JP2007225048A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速クラッチを有する自動変速機の制御装置において、スリップ制御によりトルク変動を吸収させつつ、フェーシングの昇温を抑制する。
【解決手段】 非変速時に変速クラッチを所定の目標スリップ量に制御するスリップ制御手段を有する自動変速機の制御装置であって、前記変速クラッチのフェーシング近傍を流れた潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出センサが備えられ、前記スリップ制御手段は、該潤滑油温度検出センサにより検出された潤滑油温度が第１設定温度Ｔ_１以上であるときに、前記目標スリップ量に回転補正係数ｃｆｃを乗算して該目標スリップ量を低減させる。また、変速クラッチの目標スリップ量の低減量に応じて、ロックアップクラッチのスリップ量を増大させる。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、変速クラッチを備えた自動変速機の制御装置に関し、自動車に搭載される変速機の技術分野に属する。

自動車用の自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機構とを組合せ、この変速歯車機構の動力伝達経路を複数の変速クラッチ等の選択的作動により切り換えて、所定の変速段に自動的に変速するように構成したものであるが、前記変速クラッチは、一般にクラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設されて該クラッチドラムとクラッチハブに交互に係合された複数の摩擦プレートとを備えた構成で、クラッチドラム又はクラッチハブのいずれか一方に係合された摩擦プレートの表面には、摩擦材としてのフェーシングが貼り付けられるのが通例である。

また、前記トルクコンバータには、ポンプ等の入力要素とタービン等の出力要素とを油圧室への油圧制御により締結又は解放するロックアップクラッチが設けられることがある。そして、エンジン負荷や車速等の車両の走行状態に基づくロックアップクラッチの制御領域が設定され、例えばロックアップ領域では入力要素と出力要素が完全締結されて燃費が向上し、コンバータ領域では、入力要素と出力要素とが完全解放されてトルク増大作用が得られ、スリップ領域では、入力要素と出力要素とが半ば締結されて燃費性能の向上と例えば加速減速時のトルク変動の振動の吸収とが図られるようになっている。

ところが、このロックアップクラッチは、径が大きく、油圧室の容積が大きく、油圧により制御されるピストン部材の質量が大きいため、イナーシャや油圧の応答性により解放又は締結の応答性が悪く、特に走行状態がスリップ領域にあるときにスリップ量の制御精度に劣るという不具合を伴う。

これに対して、特許文献１には、前記変速歯車機構に備えられて、前進走行時に多くの変速段で締結される変速クラッチによりスリップ制御を行うものが開示されている。この変速クラッチは、前記ロックアップクラッチに比べて、径が小さく、油圧室の容積が小さく、ピストンの質量が小さいため、応答性に優れ、スリップ量の制御精度に優れるという利点を有する。
特開２００４−２６３７３３ 号公報

ところで、前記ロックアップクラッチに代えて変速クラッチを用いたスリップ制御が行われる場合には、変速クラッチはロックアップクラッチに比べて潤滑油による冷却効果が低く、また周辺への熱伝達性が劣るなどの理由から、フェーシングの発熱による昇温が顕著となる。そして、フェーシングが高温の状態でスリップ制御を継続すると、フェーシングの摩損が進行し易くなって変速クラッチの耐久性が低下すると共に、潤滑油が過度な温度上昇により劣化するおそれがある。

そこで、本発明は、変速クラッチを有する自動変速機の制御装置において、スリップ制御によりトルク変動を吸収させつつ、フェーシングの昇温を抑制することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、非変速時に変速クラッチを所定の目標スリップ量に制御するスリップ制御手段を有する自動変速機の制御装置であって、前記変速クラッチのフェーシング温度に関連する温度を検出するフェーシング温度検出手段が備えられ、前記スリップ制御手段は、該フェーシング温度検出手段により検出されたフェーシング温度が第１設定温度以上であるときに、前記目標スリップ量を低減させることを特徴とする。

なお、前記フェーシング温度検出手段は、フェーシング近傍の温度を検出したり、フェーシング近傍を流れる潤滑油の温度やオイルパン中の潤滑油の温度を検出するものの他、スリップ制御による損失エネルギーと変速クラッチの熱容量とから演算される熱エネルギーをフェーシング温度として推定してもよく、また、検出した温度をフェーシングと検出位置との距離などに応じて演算補正するようにしてもよい。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、前記スリップ制御手段は、前記フェーシング温度検出手段により検出されたフェーシング温度が前記第１設定温度よりも高温の第２設定温度以上であるときに、前記目標スリップ量をゼロにすることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、ロックアップクラッチ付き流体伝動装置と、非変速時に該ロックアップクラッチを所定の目標スリップ量に制御するスリップ制御手段とが備えられていると共に、該ロックアップクラッチ用スリップ制御手段は、前記変速クラッチ用制御手段により変速クラッチの目標スリップ量が低減されたときに、その低減量に応じて、前記ロックアップクラッチの目標スリップ量を増大させることを特徴とする。

