JP2006162002A - トルクコンバータのスリップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力トルクの変動を考慮してオープンループ制御中にクラッチ容量が過多になるのを抑制する。
【解決手段】オープンループ制御手段は、トルクコンバータのタービン回転速度を検出し、車両の運転状態に基づいてエンジン回転数と前記タービン回転速度の差の目標値である目標スリップ回転速度を設定し（Ｓ１００）、目標スリップ回転速度をトルクコンバータの滑りトルク相当値に変換し（Ｓ１０３）、トルクコンバータに入力されるエンジントルク推定値（Ｓ１０４）から滑りトルク相当値を差し引いたものをロックアップクラッチ締結容量として演算し（Ｓ１０５）、このロックアップ容量に基づいてロックアップクラッチの締結状態を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータのスリップ制御装置の改良に関するものである。

従来から、無段変速機を含む自動変速機の動力伝達系に介装されたトルクコンバータのロックアップ制御装置は、トルクコンバータ（トルコン）の滑りに起因する燃費の悪化を低減するために、トルク増大作用や変速ショック吸収機能を必要としない運転領域において、トルクコンバータの入出力要素間を直結状態とするロックアップモードを備え、この他に、入出力要素間を完全解放し、流体を介してトルク伝達を行なうコンバータモードと、ロックアップクラッチを半締結状態とし、所定のスリップ状態を維持するスリップモードの合わせて３つのモードを備えたものが知られており、上記３つのモードを運転状態により適宜切り換えている。この動作モードの切り替えは、ロックアップ差圧を変化させる事により行ない、最小圧の場合はコンバータ状態、最大圧の場合はロックアップ状態となる。

このうち、コンバータ状態からロックアップ状態に切り替える場合や、コンバータ状態からスリップ状態に切り替える場合においては、所定のロックアップ差圧まではオープンループ制御で昇圧し、その後スリップ制御に切り替え、滑らかにロックアップ状態に移行する事や、スリップ制御を継続する事で所定のスリップ状態を維持する事が行なわれている（例えば、特許文献１）。
特開平６−９４１２３号

しかしながら、上記従来技術では、ロックアップクラッチを制御する締結圧に対して、時間経過とともに所定の変化量を加算するため、ロックアップクラッチを締結する過程において、スロットル（またはアクセルペダル）を閉じたことによりエンジントルク（入力トルク）が減少するような場合、所定の変化量を加算する従来の方法では、減少するエンジントルクに対して速やかに対応できない。このため、クラッチ容量が過多になる現象を回避できずに、締結ショックやエンジン回転の急激な落ち込みなどが発生するという問題があった。

そこで本発明は、入力トルクの変動を考慮してオープンループ制御中にクラッチ容量が過多になるのを抑制することを目的とする。

本発明は、ロックアップクラッチを備えてエンジンと自動変速機の間に介装されたトルクコンバータと、車両の運転状態に基づいて、前記トルクコンバータがコンバータ状態からスリップ状態へ移行する際に、オープンループ制御によりロックアップクラッチの締結状態を制御するオープンループ制御手段と、前記ロックアップクラッチの締結状態に応じて前記自動変速機の変速を行う変速制御手段と、を備えたロックアップクラッチのスリップ制御装置において、
前記オープンループ制御手段は、トルクコンバータのタービン回転速度を検出し、車両の運転状態に基づいてエンジン回転数と前記タービン回転速度の差の目標値である目標スリップ回転速度を設定し、前記目標スリップ回転速度を前記トルクコンバータの滑りトルク相当値に変換して、前記トルクコンバータに入力されるエンジントルク推定値から前記滑りトルク相当値を差し引いたものをロックアップクラッチ締結容量として演算し、このロックアップ容量に基づいてロックアップクラッチの締結状態を制御する。

したがって、本発明によれば、足戻しによりスロットル開度が減少した場合には、エンジントルク推定値から滑りトルク相当値を減算した値をロックアップクラッチ締結容量として用いているため、必ずエンジントルクよりも低い値を設定することになり、過渡において発生する昇圧過多の現象を回避でき、締結ショックやエンジン回転の急激な落ち込みなどを防いで、円滑なロックアップ制御を実現できる。また、踏み増しによりスロットル開度が増加した場合は、増加したエンジントルクに連動してロックアップ制御も増加する事になり、過渡において発生する昇圧不足の現象を回避でき、不要なエンジン回転速度の上昇を防いで円滑なロックアップ制御を実現できる。

