JP2005133782A - ロックアップクラッチ制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ロスストロークに対するプリチャージ制御において、プリチャージ制御波形を好適に学習することができるロックアップクラッチ制御装置を提供する。
【解決手段】 電子制御装置のCPUは、前期波形及び後期波形よりなるプリチャージ制御波形を出力してロスストロークに対する供給油圧のプリチャージ制御を行うとともに、ロックアップクラッチの接触ショックに基づきプリチャージ制御波形を学習制御する。プリチャージ制御波形の後期波形は、一定である後期波形出力圧P2に保持される。
【選択図】 図3

Description

本発明は、トルクコンバータに設けられたロックアップクラッチ機構を制御するロックアップクラッチ制御装置に関するものである。
従来、車両用自動変速機のロックアップクラッチ制御装置としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。このロックアップクラッチ制御装置は、ショックを抑制しつつ迅速にロックアップを作動させるために、ロスストロークに対応する油圧のプリチャージ制御においてその出力波形(プリチャージ制御波形)を学習制御している。
特許第2827691号公報
ところで、このロックアップクラッチ制御装置では、プリチャージ制御のロックアップ油圧指令値として最高圧近辺の高圧が所定時間継続される前期波形と、その後所定の時間勾配でランプ制御圧が設定される後期波形との組み合わせになるプリチャージ制御波形が設定され、ロックアップ作動圧がプリチャージされる。
従って、後期波形がランプ勾配を有することで、ロスストロークがランプ制御の初期で完了する場合と、ランプ制御の設定期間を経過してから完了する場合とで接触ショックが異なるために、例えば接触ショックに基づき後期波形であるランプ初期圧を学習する場合には、その補正量をどの程度行えばよいかの決定が困難になる。
本発明の目的は、ロスストロークに対するプリチャージ制御において、プリチャージ制御波形を好適に学習することができるロックアップクラッチ制御装置を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、トルクコンバータに設けられたロックアップクラッチ機構を制御するロックアップクラッチ制御装置であって、前期波形及び後期波形よりなるプリチャージ制御波形を出力してロスストロークに対する供給油圧のプリチャージ制御を行うとともに、摩擦材要素の接触ショックに基づき該プリチャージ制御波形を学習制御するロックアップクラッチ制御装置において、前記後期波形は、一定値に保持されることを要旨とする。
請求項2に記載の発明は、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、前記プリチャージ制御の終了時刻を経過して前記摩擦材要素が接触するとき、前記プリチャージ制御波形の学習制御を停止して前記後期波形に設定された一定値を増加補正する補正手段を備えたことを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、トルクコンバータに設けられたロックアップクラッチ機構を制御するロックアップクラッチ制御装置であって、ロックアップピストンを速やかに移動させるべく最高圧近辺に設定される前期波形及び該ロックアップピストンの移動に伴う摩擦材要素の接触ショックを緩和すべく該前期波形の設定値より小さい値に設定される後期波形よりなるプリチャージ制御波形を出力して、該ロックアップピストンがストロークするロスストロークに対する供給油圧のプリチャージ制御を行うとともに、エンジン回転速度変化から求められる該摩擦材要素の接触ショックに基づき該プリチャージ制御波形を学習制御するロックアップクラッチ制御装置において、前記後期波形は、一定値に保持されることを要旨とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のロックアップクラッチ制御装置において、前記プリチャージ制御の終了時刻を経過して前記摩擦材要素が接触するとき、前記プリチャージ制御波形の学習制御を停止して前記後期波形に設定された一定値を増加補正する補正手段を備えたことを要旨とする。
(作用)
請求項1又は3に記載の発明によれば、プリチャージ制御波形の後期波形は一定値に保持される。従って、摩擦材要素が接触するときの接触ショックは、プリチャージ制御中であればその接触タイミングに関係なく一定である。このため、プリチャージ制御波形は、摩擦材要素の接触タイミングによる接触ショックの変動を考慮することなく好適に学習される。
請求項2又は4に記載の発明によれば、前記プリチャージ制御の終了時刻を経過して前記摩擦材要素が接触するとき、すなわちロスストロークに対する供給油圧が不十分であるときには、前記プリチャージ制御波形の学習制御が停止され、後期波形に設定された一定値が増加補正される。このため、前記プリチャージ制御の終了時刻に対する前記摩擦材要素の接触時刻の遅れをその分だけ解消し、プリチャージ制御波形の学習制御を速やかに再開することができる。
