JP5306273B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロックアップクラッチを備えた自動変速機のロックアップクラッチ制御装置に関する。

従来、特許文献１に開示されているように、ソレノイドの通電量を所定値まで減少させるときに、所定時間だけソレノイドの通電量をゼロとし、その後、所定値まで増大させる技術が知られている。これにより、通電量の増大時と減少時とでリニアソレノイドの発生する推力にヒステリシスが生じることを抑制する。また、特許文献２には、コースト走行中にフューエルカットを行う車両のロックアップクラッチの制御として、アクセル開度が０になったときにロックアップクラッチの容量を所定の容量に低下させる技術が知られている。

特許第２６５７３１６号公報 特開２００６−１２５６２９号公報

しかしながら、上記特許文献１に特許文献２を組み合わせた技術では、アクセル開度が０になったときに、ロックアップ容量を制御するソレノイドへの通電量を０にすると、エンジン回転が吹き上がって運転者に違和感を与えるおそれがある。すなわち、特許文献２に記載のように、アクセル開度が０になってからフューエルカット開始までに所定のカットインディレイ時間を設け、これによりフューエルカット開始時のトルク段差を減少させるため、アクセル開度が０になった時点のエンジントルクは正である。このエンジントルクが正のときにロックアップ容量を制御するソレノイドの通電量を０にしてしまうと、ロックアップ容量が低下してエンジン負荷が不足し、エンジン回転が吹き上がってしまうのである。
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、ソレノイドのヒステリシスの影響を抑制しつつ運転者に違和感を与えることがないロックアップクラッチの制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、ロックアップクラッチの制御装置において、車両の走行状態がドライブ走行からコースト走行へ移行した後であって、エンジンのトルクが所定値以下のときに、指令差圧を一時的に低減してソレノイドに生じるヒステリシスの影響を抑制し、その後、指令差圧を所定の指令差圧に復帰させることとした。

よって、ソレノイドに生じるヒステリシスの影響を抑制してコースト走行状態におけるロックアップクラッチ容量を精度良く制御することが可能となると共に、エンジントルクが所定値より大きい状態でロックアップクラッチの指令差圧を最低圧にすることがなく、エンジン回転の吹け上がりの発生を防止することができる。

実施例１のパワートレーンを表す概略図である。 ロックアップソレノイドのヒステリシス特性を表す特性図である。 実施例１のコーストスリップロックアップ制御処理を表すフローチャートである。 実施例１のコーストスリップロックアップ制御を表すタイムチャートである。

図１は実施例１のパワートレーンを示す概略図である。動力源であるエンジン１は、エンジンコントローラ２００によって運転状態が制御され、スロットル開度、点火タイミング等に加え、燃料噴射装置１０ａから燃料を噴射して正のトルクを発生させると共に、エンジンからのトルクが不要な場合には、燃料噴射を停止（以下、フューエルカット）させ、所定のエンジンブレーキ力、すなわち負のトルクを発生させる。尚、フューエルカットに係る制御については後述する。エンジン１において発生したトルクはエンジン出力軸１ａから出力される。エンジン出力軸１ａには、トルク増幅作用を行うトルクコンバータ２が接続され、トルクコンバータ２から駆動力を出力する変速機入力軸２ａには複数の変速段を達成する自動変速機３が接続されている。

トルクコンバータ２は、エンジン出力軸１ａと一体に回転するコンバータカバー２０内に溶接されたポンプインペラ２１と、ワンウェイクラッチＯＷＣを介して変速機ケースに固定支持されたステータ２２と、変速機入力軸２ａと一体に回転するタービンランナ２３と、変速機入力軸２ａと一体に回転しつつ軸方向移動を許容して嵌合したロックアップクラッチ２４とを有する。

ロックアップクラッチ２４は、変速機入力軸２ａの端部にスプライン嵌合され、軸方向にストローク可能であって回転方向の力のみ伝達可能に取り付けられている。このロックアップクラッチ２４は、軸方向前方エンジン側に配置されたリリース圧室２４ａと、軸方向後方自動変速機側に配置されたアプライ圧室２４ｂとを有し、これらリリース圧室２４ａとアプライ圧室２４ｂとの差圧によって軸方向にストロークする。これにより、ロックアップクラッチ２４とコンバータカバー２０との間に摩擦力を発生させ、完全締結状態、スリップ締結状態、完全解放状態の三つの状態を達成する。