なお、前記流体伝動装置は、流体継手やトルクコンバータが含まれる。

一方、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、前記変速クラッチは、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設された複数の摩擦プレートと、前記クラッチハブの内周側から潤滑油を該摩擦プレートに供給する潤滑油供給手段とを有すると共に、前記クラッチドラムには、摩擦プレートに供給された潤滑油を径方向外部に排出する潤滑油排出口が設けられ、かつ、前記フェーシング温度検出手段は、前記潤滑油排出口から径方向外部に排出された潤滑油の油温を検出する油温検出手段であることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の自動変速機の制御装置において、前記油温検出手段は、前記クラッチドラムを内包する変速機ケースに固設された固定部と、該固定部からケース内方に延びて前記クラッチドラムの潤滑油排出口に近接位置する感温部とを有することを特徴とする。

そして、請求項６に記載の発明は、前記請求項４または請求項５に記載の自動変速機の制御装置において、前記クラッチドラムの潤滑油排出口は、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向中間部に設けられていることを特徴とする。

まず、請求項１に記載の発明によれば、非変速時に変速クラッチを所定の目標スリップ量に制御する際に、フェーシング温度に関連する温度が第１設定温度以上であることが検出された場合に、スリップ制御手段により目標スリップ量が低減されるので、フェーシングの摩擦による発熱が抑制され、該フェーシングの昇温に起因した摩損の進行による変速クラッチの耐久性の低下が防止されると共に、潤滑油が過度に温度上昇することによる劣化が防止される。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記フェーシング温度検出手段により検出されたフェーシング温度が前記第１設定温度よりも高温の第２設定温度以上であるときに、スリップ制御手段により前記目標スリップ量がゼロに制御されるので、変速クラッチは完全締結状態となって、フェーシングの摩擦が生じることなく、フェーシングの温度上昇が防止される。

ところで、このように変速クラッチの目標スリップ量が低減されると、フェーシングの保護が図られるのであるが、トルク変動の吸収作用が低減するため、例えば加速減速時にショックなどが発生するおそれがある。

これに対して、請求項３に記載の発明によれば、ロックアップクラッチ付き流体伝動装置と、非変速時に該ロックアップクラッチを所定の目標スリップ量に制御するスリップ制御手段とが備えられ、該ロックアップクラッチ用スリップ制御手段は、前記変速クラッチ用制御手段により変速クラッチの目標スリップ量が低減されたときに、その低減量に応じて、前記ロックアップクラッチの目標スリップ量を増大させるので、変速クラッチの目標スリップ量の低減によるトルク変動の吸収作用の低下がロックアップクラッチのスリップ量の増大により補われ、フェーシング温度の上昇が抑制されつつトルク変動の吸収作用が維持されることになる。

一方、請求項４に記載の発明によれば、前記変速クラッチは、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設された複数の摩擦プレートと、前記クラッチハブの内周側から潤滑油を該摩擦プレートに供給する潤滑油供給手段とを有すると共に、前記クラッチドラムには、摩擦プレートに供給された潤滑油を遠心力により径方向外部に排出する潤滑油排出口が設けられ、かつ、前記フェーシング温度検出手段として前記潤滑油排出口から径方向外部に排出された潤滑油の油温を検出する油温検出手段が設けられた構造であるから、フェーシングを通過した直後の潤滑油の温度に応じて前記スリップ制御手段により目標スリップ量の制御が行われることになって、オイルパン等の潤滑油の温度を検出する場合に比べて、検出精度の向上が図られ、フェーシングの耐久性の低下がより緻密に防止されると共に、不要なスリップ量の低減が防止される。

また、請求項５に記載の発明によれば、前記油温検出手段は、前記クラッチドラムを内包する変速機ケースに固設された固定部と、該固定部からケース内方に延びて前記クラッチドラムの潤滑油排出口に近接位置する感温部とを有する構成であるから、固定部が確実に変速機ケース固定されて感温部を潤滑油排出口により近接させることができる。この結果、検出精度の一層の向上が図られる。

ところで、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向両端部の摩擦プレートは、リテーニングプレートなどの熱容量の大きな部材に接するので熱が逃げ易いのに対して、中間部は熱がこもり、両端部に比べて昇温しやすくなる。そのため、両端部の潤滑油の温度を検出し、これに基づいてスリップ量を低減させるようにすると、中間部のフェーシングの摩損が進行し易くなるという問題がある。

これに対し、請求項６に記載の発明によれば、前記クラッチドラムの潤滑油排出口は、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向中間部に設けられているので、この範囲で最も温度が高くなる摩擦プレートのフェーシング近傍を通過した潤滑油の温度が油温検出手段により検出され、これに基づいて変速クラッチの目標スリップ量を低減させることにより中間部のフェーシングの摩損進行が抑制される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１の骨子図により本実施の形態に係る自動変速機１全体の機械的な概略構成を説明する。この自動変速機１は、エンジンルーム内に横置きされたエンジンの出力軸２の回転を入力し、この回転を変速して車輪に伝達する。

自動変速機１は、主な構成要素として、トルクコンバータ１０と、該トルクコンバータ１０の出力回転が入力される変速機構２０とを有している。該変速機構２０の出力回転は中間伝動機構５０に入力され、該中間伝達機構５０の出力回転は差動装置６０に入力されるようになっている。