以上詳述したように、請求項1乃至4に記載の発明では、ロスストロークに対するプリチャージ制御において、プリチャージ制御波形を好適に学習することができる。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図4に従って説明する。
図1は、本発明が適用されるパワートレインを車両に搭載したときの概略図である。この車両は、エンジン10と、ロックアップクラッチ付きトルクコンバータ20と、複数組の遊星歯車ユニットなどから構成された自動変速機30と、これらトルクコンバータ20及び自動変速機30に供給する油圧を制御する油圧制御回路40と、油圧制御回路40に制御信号を与える電子制御装置50とを備えている。そして、例えばアクセルペダル11の踏込みによって増減されるエンジン10の動力(エンジントルク)をトルクコンバータ20、自動変速機30、及び図示しないディファレンシャルを介して駆動輪へ伝達するように構成されている。
トルクコンバータ20は、流体式伝達機構20aと、流体式伝達機構20aと並列に連結されたロックアップクラッチ機構20bとからなる。流体式伝達機構20aは、エンジン10のクランク軸12に対しトルクコンバータ20のフロントカバー等を含む連結部材13を介して連結されたポンプ羽根車21と、自動変速機30の入力軸31に固定されるとともにポンプ羽根車21からの油を受けて回転するタービン羽根車22と、一方向クラッチ23を介してハウジング24に固定されるステータ羽根車25とから構成されている。トルクコンバータ20側からみると、連結部材13はエンジン10の出力軸であるクランク軸12と一体的に回転するように連結されたポンプ羽根車21を、自動変速機30の入力軸31は車両の駆動輪と一体的に回転するように連結されたタービン羽根車22をそれぞれ構成している。
ロックアップクラッチ機構20bは、図2に概略側面図を示したように、軸方向に移動可能に保持され両面に摩擦材が設けられたリング状プレートよりなる摩擦材要素としてのロックアップクラッチ26と、ロックアップクラッチ26の径方向内側に固定されたリング状のドライブプレート27と、ロックアップクラッチ26に対向するように連結部材13と一体的に構成されたクラッチ対向部13aと、自動変速機30の入力軸31と一体的に回転するように入力軸31に固定された第1ドリブンプレート28aと、リベットRにより第1ドリブンプレート28aに固定されたリング状の第2ドリブンプレート28bと、軸方向に移動可能であってロックアップクラッチ26をクラッチ対向部13aに押圧するためのロックアップピストン29と、複数のコイルスプリングSとから構成されている。
コイルスプリングSは、振動を吸収するダンパ機構を構成するものであって、第1及び第2ドリブンプレート28a,28bの適宜箇所に円周方向に沿って形成された長孔内に保持されている。コイルスプリングSは、ドライブプレート27(ロックアップクラッチ26)と第1ドリブンプレート28a(第2ドリブンプレート28b)との間に涙じれ角が発生したとき、ドライブプレート27と第1ドリブンプレート28aの間に弾発力を付与する。
ロックアップピストン29は、同ロックアップピストン29と連結部材13とにより画定される係合側油室R1内の油圧がロックアップクラッチ26とクラッチ対向部13aと第1ドリブンプレート28a等とにより画定される解放側油室R2内の油圧よりも高められたとき、ロックアップクラッチ26をクラッチ対向部13aに向けて押圧し、ロックアップクラッチ26をクラッチ対向部13aに接触させるようになっている(ロックアップクラッチ機構20bの係合状態)。
一方、ロックアップピストン29は、係合側油室R1よりも解放側油室R2内の油圧が高められたとき、ロックアップクラッチ26をクラッチ対向部13aから離間させるようになっている(ロックアップクラッチ機構20bの非係合(解放)状態)。
自動変速機30は、入力軸31と、ディファレンシャル等を介して車両の駆動輪に連結された出力軸32とを備えている。自動変速機30は、複数の油圧式摩擦係合装置の係合・非係合の組合わせに応じて複数の前進ギヤ段及び後進ギヤ段の1つを選択的に成立させ、選択されたギヤ段に応じて入力軸31と出力軸32とを回転させる周知の有段式遊星歯車装置として構成されている。
油圧制御回路40は、電子制御装置50からの信号によりオン・オフ駆動される第1電磁弁41及び第2電磁弁42を備えており、これら電磁弁のオン・オフ駆動の組み合わせにより遊星歯車装置の油圧式摩擦係合装置を選択的に作動させるように構成されている。
また、油圧制御回路40は、ロックアップクラッチ機構20bの係合・非係合を制御するために前述の係合側油室R1及び解放側油室R2に供給される各油圧を制御するための第3電磁弁43を備えている。ロックアップクラッチ機構20bの係合に際して第3電磁弁43は、電子制御装置50からの後述のロックアップ油圧指令値Pに応じた油圧を係合側油室R1に供給するとともに、解放側油室R2に一定油圧を供給する。このとき、係合側油室R1内の油圧と解放側油室R2内の油圧との差圧がロックアップクラッチ26のクラッチ対向部13aに対する係合圧となる。
