JP6798877B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用変速装置を制御対象とする制御装置に関する。

ロックアップクラッチを有する流体継手を備えた車両用変速装置が利用されている。例えば特開２０１２−４７２５４号公報（特許文献１）には、内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路に、ロックアップクラッチを有する流体継手と変速機構とを備えた車両用変速装置が開示されている。かかる車両用変速装置の制御に関して、特許文献１には、車両発進時（車両加速時の一例）にロックアップクラッチをスリップ係合させる、スリップスタート制御を実行することが開示されている。特許文献１には、スリップスタート制御の実行により、車両発進時における流体継手での動力伝達ロスが削減されるとともに、内燃機関の回転速度の急上昇が抑制されて燃費改善を図ることができると記載されている（段落０００７を参照）。

特許文献１では、車両発進から所定時間経過後にロックアップクラッチの係合制御が実行されている（段落００８６を参照）。しかし、内燃機関のトルク特性や流体継手の性能のバラツキが、内燃機関の回転速度の変化特性に影響を与える場合がある。例えば、内燃機関の回転速度の上昇が想定よりも早い場合には、回転速度の急上昇によって燃費が悪化し、また、その後の回転速度の低下によってドライバビリティが悪化する場合がある。逆に、内燃機関の回転速度の上昇が想定よりも遅い場合には、ロックアップクラッチの係合開始によって内燃機関の回転速度が引き下げられ、ドライバビリティが悪化する場合がある。

特開２０１２−４７２５４号公報

内燃機関と車輪とを結ぶ動力伝達経路にロックアップクラッチを有する流体継手と変速機構とを備える車両用変速装置において、内燃機関のトルク特性や流体継手の性能のバラツキによらずに、ドライバビリティを良好に維持できるようにすることが望まれている。

本開示に係る制御装置は、
内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、ロックアップクラッチを有する流体継手を介して前記入力部材に駆動連結される変速入力部材と、前記変速入力部材と前記出力部材とを結ぶ動力伝達経路に設けられた変速機構と、を備えた車両用変速装置を制御対象とする制御装置であって、
前記内燃機関の回転速度を上昇させて車速を上昇させる車両加速時に、前記ロックアップクラッチの係合圧を制御する加速時ロックアップ係合圧制御を実行し、
前記加速時ロックアップ係合圧制御において、前記入力部材の実回転速度が前記内燃機関の目標回転速度よりも低い基準回転速度以上となったら、前記ロックアップクラッチの係合圧を上昇させる係合圧上昇制御を開始する。

この構成によれば、加速時ロックアップ係合圧制御の実行により、車両加速時に、変速入力部材の回転速度が車速に応じて上昇する場合にも、入力部材の回転速度を内燃機関の目標回転速度に近い回転速度で推移させることができる。その際、ロックアップクラッチの係合圧上昇制御の開始タイミングを、入力部材の実回転速度が内燃機関の目標回転速度よりも低い基準回転速度以上になった時とすることで、内燃機関の回転速度の変化特性に起因する悪影響を排除することができる。よって、経過時間基準でタイミングを決定する場合とは異なり、内燃機関のトルク特性や流体継手の性能のバラツキによらずに、次第に上昇する入力部材の実回転速度が基準回転速度に到達するタイミングで、ロックアップクラッチの係合圧を適切に上昇させ始めることができる。よって、入力部材の回転速度を内燃機関の目標回転速度に向けて円滑に推移させ、ドライバビリティを良好に維持することができる。

本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。

実施形態に係る車両用変速装置の模式図 制御装置のブロック図 車両用変速装置の係合表 回転維持係合制御の一例を示すタイムチャート 回転維持係合制御の処理手順の一例を示すフローチャート

制御装置の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の制御装置１は、車両用変速装置３（以下、単に「変速装置３」と言う。）を制御対象とする車両用の変速装置用制御装置である。本実施形態の変速装置３は、基本的には、変速比を無段階に変化させる無段変速を実行可能な変速機構３５を備えた無段変速装置として構成されている。

図１に示すように、変速装置３は、入力部材３１と、ロックアップクラッチ３３を有する流体継手３２と、変速入力部材３４と、変速機構３５と、出力部材３６とを備えている。本実施形態の変速機構３５は、無段変速機構３５Ａと前後進切替機構３５Ｂとを含んで構成されている。また、変速装置３は、カウンタギヤ機構３７と、出力用差動歯車機構３８とを備えている。これらは、図示が省略されたケース（駆動装置ケース）内に収容されている。

入力部材３１は、内燃機関ＥＧに駆動力を伝達可能に連結（以下、単に「駆動連結」と言う。）されている。流体継手３２は、入力部材３１と変速入力部材３４とに駆動連結されている。本実施形態の流体継手３２は、例えば入力部材３１に駆動連結されたポンプインペラと、変速入力部材３４に駆動連結されたタービンランナと、これらの間に配置されたステータとを備えるトルクコンバータである。なお、流体継手３２は、ポンプインペラとタービンランナとだけを備えるフルードカップリングであっても良い。流体継手３２は、ロックアップクラッチ３３の解放状態で、その内部における作動油を介した流体伝動により、入力部材３１に入力される内燃機関ＥＧのトルクを変速入力部材３４に伝達する。一方、ロックアップクラッチ３３の係合状態では、入力部材３１に入力される内燃機関ＥＧのトルクがそのまま変速入力部材３４に伝達される。このように、変速入力部材３４は、ロックアップクラッチ３３を有する流体継手３２を介して入力部材３１に駆動連結されている。