前記トルクコンバータ１０は、エンジン出力軸２に連結されたケース１１と、該ケース１１内に固設されたポンプ１２と、該ポンプ１２に対向して配置されて該ポンプ１２により作動油を介して駆動されるタービン１３と、該ポンプ１２とタービン１３との間に介設され、かつ、変速機ケース３（又は変速機ケース３に一体とされた後述のスリーブ部材６）にワンウェイクラッチ１４を介して支持されてトルク増大作用を行うステータ１５と、前記ケース１１とタービン１３との間に設けられ、該ケース１１を介してエンジン出力軸２とタービン１５とを直結するロックアップクラッチ１６とで構成されている。そして、前記タービン１５の回転がタービン軸１７を介して変速機構２０側に出力されるようになっている。また、このトルクコンバータ１０の後方には、該トルクコンバータ１０のケース１１を介してエンジン出力軸２に駆動されるオイルポンプ１８が配置されている。

前記変速機構２０は、第１〜第４プラネタリギヤセット２１〜２４と、これらのプラネタリギヤセット２１〜２４でなる動力伝達経路を切り換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素３１〜３５とを有し、これらにより前進１〜６速及び後退速が得られるようになっている。

一方、前記第１〜第４プラネタリギヤセット２１〜２４は、いずれもサンギヤ２１ａ〜２４ａと、このサンギヤ２１ａ〜２４ａに噛合った複数のピニオン２１ｂ〜２４ｂと、これらのピニオン２１ｂ〜２４ｂを支持するキャリヤ２１ｃ〜２４ｃと、ピニオン２１ｂ〜２４ｂに噛合ったリングギヤ２１ｄ〜２４ｄとで構成される、シングルピニオンタイプのプラネタリギヤセットである。

そして、第１プラネタリギヤセット２１は、サンギヤ２１ａが変速機ケース３に固定され、リングギヤ２１ｄが第１メンバ４１によりタービン軸１７に固定された構成になっている。第２プラネタリギヤセット２２は、変速機ケース３の壁部にサンギヤ２２ａがスプライン嵌合され、リングギヤ２２ｄが第２メンバ４２によりタービン軸１７に固定されている。

一方、第３プラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄと第４プラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃとが一体回転するように第３メンバ４３により連結されていると共に、第４プラネタリギヤセット２４のキャリヤ２４ｃに出力ギヤ２５が一体回転するように連結されている。また、第３プラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃと第４プラネタリギヤセット２４のリングギヤ２４ｄとが一体回転するように第４連結メンバ４４により連結されている。ここで、第３及び第４プラネタリギヤセット２３，２４は、合わせて４つの回転要素を有するように互いに連結されている。

そして、第１〜第３クラッチ３１〜３３と、第１、第２ブレーキ３４，３５とを選択的に締結させて、タービン軸１７から出力ギヤ２５までの動力伝達経路を切り換えることにより、前進６速と後退速とが得られることになる。

前記第１クラッチ３１は、第１プラネタリギヤセット２１のキャリヤ２１ｃと第４プラネタリギヤセット２４のサンギヤ２４ａとの間の動力伝達経路を断接するクラッチである。また、第２クラッチ３２は、第１プラネタリギヤセット２１のリングギヤ２１ｄと第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａとの間の動力伝達経路を断接するクラッチである。また、第３クラッチ３３は、第２プラネタリギヤセット２２のキャリヤ２２ｃと第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａとの間の動力伝達経路を断接するものである。

一方、第１ブレーキ３４は、第３プラネタリギヤセット２３のサンギヤ２３ａを変速機ケース３に対して断接するものである。また、第２ブレーキ３５は、第３プラネタリギヤセット２３のキャリヤ２３ｃ及び第４プラネタリギヤセット２３のリングギヤ２３ｄとを連結する第４メンバ４４を変速機ケース３に対して断接するものである。なお、第２ブレーキ３５と並列にワンウェイクラッチを配設するようにしてもよい。

そして、出力ギヤ２５が、中間伝動機構５０を構成する中間軸５１上の第１中間ギヤ５２に噛合わされていると共に、該中間軸５１上の第２中間ギヤ５３と差動装置６０の入力ギヤ６１とが噛合わされて、前記出力ギヤ２５の回転が差動装置６０のデフケース６２に入力され、該差動装置６０を介して左右の車軸６３，６４が駆動されるようになっている。

ここで、前記クラッチ３１〜３３とブレーキ３４，３５の作動状態と変速段との関係を表１に示す。

一方、図２に示すように、トルクコンバータ１０のロックアップクラッチ１６には、コンバータケース１１とタービン１３との間にピストン１６ａが備えられ、該ピストン１６ａがコンバータケース１１に押付けられたときにエンジン出力軸２とタービン軸１７とが直結される。さらに、ピストン１６ａは、タービン１３に固設され、コンバータケース１１内の締結室１６ｂ内の作動油の圧力により常に締結方向に付勢されつつ、解放室１６ｃ内の作動油の圧力により解放方向に付勢される。

このロックアップクラッチ１６を制御する油圧制御回路には、該ロックアップクラッチ１６のスリップ状態を制御する制御手段としてのデューティソレノイドバルブ７０が配設されている（図５参照）。そして、デューティソレノイドバルブ７０に印加するデューティ率（１ＯＮ−ＯＦＦ周期におけるＯＮ時間の比率）を大きくしていくと、制御圧（解放用油圧）Ｐｔが小さくなり、その結果、ロックアップクラッチ１６の締結力が大きくなっていって、ロックアップクラッチ１６は完全締結される（ロックアップ状態）。一方、デューティ率を小さくしていくと、制御圧Ｐｔが大きくなっていき、その結果、ロックアップクラッチ１６の締結力が小さくなり、ロックアップクラッチ１６は完全解放される（コンバータ状態）。そして、デューティ率をその間で制御することにより、制御圧Ｐｔ、ひいてはロックアップクラッチ１６の締結力が調整され、ロックアップクラッチ１６は半ば締結される（スリップ状態）。