さらに、目標スリップ回転速度は設計者がオープンループ制御中に徐々に減少させたいスリップ回転速度の変化特性を表しているため、この目標スリップ回転速度を滑りトルクに換算した後、エンジントルク推定値から減算した値は、時間経過によって変化するスリップ回転速度の変化特性を具現化するロックアップ容量の変化特性となる。これにより、設計者は減少させたいスリップ回転の特性を設定するだけで、つまり目標スリップ回転の設定をするだけで、所望のロックアップ容量の増加を実現できることになる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のシステム構成を示す概略図である。

この図１において、１は無段変速機を含む自動変速機等の動力伝達系に介装されたトルクコンバータを示し、内部作動流体を介して入出力要素間での動力伝達を行うものである。

トルクコンバータ１は、更にトルクコンバータ出力要素（タービン）と共に回転するロックアップクラッチ２を内蔵し、このロックアップクラッチ２は、トルクコンバータ入力要素（インペラ）に締結されるとき、トルクコンバータ１を入出力要素間が直結されたロックアップ状態にするものとする。

ロックアップクラッチ２は、その両側（前後）におけ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ＰＡ−ＰＲに応動し、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも高いとロックアップクラッチ２は開放されてトルクコンバータ入出力要素間を直結せず、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも低くなる時ロックアップクラッチ２は締結されてトルクコンバータ入出力要素間を直結するものである。

そして、上記後者の締結に際して、ロックアップクラッチ２の締結力、つまりロックアップ容量（ロックアップクラッチ締結容量）は、上記の差圧ＰＡ−ＰＲにより決定し、この差圧が大きい程ロックアップクラッチ２の締結力が増大してロックアップ容量を増大する。

差圧ＰＡ−ＰＲは、周知のロックアップ制御弁３により制御し、このロックアップ制御弁３には、アプライ圧ＰＡおよびレリーズ圧ＰＲを相互に対向するように作用させ、更にアプライ圧ＰＡと同方向にばね３ａの付勢力を、またレリーズ圧ＰＲと同方向にばね力を作用させ、同時にレリーズ圧ＰＲと同方向に信号圧Ｐｓをそれぞれ作用させる。

ロックアップ制御弁３は、これら油圧とバネの付勢力が釣り合うよう差圧ＰＡ−ＰＲを決定する。

ここでロックアップ制御弁３にかかる信号圧Ｐｓは、ポンプ圧ＰＰを元圧としてロックアップソレノイド４がロックアップデューティに応じて作り出すもので、マイクロコンピュータなどで構成されるコントローラ５は、ロックアップソレノイド４を介して差圧ＰＡ−ＰＲを制御する。

コントローラ５には、車両の走行状態やドライバーの運転状況を示す信号、例えば、自動変速機に設けた出力軸回転センサ９からの信号、トルクコンバータ１のタービン回転センサ８からのタービン回転速度（入力軸回転速度またはプライマリ回転速度）Ｎｔを示す信号、トルクコンバータ１への入力回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）を検出するインペラ回転センサ７からのポンプインペラ回転速度を示す信号、スロットル開度センサ１０からの信号（スロットル開度ＴＶＯまたはアクセル操作量）、油温センサ１１からの信号などが入力され、これらの検出信号によりロックアップクラッチ２の締結や解放あるいはスリップなどの制御を行う。なお、車速ＶＳＰは出力軸回転センサ９が検出した出力軸回転速度に所定の定数を乗じて求めるものとする。

コントローラ５は、オープンループ制御とスリップ制御（フィードフォワード制御＋フィードバック制御）とを切り換えてスリップロックアップを行うもので、ロックアップソレノイド４を駆動するロックアップデューティ（図２のＳ_DUTY）を決定するとともに、電源電圧信号６に応じてロックアップデューティの補正を行う。

次に、コントローラ５で行われる制御のうち、オープンループ制御中におけるロックアップ差圧の指令値演算処理について図２の制御系構成図に基づき説明する。なお、図２では、オープンループ制御に関与しない他のスリップ制御などの領域における機能ブロックは省略した。

目標スリップ回転演算部Ｓ１００では、車速ＶＳＰとスロットル開度ＴＶＯ（またはアクセル操作量）と油温Ｔ_ATF等に基づき、オープンループ制御中のスリップ回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ−タービン回転速度Ｎｔ）の制御目標値である目標スリップ回転速度Ｔslpを設定する。

