JP2008057646A - ロックアップクラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップクラッチが頻繁に締結、解放が頻繁に繰り返されるのを防止する。
【解決手段】変速機コントローラ８は、車両の運転点がロックアップ領域、非ロックアップ領域いずれにあるか判定し、ロックアップ領域にあるときはロックアップクラッチ４を締結する。このとき、変速機コントローラ８は、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態（市街地走行時、高速道路における渋滞時等）にあるか判定し、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定した場合はロックアップクラッチ４を締結されにくくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、トルクコンバータのロックアップクラッチの制御に関する。

ロックアップクラッチを有するトルクコンバータにおいては、ロックアップクラッチを締結し、トルクコンバータの入出力軸間を直結状態にすることで、トルクコンバータにおける損失を低減することができる。

近年の傾向として、ロックアップ領域と非ロックアップ領域の境界であるロックアップ変更線を、より低速側に設定することが行われている。ロックアップ変更線をより低速側に設定すれば発進からロックアップクラッチ締結までの時間が短くなり、トルクコンバータにおける損失が小さくなって、燃費を向上させることができる。

また、特許文献１に開示されるように、ナビゲーションシステムを利用して車両の走行情報を取得し、取得した走行情報に基づきロックアップ変更線を変更することも行われている。
特開２００５−７６７６８号公報

ロックアップクラッチは、一般に、トルクコンバータの出力軸と一体回転するロックアップピストンに貼られた摩擦材を、トルクコンバータの入力軸と一体回転するトルコンカバーの内壁に押し付けて締結する構成である。

このため、ロックアップ変更線が比較的低速側に設定されている場合、市街地走行時や渋滞時で発進、停止が頻繁に繰り返されると、ロックアップクラッチの締結、解放が頻繁に繰り返されてしまい、摩擦材が磨耗してロックアップクラッチの耐久性が低下する。また、ロックアップクラッチを締結する際のショックが頻繁に起こるので、運転性が悪化する。

本発明は、このような技術的課題を鑑みてなされたもので、ロックアップクラッチが頻繁に締結、解放が頻繁に繰り返されるのを防止することを目的とする。

本発明は、ロックアップクラッチ制御装置に係り、エンジンと変速機の間に介装されたトルクコンバータのロックアップクラッチの締結、解放を制御するロックアップクラッチ制御手段と、前記車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあるか判定する走行状態判定手段と、前記走行状態判定手段が前記車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定した場合は前記ロックアップクラッチ制御手段による前記ロックアップクラッチの締結を行われにくくするロックアップ回数低減手段と、を備える。

本発明によれば、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態であっても、ロックアップクラッチの締結、解放が頻繁に行われるのを防止できるので、ロックアップクラッチの耐久性が低下するのを抑え、ロックアップクラッチ締結時のショックが頻繁に発生するのを防止することができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１はトルクコンバータを備えた車両の概略構成を示している。エンジン１の回転は、トルクコンバータ２、変速機３を介して図示しない駆動輪へと伝達される。

トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ４を有しており、ロックアップクラッチ４を締結することで入出力軸間が直結状態となり、トルクコンバータ２における損失を低減することができる。

変速機３は、遊星歯車機構、クラッチ、ブレーキ等の摩擦締結要素からなる有段の自動変速機であり、複数の変速段の中から任意の変速段を選択し、変速段に対応した変速比に変更することができる。なお、ここでは、変速機３を有段の自動変速機としているが、変速機３は変速比を無段階に変更することができる無段変速機であっても構わない。

変速機コントローラ８は、変速機３の出力回転から車速ＶＳＰを検出する車速センサ１１、アクセルペダル位置ＡＰＰを検出するアクセルペダル位置センサ１２等からの信号が入力され、油圧制御回路９を介して、ロックアップクラッチ４、変速機３の摩擦締結要素への供給油圧を制御する。変速機コントローラ８は、アクセルペダル位置ＡＰＰ、車速ＶＳＰに基づき、所定の変速マップを参照して目標とする変速段を設定し、変速機３の変速段が目標とする変速段となるように変速機３の摩擦締結要素への供給油圧を制御する。

