きくなるように設定される。また、図６（ａ）、（ｂ）は、いずれもスロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの変速比が大きい、すなわち変速段がＬｏｗ側であるほど、また車速が低いほど大きく設定される。

ステップＳ７では、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌがベースとなる目標スリップ量以上であるか否かを判定する。トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌがベースとなる目標スリップ量以上であれば処理を終了し、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌがベースとなる目標スリップ量より小さければステップＳ６へ戻る。

以上のように本制御では、スロットル開度の単位時間当たり変化量ｄＴＨが所定変化量を超えると、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌを目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘに達するまで増大させ、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌが目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘに達した後、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌをベースとなる目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｂａｓｅに達するまで低下させる。

次に本実施形態の作用について図７を参照しながら説明する。図７は本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御を示すタイムチャートであり、（ａ）はスロットル開度、（ｂ）は変速比、（ｃ）はトータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌ、（ｄ）はエンジン回転速度、（ｅ）はタービン回転速度、（ｆ）は変速機出力トルクをそれぞれ示す。なお、（ｆ）において点線は従来例における変速機出力トルクの変化を示す。

時刻ｔ１において、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなり、かつ非変速中（変速比一定）であるので、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌが目標スリップ量増加量ｄｌｔＴｓｌｉｐに応じて増加していく。これに伴って、ロックアップクラッチ８のスリップ量が増加するので、エンジン回転速度が上昇して、エンジン回転速度とタービン回転速度との間に回転速度差が生じる。

時刻ｔ２において、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌが目標スリップ量上限値に達すると、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌが目標スリップ量減少量ｄｌｔＴｓｌｉｐＤに応じて減少していく。これに伴って、ロックアップクラッチ８のスリップ量が減少するので、エンジン回転速度とタービン回転速度との回転速度差は緩やかに低下していく。その後時刻ｔ３において、トータル目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｔｏｔａｌはベースとなる目標スリップ量Ｔｓｌｉｐ＿ｂａｓｅまで減少する。これにより、自動変速機の出力トルクは緩やかに増大するので、チップインショックの発生を防止することができる。

以上のように本実施形態では、目標スリップ量減少量ｄｌｔＴｓｌｉｐＤは、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの運転状態が、エンジン負荷の増加に対するタービン回転速度の増加率が低い運転状態であるほど、小さく設定されるので、運転状態に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる（請求項１に対応）。

また、目標スリップ量減少量ｄｌｔＴｓｌｉｐＤは、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの車速が高いほど小さく設定されるので、車速が高くエンジン負荷の増加に対するタービン回転速度の増加率が低いときでも、車速に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる（請求項２に対応）。

さらに、目標スリップ量減少量ｄｌｔＴｓｌｉｐＤは、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの変速比が小さいほど小さく設定されるので、変速比が小さくエンジン負荷の増加に対するタービン回転速度の増加率が低いときでも、変速比に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる（請求項３に対応）。

さらに、車両がコースト状態であると判定されたときは、ドライブ状態であると判定されたときよりも、所定変化量が小さく設定されるので、コースト状態のときはスロットル開度の変化量ｄＴＨがより小さい場合でも本制御が実行され、エンジントルクが負から正に急変するときのチップインショックの発生を抑制することができる（請求項４に対応）。

さらに、所定変化量は、変速比が小さいほど大きく設定されるので、変速比が大きくチップインショックが発生しやすい状態のときに本制御がより実行されやすくなり、チップインショックの発生を抑制することができる（請求項５に対応）。

さらに、目標スリップ量増加量ｄｌｔＴｓｌｉｐは、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの車速が低いほど大きく設定されるので、車速が低くエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より速くスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる（請求項６に対応）。

さらに、目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘは、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの車速が低いほど大きく設定されるので、車速が低くエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より大きくスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる（請求項７に対応）。

さらに、目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘは、スロットル開度の変化量ｄＴＨが所定変化量より大きくなったときの変速比が大きいほど大きく設定されるので、変速比が大きくエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より大きくスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる（請求項８に対応）。