規範モデルＳ１０１では、目標スリップ回転速度Ｔslpを設計者の意図する応答になるように予め設定した補償用フィルタを通過させ、次式により規範応答Ｔslp＿refを算出する。

ただし、Ｇ_R（Ｓ）は規範モデルであり、設計者の意図する目標応答が得られるような伝達関数を設定する。

なお、オープンループ制御開始時点ではＴslp＿refは実スリップ回転速度に初期化するものとする。

目標スリップ回転Ｔslpの設定については、特開２００４−１４４２６２号公報等に開示される公知の手法で行い、発進直後のタービン回転速度Ｎｔが上昇しているような過程においても、設計者の意図するスリップ回転速度の減少パターンを設定できる。また、規範応答Ｔslp＿refは、特許第０３２４０９７９号等に開示されている通り、ロックアップ制御の開始時に実スリップ回転速度で初期化することで、制御開始時には実スリップ回転と同じ値となり、時間経過に伴い設定された目標スリップ回転に収束する後述の図１０のような応答を示す。

スリップ回転速度ゲイン演算部Ｓ１０２では、図５に示したタービン回転速度Ｎｔに応じたスリップ回転ゲインｇＳＬＰＣのマップから、現在のタービン回転速度Ｎｔに対応したスリップ回転ゲインｇＳＬＰＣを検索して求める。なお、図５は、タービン回転速度Ｎｔに応じたスリップ回転ゲインｇＳＬＰＣのマップで、タービン回転速度Ｎｔが増大するにつれてスリップ回転ゲインｇＳＬＰＣが小さくなるように設定される。

コンバータトルク演算部Ｓ１０３では、タービン回転速度Ｎｔのときに規範応答Ｔslp＿ref相当のスリップ回転速度を達成するためのコンバータトルク（滑りトルク）ｔＣＮＶを、

より算出する。

エンジン出力トルク推定部Ｓ１０４では、図４に示すエンジン全性能マップを用いて、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度ＴＶＯから、エンジントルクマップ値ｔＥＳを検索し、このマップ値ｔＥＳにエンジンの動特性を時定数Ｔ_EDの一次遅れとした場合のフィルタを通過させて、次式よりエンジントルク推定値ｔＥＨを求める。

ロックアップクラッチ締結容量演算部Ｓ１０５では、次式のようにエンジントルク推定値ｔＥＨからコンバータトルクｔＣＮＶＣを減算して、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpを算出する。つまり、オープンループ制御中の昇圧量となるロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpは、目標スリップ回転速度ＴslpをコンバータトルクｔＣＮＶＣ（滑りトルク）相当に換算し、この換算した量をエンジントルク推定値ｔＥＨから差し引いたものとなる。

ロックアップクラッチ締結容量制限部Ｓ１０６では、後述する図３のフローチャートに従い、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpを制限するためのロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjを算出する。

ロックアップクラッチ締結圧指令値演算部Ｓ１０７では、図９に示すロックアップクラッチ容量マップから現在のロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpを達成するためのロックアップクラッチ締結圧指令値ＰＬＵＣを検索する。なお、図９のマップは、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpが増大するにつれて、ロックアップクラッチ締結圧ＰＬＵＣが増大するように設定される。

ソレノイド駆動信号演算部Ｓ１０８では、実際のロックアップクラッチ締結圧をロックアップクラッチ締結圧指令値ＰＬＵＣにするためのロックアップデューティＳＤＵＴＹを決定する。なお、ロックアップクラッチ締結圧指令値ＰＬＵＣからロックアップデューティＳＤＵＴＹを求める際には、マップなどを用いて演算する。

以上の手順により、エンジントルク推定値ｔＥＨを考慮したオープンループ制御中のロックアップ容量の算出を行なうが、規範モデルＳ１０１にて規範応答Ｔslp＿refのオープンループ制御開始時の値は、実スリップ回転速度に初期化されているため、制御開始時のロックアップ容量ｔＬＵslpは実スリップ回転速度相当のトルク値をエンジントルク推定値ｔＥＨから減算したものとなる。

次に、図２のロックアップクラッチ締結容量制限部Ｓ１０６における、ロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjの算出処理について図３のフローチャートに基づき説明する。なお、図３のフローチャートは所定の周期（例えば、数十msec）で実行されるものである。