次に、前記第１クラッチ１３の周辺の構造について説明すると、図３に示すように、前記トルクコンバータ１０を収容するコンバータハウジング４と前記変速機ケース３とがボルト４ａにより締結されていると共に、前記オイルポンプ１８を収容するポンプハウジング５と前記変速機ケース３とがボルト５ａにより締結されている。また、ポンプハウジング５の反トルクコンバータ１０側の側壁にはスリーブ部材６がボルト６ａにより締結されている。

前記第１クラッチ３１は、第１プラネタリギヤセット２１のキャリヤ２１ｃに連結されて前記スリーブ部材６に対して回転自在に嵌合された内径部材３１ａと、該内径部材３１ａに固設されたクラッチドラム３１ｂと、該クラッチドラム３１ｂの内周側に設けられて第４プラネタリギヤセット３４のキャリヤ３４ｃに連結されたクラッチハブ３１ｃと、これらのクラッチドラム３１ｂ及びクラッチハブ３１ｃにそれぞれ交互にスプライン嵌合された複数の摩擦プレート３１ｄ…３１ｄと、クラッチドラム３１ｂ内に軸方向に移動可能に収納されたピストン３１ｅとを有している。前記摩擦プレート３１ｄ…３１ｄのうちのクラッチハブ３１ｃに嵌合するものには、両面にそれぞれ摩擦材としてのフェーシング３１ｄ′…３１ｄ′が貼り付けられている（図４参照）。

また、該ピストン３１ｅとクラッチドラム３１ｂとの間には油圧室３１ｆが形成されている。さらに、前記内径部材３１ａには、ピストン３１ｅのクラッチドラム３１ｂに対する反対側にバランスプレート３１ｇが固設され、該プレート３１ｇとピストン３１ｅとの間に油圧室３１ｆの遠心油圧を相殺するためのバランス室３１ｈが形成されている。また、前記バランスプレート３１ｇには、ピストン３１ｅをクラッチドラム３１ｂ側に常時付勢するリターンスプリング３１ｉの一端が支持されている。

一方、スリーブ部材６には、ポンプハウジング５に設けられた図示しないコントロールバルブに連通する油路６ｂが設けられ、この油路６ｂは前記内径部材３１ａに設けられた連通路３１ａ′を介して前記油圧室３１ｆに連通している。また、タービン軸１７には潤滑用油路１７ａが設けられ、この潤滑用油路１７ａが前記スリーブ部材６に設けられた油路６ｃに連通し、この油路６ｃから前記第１プラネタリギヤセット２１の内周側付近から潤滑油が噴出すようになっている。さらに、前記油路６ｃは、内径部材３１ａに設けられた連通路３１ａ″を介して前記バランス室３１ｈにも連通している。

また、図４に示すように、前記クラッチハブ３１ｃにおける摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが嵌合された範囲には、潤滑油を各摩擦プレート３１ｄ…３１ｄ間に供給するための潤滑油供給口３１ｃ′…３１ｃ′が設けられていると共に、クラッチドラム３１ｂの外周部には摩擦プレート３１ｄ…３１ｄ間を流れた作動油を該クラッチドラム３１ｂの径方向外部に排出するための複数の潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′が設けられている。前記潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′のうちの少なくとも一つ（３１ｂ″）は、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが配置された範囲において軸方向の略中間位置に形成されている。

また、前記変速機ケース３には、クラッチドラム３１ｂの外周側に位置して潤滑油温度検出センサ１１０が装着されている。潤滑油温度検出センサ１１０は、温度を電気信号に変換するセンサであり、感温部１１１は例えば熱電対、サーミスタ等で構成されている。図４に示すように、潤滑油温度検出センサ１１０は、中心に穴１１２ａが形成された筒状の支持部材１１２を有し、該支持部材１１２は、変速機ケース３に固定される固定部１１２ｂと、固定部１１２ｂからクラッチドラム３１ｂの外周壁の外側表面へ向けて延びる延設部１１２ｃとを有する。固定部１１２ｂは変速機ケース３を貫通しており、ネジ締結或いは接着剤等により両者が固定される。そして、支持部材１１２の中心の穴１１２ａにおいて延設部１１２ｃの先端の部分に前記感温部１１１が配設されている。さらに、穴１１２ａには感温部１１１から伸びる信号線１１３が通過すると共に、穴１１２ａは樹脂材により埋められている。また、前記感温部１１１は、前記クラッチドラム３１ｂの潤滑油排出口３１ｂ″に対峙した位置に配置されている。