完全締結状態のときは、エンジン出力軸１ａと変速機入力軸２ａとが直結され、エンジン１から出力される駆動力がそのまま自動変速機３に入力される。スリップ締結状態のときは、トルクコンバータ２のトルク増幅作用によってタービンランナ２３から変速機入力軸２ａに駆動力が伝達されるルートと、ロックアップクラッチ２４の摩擦締結力によって変速機入力軸２ａに駆動力が伝達されるルートとの二つをルートから所定駆動力が伝達される。完全解放状態のときは、トルクコンバータ２のトルク増幅作用のみが機能し、全ての駆動力がタービンランナ２３から変速機入力軸２ａに伝達される。

自動変速機３は、有段式自動変速機であり、複数の摩擦締結要素の締結・解放により複数変速段を達成可能に構成されている。ある変速段を達成するときは、第１摩擦締結要素が締結され、第２摩擦締結要素が解放される。そして、変速指令が出力されたときは、第１摩擦締結要素が解放され、第２摩擦締結要素が締結される所謂掛け換え変速を行うことで複数の変速段を達成する。尚、これら第１摩擦締結要素や第２摩擦締結要素は一つでも、複数でもよく、達成される変速段は、２種類以上であれば構わない。自動変速機３から出力された駆動力は出力軸３ａからデファレンシャル機構DEFを介して駆動輪４を駆動する。

自動変速機３の下方には、ＡＴコントローラ１００の指令信号に基づいて制御圧を調圧するコントロールバルブユニット５が設けられている。コントロールバルブユニット５内には、プレッシャレギュレータバルブ，シフトバルブ，マニュアルバルブ，締結圧調圧バルブ及びロックアップソレノイド５ａ等が複数備えられ、油圧を適宜調圧して必要な箇所へ制御圧を供給する。コントローラ１００からロックアップクラッチ２４の締結・解放指令が出力された場合には、ロックアップソレノイド５ａは所謂リニアソレノイドであり、ロックアップソレノイド５ａへの通電量を変更することで、リリース圧室２４ａへ供給するリリース圧ＰＲを低下させ、アプライ圧室２４ｂへ供給するアプライ圧ＰＡを上昇させ、ロックアップクラッチ２４を完全締結・スリップ締結・完全解放の状態を達成する。また、変速指令が出力された場合には、自動変速機３内の第１摩擦締結要素の油圧を低下させ、第２摩擦締結要素の油圧を上昇させる。

ＡＴコントローラ１００には、運転者のアクセルペダル操作量であるアクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度センサ１１と、エンジン１のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１２と、変速機出力軸３ａの回転数を検出し、所定の終減速比とタイヤ半径を掛け合わせて車速を検出する車速センサ１３と、運転者の操作するシフトレバー位置を検出するインヒビタスイッチ１４と、タービンランナ２３の回転数を検出するタービン回転数センサ１５と、エンジンコントローラ２００側から供給されるエンジントルク情報、エンジン回転数情報が入力される。コントローラ１００内では、これら入力されたセンサ信号に基づいてロックアップクラッチ２４の締結状態、自動変速機３の変速状態等を制御する。

エンジンコントローラ２００では、スロットル開度センサ１２により検出されたスロットル開度が０のとき、フューエルカットを実行する。ここで、フューエルカットとは、コースト走行時のようにアクセル開度が０となり、エンジン側からトルクを出力する必要が無い走行状態を検出したとき、燃料噴射装置１０ａからの燃料噴射を停止する制御である。エンジン１において正のトルクを出力するドライブ状態から、フューエルカットに移行する際には、カットインディレイ制御を実行する。カットインディレイ制御とは、スロットル開度が０になると、所定時間かけて徐々にエンジントルクを低下させ（燃料噴射量を徐々に低減し）エンジントルク変動に伴うショックを抑制するものである。その後、フューエルカットを行うことで所定のエンジンブレーキ力を発生させる。以下、この所定時間をカットインディレイ時間と記述する。