ステップＳ１では、オープンループ制御が今回初めてかどうか判定し、初めてであれば初期容量の設定を行なうためにステップＳ２へ進み、初めてではなかった場合はステップＳ８へ進む。なお、オープンループ制御が初回であるか否かの判定は、ロックアップ制御中を示すフラグなどを参照し、このフラグがロックアップ制御中でなければオープンループ制御の初回であると判定するとともに、このフラグをロックアップ制御中にセットする。なお、このフラグはロックアップ制御の完了時にリセットされる。

ステップＳ２では後述（ステップＳ１９）の昇圧処理において切替過渡時に使用する切替カウンタＭＣＮＴをリセットする。なお、本実施形態では切替カウンタＭＣＮＴ＝４にリセットする。

ステップＳ３では、図６に示すマップから現在のスロットル開度ＴＶＯに応じたロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxを算出し、このロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxと図２のロックアップクラッチ締結容量演算部Ｓ１０５にて算出したロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpとを次式により比較する。

この（５）式を満足する場合（ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpが上限値ＩＮ
ＩＴmaxより大）にはロックアップクラッチ締結容量の上限値制限を行なうためにステップＳ５へ進み、そうでなければステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、図６より現在のスロットル開度ＴＶＯに応じたロックアップ初期容量下限値ＩＮＩＴminを算出し、このロックアップ初期容量下限値ＩＮＩＴminとロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpとを次式により比較する。

この（６）式を満足する場合（ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpが下限値ＩＮＩＴmin未満）には、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpの下限値制限を行なうためにステップＳ６へ進み、そうでなければステップＳ７へ進む。

ステップＳ５ではロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpの上限値制限を行なうために、ロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjを、上記ロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxに制限する。

そしてステップＳ８およびステップＳ１２にて使用する制御判別のためのセレクタＰＳＥＬを１に設定し、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ６ではロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpの下限値制限を行なうために、ロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjを上記下限値ＩＮＩＴminに制限する。そしてセレクタＰＳＥＬを２に設定し、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ７ではロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpの制限を行なわず、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpをそのままロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjとして設定する。そしてＰＳＥＬを０に設定し、ステップＳ２２へ進む。

以上、ステップＳ２〜７にてオープンループ制御初回における初期容量の設定を行なう。

続いて、オープンループ制御の２回目以降の処理について説明する。

ステップＳ８では、上記初期容量設定時に設定した制御判別のためのセレクタＰＳＥＬを判定し、０であれば初期容量制限をしていないためステップＳ２１へ進む。そうでなければ（ＰＳＥＬが１もしくは２であれば）上限もしくは下限の制限を行うためステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、図７のマップから、現在のスロットル開度ＴＶＯに応じたロックアップ容量変化量△ＴＬＵを算出する。この図７のマップは、スロットル開度ＴＶＯが大きくなるにつれてロックアップ容量変化量ΔＴＬＵが増大するように設定される。

ステップＳ１０では、後述するステップＳ２２にて記録した１サイクル前のロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵ＿zに、次式のように前述のロックアップ容量変化量△ＴＬＵを加算して、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlを求める。なお、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlは、エンジンの負荷状態に応じたロックアップクラッチ締結容量となる。

ステップＳ１１では、制御判別のためのセレクタＰＳＥＬの値を判定し、１であれば初期容量設定時に上限値制限ＩＮＩＴmaxを設定したためステップＳ１２へ進む。そうでなければ（既にステップＳ８にて０でないことを確認しているためＰＳＥＬ＝２である）下限値制限ＩＮＩＴminを設定したためステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１２では、上限値制限中であるためスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlとロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpとを次式により比較する。

そして、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlの方がロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpより大であれば、上限値制限を解除するためステップＳ１４へ進む。そうでなければ上限値制限を継続するためステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１３では、下限値制限中であるためスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlとロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpとを次式により比較する。

この比較で、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlの方がロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpより小さければ下限値制限を解除するためステップＳ１４へ進む。そうでなければ下限値制限を継続するためステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１４ではロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxもしくは下限値ＩＮＩＴminの制限を解除したことを示すために、セレクタＰＳＥＬを０にしてステップＳ２１へ進む。

ステップＳ１５では、ロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxもしくは下限値ＩＮＩＴminによる制限中であるため、図８のマップからスロットル開度ＴＶＯに応じた昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷを求め、この昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷと１サイクル前のロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵ＿ｚとを次式により比較する。

この比較結果で、前回のロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵ＿ｚが昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷよりも大であればステップＳ１７へ進み、制限を解除する処理を行なう。そうでなければステップＳ１６へ進む。なお、図８のマップは、スロットル開度ＴＶＯが所定値を超えると、スロットル開度ＴＶＯが大きくなるにつれて、昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷも大きくなるように設定される。