なお、本実施形態の説明において、「駆動連結」とは、２つの回転要素が駆動力（トルクと同義）を伝達可能に連結された状態を意味する。この概念には、２つの回転要素が一体回転するように連結された状態や、１つ以上の伝動部材を介して駆動力を伝達可能に連結された状態が含まれる。このような伝動部材には、回転を同速で又は変速して伝達する各種の部材（軸、歯車機構、ベルト等）が含まれ、回転及び駆動力を選択的に伝達する係合装置（摩擦係合装置や噛み合い式係合装置等）が含まれても良い。

変速入力部材３４と出力部材３６とを結ぶ動力伝達経路に、変速機構３５が設けられている。変速機構３５は、当該変速機構３５の入力側回転部材としての変速入力部材３４の回転速度を、所定の変速比で変速して、出力側回転部材としての出力部材３６に伝達する。ここで、「変速比」は、出力部材３６の回転速度に対する変速入力部材３４の回転速度の比である。本実施形態の変速機構３５は、変速入力部材３４と出力部材３６とを結ぶ動力伝達経路に互いに並列に設けられた、無段変速機構３５Ａと前後進切替機構３５Ｂとを含んでいる。

本実施形態の無段変速機構３５Ａは、ベルト式無段変速機構として構成されている。無段変速機構３５Ａは、第一シーブＳ１と、第二シーブＳ２と、ベルトＢｅとを有する。第一シーブＳ１は、入力部材３１に駆動連結されている。第二シーブＳ２は、第二クラッチＣ２を介して出力部材３６に駆動連結されている。ベルトＢｅは、第一シーブＳ１と第二シーブＳ２とに架け渡されている。第一シーブＳ１及び第二シーブＳ２は、それぞれ可動シーブと固定シーブとを有する。第一シーブＳ１及び第二シーブＳ２のそれぞれの可動シーブは、油圧サーボを備えている。これらに対して油圧制御装置２２から油圧が供給されることにより、各可動シーブが軸方向に移動して、第一シーブＳ１が有するＶ字状溝の溝幅及び第二シーブＳ２が有するＶ字状溝の溝幅がそれぞれ変化する。こうして、無段変速機構３５Ａは、第一シーブＳ１及び第二シーブＳ２のそれぞれの有効径を連続的に変化させて、変速入力部材３４の回転を、変速比を無段階に変化させつつ出力部材３６側に伝達可能である。

なお、無段変速機構３５Ａによる最大変速比は、第一シーブＳ１及び第二シーブＳ２のそれぞれの可動シーブをその可動範囲内で移動させた際の、第二シーブＳ２の最小有効径に対する第一シーブＳ１の最大有効径の比に比例して定まる。また、無段変速機構３５Ａによる最小変速比は、第二シーブＳ２の最大有効径に対する第一シーブＳ１の最小有効径の比に比例して定まる。

本実施形態の前後進切替機構３５Ｂは、ギヤ式前後進切替機構として構成されている。本実施形態の前後進切替機構３５Ｂは、差動歯車機構３５Ｃと、第一クラッチＣ１と、第一ブレーキＢ１と、減速ギヤ機構３５Ｄと、ドグクラッチＤとを含む。差動歯車機構３５Ｃは、サンギヤ、キャリヤ、及びリングギヤを有するダブルピニオン型の遊星歯車機構で構成されている。キャリヤに入力部材３１が駆動連結され、リングギヤが第一ブレーキＢ１によって選択的に固定可能とされている。サンギヤは、当該差動歯車機構３５Ｃの出力回転要素となっているとともに、第一クラッチＣ１によって選択的にキャリヤ及び入力部材３１に駆動連結される。差動歯車機構３５Ｃ（出力回転要素としてのサンギヤ）は、ドグクラッチＤを有する減速ギヤ機構３５Ｄを介して、出力部材３６に駆動連結されている。

前後進切替機構３５Ｂは、第一クラッチＣ１の係合状態で、入力部材３１の回転をそのまま出力部材３６側に伝達して、車輪Ｗを前進方向に回転させる状態（前進状態）となる。一方、前後進切替機構３５Ｂは、第一ブレーキＢ１の係合状態で、入力部材３１の回転を反転させて出力部材３６側に伝達して、車輪Ｗを後進方向に回転させる状態（後進状態）となる。このように、前後進切替機構３５Ｂは、前進状態と後進状態とに切替可能に構成されている。前後進切替機構３５Ｂは、前進状態及び後進状態のそれぞれにおいて、変速入力部材３４の回転を、予め定められた固定変速比に基づいて変速させつつ出力部材３６側に伝達可能である。前後進切替機構３５Ｂは「固定比変速機構」と称することができる。

なお、前後進切替機構３５Ｂの前進状態での変速比は、減速ギヤ機構３５Ｄのギヤ比（出力部材３６側の第二ギヤの歯数に対する、差動歯車機構３５Ｃ側の第一ギヤの歯数の比）に比例して定まる。また、前後進切替機構３５Ｂの前進状態での変速比は、差動歯車機構３５Ｃのギヤ比（サンギヤの歯数に対するリングギヤの歯数の比）と減速ギヤ機構３５Ｄのギヤ比とに応じて定まる。

前後進切替機構３５Ｂの前進状態での変速比は、無段変速機構３５Ａでの最大変速比よりも大きい値に設定されている。このため、無段変速機構３５Ａ及び前後進切替機構３５Ｂを含む変速機構３５を全体として見ると、この変速機構３５は、変速比を無段階に変化させる無段変速と、変速比をステップ的に変化させるステップ変速との双方を実行可能に構成されている。変速機構３５は、変速入力部材３４の回転が無段変速機構３５Ａを介して出力部材３６に伝達される状態で無段変速を実行可能であるとともに、変速入力部材３４の回転が前後進切替機構３５Ｂを介して出力部材３６に伝達される状態から無段変速機構３５Ａを介して出力部材３６に伝達される状態へと切り替える際にステップ変速を実行可能となっている。