実施例１の自動変速機３は、完全ロックアップ状態の変速前変速段から完全ロックアップ状態の変速後変速段への変速時において、完全ロックアップ状態からスリップロックアップ状態に移行し、変速を実行し、その後、完全ロックアップ状態に移行する。これにより、変速ショック等を抑制する。

また、変速時に限らず、非変速時であってもコースト走行時にはスリップロックアップ状態に移行する。すなわち、運転者がアクセルペダルを解放し、スロットル開度が０とされると、コースト走行状態に移行する。このとき、過剰なエンジンブレーキ力や駆動輪におけるトルク変動が生じないように、スリップロックアップ制御に移行し、まず、ロックアップ指令差圧初期値に設定した後、予め設定された目標スリップ量となるようにスリップ量フィードバック制御を行う。具体的には、エンジン回転数とタービン回転数との偏差に基づいてロックアップ指令差圧を決定し、ロックアップソレノイド５ａに対し、ロックアップ差圧指令に応じた電流値を出力することでリリース圧室２４ａの油圧とアプライ圧室２４ｂの油圧との差圧を制御し、スリップ量を制御する。

ここで、制御開始時のロックアップ指令差圧初期値の値が重要となる。この初期値が大きすぎる場合は十分なスリップ量が得られず、完全締結してしまい、トルク変動を伝達しやすくしてしまう。また、初期値が小さ過ぎる場合はスリップ量が過大となり、トルク抜け感を生じるからである。そこで、この初期値は学習制御によってスリップ量が適正な値となるように制御している。尚、ロックアップ指令差圧初期値の学習制御処理については公知の技術を適宜適用すればよいため、特に言及しない。

一方、ロックアップクラッチ２４にあっては、ヒスキャンセル制御を実行する。図２はロックアップソレノイドのヒステリシス特性を表す特性図である。ロックアップソレノイド５ａの電流値を上昇させると、差圧が下側の線を通って上昇し、電流値を低下させると、差圧が上側の線を通って低下する。このように、ロックアップソレノイド５ａによって差圧を制御すると、電流上昇時と電流低下時とで同じ電流値であっても異なる差圧が生じるヒステリシス特性を有する。例えば、電流値を上昇させてＩＤとし、差圧ＰＤを得るＤ点で制御しているときに、差圧Ｐαを得たいとする。電流上昇時であれば、Ｉαによって差圧Ｐαが得られるが、ヒステリシス特性によって実際にはＩＤからＩαに低下させても差圧Ｐαより高い差圧ＰＥになってしまう。同様に、電流値を上昇させてＩＡとし、差圧ＰＡを得るＡ点の場合に、差圧Ｐαを得ようとしてＩαとすると、差圧Ｐαより高い差圧ＰＢになってしまう。言い換えると、差圧Ｐαを得ようとした場合、Ａ点にいる場合には、電流値をＩＣにする必要があり、Ｄ点にいる場合には、電流値をＩＦにする必要がある。このように状態によって同じ差圧を得るために種々の電流値を記憶しておくのは非常に煩雑であり、制御上も複雑化する。

そこで、ヒスキャンセル制御を実行する。ヒスキャンセル制御とは、一旦、電流値をゼロまで低下させ、所定時間（ヒスキャンセル時間）だけ待って残留磁界を解消し、図２に示す下側の特性に沿って電流値を上昇させることで、所望の差圧を得る制御である。尚、本実施例においては、ロックアップソレノイド５ａの電流値をゼロにしているが、ロックアップソレノイド５ａの極性が逆の場合は、電流値を最大値まで上昇させればよい。