ステップＳ１６ではロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxもしくは下限値ＩＮＩＴminによる制限を継続するため、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlをロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjとして設定する。

ステップＳ１７では、初期容量設定時にステップＳ２にてリセットした切替カウンタＭＣＮＴを用いて、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlからロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpへの切替実行中のロックアップクラッチ締結容量を算出し、

としてロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjを設定する。

ステップＳ１８では、前述の切替処理を１回行なう毎に切替カウンタＭＣＮＴを１ずつ減算する。

ステップＳ１９では、切替カウンタＭＣＮＴを確認し、０であればスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlからロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpへの切替が完了したと判断し、ステップＳ２０へ進む。そうでなければ、まだ切替途中であると判断し、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２０では、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlからロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpへの切替が完了し、ロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxもしくは下限値ＩＮＩＴminによる制限を解除したことを示すために、セレクタＰＳＥＬを０にしてステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２１では、初期容量設定時の制限をしなかった、もしくは既に制限が解除されたため、図２のロックアップクラッチ締結容量演算部（Ｓ１０５）にて算出したロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpをそのままロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjとして設定することでオープンループ制御中の昇圧動作を継続する。

ステップＳ２２では、今回のサイクルで算出したロックアップクラッチ締結容量を次のサイクルで参照するために、現在のロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjを前回ロックアップクラッチ締結容量のｔＬＵ＿ｚとして記録する。

以上の処理により、初期容量設定時にロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxで上限値の制限をした場合はステップＳ１２にて、同じくＩＮＩＴminで下限値の制限をした場合はステップＳ１３にて解除判定を行う。

そして、上限及び下限の制限をしなかった場合や制限を解除した場合も含めてステップＳ２１にて、図２のロックアップクラッチ締結容量演算部（Ｓ１０５）にて算出したｔＬＵslpをロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjとして設定する。

また、ロックアップ容量の制限中は、ステップＳ１６にてスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlをロックアップクラッチ締結容量制限値ｔＬＵadjとして設定することで制限を継続するが、ステップＳ１５における切替条件が成立したら、ステップＳ１７による切替処理で徐々にロックアップ容量の制限を解除する。

以上述べた本実施形態の作用を、以下に説明する。

図１２は、スロットル開度ＴＶＯを一定にした状態において、オープンループ制御を開始した場合のタイミングチャートである。

時刻ｔ０からスロットルを開いて発進し、所定の車速等の条件が成立した時刻ｔ１からロックアップ制御が開始される。時刻ｔ１からはオープンループ制御を開始し、設定された目標スリップ回転速度Ｔslp相当のトルクをエンジントルク推定値ｔＥＨから減じることで、滑らかな締結動作をしている。

つまり、オープンループ制御中の昇圧量（ロックアップ容量）は、目標スリップ回転速度Ｔslpをコンバータトルク（滑りトルク）相当に換算した量をエンジントルク推定値ｔＥＨから差し引き、目標スリップ回転速度Ｔslpは設計者がオープンループ制御中に徐々に減少させたいスリップ回転速度の変化特性を表しているため、この目標スリップ回転速度Ｔslpをコンバータトルク（滑りトルク）に換算した後、エンジントルク推定値ｔＥＨから減算した値は、時間経過によって変化するスリップ回転速度の変化特性を具現化するロックアップ容量の変化特性となる。これにより、設計者は減少させたいスリップ回転速度の特性を設定するだけでよく、目標スリップ回転速度Ｔslpの設定をするだけで、所望のロックアップ容量の増加を実現できることになる。

また、目標スリップ回転速度Ｔslpの設定を変更することで、容易にロックアップの特性を変更できるので、車両に応じたチューニングを極めて容易に行うことがことが可能となり、設計及び製造にかかる工数を大幅に低減できるのである。

そして時刻ｔ２にてスリップ制御へと締結動作を引き継いでいる。

図１３はオープンループ制御の途中でスロットル開度ＴＶＯが減少した場合を示すタイミングチャートである。

時刻ｔ２までは図１２と同様の運転条件であり、時刻ｔ１からオープンループ制御を開始するが、時刻ｔ２にてスロットル開度ＴＶＯが減少する。スロットル開度ＴＶＯの減少に応じてエンジントルク推定値ｔＥＨが減少している。