出力部材３６は、カウンタギヤ機構３７と出力用差動歯車機構３８とを介して、左右一対の車輪Ｗに駆動連結されている。

変速装置３の各部の動作制御を行う中核として機能する制御装置１は、図２に示すように、変速制御部１１とロックアップ制御部１２とを備えている。変速制御部１１は、モード切替部１１ＡとＣＶＴ制御部１１Ｂとを含んでいる。これらの各機能部は、メモリ等の記憶媒体に記憶されたソフトウェア（プログラム）又は別途設けられた演算回路等のハードウェア、或いはそれらの両方によって構成されている。各機能部は、互いに情報の受け渡しを行うことが可能に構成されている。また、制御装置１は、変速装置３が搭載された車両の各部に備えられた各種センサ（第一センサ４１〜第三センサ４３）の検出結果の情報を取得可能に構成されている。

第一センサ４１は、入力部材３１及び当該入力部材３１と一体的に回転する部材（例えば内燃機関ＥＧ）の回転速度を検出する。第二センサ４２は、変速入力部材３４及び当該変速入力部材３４と一体回転する部材の回転速度を検出する。第三センサ４３は、出力部材３６の回転速度、又は、出力部材３６と同期回転する部材（例えば車輪Ｗ）の回転速度を検出する。制御装置１は、第三センサ４３の検出結果に基づいて車速を算出可能である。制御装置１は、これら以外にも、例えばアクセル開度、ブレーキ操作量、作動油の温度等の各種情報を取得可能に構成されていても良い。

変速制御部１１は、変速機構３５（第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、ドグクラッチＤ、第一シーブＳ１、及び第二シーブＳ２）に対して行われる変速用の各種制御を車両全体として統合する制御を行う。変速制御部１１は、例えばセンサ検出情報（主に、アクセル開度及び車速の情報）に基づいて、変速機構３５で実現されるべき動作モードを決定する。例えば、アクセル開度及び車速とそれに応じた動作モードとの関係がマップ等の形態で制御装置１に記憶されており、変速制御部１１は、当該マップとその時点のアクセル開度及び車速とに基づいて動作モードを決定すると良い。

また、変速制御部１１は、センサ検出情報に基づいて、車両の駆動のために要求されているトルクである車両要求トルクを算出する。また、変速制御部１１は、決定された動作モードやセンサ検出情報等に基づいて、内燃機関ＥＧに対して要求する出力トルク（内燃機関要求トルク）を決定する。なお、本実施形態では、制御装置１（変速制御部１１）は、内燃機関制御装置２１を介して、内燃機関ＥＧの動作点（出力トルク及び回転速度）を制御可能に構成されている。

モード切替部１１Ａは、変速制御部１１で決定された動作モードを実現するべく、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及びドグクラッチＤのそれぞれの状態を制御する。モード切替部１１Ａは、第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、第一ブレーキＢ１、及びドグクラッチＤのそれぞれの油圧サーボに供給される油圧を制御することにより、これらの係合の状態をそれぞれ個別に制御する。各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｄ及びブレーキＢ１への供給油圧は、モード切替部１１Ａからの油圧指令に応じて動作する油圧制御装置２２によって制御される。

図３に示すように、本実施形態の変速装置３は、第一前進モード、第二前進モード、及び後進モードを実現可能となっている。第一前進モードは、第一クラッチＣ１及びドグクラッチＤの係合状態（、且つ、他の係合装置の解放状態；以下同様）で実現される。この第一前進モードは、入力部材３１の回転が、前進状態となる前後進切替機構３５Ｂを介して出力部材３６及び車輪Ｗに伝達される走行モードである。第二前進モードは、第二クラッチＣ２の係合状態で実現される。この第二前進モードは、入力部材３１の回転が、無段変速機構３５Ａを介して出力部材３６及び車輪Ｗに伝達される走行モードである。後進モードは、第一ブレーキＢ１及びドグクラッチＤの係合状態で実現される。この後進モードは、入力部材３１の回転が、後進状態となる前後進切替機構３５Ｂを介して出力部材３６及び車輪Ｗに伝達される走行モードである。第一前進モードは「第一走行モード」と称することができ、第二前進モードは「第二走行モード」と称することができる。

上述したように、本実施形態では、前後進切替機構３５Ｂの前進状態での変速比（第一前進モードの変速比）は、無段変速機構３５Ａでの最大変速比（第二前進モードでの最大変速比）よりも大きい値に設定されている。このため、本実施形態では、モード切替部１１Ａは、第一前進モードから第二前進モードへのモード移行を制御することによって、変速機構３５におけるステップ変速を司る。モード切替部１１Ａは、例えばそれまで係合状態とされていた第一クラッチＣ１及びドグクラッチＤを解放状態とするとともに、それまで解放状態とされていた第二クラッチＣ２を係合状態として（或いはその逆の動作で）、変速機構３５においてステップ変速を実行させる。

ＣＶＴ制御部１１Ｂは、変速制御部１１で決定された動作モードが第二前進モードである場合に、無段変速機構３５Ａの変速比を調整する。ＣＶＴ制御部１１Ｂは、第一シーブＳ１及び第二シーブＳ２のそれぞれの油圧サーボに油圧を供給して可動シーブを軸方向に移動させることにより、第一シーブＳ１及び第二シーブＳ２のそれぞれのＶ字状溝の溝幅を調整して、無段変速機構３５Ａの変速比を調整する。第一シーブＳ１及び第二シーブＳ２への供給油圧は、ＣＶＴ制御部１１Ｂからの油圧指令に応じて動作する油圧制御装置２２によって制御される。