電子制御装置50は、CPU51、ROM52、RAM53及びインターフェース54,55等からなるマイクロコンピュータであって、アクセルスイッチ61、エンジン回転速度センサ62、入力軸回転速度センサ63及び出力軸回転速度センサ64と接続されている。
上記アクセルスイッチ61は、例えばアクセルペダル11の操作・非操作に応じてオン・オフ設定されるスロットル信号Thとして電子制御装置50に入力している。また、エンジン回転速度センサ62は、エンジン10の回転速度を検出してエンジン回転速度Ne(ポンプ羽根車21の回転速度に相当)として電子制御装置50に入力している。入力軸回転速度センサ63は、自動変速機30の入力軸31の回転速度を検出して入力軸回転速度Ni(タービン羽根車22の回転速度に相当)として電子制御装置50に入力している。出力軸回転速度センサ64は、自動変速機30の出力軸32の回転速度を検出して出力軸回転速度Noとして電子制御装置50に入力している。
電子制御装置50のCPU51は、RAM53の記憶機能を利用しつつROM52に記憶されたプログラムに従って各種入力信号を処理し、自動変速機30の変速制御及びロックアップクラッチ機構20bの制御を実行するものであり、インターフェース55を介して各電磁弁41〜43を駆動制御する。
すなわち、自動変速機30の変速制御において、CPU51は予めROM52に記憶された複数の変速線図から実際の変速段に対応した変速線図を選択する。そして、CPU51は選択した変速線図からアクセル開度と出力軸回転速度Noから演算された車速とに基づいて変速段を決定し、この変速段が得られるように第1及び第2電磁弁41,42を駆動する。
また、ロックアップクラッチ機構20bの制御において、CPU51は予めROM52に記憶された複数の制御領域、すなわちロックアップオフ領域、スリップ領域及びロックアップオン領域からそのときの車両の状態に対応したいずれかの制御領域を選択する。なお、一般的にロックアップオン領域は、車両の高速走行時やエンジンブレーキがかかるエンジン10の被駆動状態(例えば、坂道走行時やアクセルペダル11の非操作時など)で設定される。そして、CPU51は選択した制御領域に基づいてロックアップクラッチ機構20bの係合・非係合を選択制御するように油圧制御回路40を介して第3電磁弁43を駆動する。
ここで、本実施形態において、ロックアップクラッチ機構20bを非係合状態から係合状態へと推移させるロックアップ作動時の油圧制御態様の一例について説明する。図3は、エンジン回転速度Ne及び入力軸回転速度(タービン回転速度)Ni、ロックアップ油圧指令値Pの推移を示すタイムチャートである。
同図に示されるように、所定要件を満たす時刻t0でロックアップクラッチ機構20bを非係合状態から係合状態へと推移させるべく、電子制御装置50のCPU51は制御不感帯域(ロスストローク域)に対応した油圧のプリチャージ制御を開始する。この制御不感帯域は、ロックアップクラッチ26が非接触であって第3電磁弁43による油圧制御を開始してもこれに起因して車両の回転速度変化が起きない領域である。
このプリチャージ制御の開始により、CPU51は、第3電磁弁43を駆動するロックアップ油圧指令値Pの前期波形として所定の前期波形出力圧P1を有する指令値を時刻t1まで出力する。この前期波形出力圧P1を有する指令値の出力は、ロックアップピストン29を速やかに移動させるためのものである。従って、この前期波形出力圧P1は、最高圧近辺(油圧制御回路40のライン圧)に設定されている。
続いて、CPU51は、上記ロックアップ油圧指令値Pの後期波形として後述の態様でCPU51により補正される後期波形出力圧P2を有する指令値を時刻t2まで出力する。この後期波形出力圧P2は、前期波形出力圧P1よりも小さい値に設定されている。これは、ロックアップクラッチ26が非接触から接触に切り替わる手前でロックアップ油圧指令値Pを抑制し、接触ショックを緩和するためのものである。
つまり、プリチャージ制御におけるロックアップ油圧指令値Pは、一定値である前期波形出力圧P1を有する前期波形と、一定値である後期波形出力圧P2を有する後期波形とからなるプリチャージ制御波形にて構成されている。特に、後期波形出力圧P2、前期波形及び後期波形の各継続時間は、周知のプリチャージ制御波形学習において設定されるものである。
そして、CPU51は、時刻t2で油圧のプリチャージ制御を終了すると、ロックアップクラッチ26の接触による制御可能域に対応して油圧のフィードバック制御を開始する。この制御可能域は、ロックアップクラッチ26が接触し第3電磁弁43による油圧制御によって車両の回転速度変化が制御可能な領域である。このとき、CPU51は、第3電磁弁43を駆動するロックアップ油圧指令値Pに対する周知のフィードバック演算を実行し、このフィードバック演算値を出力する。これにより、時刻t2以降はロックアップ油圧指令値Pは徐々に増加していく。