そして、この第１クラッチ３１を制御する油圧制御回路には、該第１クラッチ３１のスリップ状態を制御する制御手段としてのデューティソレノイドバルブ８０が配設されている（図５参照）。そして、デューティソレノイドバルブ８０に印加するデューティ率を小さくしていくと、制御圧（クラッチ締結用油圧）Ｐｃが大きくなり、その結果、第１クラッチ３１は、油圧室３１ｆに作動油が供給されてピストン３１ｅがリターンスプリング３１ｉに抗して移動し、締結状態になる。また、デューティー率を調整し、油圧Ｐｃがバランス室３１ｈへの油圧、ピストン３１ｅに対するリターンスプリング３１ｉの付勢力、及びシール部材３１ｋとピストン３１ｅとの摩擦力に略釣り合うように制御することにより、クラッチドラム３１ｂとクラッチハブ３１ｃとの間に所定の差回転が実現されてスリップ状態となる。また、デューティ率を大きくしていくと、油圧Ｐｃが小さくなり、ピストンがリターンスプリング３１ｉに付勢されて油圧室３１ｆの油圧がドレンされ、解放状態になる。

図５に示すように、この自動変速機１のコントロールユニット１００は、潤滑油の温度を検出する潤滑油温度検出センサ１１０からの信号、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１２０からの信号、エンジン回転数としてエンジン出力軸２の回転数ｅｓｐを検出するエンジン回転センサ１３０からの信号、タービン回転数としてタービン軸１７の回転数ｔｒｅｖを検出するタービン回転センサ１４０からの信号、車速として出力ギヤ２５の回転数を検出する車速センサ１５０からの信号、運転者により選択されているレンジでＯＮするレンジスイッチ１６０からの信号、アクセルペダルの非踏み込みでＯＮするアイドルスイッチ１７０からの信号、及びブレーキペダルの踏み込みでＯＮするブレーキスイッチ１８０からの信号等を入力する。そして、コントロールユニット１００は、それらの信号が示す車両の走行状態（特にスロットル開度及び車速）に基づいて、目標変速段を設定し、その目標変速段が達成されるように、上記摩擦要素３１〜３５に対する作動圧の給排を行う変速制御用デューティソレノイドバルブ８０，９０…９０に制御信号を出力する。また、コントロールユニット１００は、変速中でないときは、同じく上記信号が示す車両の走行状態（特にスロットル開度及び車速）を複数の領域に分類し、その分類結果に応じて、上記ロックアップクラッチ制御用デューティソレノイドバルブ７０及び第１クラッチ制御用デューティソレノイドバルブ８０に制御信号を出力し、ロックアップクラッチ１６のスリップ制御と第１クラッチ３１のスリップ制御とを連係して制御する。

次に、前記自動変速機１の制御について、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、コントロールユニット１００は、ステップＳ１で前記各センサ、スイッチからの入力信号により車両の状態量を検出し、ステップＳ２で前記潤滑油温度検出センサ１１０からの入力信号により潤滑油の温度を検出する。

そして、ステップＳ３で、現在のレンジがＮレンジ又はＰレンジにあるか否かについて判定を行い、Ｎ又はＰレンジにないときは、ステップＳ４に進み、第１クラッチ３１の制御領域を設定する。この制御領域の一例を図７に示すと、高車速側に締結領域が設定され、低車速側にスリップ領域が設定されていると共に、スロットル開度がごく小さい領域に減速スリップ領域が設定され、車速及びスロットル開度が共にごく小さい領域に解放領域が設定されている。そして、ステップＳ５で、走行状態が締結領域にあるか否かを判定し、走行状態が締結領域にあると判定されたときは、ステップＳ６で第１クラッチ３１の締結制御を行う。

図８のフローチャートに示すように、この締結制御は、ステップＳ２１で締結方向に油圧Ｐｃを変更するようになっている。

また、前記ステップＳ５で、走行状態がスリップ制御領域にあると判定されたときは、ステップＳ７に進み、図９のフローチャートに示すスリップ制御を行う。このスリップ制御は、ステップＳ３１で、目標スリップ量Δｅｃ^＊を設定する。ここでは、図１０に示すマップに基づいて領域Δｅｃ^＊ _１１，Δｅｃ^＊ _１２…からスリップ量Δｅｃ^＊を設定するようになっている。このマップにおいては、図１１に示すように、スロットル開度が大きいほどスリップ量Δｅｃ^＊が小さくなる傾向を有すると共に、図１２に示すように、車速がＶ_１未満では一定で、車速がＶ_１以上では車速が大きくなるほどスリップ量Δｅｃ^＊が小さくなる傾向を有する。

次に、ステップＳ３２で、回転補正係数ｃｆｃの設定を行う。この回転補正係数ｃｆｃは、図１３のマップに示すように、前記ステップＳ２で検出された潤滑油温度に基づいて、温度Ｔ_１未満の領域では１．０に設定されると共に、温度Ｔ_１〜Ｔ_２の領域では温度が高いほど小さくなるように設定される。また、油温Ｔ_２以上の領域では前記回転補正係数ｃｆｃはゼロに設定される。

そして、ステップＳ３３で前記目標スリップ量Δｅｃ^＊に前記回転補正係数ｃｆｃを乗算した値を目標偏差Δｅｔ^＊とする。また、ステップＳ３４で、第１クラッチ３１の入力回転Ｎｃｌ＿ｉｎから出力回転Ｎｃｌ＿ｏｕｔを減算した値を回転偏差Δｅｃとする。