ロックアップ制御部１２は、ロックアップクラッチ３３の係合の状態を制御する。本実施形態では、ロックアップクラッチ３３は、互いに係合する２つの係合部材どうしの摩擦力によって駆動力を伝達可能な油圧駆動式の摩擦係合装置である。なお、変速機構３５に含まれる第一クラッチＣ１、第二クラッチＣ２、及び第一ブレーキＢ１も、同様の摩擦係合装置となっている。ロックアップ制御部１２は、ロックアップクラッチ３３の係合の状態を、係合状態又は解放状態に制御する。ロックアップクラッチ３３への供給油圧は、ロックアップ制御部１２からの油圧指令に応じて動作する油圧制御装置２２によって制御される。

なお、「係合状態」は、摩擦係合装置で構成されるロックアップクラッチ３３に伝達トルク容量が生じている状態を意味する。伝達トルク容量は、摩擦係合装置で構成されるロックアップクラッチ３３が摩擦により伝達可能な最大トルクである。伝達トルク容量の大きさは、当該ロックアップクラッチ３３に備えられる一対の係合部材（入力側係合部材と出力側係合部材）を相互に押し付けあう圧力（係合圧）に比例して定まる。「係合状態」には、一対の係合部材間に回転速度差（スリップ）がない「直結係合状態」と、回転速度差がある「スリップ係合状態」とが含まれる。「解放状態」は、摩擦係合装置で構成されるロックアップクラッチ３３に伝達トルク容量が生じていない状態を意味する。

ロックアップ制御部１２は、例えばセンサ検出情報（主に、アクセル開度及び車速の情報）に基づいて、ロックアップクラッチ３３の係合の状態（主に、直結係合状態／解放状態）を切り替える制御を実行する。例えば、アクセル開度及び車速とそれに応じたロックアップクラッチ３３の係合の状態との関係がマップ等の形態で制御装置１に記憶されており、変速制御部１１は、当該マップとその時点のアクセル開度及び車速とに基づいて、ロックアップクラッチ３３を直結係合状態又は解放状態に制御すると良い。

また、ロックアップ制御部１２は、ステップ変速を行う場合に、本実施形態に特有の回転維持係合制御を実行するように構成されている。ロックアップ制御部１２は、第一前進モードから第二前進モードへのモード移行によって変速機構３５でステップ変速が実行される場合に、回転維持係合制御を実行する。本実施形態では、第一前進モードの変速比が第二前進モードでの最大変速比よりも大きく設定されており、典型的には、車両の発進時に第一前進モードが実現されるとともに、車速がある程度上昇すると第二前進モードに切り替えられる。そこで、ロックアップ制御部１２は、例えば車両の発進後に、加速するような状況で（内燃機関ＥＧの回転速度を上昇させて車速を上昇させる車両加速時に）、回転維持係合制御を実行する。また、ロックアップ制御部１２は、車両加速時に、回転維持係合制御に先立って、加速時ロックアップ係合圧制御を実行するように構成されている。

回転維持係合制御において、ロックアップ制御部１２は、ロックアップクラッチ３３をスリップ係合状態とするように制御するとともに、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度を予め定められた目標回転速度に追従させるようにロックアップクラッチ３３の係合圧を制御する。目標回転速度は、一定の回転速度に設定されることが好ましい。なお、「一定」とは、経時的に変化しないこと、若しくは、実質的には経時的に変化しないとみなせる程度に微増又は微減することを意味する。

ここで、車両加速時には、変速入力部材３４の回転速度は次第に上昇する（図４の時刻Ｔ０１〜Ｔ０５を参照）。この状態で入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度を一定の目標回転速度に追従させるため、ロックアップ制御部１２は、加速時ロックアップ係合圧制御を実行する。この加速時ロックアップ係合圧制御において、ロックアップ制御部１２は、入力部材３１の回転速度と変速入力部材３４の回転速度との差回転速度を次第に減少させるようにロックアップクラッチ３３の係合圧を制御する。

加速時ロックアップ係合圧制御において、ロックアップ制御部１２は、まず、ロックアップクラッチ３３の作動油室（図示せず）に、予め定められた待機圧の油を供給して当該ロックアップクラッチ３３に係合圧が生じ始める直前の状態とする係合準備制御を実行する。待機圧は、ロックアップクラッチ３３の作動油室に油が充填された際に、当該ロックアップクラッチ３３のピストン（図示せず）をストロークさせつつ、入力側係合部材と出力側係合部材と間の隙間が完全には詰まっていない状態とする油圧に設定されている。ロックアップ制御部１２は、係合準備制御の後、ロックアップクラッチ３３の作動油室に供給される油の油圧を待機圧から上昇させる係合圧上昇制御を実行する。

本実施形態では、ロックアップ制御部１２は、作動油室への供給油圧を待機圧から上昇させるタイミングを、入力部材３１の実回転速度と内燃機関ＥＧの目標回転速度とに基づいて決定する。具体的には、ロックアップ制御部１２は、入力部材３１の実回転速度が内燃機関ＥＧの目標回転速度よりも低い値に設定された基準回転速度Ｎｓ以上となったら、作動油室への供給油圧を待機圧から上昇させてロックアップクラッチ３３の係合圧を上昇させる。ここで、内燃機関ＥＧの目標回転速度は、当該内燃機関ＥＧが要求されるトルクを出力しつつ効率が最高になる回転速度（最高効率回転速度）に設定されている。基準回転速度Ｎｓは、最高効率回転速度よりも、ロックアップクラッチ３３の応答性を考慮して設定される設定差回転ΔＮｓだけ低い値に設定されている。設定差回転ΔＮｓは、例えば１００〜１５０〔ｒｐｍ〕程度の値に設定することができる。