ここで上記従来の制御では、図１１に示すように、スロットル開度ＴＶＯを減少した時刻ｔ２では、トルクの減少にロックアップ容量の設定が追いつかず、時刻ｔ３では容量過多となり、エンジン回転速度の急低下やクラッチの締結減少が発生していた。

しかし、本発明によれば、図１３で示すように、ロックアップ容量の算出をエンジントルクを基準として行なうため、入力トルクの減少が直接反映されるため、上記従来例のようなエンジントルクの減少にロックアップ容量が追随できなくなるのを防止し、エンジン回転速度Ｎｅの急低下（図１３の破線）や急締結を確実に防止できるのである。

図１４はオープンループ制御の途中でスロットル開度が増加した場合のタイミングチャートを示す。

時刻ｔ２までは、図１３と同様の運転条件でロックアップ制御が開始されている。時刻ｔ２にてスロットル開度ＴＶＯが増加したためエンジントルク推定値ｔＥＨが増加しているが、この場合も図１２と同様にトルク増加がロックアップ容量に即座に反映されるため、従来例では過渡時に発生していた昇圧不足の現象を回避でき、不必要なエンジン回転速度Ｎｅの吹け上がりを抑えつつ滑らかな締結動作をしている。

図１５はオープンループ制御を開始する際の初期容量の設定において上限値制限があった場合のタイミングチャートを示す。

時刻ｔ０では、ロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxを設定する際に、ロックアップ容量ｔＬＵslpが上限値ＩＮＩＴmaxよりも大きいため上限値制限を開始している。そして、時刻ｔ１にてスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlがロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpを上回ったため制限を解除し、以降ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpにより制御を行う。

これにより、低スロットル開度のため発生トルクが小さく、スリップ回転速度が小さい時など、算出した初期容量が不必要に高くなりすぎる事による制御開始直後の締結ショック発生等を回避でき、滑らかなロックアップ制御を行うことができる。

図１６はオープンループ制御を開始する際の初期容量の設定において下限値制限があった場合のタイミングチャートを示す。

時刻ｔ０にて初期容量を設定する際に、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpが下限値ＩＮＩＴminよりも小さいため下限値制限を開始している。そして、時刻ｔ１にてスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlがロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpを下回ったため制限を解除し、以降ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpにより制御を行う。

これにより、発生トルクが大きく、スリップ回転速度が大きい場合など、算出した初期容量が不必要に低くなりすぎる事による制御開始直後の容量不足の発生等を回避でき、エンジン回転速度Ｎｅの急上昇を抑制して滑らかなロックアップ制御を実現できる。

図１７はオープンループ制御を開始する際の初期容量の設定において上限値制限があった場合であるが、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlが、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpを上回る事がなく、予め設定されていた昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷにてロックアップ容量設定を切り替えた場合のタイミングチャートを示す。

時刻ｔ０からスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlによって昇圧してきたロックアップ容量が、時刻ｔ１にて切替容量ＴＬＵＳＷに到達したため、ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpへの切替処理を時刻ｔ２までの間に渡って、切替カウンタＭＣＮＴの減算に従い行なっている。

このように、算出された初期容量に対して上限リミットを施した場合、従来と同様の昇圧量設定（例えばスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnml）にて昇圧制御を行ない、従来設定による昇圧量が、スロットル開度ＴＶＯに応じて設定される昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷを超えたら、目標スリップ回転速度Ｔslpをコンバータトルク（滑りトルク）相当に換算した量をエンジントルク相当値から差し引いたロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpに切り替える。

これにより、ロックアップ容量の上限リミットを行うような状況（発生スリップ回転速度が小）においては、ロックアップ制御開始直後の締結ショック発生等を回避するために昇圧量を少なめに設定する傾向があるが、このような場合であっても、制御途中でエンジントルクを考慮したロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpによる設定に切り替えることで、オープンループ制御終盤における昇圧不足等を回避でき、エンジン回転速度Ｎｅの不要な上昇を防止できる。

また、昇圧設定の切り替え条件（上記（１０）式）が成立する前に、ロックアップ容量が所定値を越えたら、エンジントルクを考慮したロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpの設定に徐々に切り替えることができる。

従来の昇圧量設定（スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量）によっては、図１５、図１６で示したように、エンジントルクを考慮したロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpと交差しない場合もあり得るが、このような状況であっても、オープンループ制御終了時においては、確実にエンジントルクを考慮したロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpによるロックアップ容量の設定に移行できる。