また、車速ＶＳＰ、アクセルペダル位置ＡＰＰから決まる車両の運転点がロックアップ領域、非ロックアップ領域いずれにあるか図２に示すロックアップ判定マップを参照して判定し、運転点がロックアップ領域にあるときはロックアップクラッチ４への供給油圧を増大し、ロックアップクラッチ４を締結する。非ロックアップ領域にあるときは、ロックアップクラッチ４への供給油圧をドレンし、ロックアップクラッチ４を解放する。なお、以下の説明では、ロックアップ領域と非ロックアップ領域の境界線を「ロックアップ変更線」と称する。

ロックアップ変更線は燃費の向上を目的として比較的低車速側に設定される。このため、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す市街地走行時や渋滞時は、車速がロックアップ変更線を頻繁に横切ることになり、ロックアップクラッチ４の締結、解放が頻繁に繰り返されてしまう。この場合、摩擦材が磨耗してロックアップクラッチ４の耐久性が低下し、また、ロックアップクラッチ４の締結時にショックが起こる。

そこで、変速機コントローラ８は、車両がこのような走行状態にあると判定されるときは、図２に矢印で示すように、ロックアップ変更線を高速側に変更して、ロックアップクラッチ４が締結される回数を低減する。

車両が発進、停止を頻繁に繰り返す市街地走行時や渋滞時であるかの判定を行うため、変速機コントローラ８は、ナビゲーションシステム１４から車両の位置情報（緯度、経度、高度）、渋滞情報、道路地図データを取得し、ＥＴＣ車載機１５から走行中の道路が高速道路であるか一般道路であるかを示す道路情報を取得する。

ナビゲーションシステム１４は、衛星から信号を受信するＧＰＳアンテナ２１（現在位置検出手段）から車両の位置情報、ＦＭ多重放送、道路上に設置されたビーコンからの信号を受信するＶＩＣＳ受信機２２から渋滞情報を取得する。さらに、ナビゲーションシステム１４は、内部に道路地図データを格納したハードディスク、メモリ、光ディスク装置等の記憶装置２３（地図記憶手段）を有しており、道路地図データには、道路データ（道路の位置、道路種別等）、道路以外の領域が住宅地、商業地であるかそれ以外であるかを示す市街地データ等が含まれる。なお、道路地図データは数百ｍ〜数ｋｍ四方の複数のセルに区切られている。

ＥＴＣ車載機１５は、料金所アンテナからの信号を受信するＥＴＣアンテナ２４から高速道路のゲートを通過したことを示す信号を受信する。ＥＴＣ車載機１５は高速道路の入口ゲートを通過し、出口ゲートを通過してない場合に車両が高速道路を走行中と判定し、それ以外の場合は一般道路を走行中と判定し、これを道路情報として変速機コントローラ８に送信する。

図３以降に示すフローチャートを参照しながら変速機コントローラ８が行うロックアップクラッチ４の締結、解放制御について詳しく説明する。

図３はロックアップクラッチ４の締結、解放制御のメインルーチンであり、変速機コントローラ８において所定時間ごとに繰り返し実行される。

これによると、ステップＳ１１では車速ＶＳＰ、アクセルペダル位置ＡＰＰを読み込む。ステップＳ１２では、図２に示したマップを参照して、車速ＶＳＰ、アクセルペダル位置ＡＰＰから決まる運転点が、ロックアップ領域、非ロックアップ領域いずれにあるか判定する。ロックアップ領域と非ロックアップ領域の境界線であるロックアップ変更線は、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にある場合は図２中矢印で示すように高速側に変更され、これについては後述する。

運転点がロックアップ領域にあると判定した場合はステップＳ１３に進み、ロックアップクラッチ４への供給油圧を増大してロックアップクラッチ４を締結する。運転点が非ロックアップ領域にあると判定した場合はステップＳ１４に進み、ロックアップクラッチ４への供給油圧をドレンしてロックアップクラッチ４を解放する。

図４は車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあるか否かに応じてロックアップ変更線を変更するためのルーチンで、変速機コントローラ８において所定時間ごとに繰り返し実行される。