ここで、本実施形態では、基本的にプリチャージ制御において後期波形が設定される期間中(時刻t1〜t2)にロックアップクラッチ26を接触させて制御不感帯域から制御可能域へと切り替えるようにしている。これは、ロックアップクラッチ26が非接触から接触に切り替わるときの圧力(後期波形出力圧P2)を一定にすることでこのときの接触ショックが接触タイミングによらず常に一定になり、周知の手法によるプリチャージ制御波形の学習においてどの程度の後期波形出力圧P2の補正を行えばよいかを定量的に把握しやすくするためである。図3では、プリチャージ制御において後期波形が設定される期間中である時刻t3において制御不感帯域から制御可能域へと切り替わる例を示している。
一方、このプリチャージ制御波形の学習において後期波形出力圧P2があまりに低く設定されてしまうと、当該期間中(時刻t1〜t2)にロックアップピストン29が戻ることもあり得る。このとき、制御不感帯域から制御可能域への切り替え(ロックアップクラッチ26の接触)がプリチャージ制御の終了時刻(t2)までに行われずにフィードバック制御に移行してしまう。図3では、フィードバック制御の移行後である時刻t3’において制御不感帯域から制御可能域へと切り替わる例を2点鎖線にて併せて示している。そこで、以下に説明するように、この場合にCPU51は後期波形出力圧P2を増加補正して次回のプリチャージ制御の後期波形に反映し、当該期間中にロックアップクラッチ26が接触できるように補正する。
なお、制御不感帯域から制御可能域へと切り替わるとき、ロックアップクラッチ機構20bに供給される油圧によりエンジン回転速度Neが減少し始め、エンジン回転速度Neと入力軸回転速度(タービン回転速度)Niとの偏差が縮小する。CPU51は、これらエンジン回転速度Neと入力軸回転速度(タービン回転速度)Niとの偏差等により、制御不感帯域から制御可能域への切り替わり時刻、すなわちロックアップクラッチ26の接触時刻を検出する。
次に、本実施形態のロックアップ制御に係るプリチャージ制御波形の演算態様について図4のフローチャートに基づき以下に説明する。なお、このルーチンは、エンジン回転速度Neと入力軸回転速度Niとが一致し、ロックアップの作動が完了判定されることを起動条件として開始されるものである。
処理がこのルーチンに移行すると、CPU51はステップ101において、先のロックアップ作動時にロックアップクラッチ26の接触時刻(t3)がプリチャージ制御の終了時刻(t2)よりも早かったか否かを判断する。そして、ロックアップクラッチ26の接触時刻がプリチャージ制御の終了時刻よりも早かったと判断されると、CPU51はステップ102に移行してプリチャージ制御波形学習を行う。具体的には、CPU51は、エンジン回転速度変化やロックアップクラッチトルクに基づく周知の手法でロックアップクラッチ26の接触ショックを求め、これに基づきプリチャージ制御波形学習を行う。これにより、例えば後期波形の出力圧(P2)やその継続時間等が学習補正される。プリチャージ制御波形学習を行ったCPU51は、その後の処理を終了する。
一方、ステップ101においてロックアップクラッチ26の接触時刻がプリチャージ制御の終了時刻よりも早くはなかったと判断されると、プリチャージ制御波形学習ができないことからCPU51はステップ103に移行して現在の後期波形出力圧P2に所定圧ΔPを加算したものを新たな後期波形出力圧P2として更新し、その後の処理を終了する。
これにより、後期波形出力圧P2を所定圧ΔPだけ増加させた分、ロックアップピストン29の応答速度が増加し、次回のロックアップ作動時にはプリチャージ制御中でのロックアップクラッチ26の接触を実現しうる。これにより、上述の態様で接触ショックが求められ、これに対応してプリチャージ制御波形学習が可能になる。
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
(1)本実施形態では、プリチャージ制御波形の後期波形は後期波形出力圧P2に保持される。従って、ロックアップクラッチ26が接触するときの接触ショックは、プリチャージ制御中であればその接触タイミングに関係なく一定である。このため、プリチャージ制御波形を、ロックアップクラッチ26の接触タイミングによる接触ショックの変動を考慮することなく好適に学習することができる。
(2)本実施形態では、プリチャージ制御の終了時刻(t2)を経過してロックアップクラッチ26が接触するとき、すなわちロスストロークに対する供給油圧が不十分であるときには、プリチャージ制御波形の学習制御が停止され、後期波形出力圧P2が所定圧ΔPだけ増加補正される。このため、プリチャージ制御の終了時刻に対するロックアップクラッチ26の接触時刻の遅れをその分だけ解消し、プリチャージ制御波形の学習制御を速やかに再開することができる。