さらに本実施形態では、ロックアップ制御部１２は、作動油室への供給油圧を待機圧から上昇させるタイミングを、待機時間（待機圧での経過時間）にも基づいて決定する。ロックアップ制御部１２は、少なくとも待機時間が予め定められた第一設定時間Ｔｓ１以上となったことを条件に、作動油室への供給油圧の上昇を許可する。すなわち、本実施形態のロックアップ制御部１２は、待機時間が第一設定時間Ｔｓ１以上となり、かつ、入力部材３１の実回転速度が基準回転速度Ｎｓ以上となったら、作動油室への供給油圧を待機圧から上昇させてロックアップクラッチ３３の係合圧を上昇させる。第一設定時間Ｔｓ１は、作動油室内の油圧が待機圧で安定するまでに要する時間として、実験的に求められて予め設定されると良い。

さらにロックアップ制御部１２は、入力部材３１の実回転速度が上述した基準回転速度Ｎｓ未満のままであっても、待機時間が予め定められた第二設定時間Ｔｓ２以上となったら、作動油室への供給油圧を待機圧から上昇させてロックアップクラッチ３３の係合圧を上昇させるように構成されている。ガードタイマーの判定基準となる第二設定時間Ｔｓ２は、例えば入力部材３１の回転速度が基準回転速度Ｎｓに到達するまでに要する時間の最長値として、実験的に求められて予め設定されると良い。

その後、変速機構３５でステップ変速が実行される場合には、その時点における車速と変速比とに応じて定まる変速入力部材３４の回転速度（以下、「同期回転速度」と言う。）が、ステップ変速の前後で大きく変化する（時刻Ｔ０５〜Ｔ０６）。かかる場合にも、ロックアップ制御部１２は、変速入力部材３４の回転速度変化によらずに入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度を予め定められた目標回転速度に追従させるように、ロックアップクラッチ３３の係合圧を制御する。ロックアップ制御部１２は、変速入力部材３４の回転速度変化によらずに入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度を一定の目標回転速度に追従させるように、ロックアップクラッチ３３の係合圧を制御する。

回転維持係合制御の具体的内容について、図４のタイムチャート及び図５のフローチャートを参照して説明する。アクセルが踏み込まれて車両が発進した後（時刻Ｔ０１）、所定時間経過後に、ロックアップクラッチ３３の油圧サーボ（作動油室）に高圧の油圧が予備充填される（時刻Ｔ０２、ステップ＃０１）。その後、作動油室への供給油圧が待機圧に保持されて、ロックアップクラッチ３３に係合圧が生じ始める直前の状態で待機される（時刻Ｔ０２〜Ｔ０３の後半、ステップ＃０２）。本実施形態では、この時刻Ｔ０２〜Ｔ０３におけるステップ＃０１，＃０２の処理が、「係合準備制御」に相当する。

この状態で、待機時間が第一設定時間Ｔｓ１以上となり、かつ、入力部材３１の実回転速度が内燃機関ＥＧの目標回転速度よりも低い値に設定された基準回転速度Ｎｓ以上となったか否かが判定される（ステップ＃０３）。待機時間が第一設定時間Ｔｓ１未満の間、又は、次第に上昇する入力部材３１の実回転速度が基準回転速度Ｎｓに未到達の間は（ステップ＃０３：Ｎｏ）、待機時間が第二設定時間Ｔｓ２に達したか否かが判定される（ステップ＃０４）。第二設定時間Ｔｓ２を経過するまでは（ステップ＃０４：Ｎｏ）、入力部材３１の実回転速度と基準回転速度Ｎｓとの大小関係が継続的に監視される。やがて第一設定時間Ｔｓ１以上の待機後に入力部材３１の実回転速度が基準回転速度Ｎｓに到達すると（ステップ＃０３：Ｙｅｓ）、ロックアップクラッチ３３の作動油室への供給油圧が次第に上昇される（ステップ＃０５）。本実施形態では、入力部材３１の実回転速度が基準回転速度Ｎｓに未到達のままであっても、待機時間が第二設定時間Ｔｓ２に到達すれば（ステップ＃０４：Ｙｅｓ）、ロックアップクラッチ３３の作動油室への供給油圧が次第に上昇される（ステップ＃０５）。本実施形態では、この時刻Ｔ０３の前後におけるステップ＃０３〜＃０５の処理が、「係合圧上昇制御」に相当する。

その後、ロックアップクラッチ３３への供給油圧を上昇させながら、ロックアップクラッチ３３の一対の係合部材が実際に係合を開始したか否か（ロックアップクラッチ３３が伝達トルク容量を持ち始めたか否か）が判定される（ステップ＃０６）。

このロックアップクラッチ３３の係合開始判定は、例えばその時点におけるロックアップクラッチ３３の分担トルクの算出値に基づいて実施することができる。ロックアップクラッチ３３の分担トルクは、内燃機関トルク、容量係数から定まるポンプトルク、及び内燃機関ＥＧのイナーシャトルクに基づいて算出される。ロックアップクラッチ３３の分担トルク、内燃機関トルク、容量係数から定まるポンプトルク、及び内燃機関ＥＧのイナーシャトルクをそれぞれ代数「Ｔｃ」、「Ｔｅ」、「Ｔｐ」、「Ｔｉ」を用いて表すと、ロックアップクラッチ３３の分担トルクＴｃは、
Ｔｃ＝Ｔｅ−Ｔｐ＋Ｔｉ
によって算出される。このロックアップクラッチ３３の分担トルクＴｃが上昇し始めることに基づいて、ロックアップクラッチ３３の係合開始を判定することができる。

本実施形態では、ロックアップクラッチ３３の係合開始判定がなされると（時刻Ｔ０４、ステップ＃０６；Ｙｅｓ）、その時点から、回転維持係合制御が実行される（ステップ＃０７）。回転維持係合制御では、変速入力部材３４の回転速度変化によらずに入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度を予め定められた目標回転速度に追従させるように、ロックアップクラッチ３３の係合圧を制御する。入力部材３１及び内燃機関ＥＧの目標回転速度は、例えば将来的に実現されることが予定されている第二前進モードにおける同期回転速度の予測値に基づいて設定することができる。すなわち、当該目標回転速度の推移が、将来の第二前進モードでの同期予測線と同程度の速度及び傾きとなるように、目標回転速度が設定されることが好ましい。