なお、前記入力回転Ｎｃｌ＿ｉｎは、前記潤滑油温度検出センサ１１０に回転検出機能を追加するなどしてクラッチドラム３１ｂの回転数を直接検出する他、第１プラネタリギヤセット２１のギヤ比に基づいてタービン回転数ｔｒｅｖから算出するようにしてもよい。また、前記出力回転Ｎｃｌ＿ｏｕｔは、センサによりクラッチハブ３１ｃの回転数を直接検出する他、出力ギヤ２５の回転数から第４プラネタリギヤセット２４のギヤ比に基づいて算出するようにしてもよい。

次に、ステップＳ３５で、前記回転偏差Δｅｃが前記目標偏差Δｅｃ^＊以上か否かについての判定を行う。ここで、回転偏差Δｅｃが目標偏差Δｅｃ^＊以上のときは、ステップＳ３６で締結方向に油圧Ｐｃを変更する一方、回転偏差Δｅｃが目標偏差Δｅｃ^＊未満のときは、ステップＳ３７で解放方向に油圧Ｐｃを変更する。

続いて、図６のフローチャートのステップＳ８において、ロックアップクラッチ１６の制御領域を設定する。この制御領域は、例えば図１４に示すように、スロットル開度の大きい領域にコンバータ領域が設定され、スロットル開度が小さい領域にロックアップ領域が設定され、前記コンバータ領域とロックアップ領域との間の低車速側にスリップ領域が設定されている。そして、ステップＳ９で、走行状態がロックアップ領域にあるか否かについて判定を行い、非ロックアップ領域であると判定されたときは、ステップＳ１０に進み、走行状態がスリップ領域にあるか否かについて判定を行う。

前記ステップＳ１０で走行状態がスリップ領域にあると判定されたときは、ステップＳ１１に進み、ロックアップクラッチ１６のスリップ制御を行う。このスリップ制御は、図１５のフローチャートに示すように、ステップＳ４１で、目標スリップ量Δｅｔ^＊の設定を行う。この目標スリップ量Δｅｃ^＊は、図１６のマップに基いて車速とスロットル開度とに応じてΔｅｔ^＊ _１１，Δｅｔ^＊ _１２…の値に設定される。ここでは、スリップ量Δｅｔ^＊は、図１７のマップに示すように、スロットル開度が大きいほど大きくなる傾向を有している。

次に、ステップＳ４２で、回転補正係数ｃｆｔを設定する。この回転補正係数ｃｆｔは、図１８のマップに従って設定される。つまり、潤滑油温度検出センサ１１０により検出された潤滑油の温度がＴ_１以下で前記第１クラッチ３１のスリップ制御における回転補正係数ｃｆｃが１．０のときは、回転補正係数ｃｆｔも１．０に設定され、潤滑油の温度がＴ_１以上で回転補正係数ｃｆｃが１．０未満のときは、該回転補正係数ｃｆｃが小さくなるに従って、回転補正係数ｃｆｔが増加するように設定される。

次に、ステップＳ４３で、前記スリップ量Δｅｔ^＊と回転補正係数ｃｆｔとを乗算した値を目標偏差Δｅｔ^＊として設定する。

そして、ステップＳ４４で回転偏差Δｅｔをエンジン回転数ｅｓｐからタービン回転数ｔｒｅｖを減算して算出する。そして、ステップＳ４４で、前記回転偏差Δｅｔが目標偏差Δｅｔ^＊以上であるか否かについて判定を行う。ここで、回転偏差Δｅｔがが目標偏差Δｅｔ^＊以上であると判定されたときは、ステップＳ４６に進み、締結方向に油圧Ｐｔを変更する一方、目標スリップ量Δｅｔ^＊が偏差Δｅｔ未満であると判定されたときは、ステップＳ４７に進み、解放方向に油圧Ｐｔを変更する。

また、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ９で走行状態がロックアップ領域にあると判定されたときは、ステップＳ１２に進み、ロックアップクラッチ１６のロックアップ制御を行う。このロックアップ制御は、図１９のフローチャートに示すように、ステップＳ５１で、前記第１クラッチ３１のスリップ制御における回転補正係数ｃｆｃが１．０以上であるか否かについて判定を行う。ここで回転補正係数ｃｆｃが１．０であると判定されたときは、ステップＳ５２に進み、締結方向に油圧Ｐｔを変更する。また、回転補正係数ｃｆｃが１．０以上であると判定されたときは、図１５のフローチャートのステップＳ４１に進む。つまり、潤滑油の温度が高いときには、走行状態がロックアップ領域にあるときであってもロックアップクラッチ１６のスリップ制御を行うようになっている。

さらに、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１０で走行状態がスリップ領域にないと判定されたときは、ステップＳ１３に進み、ロックアップクラッチ１６のコンバータ制御を行う。このコンバータ制御は、図２０のフローチャートに示すように、ステップＳ６１で解放方向に油圧Ｐｔを変更する。

一方、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ３で走行レンジがＰレンジ又はＮレンジにあると判定されたときは、ステップＳ１４の解放制御を行う。この第１クラッチの解放制御は、図２１のフローチャートに示すように、ステップＳ７１で解放方向に油圧Ｐｃを変更する。そして、ステップＳ１５で、前記ステップＳ１２と同様のロックアップクラッチ１６のロックアップ制御を行う。