(3)本実施形態では、後期波形出力圧P2に対する補正量は、所定圧ΔPであるため、演算負荷を増大させることなく後期波形出力圧P2を増加補正できる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態においては、後期波形出力圧P2の増加補正量を所定圧ΔPとしたが、プリチャージ制御の終了時刻とロックアップクラッチ26の接触時刻との偏差が大きいほど大きくなるように設定してもよい。この場合、プリチャージ制御の終了時刻に対するロックアップクラッチ26の接触時刻の遅れ分を速やかに解消し、後期波形の学習制御を再開することができる。
・前記実施形態において、ロックアップクラッチ26の接触ショックに基づくプリチャージ制御波形の学習態様は一例である。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(イ)請求項2又は4に記載のロックアップクラッチ制御装置において、前記補正手段による前記後期波形に設定された一定値に対する補正量は、所定値であることを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。この技術的思想によれば、演算負荷を増大させることなく後期波形に設定された一定値が増加補正される。
(ロ)請求項2又は4に記載のロックアップクラッチ制御装置において、前記補正手段による前記後期波形に設定された一定値に対する補正量は、前記プリチャージ制御の終了時刻と前記摩擦材要素の接触時刻との偏差が大きいほど大きく設定されることを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。この技術的思想によれば、前記プリチャージ制御の終了時刻と前記摩擦材要素の接触時刻との偏差が大きいほど、すなわちロスストロークに対する供給油圧が不十分であるほど前記後期波形が大きく増加補正される。このため、前記プリチャージ制御の終了時刻に対する前記摩擦材要素の接触時刻の遅れ分を速やかに解消し、後期波形の学習制御を再開することができる。
(ハ)請求項2、4、上記(イ)、(ロ)のいずれか1項に記載のロックアップクラッチ制御装置において、前記摩擦材要素の接触時刻は、エンジン回転速度とタービン回転速度との偏差に基づき検出されることを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。
本発明の一実施形態が適用されるパワートレインの概略図。 同実施形態のロックアップクラッチ機構を示す側面図。 同実施形態の制御態様を示すタイムチャート。 同実施形態の制御態様を示すフローチャート。
符号の説明
20…トルクコンバータ、20b…ロックアップクラッチ機構、26…摩擦材要素としてのロックアップクラッチ、50…補正手段を構成する電子制御装置。

Claims (4)

  1. トルクコンバータに設けられたロックアップクラッチ機構を制御するロックアップクラッチ制御装置であって、前期波形及び後期波形よりなるプリチャージ制御波形を出力してロスストロークに対する供給油圧のプリチャージ制御を行うとともに、摩擦材要素の接触ショックに基づき該プリチャージ制御波形を学習制御するロックアップクラッチ制御装置において、
    前記後期波形は、一定値に保持され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、
    前記プリチャージ制御の終了時刻を経過して前記摩擦材要素が接触するとき、前記プリチャージ制御波形の学習制御を停止して前記後期波形に設定された一定値を増加補正する補正手段を備えたことを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。
  3. トルクコンバータに設けられたロックアップクラッチ機構を制御するロックアップクラッチ制御装置であって、ロックアップピストンを速やかに移動させるべく最高圧近辺に設定される前期波形及び該ロックアップピストンの移動に伴う摩擦材要素の接触ショックを緩和すべく該前期波形の設定値より小さい値に設定される後期波形よりなるプリチャージ制御波形を出力して、該ロックアップピストンがストロークするロスストロークに対する供給油圧のプリチャージ制御を行うとともに、エンジン回転速度変化から求められる該摩擦材要素の接触ショックに基づき該プリチャージ制御波形を学習制御するロックアップクラッチ制御装置において、
    前記後期波形は、一定値に保持されることを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。
  4. 請求項3に記載のロックアップクラッチ制御装置において、
    前記プリチャージ制御の終了時刻を経過して前記摩擦材要素が接触するとき、前記プリチャージ制御波形の学習制御を停止して前記後期波形に設定された一定値を増加補正する補正手段を備えた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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