ロックアップ制御部１２は、設定された入力部材３１及び内燃機関ＥＧの目標回転速度を実現するための、ロックアップクラッチ３３の目標係合圧を決定し、当該目標係合圧に対応する油圧指令値を生成して出力する。ロックアップクラッチ３３の目標係合圧は、ロックアップクラッチ３３の目標伝達トルク容量に基づいて算出される。ロックアップクラッチ３３の目標伝達トルク容量は、内燃機関トルク、目標ポンプトルク、及び内燃機関ＥＧのイナーシャトルクに基づいて算出され、このうち目標ポンプトルクは、目標容量係数と、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの目標回転速度とに基づいて算出される。ロックアップクラッチ３３の目標伝達トルク容量、内燃機関トルク、目標ポンプトルク、内燃機関ＥＧのイナーシャトルク、目標容量係数、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの目標回転速度をそれぞれ代数「Ｔｃｔ」、「Ｔｅ」、「Ｔｐｔ」、「Ｔｉ」、「Ｃｔ」、「Ｎｅｔ」を用いて表すと、ロックアップクラッチ３３の目標伝達トルク容量Ｔｃｔは、
Ｔｃｔ＝Ｔｅ−Ｔｐｔ＋Ｔｉ
＝Ｔｅ−Ｃｔ・Ｎｅｔ＾２＋Ｔｉ
によって算出される。この算出値に基づき、ロックアップクラッチ３３に目標伝達トルク容量Ｔｃｔに等しい伝達トルク容量を生じさせるための、当該ロックアップクラッチ３３の目標係合圧が算出される。本実施形態のロックアップ制御部１２は、ロックアップクラッチ３３の係合圧を目標係合圧とするように、ロックアップクラッチ３３の係合圧のフィードフォワード制御を実行する。

さらに本実施形態では、ロックアップ制御部１２は、入力部材３１の実回転速度が目標回転速度Ｎｅｔに実際に追従するように、ロックアップクラッチ３３の係合圧のフィードバック制御を実行するように構成されている。ロックアップ制御部１２は、第一センサ４１で取得される入力部材３１の実回転速度と目標回転速度Ｎｅｔとの偏差と、所定のゲインとに基づき、当該偏差を打ち消すように、ロックアップクラッチ３３の係合圧のフィードバック制御を実行する。このように、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを併用することで、応答性良く、入力部材３１の実回転速度を目標回転速度Ｎｅｔに追従させることができる。

回転維持係合制御の実行により、時刻Ｔ０４〜Ｔ０５の期間では、第一前進モードにて、車速の上昇に伴って同期回転速度が相対的に大きな傾きで上昇する一方、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの実回転速度は、ほぼ一定ないし僅かに微減する態様で推移している。時刻Ｔ０５〜Ｔ０６の期間では、第一前進モードから第二前進モードへの切り替えに伴う第一クラッチＣ１と第二クラッチＣ２とのクラッチ・トゥ・クラッチ変速の実行中に、同期回転速度が低下している。その間、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの実回転速度は、引き続き、ほぼ一定ないし僅かに減少する態様で推移している。時刻Ｔ０６〜Ｔ０７の期間では、第二前進モードにて、無段変速機構３５Ａの変速比が最大変速比に固定された状態で、車速の上昇に伴って同期回転速度が第一前進モードよりも小さな傾きで上昇している。その間、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの実回転速度は、引き続き、ほぼ一定ないし僅かに減少する態様で推移している。なお、図４では、第二前進モードのうち、無段変速機構３５Ａの変速比が最大変速比に固定された状態を「２ｎｄ」と表示するとともに、無段変速機構３５Ａの変速比が無段階に変化する状態を「ＣＶＴ」と表示して、両者を区別している。

その後、回転維持係合制御は少なくとも第二前進モードにおいて無段変速が実行されるようになるまで実行される（ステップ＃０８；Ｙｅｓ）。本実施形態では、回転維持係合制御は、変速入力部材３４の回転速度と入力部材３１の回転速度との回転速度差が予め定められた設定差回転以下となる時点まで実行される。設定差回転は、変速入力部材３４と入力部材３１とが同期回転しているとみなすことができる回転速度差の範囲内の値（例えば２０〜１００〔ｒｐｍ〕等）に設定されている。

変速入力部材３４と入力部材３１とが同期回転するようになると（時刻Ｔ０８）、その後、ロックアップクラッチ３３が直結係合状態とされて（ステップ＃０９）、回転維持係合制御が終了される。

以上説明したように、本実施形態の制御装置１は、ロックアップクラッチ３３に係合圧が生じ始めた時点から変速入力部材３４と入力部材３１とが同期するまでの間、回転維持係合制御を実行する。この回転維持係合制御を実行することにより、第一前進モードから第二前進モードへの切替時に変速機構３５の変速比がステップ的に変化する場合であっても、変速入力部材３４の回転速度変化によらずに、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度の変化幅を小さく抑えることができる。

しかも、本実施形態では、回転維持係合制御における入力部材３１及び内燃機関ＥＧの目標回転速度Ｎｅｔは、将来の第二前進モードでの同期予測線に基づいて設定される。このため、第二前進モードにおいて無段変速機構３５Ａの変速比が最大変速比から小さくなり始めてロックアップクラッチ３３が直結係合される時点の前後でも、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度の変化幅を小さく抑えることができる。よって、例えば車両の発進時に第一前進モードから第二前進モードに切り替えられ、さらに第二前進モードにおいて無段変速機構３５Ａの変速比が最大変速比から変化し始めるまでの全期間に亘って、入力部材３１及び内燃機関ＥＧの回転速度の変化幅を小さく抑えることができる。