コースト走行時に移行したと判断されると、エンジン側においては滑らかにフューエルカットを実行すべく、事前にカットインディレイ制御を実行する。つまり、カットインディレイ時間が経過するまでは、エンジンから正のトルクが出力されている。このタイミングで、仮に、ヒスキャンセル制御を行うと、指令差圧が低下しすぎてしまい、エンジン負荷の不足によってエンジン回転数が吹き上がり、運転者に違和感を与えるおそれがあった。この現象は、特に高トルクなドライブ走行からコースト走行へと移行するときに顕著である。そこで、コースト走行状態と判断された場合であっても、カットインディレイ制御によりエンジントルクが所定値以上と考えられる時間は、ヒスキャンセル制御の実行を禁止し、エンジントルクが所定値未満となった時点でヒスキャンセル制御を開始することとした。尚、エンジントルクが負となった段階で、ロックアップ指令差圧を低下させ、同時にヒスキャンセル制御を行う構成では、スリップ締結状態を経ることなくエンジントルクを低下させこととなり、トルク変動が駆動輪に伝達されやすくなることから、エンジントルクが正の段階でスリップ締結状態を達成しておく必要があることは言うまでもない。

（コーストスリップロックアップ制御処理）
図３は、実施例１のコーストスリップロックアップ制御処理を表すフローチャートである。
ステップＳ１では、コースト走行状態になったか否かを判断し、コースト走行状態に移行したと判断したときはステップＳ２に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ２では、ディレイタイマのカウントアップを開始する。
ステップＳ３では、ロックアップ指令差圧をロックアップ指令差圧初期値Ｐ１に設定する。尚、カットインディレイ制御が行われている間は、エンジントルクが徐々に低減されるのと平行して、差圧指令値がＰ１となるまで所定の時定数により漸減させる。

ステップＳ４では、ディレイタイマ値が、エンジントルクが十分に小さい値（略ゼロ）に到達したと判断できるディレイ時間Ｔ１以上か否かを判断し、Ｔ１以上のときはエンジントルクが略ゼロに到達したと判断してステップＳ５に進み、それ以外のときはロックアップ指令差圧を維持する。
ステップＳ５では、ディレイタイマをリセットする。
ステップＳ６では、キャンセルタイマのカウントアップを開始する。
ステップＳ７では、ロックアップ指令差圧を最低値に設定する（ヒスキャンセル制御）。
ステップＳ８では、キャンセルタイマ値がヒスキャンセル制御に必要な所定時間Ｔ２以上経過したか否かを判断し、経過したときはステップＳ９に進み、それ以外のときはステップＳ７に戻ってロックアップ指令差圧を最低値に維持する。

ステップＳ９では、キャンセルタイマをリセットする。
ステップＳ１０では、ロックアップ指令差圧をＰ１よりも高いＰ２に設定する。ここで、Ｐ１より高いＰ２に設定する理由について説明する。上述したように、ロックアップ指令差圧をＰ１に設定し、エンジントルクが略ゼロとなったときに、ヒスキャンセル動作を開始する。これにより、エンジン回転数の吹き上がりを抑制しながら、より早くヒスキャンセル動作を行うこととなり、ソレノイドに生じるヒステリシスの影響をより早期に解消することができる。このとき、ヒスキャンセル動作はエンジントルクが略ゼロであるときに開始するため、最低圧にした後に所定の指令差圧に復帰させるときのエンジントルクの「絶対値」は、最低圧にした時点のエンジントルクの絶対値よりも大きくなる。従って、最低圧に復帰させるときに、初期差圧Ｐ１と同じ差圧に復帰させたのではエンジントルクの絶対値に対してロックアップクラッチの容量が不足し、ロックアップクラッチのスリップ量が大きくなってしまう。そこで、初期差圧Ｐ１よりも高い差圧Ｐ２に復帰させることで、ロックアップクラッチのスリップ量の適正化を測るものである。
ステップＳ１１では、ロックアップスリップ量が目標スリップ量となるようにスリップ量フィードバック制御を実行する。

図４は実施例１のコーストスリップロックアップ制御を表すタイムチャートである。
時刻ｔ１において、運転者がアクセルペダルを解放すると、スロットル開度を閉じると共に、コースト走行状態に移行する。このとき、エンジンコントローラ２００では、カットインディレイ制御が行われ、カットインディレイ時間をかけて徐々にエンジントルクが減少する。このエンジン側の制御に平行して、ＡＴコントローラ１００では、ロックアップ指令差圧としてコースト容量学習値であるロックアップ指令初期差圧Ｐ１が設定され、所定の時定数によって徐々にロックアップ指令差圧が低下する。