これによると、ステップＳ２１では車両の現在位置に関する位置情報をナビゲーションシステム１４から取得する。ステップＳ２２ではＥＴＣ車載機１５から道路情報を取得する。道路情報には、車両が高速道路を走行中か一般道路を走行中かを示す情報が含まれる。

ステップＳ２３では、ＥＴＣ車載機１５から取得した道路情報に基づき高速道路を走行中か判定する。高速道路を走行中かの判定において、ナビゲーションシステム１４から走行中の道路種別を入手する、車速が高車速域にあるか判定するなどにより、高速道路の判定精度を高めるようにしてもよい。高速道路走行中ではないと判定した場合はステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では車両が市街地を走行しているか判定する。市街地を走行しているかの判定は図５に示すルーチンに従って行われ、これについては後で説明する。

車両が市街地を走行していると判定した場合は、ステップＳ２６に進み、ロックアップ変更線を図２に示したように高速側に変更する。ここでは通常時のロックアップ変更線をそのまま所定車速分だけ高速側にシフトさせているが、変更方法はこれに限らない。また、ロックアップ変更線を想定しうる車速域よりも高く設定すれば（例えば最高車速以上）、ロックアップクラッチ４の締結が事実上禁止される。

車両が市街地を走行していないと判定した場合はステップＳ２７に進み、ロックアップ変更線を通常位置に設定する。ロックアップ変更線が既に高速側に変更されていた場合は通常位置に戻す。

一方、ステップＳ２３で高速道路を走行中と判定された場合はステップＳ２８に進み、ナビゲーションシステム１４から渋滞情報を取得する。そして、ステップＳ２９では、渋滞中か判定し、渋滞中である場合はステップＳ３０に進み、そうではない場合はステップＳ３１に進む。渋滞中かの判定において、車速ＶＳＰが低車速域にあるか判定する等により渋滞中か否かの判定精度を高めるようにしてもよい。

渋滞中であると判定した場合はステップＳ３０に進み、ロックアップ変更線を図２に示したように高速側に変更する。ここでは通常時のロックアップ変更線をそのまま所定車速分だけ高速側にシフトさせているが、変更方法はこれに限らない。また、ロックアップ変更線を想定しうる車速域よりも高く設定すれば、ロックアップクラッチ４の締結が事実上禁止される。なお、変更方法は市街地走行時と同じでもよいし、異ならせても構わない。

車両が市街地を走行していないと判定した場合は、ステップＳ２７に進み、ロックアップ変更線を通常位置に設定する。ロックアップ変更線が既に高速側に変更されていた場合は通常位置に戻す。

図５は図４のステップＳ２４で実行されるサブルーチンで、車両が市街地を走行中か判定する。このルーチンも変速機コントローラ８において実行される。

これによると、ステップＳ４１では、道路地図データの複数のセルの中から、車両の現在位置が属しているセルを検索し、当該セルについての情報（市街地データ）をナビゲーションシステム１４から取得する。

ステップＳ４２では、取得したセルについての情報に基づき、商業地、住宅地がセルに占める割合（面積割合）を算出する。

ステップＳ４３では、ステップＳ４２で算出した割合が所定値（例えば、８０％）を超えているか判断し、超えている場合はステップＳ４４に進み、市街地を走行中と判定し、そうでない場合はステップＳ４５に進んで、非市街地を走行中と判定する。なお、ここでは商業地、住宅地がセルに占める割合に基づき市街地走行か判定しているが、セル中の道路の密集度合い等に基づき判定するようにしてもよい。

続いて上記制御を行うことによる本発明の作用効果について説明する。

変速機コントローラ８は、車両の運転点がロックアップ領域、非ロックアップ領域いずれにあるか判定し（Ｓ１２）、ロックアップ領域にあるときはロックアップクラッチ４を締結する（Ｓ１３）。このとき、変速機コントローラ８は、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあるか判定し（Ｓ２３〜Ｓ２５、Ｓ２８、Ｓ２９）、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定した場合はロックアップクラッチ４を締結されにくくする（Ｓ２６、Ｓ３０、請求項１に記載の発明）。

これにより、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態であっても、ロックアップクラッチ４の締結、解放が頻繁に行われるのを防止でき、ロックアップクラッチ４の耐久性が低下するのを抑えるとともに、ロックアップクラッチ４締結時のショックが頻繁に発生するのを防止することができる。