以上のように、非変速時に第１クラッチ３１を所定の目標スリップ量Δｅｃ^＊に制御する際に、潤滑油温度検出センサ１１０により検出された潤滑油の温度がＴ_１以上であることが検出された場合に、回転補正係数ｃｆｃが低減されることにより、目標スリップ量Δｅｃ^＊が低減されるので、第１クラッチ３１の摩擦による発熱が抑制され、該クラッチ３１のフェーシング３１ｄ′の昇温による耐久性の低下が防止されると共に、潤滑油の昇温による劣化が防止される。

また、図１３に示したように、前記フェーシング温度検出手段により検出された温度がＴ_１よりも高温のＴ_２以上であるときに、回転補正係数ｃｆｃがゼロ、即ち目標スリップ量Δｅｃ^＊がゼロに制御されるので、第１クラッチ３１は完全締結状態となって、フェーシング３１ｄ′の摩擦が生じることなく、フェーシング３１ｄ′の温度上昇が防止される。

ところで、このように第１クラッチ３１の目標スリップ量Δｅｃ^＊が低減されると、フェーシング３１ｄ′の保護が図られるのであるが、トルク変動の吸収作用が低減するため、例えば加速減速時にショックなどが発生するおそれがある。

これに対して、本実施形態においては、非変速時にロックアップクラッチ１６を所定の目標スリップ量Δｅｔ^＊に制御可能になっており、前記のように潤滑油の温度が高く、目標スリップ量Δｅｃ^＊が低減されたときに、その低減量に応じて、回転補正係数ｃｆｔを増大させ、前記目標スリップ量Δｅｔ^＊を増大させるので、第１クラッチ３１の目標スリップ量Δｅｃ^＊の低減によるトルク変動の吸収作用の低下がロックアップクラッチ１６のスリップ量Δｅｔ^＊の増大により補われ、フェーシング３１ｄ′の温度の上昇が抑制されつつトルク変動の吸収作用が維持される。なお、潤滑油の温度が高いときは、ロックアップクラッチ１６は、ロックアップ制御からスリップ制御に切換えられ、又はスリップ制御におけるスリップ量の拡大が行われることになる。

また、前記のように回転補正係数ｃｆｃ、ｃｆｔを設定しない方法として、エンジン出力軸２と出力ギヤ２５との回転差として、目標スリップ量を設定し、このスリップ量を実現するために、潤滑油温度が低いときは第１クラッチ３１のスリップ制御により前記目標スリップ量を実現させ、潤滑油温度が高いときはロックアップクラッチ１６に目標スリップ量のうちの一部を分担させ、両者のスリップ量の合計が前記目標スリップ量となるようにしてもよい。本実施の形態のように、第１クラッチ３１が第１プラネタリギヤセット２１の減速回転を入力しているような場合には、第１クラッチ３１のスリップ低減量に対して、第１プラネタリギヤセット２１のギヤ比に基づいてこの低減量を換算（ギヤ比を乗算）した上でロックアップクラッチ１６のスリップ量が設定される。

一方、前記第１クラッチ３１は、クラッチドラム３１ｂと、該クラッチドラム３１ｂの内周側に設けられたクラッチハブ３１ｃと、該クラッチドラム３１ｂとクラッチハブ３１ｃとの間に列設された複数の摩擦プレート３１ｄ…３１ｄとを有し、前記クラッチハブ３１ｃの内周側潤滑油供給口３１ｃ′…３１ｃ′を介してから潤滑油を該摩擦プレート３１ｄ…３１ｄに供給するようになっていると共に、前記クラッチドラム３１ｂには、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄに供給された潤滑油を遠心力により径方向外部に排出する潤滑油排出口３１ｄ′…３１ｄ′が設けられ、かつ、前記潤滑油排出口３１ｂ′…３１ｂ′の外周側に排出された潤滑油の油温を検出する潤滑油温度検出センサ１１０が設けられた構造において、フェーシング３１ｄ′を通過した直後の潤滑油の温度に応じて目標スリップ量Δｅｃ^＊、Δｅｔ^＊の制御が行われることになって、オイルパン等の潤滑油の温度を検出する場合に比べて、検出精度の向上が図られ、フェーシング３１ｄ′の耐久性の低下がより緻密に防止されると共に、不要なスリップ量の低減が防止される。

また、潤滑油温度検出センサ１１０は、変速機ケース３に固定される固定部１１２ｂと、固定部１１２ｂからクラッチドラム３１ｂの外周壁の外側表面へ向けて延びる延設部１１２ｃとを有し、該延設部１１２ｃの先端部に感温部１１１が装着された構成であり、固定部１１２ｂで確実に変速機ケース３に固定されているから、延設部１１２ｃが潤滑油排出口３１ｂ″に近接することができる。そして、この延設部１１２ｃの近接位置に感温部１１１が設けられているので、フェーシング３１ｄ′により近接して感温部１１１が位置することになって、検出精度の一層の向上が図られる。