時刻ｔ２において、カットインディレイ時間が経過すると、エンジントルクが略ゼロになったと判断され、ヒスキャンセル制御が開始される。よって、ロックアップ指令差圧は最低圧に設定されるとともに、ヒスキャンセルタイマのカウントアップが開始される。
時刻ｔ３において、エンジンコントローラ２００でエンジントルクが十分に低下すると、フューエルカットが実行され、エンジントルクは負のトルクを発生し始める。
時刻ｔ４において、ヒスキャンセル制御により最低圧に設定して残留磁界の解消に必要なヒスキャンセル時間が経過すると、指令差圧としてコースト容量学習値Ｐ２（＞Ｐ１）が設定され、スリップロックアップ制御におけるフィードバック制御の初期値が与えられ、フィードバック制御によって目標スリップ量となるように指令差圧が制御される。このとき、Ｐ２は、Ｐ１よりも高い値に設定されているため、エンジンブレーキ力が大きくなってしたとしても、過剰なスリップを生じることがなく、フィードバック制御における目標スリップ量に素早く収束することができる。

以上説明したように、実施例１にあっては下記に列挙する作用効果を得ることができる。
（１）車両のコースト走行時にフューエルカット可能なエンジン１と、該エンジン１と自動変速機３との間に介装されるトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２のインペラ側とタービン側とを締結可能なロックアップクラッチ２４と、ロックアップクラッチ２４の指令差圧を車両の運転状態に応じて制御するＡＴコントローラ１００（ロックアップクラッチ制御手段）と、エンジン１のトルクが所定値以下であると判断するステップＳ４：ディレイタイマ（判断手段）と、車両の走行状態が、ロックアップクラッチ２４がスリップ締結しているドライブ走行からコースト走行へ移行したときに、ロックアップ指令差圧を、所定の初期差圧Ｐ１に低減するステップＳ３（初期差圧制御手段）と、車両の走行状態がドライブ走行からコースト走行へ移行した後であって、ステップＳ４によりエンジンのトルクが所定値以下であると判断されたときに、ロックアップ指令差圧を最低圧に一時的に低減するステップＳ７（ヒスキャンセル制御手段）と、ステップＳ７によりロックアップ指令差圧が最低圧に一時的に低減された後に、ロックアップ指令差圧を所定の指令差圧Ｐ２に復帰させるステップＳ８，Ｓ１０（指令差圧復帰手段）と、を有する。

コースト走行へ移行したとき、ロックアップクラッチ２４の指令差圧を所定のロックアップ初期差圧Ｐ１に低減すると共に、エンジントルクが所定値以下であると判断されたとき、ロックアップ指令差圧を最低圧に一時的に低減し、その後に所定の指令差圧に復帰させることで、ロックアップソレノイド５ａに生じるヒステリシスの影響を抑制してコースト走行状態におけるロックアップクラッチ容量を精度良く制御することができる。また、エンジントルクが所定値より低くなってから指令差圧を最低圧に低下させるため、エンジン回転数の吹き上がりを抑制することができる。
言い換えると、エンジントルクが所定値以下であると判断されるまでは、ロックアップクラッチ２４の指令差圧を最低圧に低減させずに所定の初期差圧に低減されるため、ロックアップクラッチ２４の完全締結ショックが発生を回避しつつエンジン回転数の吹き上がりを抑制できるとともに、エンジントルクが所定値以下であると判断したときは、ロックアップクラッチ２４の指令差圧を最低圧に一時的に低減することによって、ソレノイドに生じるヒステリシスの影響を抑制し、コースト走行状態におけるロックアップクラッチ容量制御を精度良く実行できる。
尚、ロックアップクラッチ２４の指令差圧を一時的に最大圧とすることによってソレノイドに生じるヒステリシスの影響を抑制しようとした場合、ロックアップクラッチ２４の指令差圧が最大圧となることによりロックアップクラッチ２４が完全締結し、急減速時のエンジンストール回避性能が低下する。そのため、ロックアップクラッチ２４の指令差圧を最低圧に一時的に低減することによって、ソレノイドに生じるヒステリシスの影響を抑制しているのである。