特に本実施形態のように、変速機構３５が並列に設けられた無段変速機構３５Ａと前後進切替機構３５Ｂとを含み、これらの連係によってステップ変速が実行される場合にも、車両の乗員にステップ変速の変速感を感じさせることが少ない。よって、実際にはステップ変速の実行後に無段変速が実行される場合にも、車両の乗員にほとんど変速感を与えることがなく、車両の発進時におけるドライバビリティを良好にすることができる。

さらに、本実施形態では、回転維持係合制御に先立つ加速時ロックアップ係合圧制御において、係合準備制御の後、入力部材３１の実回転速度が基準回転速度Ｎｓ以上となったら、ロックアップクラッチ３３の係合圧が上昇される。作動油室への供給油圧を待機圧から上昇させるタイミングを実回転速度基準とすることで、内燃機関ＥＧのトルク特性や流体継手３２の性能のバラツキによらずに、ロックアップクラッチ３３の係合圧を適切なタイミングで上昇させ始めることができる。よって、入力部材３１の回転速度を内燃機関ＥＧの目標回転速度に向けて円滑に推移させ、ドライバビリティを良好に維持することができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、基準回転速度Ｎｓの設定に関して具体例を示しつつ説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、基準回転速度Ｎｓは各種の要求事項を考慮して適宜設定されて良い。基準回転速度Ｎｓは、例えば内燃機関ＥＧの回転速度の変化率に応じて設定されても良い。この場合、内燃機関ＥＧの回転速度の変化率が大きくなるに従って内燃機関ＥＧの目標回転速度と基準回転速度Ｎｓとの差（設定差回転ΔＮｓ）を大きくするように設定されても良い。すなわち、内燃機関ＥＧの回転速度の変化率が相対的に大きければ基準回転速度Ｎｓがより低い値に設定され、内燃機関ＥＧの回転速度の変化率が相対的に小さければ内燃機関ＥＧの目標回転速度未満の範囲内で基準回転速度Ｎｓがより高い値に設定されても良い。

（２）上記の実施形態では、内燃機関ＥＧの目標回転速度の設定に関して具体例を示しつつ説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、内燃機関ＥＧの目標回転速度は各種の要求事項を考慮して適宜設定されて良い。

（３）上記の実施形態では、無段変速機構３５Ａと前後進切替機構３５Ｂとが並列に設けられ、第一前進モードから第二前進モードへの切替時に変速機構３５の変速比がステップ的に変化する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば前後進切替機構３５Ｂが前進走行時に複数の変速段（複数の固定変速比）を切替可能に構成され、当該前後進切替機構３５Ｂが単独でステップ変速を実行可能に構成されても良い。この場合、無段変速機構３５Ａと前後進切替機構３５Ｂとが直列に設けられても良い。また、変速機構３５が、無段変速機構３５Ａを含まずに、複数の変速段を切替可能な前後進切替機構３５Ｂ（有段変速機構）だけを含んで構成されても良い。これらの構成においても、制御装置１が加速時ロックアップ係合圧制御や回転維持係合制御を実行することで、車両加速時やステップ変速時におけるドライバビリティを良好に維持することができる。

（４）上述した各実施形態（上記の実施形態及びその他の実施形態を含む；以下同様）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で例示であって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

〔実施形態の概要〕
以上をまとめると、本開示に係る制御装置は、好適には、以下の各構成を備える。

内燃機関（ＥＧ）に駆動連結される入力部材（３１）と、車輪（Ｗ）に駆動連結される出力部材（３６）と、ロックアップクラッチ（３３）を有する流体継手（３２）を介して前記入力部材（３１）に駆動連結される変速入力部材（３４）と、前記変速入力部材（３４）と前記出力部材（３６）とを結ぶ動力伝達経路に設けられた変速機構（３５）と、を備えた車両用変速装置（３）を制御対象とする制御装置（１）であって、
前記内燃機関（ＥＧ）の回転速度を上昇させて車速を上昇させる車両加速時に、前記ロックアップクラッチ（３３）の係合圧を制御する加速時ロックアップ係合圧制御を実行し、
前記加速時ロックアップ係合圧制御において、前記入力部材（３１）の実回転速度が前記内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）よりも低い基準回転速度（Ｎｓ）以上となったら、前記ロックアップクラッチ（３３）の係合圧を上昇させる係合圧上昇制御を開始する。

この構成によれば、加速時ロックアップ係合圧制御の実行により、車両加速時に、変速入力部材（３４）の回転速度が車速に応じて上昇する場合にも、入力部材（３１）の回転速度を内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）に近い回転速度で推移させることができる。その際、ロックアップクラッチ（３３）の係合圧上昇制御の開始タイミングを、入力部材（３１）の実回転速度が内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）よりも低い基準回転速度（Ｎｓ）以上になった時とすることで、内燃機関（ＥＧ）の回転速度の変化特性に起因する悪影響を排除することができる。よって、経過時間基準でタイミングを決定する場合とは異なり、内燃機関（ＥＧ）のトルク特性や流体継手（３２）の性能のバラツキによらずに、次第に上昇する入力部材（３１）の実回転速度が基準回転速度（Ｎｓ）に到達するタイミングで、ロックアップクラッチ（３３）の係合圧を適切に上昇させ始めることができる。よって、入力部材（３１）の回転速度を内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）に向けて円滑に推移させ、ドライバビリティを良好に維持することができる。

一態様として、
前記係合圧上昇制御は、前記ロックアップクラッチ（３３）の作動油室に待機圧の油を供給して当該ロックアップクラッチ（３３）に係合圧が生じ始める直前の状態とする係合準備制御の後に、前記作動油室に供給される油の油圧を前記待機圧から上昇させる制御であることが好ましい。