ところで、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが設けられた範囲の軸方向両端部の摩擦プレート３１ｄは、リテーニングプレート３１ｊなどの熱容量の大きな部材に接するので熱が逃げ易いのに対して、中間部は熱がこもり、両端部に比べて昇温しやすくなるため、図２２に示すような温度特性となる。つまり、図４に示すように、摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが設けられた軸方向両端の位置をＸ，Ｙとすると、両端が最も温度が低く、中間部に近づくに従って温度が上昇する特性となる。そのため、両端部の潤滑油の温度を検出し、これに基づいてスリップ量Δｅｃ^＊を低減させるようにすると、中間部のフェーシング３１ｄの摩損が進行し易くなるという問題がある。

これに対し、前記潤滑油排出口３１ｂ″は、前記複数の摩擦プレート３１ｄ…３１ｄが設けられた範囲の軸方向中間部に設けられているので、この範囲で最も温度が高くなる摩擦プレート３１ｄのフェーシング３１ｄ′近傍を通過した潤滑油の温度が潤滑油温度検出手段１１０により検出されるようになるので、中間部のフェーシング３１ｄ′の摩損進行が抑制される。

本発明は、変速クラッチを備えた自動変速機に関し、スリップ制御によるトルク変動吸収作用を維持しつつ、発熱に起因したフェーシングの摩損を防止することができるので、自動車産業に広く好適である。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の概略構成を示す骨子図である。 トルクコンバータの断面図である。 第１クラッチ周辺の断面図である。 潤滑油温度検出センサの拡大断面図である。 制御システムのブロック図である。 第１クラッチ及びロックアップクラッチの制御のフローチャートである。 第１クラッチの制御領域のマップである。 第１クラッチの締結制御のフローチャートである。 第１クラッチのスリップ制御のフローチャートである。 変速クラッチの目標スリップ量のマップである。 変速クラッチの目標スリップ量のスロットル開度に応じた傾向を示すグラフである。 変速クラッチの目標スリップ量の車速に応じた傾向を示すグラフである。 潤滑油温度に応じた変速クラッチの回転補正係数のマップである。 ロックアップクラッチの制御領域のマップである。 ロックアップクラッチのスリップ制御のフローチャートである。 ロックアップクラッチの目標スリップ量のマップである。 ロックアップクラッチの目標スリップ量のスロットル開度に応じた傾向を示すグラフである。 変速クラッチの回転補正係数に応じたロックアップクラッチの回転補正係数のマップである。 ロックアップクラッチのロックアップ制御のフローチャートである。 ロックアップクラッチのコンバータ制御のフローチャートである。 第１クラッチの解放制御のフローチャートである。 摩擦プレートが列設された範囲におけるフェーシング温度の特性図である。

符号の説明

１ 自動変速機
３ 変速機ケース
１０ トルクコンバータ
１６ ロックアップクラッチ
３１ 第１クラッチ
３１ｂ クラッチドラム
３１ｂ′ 潤滑油排出口
３１ｃ クラッチハブ
３１ｃ′ 潤滑油供給口
３１ｄ 摩擦プレート
３１ｄ′ フェーシング
１００ コントロールユニット
１１０ 潤滑油温度検出センサ
１１１ 感温部
１１２ｂ 固定部

Claims (6)

1. 非変速時に変速クラッチを所定の目標スリップ量に制御するスリップ制御手段を有する自動変速機の制御装置であって、
   前記変速クラッチのフェーシング温度に関連する温度を検出するフェーシング温度検出手段が備えられ、
   前記スリップ制御手段は、該フェーシング温度検出手段により検出されたフェーシング温度が第１設定温度以上であるときに、前記目標スリップ量を低減させることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記請求項１に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記スリップ制御手段は、前記フェーシング温度検出手段により検出されたフェーシング温度が前記第１設定温度よりも高温の第２設定温度以上であるときに、前記目標スリップ量をゼロにすることを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置において、
   ロックアップクラッチ付き流体伝動装置と、非変速時に該ロックアップクラッチを所定の目標スリップ量に制御するスリップ制御手段とが備えられていると共に、
   該ロックアップクラッチ用スリップ制御手段は、前記変速クラッチ用制御手段により変速クラッチの目標スリップ量が低減されたときに、その低減量に応じて、前記ロックアップクラッチの目標スリップ量を増大させることを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 前記請求項１から請求項３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置において、
   前記変速クラッチは、クラッチドラムと、該クラッチドラムの内周側に設けられたクラッチハブと、該クラッチドラムとクラッチハブとの間に列設された複数の摩擦プレートと、前記クラッチハブの内周側から潤滑油を該摩擦プレートに供給する潤滑油供給手段とを有すると共に、
   前記クラッチドラムには、摩擦プレートに供給された潤滑油を径方向外部に排出する潤滑油排出口が設けられ、かつ、
   前記フェーシング温度検出手段は、前記潤滑油排出口から径方向外部に排出された潤滑油の油温を検出する油温検出手段であることを特徴とする自動変速機の制御装置。
5. 前記請求項４に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記油温検出手段は、前記クラッチドラムを内包する変速機ケースに固設された固定部と、該固定部からケース内方に延びて前記クラッチドラムの潤滑油排出口に近接位置する感温部とを有することを特徴とする自動変速機の制御装置。
6. 前記請求項４または請求項５に記載の自動変速機の制御装置において、
   前記クラッチドラムの潤滑油排出口は、前記複数の摩擦プレートが列設された範囲の軸方向中間部に設けられていることを特徴とする自動変速機の制御装置。

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