なお、上記スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlによる昇圧量設定から上記エンジントルクを考慮したロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpによる昇圧量設定への切替えを、切替カウンタＭＣＮＴを使って、カウント数に対して比例配分するようにして、そのときの初期カウント値を４に設定したが、それ以外の値であっても構わない。また、１次遅れなど所望のフィルタに応じて配分が変化するように構成しても同様の効果が得られる。

また、エンジントルクの推定を行なう際に、予め用意したトルクマップ（図４参照）を使用したが、ＣＡＮなどの専用の通信手段を用いて、エンジンコントローラ等からトルク推定値を受信できる構成であれば、この受信した値を用いるように構成してもよい。

また、スリップ回転ゲインｇＳＬＰＣについても、特許第０３２３０４６５号などに記載されているように、フィルタ処理を施した値ｇＳＬＰＦを用いても良い。

また、本実施例においては説明を省略したが、各判定において、判定値に対してヒスを設定することで、判定結果がハンチングしてしまうのを防止してもよい。

また、上記各実施形態ではエンジントルク推定を行なう際に、予め用意したトルクマップを使用したが、ＣＡＮなどの専用の通信手段を用いて、エンジンコントローラ等からトルク推定値を受信できる構成であれば、この受信した値を用いるように構成しても良い。

以上のように、本発明に係るトルクコンバータのスリップ制御装置では、運転性に優れた車両の変速機などに適用することができる。

本発明の一実施形態を示すトルクコンバータの概略構成図。 コントローラの要部を示す機能ブロック図。 コントローラで行われる制御の一例を示すフローチャート。 スロットル開度とエンジン回転速度に応じたエンジントルクのマップ。 トルクコンバータのタービン回転速度速度とＦ／Ｂスリップ回転速度ゲインの関係を示すマップ。 スロットル開度とロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmax及びロックアップ初期容量下限値ＩＮＩＴminの関係を示すマップ。 スロットル開度ＴＶＯとロックアップ容量変化量の関係を示すマップ。 スロットル開度ＴＶＯと昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷの関係を示すマップ。 ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpとロックアップクラッチ締結圧ＰＬＵＣの関係を示すマップ。 従来例を示し、目標スリップ回転速度Ｔslp、規範応答Ｔslp＿ref、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔと時間の関係を示すタイミングチャートでオープンループ制御開始時近傍を示す。 従来例を示し、オープンループ制御中にスロットル開度ＴＶＯを減少した場合のエンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔ（プライマリ回転速度）、スロットル開度ＴＶＯ、エンジントルク、ロックアップ容量、昇圧変化量（ロックアップ容量変化量）と時間の関係を示すタイミングチャート。 本発明を示し、スロットル開度ＴＶＯを一定にしたオープンループ制御中の、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔ（プライマリ回転速度）、スロットル開度ＴＶＯ、エンジントルク、ロックアップ容量、昇圧変化量（ロックアップ容量変化量）と時間の関係を示すタイミングチャート。 本発明を示し、オープンループ制御中にスロットル開度ＴＶＯを減少した場合の、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔ（プライマリ回転速度）、スロットル開度ＴＶＯ、エンジントルク、ロックアップ容量、昇圧変化量（ロックアップ容量変化量）と時間の関係を示すタイミングチャート。 本発明を示し、オープンループ制御中にスロットル開度ＴＶＯを増大した場合の、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔ（プライマリ回転速度）、スロットル開度ＴＶＯ、エンジントルク、ロックアップ容量、昇圧変化量（ロックアップ容量変化量）と時間の関係を示すタイミングチャート。 本発明を示し、オープンループ制御開始時に、ロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxでロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵを制限し、途中からスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlに変更する場合の、ロックアップ容量、セレクタＰＳＥＬ、切替カウンタＭＣＮＴと時間の関係を示すタイミングチャート。 本発明を示し、オープンループ制御開始時に、ロックアップ初期容量下限値ＩＮＩＴminでロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵを制限し、途中からスロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlに変更する場合の、ロックアップ容量、セレクタＰＳＥＬ、切替カウンタＭＣＮＴと時間の関係を示すタイミングチャート。 本発明を示し、オープンループ制御開始時に、ロックアップ初期容量上限値ＩＮＩＴmaxでロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵを制限し、ロックアップ締結容量が昇圧設定切替容量ＴＬＵＳＷに達した時点で、スロットル依存ロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵnmlからロックアップクラッチ締結容量ｔＬＵslpへ切り替える場合を示し、ロックアップ容量、セレクタＰＳＥＬ、切替カウンタＭＣＮＴと時間の関係を示すタイミングチャート。