この構成によれば、係合圧上昇制御に先立って係合準備制御を実行しておくことで、入力部材（３１）の実回転速度が基準回転速度（Ｎｓ）に到達した後、早期にロックアップクラッチ（３３）の係合圧を上昇させ始めることができる。よって、適切なタイミングで迅速に係合圧上昇制御を実行することができ、ドライバビリティを良好に維持することができる。

一態様として、
前記加速時ロックアップ係合圧制御において、前記ロックアップクラッチ（３３）に実際に係合圧が生じ始めたら、前記入力部材（３１）の回転速度を前記目標回転速度（Ｎｅｔ）に追従させるように前記ロックアップクラッチ（３３）の係合圧を制御することが好ましい。

この構成によれば、入力部材（３１）の回転速度を例えば経時変化の小さい目標回転速度（Ｎｅｔ）に追従させることで、入力部材（３１）及び内燃機関（ＥＧ）の回転速度の変化幅を小さく抑えることができる。よって、ドライバビリティを良好に維持することができる。また、例えば変速入力部材（３４）の回転速度が大きく変化するような場合であっても、ドライバビリティを良好に維持することができる。

一態様として、
前記内燃機関（ＥＧ）の回転速度の変化率に応じて、当該変化率が大きくなるに従って前記内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）と前記基準回転速度（Ｎｓ）との差を大きくすることが好ましい。

この構成によれば、内燃機関（ＥＧ）の回転速度が急上昇しているような状況では、入力部材（３１）の実回転速度が、内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）との関係でより低い値となる基準回転速度（Ｎｓ）に到達するタイミングで、ロックアップクラッチ（３３）の係合圧を上昇させ始める。よって、係合圧の上昇開始タイミングを相対的に早めることで、内燃機関（ＥＧ）の回転速度が急上昇している場合であってもそのオーバーシュートを抑制して、ドライバビリティを良好に維持することができる。一方、内燃機関（ＥＧ）の回転速度が緩やかに上昇しているような状況では、入力部材（３１）の実回転速度が、内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）との関係でより高い値となる基準回転速度（Ｎｓ）に到達するタイミングで、ロックアップクラッチ（３３）の係合圧を上昇させ始める。よって、係合圧の上昇開始タイミングを相対的に遅らせることで、内燃機関（ＥＧ）の回転速度の上昇が遅滞している場合であっても係合圧上昇による回転速度の落ち込みを抑制して、ドライバビリティを良好に維持することができる。すなわち、内燃機関（ＥＧ）の回転速度の変化率の大小に応じて内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）と基準回転速度（Ｎｓ）との差を調整することで、ロックアップクラッチ（３３）の係合圧を上昇させ始めるタイミングを微調整することができ、結果的にドライバビリティを良好に維持することができる。

一態様として、
前記変速機構（３５）は、前記出力部材（３６）の回転速度に対する前記変速入力部材（３４）の回転速度の比を無段階に変化させる無段変速機構（３５）を含み、
前記内燃機関（ＥＧ）の目標回転速度（Ｎｅｔ）が、前記内燃機関（ＥＧ）が要求されるトルクを出力しつつ効率が最高になる回転速度に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、要求されるトルクを出力しつつ効率が最高になる回転速度で内燃機関（ＥＧ）を駆動させて燃費向上を図りつつ、変速入力部材（３４）の回転速度と出力部材（３６）の回転速度との差を無段変速機構（３５）で吸収して車両を適切に走行させることができる。

本開示に係る制御装置は、上述した各効果のうち、少なくとも１つを奏することができれば良い。

１ 制御装置
３ 車両用変速装置
３１ 入力部材
３２ 流体継手
３３ ロックアップクラッチ
３４ 変速入力部材
３５ 変速機構
３５Ａ 無段変速機構
３６ 出力部材
ＥＧ 内燃機関
Ｗ 車輪
Ｎｅｔ 目標回転速度
Ｎｓ 基準回転速度

Claims (4)

1. 内燃機関に駆動連結される入力部材と、車輪に駆動連結される出力部材と、ロックアップクラッチを有する流体継手を介して前記入力部材に駆動連結される変速入力部材と、前記変速入力部材と前記出力部材とを結ぶ動力伝達経路に設けられた変速機構と、を備えた車両用変速装置を制御対象とする制御装置であって、
   前記内燃機関の回転速度を上昇させて車速を上昇させる車両加速時に、前記ロックアップクラッチの係合圧を制御する加速時ロックアップ係合圧制御を実行し、
   前記加速時ロックアップ係合圧制御において、前記入力部材の実回転速度が前記内燃機関の目標回転速度よりも低い基準回転速度以上となったら、前記ロックアップクラッチの係合圧を上昇させる係合圧上昇制御を開始し、
   前記内燃機関の回転速度の変化率に応じて、当該変化率が大きくなるに従って前記内燃機関の目標回転速度と前記基準回転速度との差を大きくする制御装置。
2. 前記係合圧上昇制御は、前記ロックアップクラッチの作動油室に待機圧の油を供給して当該ロックアップクラッチに係合圧が生じ始める直前の状態とする係合準備制御の後に、前記作動油室に供給される油の油圧を前記待機圧から上昇させる制御である請求項１に記載の制御装置。
3. 前記加速時ロックアップ係合圧制御において、前記ロックアップクラッチに実際に係合圧が生じ始めたら、前記入力部材の回転速度を前記目標回転速度に追従させるように前記ロックアップクラッチの係合圧を制御する請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記変速機構は、前記出力部材の回転速度に対する前記変速入力部材の回転速度の比を無段階に変化させる無段変速機構を含み、
   前記内燃機関の目標回転速度が、前記内燃機関が要求されるトルクを出力しつつ効率が最高になる回転速度に設定されている請求項１から３のいずれか一項に記載の制御装置。

Images