さらに、目標スリップ量上限値Ｔｓｌｉｐ＿ｍａｘは、コースト状態であるときは、ドライブ状態のときより大きく設定される。これにより、コースト状態のようにエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より大きくスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる（請求項９に対応）。

さらに、目標スリップ量減少量ｄｌｔＴｓｌｉｐＤは、コースト時とドライブ時とではコースト時の方がより大きく設定される。これにより、エンジンの負荷の増大に対応するタービン回転速度の増加率が大きくなるコースト状態において、より確実に違和感やショックを抑制することができる（請求項１０に対応）。

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。

例えば、本実施形態ではコースト状態のとき、およびドライブ状態のときに制御を行っているが、これに限定されることなくコースト状態のときにのみ制御を行うことも可能である。

また、図２のステップＳ３の所定変化量を、実質的にドライブ時には本制御が行われないようにさらに大きく設定してもよい。

さらに、本実施形態では所定変化量をＤレンジとＭレンジとで異なる値としていないが、ＭレンジのときはＤレンジのときより大きく設定してもよい。これにより、Ｍレンジのときはトルクコンバータ１のスリップ量が小さくなり、運転者に対してアクセルペダルの踏み込み操作に対するダイレクト感を与えることができる。

さらに、本実施形態では所定変化量を変速比が小さい所定の高速段のときも本制御が行われるように設定しているが、所定の高速段のときは本制御が行われないような大きい値に設定してもよい。

さらに、本実施形態における自動変速機は無段変速機であっても同様の制御が可能である。

さらに、本実施形態ではスロットル開度の単位時間当たり変化量ｄＴＨを用いて制御の開始条件を判定しているが、これに限らずアクセルペダル操作量の変化量などエンジンに対する要求負荷の変化率を表す指標を用いてもよい。

本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御の構成を示す概略構成図である。本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御を示すフローチャートである。変速比と所定変化量との関係を示すマップである。車速と目標スリップ量増加量との関係を示すマップである。車速と目標スリップ量上限値との関係を示すマップである。車速、変速比及び目標スリップ量減少量の関係を示すマップである。本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御の作用を示すタイムチャートである。

符号の説明

１トルクコンバータ
２エンジン
３自動変速機
５ポンプインペラ
７タービンランナ
８ロックアップクラッチ
１０コントローラ

Claims

車両のエンジンと自動変速機との間に介装されるトルクコンバータに設けられ、前記トルクコンバータのエンジン側と自動変速機側とを締結可能なロックアップクラッチと、
前記エンジン側と前記自動変速機側との回転速度差である前記ロックアップクラッチのスリップ量を目標スリップ量となるように制御するロックアップクラッチ制御手段とを備える自動変速機のロックアップクラッチ制御装置において、
前記エンジンに対する要求負荷の変化率を演算する要求負荷変化率演算手段と、
前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上のとき、前記目標スリップ量を所定の増加率で増加させる目標スリップ量増加手段と、
前記目標スリップ量増加手段によって増加した目標スリップ量を所定の減少率で減少させる目標スリップ量減少手段とを備え、
前記所定の減少率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの車速が高いほど、低く設定されることを特徴とする自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記運転状態は変速比であり、
前記所定の減少率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの変速比が小さいほど低く設定されることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記所定の閾値は、前記要求負荷が増大する直前の車両がコースト状態のとき、ドライブ状態のときよりも小さく設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記所定の閾値は、前記要求負荷が増大したときの変速比が小さいほど大きく設定されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記所定の増加率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの車速が低いほど高く設定されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記目標スリップ量増加手段は、前記目標スリップ量を増加させるとき、所定の上限値まで増加させ、
前記所定の上限値は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの車速が低いほど大きく設定されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記目標スリップ量増加手段は、前記目標スリップ量を増加させるとき、所定の上限値まで増加させ、
前記所定の上限値は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの変速比が大きいほど大きく設定されることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記目標スリップ量増加手段は、前記目標スリップ量を増加させるとき、所定の上限値まで増加させ、
前記所定の上限値は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となる直前に前記車両がコースト状態のとき、ドライブ状態のときよりも大きく設定されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
前記所定の減少率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となる直前に前記車両がコースト状態のとき、ドライブ状態のときよりも高く設定されることを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。