（２）ステップＳ４（判断手段）は、ディレイタイマ値が経過したとき（エンジントルクが略ゼロであるとき）に、エンジントルクが所定値以下であると判断し、ステップＳ１０（指令差圧復帰手段）は、指令差圧Ｐ２を、初期差圧Ｐ１よりも大きい所定の指令差圧に復帰させる。

エンジントルクが略ゼロとなったときにヒスキャンセル制御を開始するため、エンジン回転数の吹き上がりを抑制しながら、より早くヒスキャンセル動作を行うことで、ソレノイドに生じるヒステリシスの影響を早期に排除することができる。また、ヒスキャンセル動作をエンジントルクが略ゼロのときに開始するため、最低圧にした後に所定の指令差圧に復帰させるときのエンジントルクの絶対値は、最低圧にした時点のエンジントルクの絶対値よりも大きいものとなる。したがって、最低圧に復帰させるときに、初期差圧と同じ差圧に復帰させたのではエンジントルクの絶対値に対してロックアップクラッチの容量が不足し、スリップ量が大きくなってしまう。そこで、初期差圧Ｐ１よりも大きい指令差圧Ｐ２に復帰させることにより、ロックアップクラッチ２４のスリップ量を適正な量とすることができる。

以上実施例１について説明したが、本発明は実施例の構成に限らず他の構成をとっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、ドライブ走行からコースト走行に移行したときから所定の時間が経過したことをもってエンジントルクが略ゼロ（所定値以下）であると判断するものを示したが、これに限定されるものではなく、エンジントルクを検出するセンサを設けるものなど、エンジンのトルクが略ゼロ（所定値以下）であると判断できるものであればよい。

実施例１では、指令差圧をＰ１まで所定の時定数で低減するものを示したが、これに限定されるものではなく、例えば、所定の勾配で低減させるもの、ある時間経過時にステップ的に低減させるもの、エンジントルクの低下プロフィールに対応するように所定のプロフィールで低下させるものなど、ヒスキャンセル制御の開始前にロックアップクラッチの指令差圧を低減させるものであればよい。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 自動変速機
５ コントロールバルブユニット
１１ アクセルペダル開度センサ
１２ スロットル開度センサ
１３ 車速センサ
１５ タービン回転数センサ
２４ ロックアップクラッチ
１００ ＡＴコントローラ

Claims (3)

1. 車両のコースト走行時にフューエルカット可能なエンジンと、
   該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と、
   前記トルクコンバータのインペラ側とタービン側とを締結可能なロックアップクラッチと、
   前記ロックアップクラッチの指令差圧を車両の運転状態に応じて制御するロックアップクラッチ制御手段と、
   前記エンジンのトルクが所定値以下であると判断する判断手段と、
   車両の走行状態が、前記ロックアップクラッチがスリップ締結しているドライブ走行からコースト走行へ移行したときに、前記指令差圧を、所定の初期差圧に低減する初期差圧制御手段と、
   車両の走行状態が前記ドライブ走行からコースト走行へ移行した後であって、前記判断手段によりエンジンのトルクが所定値以下であると判断されたときに、前記指令差圧を最低圧に一時的に低減するヒスキャンセル制御手段と、
   該ヒスキャンセル制御手段により前記指令差圧が最低圧に一時的に低減された後に、前記指令差圧を所定の指令差圧に復帰させる指令差圧復帰手段と、
   を有することを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。
2. 請求項１に記載のロックアップクラッチ制御装置において、
   前記ヒスキャンセル制御手段は、前記ロックアップクラッチの差圧を制御するリニアソレノイドの電流値をゼロまたは最大値にすることによって、前記指令差圧を最低圧に一時的に低減することを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。
3. 請求項１または２に記載のロックアップクラッチ制御装置において、
   前記判断手段は、前記エンジンのトルクが略ゼロであるときに、前記エンジンのトルクが所定値以下であると判断し、
   前記指令差圧復帰手段は、前記指令差圧を、前記初期差圧よりも大きい前記所定の指令差圧に復帰させることを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。

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