符号の説明

１ トルクコンバータ
２ ロックアップクラッチ
３ ロックアップ制御弁
４ ロックアップソレノイド
５ コントローラ

Claims (8)

1. ロックアップクラッチを備えてエンジンと自動変速機の間に介装されたトルクコンバータと、
   車両の運転状態に基づいて、前記トルクコンバータがコンバータ状態からスリップ状態へ移行する際に、オープンループ制御によりロックアップクラッチの締結状態を制御するオープンループ制御手段と、
   前記ロックアップクラッチの締結状態に応じて前記自動変速機の変速を行う変速制御手段と、を備えたロックアップクラッチのスリップ制御装置において、
   前記オープンループ制御手段は、
   トルクコンバータのタービン回転速度を検出するタービン回転速度検出手段と、
   車両の運転状態に基づいてエンジン回転数と前記タービン回転速度の差の目標値である目標スリップ回転速度を設定する目標スリップ回転速度設定手段と、
   前記目標スリップ回転速度に基づいて前記トルクコンバータの滑りトルク相当値を演算する滑りトルク相当値演算手段と、
   前記トルクコンバータに入力されるエンジントルク推定値を演算するエンジントルク推定手段と、
   前記エンジントルク推定値から前記滑りトルク相当値を差し引いたものをロックアップクラッチ締結容量として演算する締結容量演算手段と、
   を備え、
   このロックアップ容量に基づいてロックアップクラッチの締結状態を制御することを特徴とするトルクコンバータのスリップ制御装置。
2. 前記滑りトルク相当値演算手段は、
   前記目標スリップ回転速度に基づいて、前記検出したタービン回転速度に対応する滑りトルクを滑りトルク相当値として演算することを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
3. 前記滑りトルク演算手段は、
   エンジン回転速度とタービン回転速度から実スリップ回転速度を検出する実スリップ回転速度検出手段と、
   オープンループ制御の開始時には、前記目標スリップ回転速度を前記実スリップ回転速度に置き換えて演算し、
   前記締結容量演算手段は、
   オープンループ制御の開始時には、前記エンジントルク推定値から前記実スリップ回転速度に基づく滑りトルク相当値を差し引いたものをロックアップクラッチ締結容量の初期値として演算する初期値演算手段を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
4. 前記初期値演算手段は、
   ロックアップクラッチ締結容量の初期値を車両の運転状態に応じた上限値を設定し、当該上限値を超えないように規制する初期値上限規制手段を有することを特徴とする請求項３に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
5. 前記初期値演算手段は、
   ロックアップクラッチ締結容量の初期値を車両の運転状態に応じた下限値を設定し、当該下限値を超えないように規制する初期値下限規制手段を有することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
6. 前記締結容量演算手段は、
   エンジンの負荷状態に応じた第２のロックアップクラッチ締結容量を演算する第２締結容量演算手段を有し、
   前記初期値上限規制手段によりロックアップクラッチ締結容量が前記上限値で規制されたときには、前記第２ロックアップクラッチ締結容量を出力し、当該第２ロックアップクラッチ締結容量が前記ロックアップクラッチ締結容量を超えたときには、前記出力をロックアップクラッチ締結容量に切り替えることを特徴とする請求項４に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
7. 前記締結容量演算手段は、
   エンジンの負荷状態に応じた第２のロックアップクラッチ締結容量を演算する第２締結容量演算手段を有し、
   前記初期値下限規制手段によりロックアップクラッチ締結容量が前記下限値で規制されたときには、前記第２ロックアップクラッチ締結容量を出力し、当該第２ロックアップクラッチ締結容量が前記ロックアップクラッチ締結容量より小さくなったときには、前記出力をロックアップクラッチ締結容量に切り替えることを特徴とする請求項５に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
8. 前記締結容量演算手段は、
   エンジンの負荷状態に応じた第２のロックアップクラッチ締結容量を演算する第２締結容量演算手段を有し、
   前記初期値上限規制手段または前記初期値上限規制手段のいずれかでロックアップクラッチ締結容量が規制されたときには、前記第２ロックアップクラッチ締結容量を出力し、当該第２ロックアップクラッチ締結容量が所定の容量超えたときには、前記出力をロックアップクラッチ締結容量に切り替えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。

Images