車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態の一つは、車両が市街地を走行しているときである。そこで、変速機コントローラ８は、車両の現在位置と道路地図データに基づき車両が市街地を走行中か判定し（Ｓ２４、Ｓ２５）、車両が市街地を走行中と判定された場合に車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定する（請求項２に記載の発明）。

市街地を走行中かの判定は、例えば、複数のセルに分割された道路地図データを用意しておき、車両の現在位置が属するセルにおいて住宅地及び商業地が占める割合を算出し（Ｓ４２）、この割合が所定値よりも大きいかによって判定する（Ｓ４３、請求項３に記載の発明）。この判定方法によれば、車両が市街地を走行していることを高い精度で判定することが可能である。

また、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態かどうかは、ＥＴＣ車載機１５、ＶＩＣＳ受信機２２から入手した道路交通情報に基づいて判断することも可能である（請求項４に記載の発明）。例えば、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態の一つは、車両が高速道路において渋滞に巻き込まれたときである。そこで、変速機コントローラ８は、ＥＴＣ車載機１５からの道路情報等に基づき車両が高速道路を走行中か判定し（Ｓ２３）、ＶＩＣＳ受信機２２からの渋滞情報等に基づき車両が走行中の道路が渋滞中か判定し（Ｓ２９）、車両が高速道路を走行中であり、かつ、車両が走行中の道路が渋滞中である場合に車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定する（請求項５に記載の発明）。

ロックアップクラッチ４を締結されにくくするためには、ロックアップ領域と非ロックアップ領域の境界であるロックアップ変更線を高速側に移動させる（図２、Ｓ２６、Ｓ３０、請求項６に記載の発明）、あるいは、ロックアップクラッチ４の締結を禁止すればよい（請求項７に記載の発明）。これらの方法によれば、ロックアップクラッチ４の締結回数を確実に減らすことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、上記実施形態では、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態かの判定、そのような走行状態と判定した場合のロックアップ変更線の変更、を全て変速機コントローラ８において行っているが、制御の一部ないし全部を他のコントローラ、例えば、ナビゲーションシステム１４において行うようにしても構わない。

また、上記実施形態では、ロックアップクラッチ４の締結禁止をロックアップ変更線の変更で実現しているが、図３にしたルーチンで、車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態と判定した場合には車両の運転点に関係なくステップＳ１４に進むようにすることで実現してもよい。

トルクコンバータを備えた車両の概略構成図である。 ロックアップ領域、非ロックアップ領域を規定するロックアップ判定マップである。 ロックアップクラッチの締結、解放制御のメインルーチンを示すフローチャートである。 車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあるか否かに応じてロックアップ変更線を変更するためのルーチンを示すフローチャートである。 市街地を走行中か判定するためのルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

２ トルクコンバータ
４ ロックアップクラッチ
８ 変速機コントローラ
１１ 車速センサ
１２ アクセルペダル位置センサ
１４ ナビゲーションシステム
１５ ＥＴＣ車載機
２１ ＧＰＳアンテナ
２２ ＶＩＣＳ受信機
２３ 記憶装置
２４ ＥＴＣアンテナ

Claims (7)

1. エンジンと変速機の間に介装されたトルクコンバータのロックアップクラッチの締結、解放を制御するロックアップクラッチ制御手段と、
   前記車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあるか判定する走行状態判定手段と、
   前記走行状態判定手段が前記車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定した場合は、前記ロックアップクラッチ制御手段による前記ロックアップクラッチの締結を行われにくくするロックアップ回数低減手段と、
   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。
2. 前記走行状態判定手段は、
   前記車両の現在位置を検出する現在位置検出手段と、
   道路地図データを記憶する地図記憶手段と、
   前記現在位置検出手段で検出された前記車両の現在位置と前記地図記憶手段に記憶されている前記道路地図データとに基づいて前記車両が市街地を走行中か判定する市街地走行判定手段と、
   を備え、前記車両が市街地を走行中と判定した場合に前記車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定することを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチ制御装置。
3. 前記地図記憶手段は、複数のセルに分割された前記道路地図データを備え、
   前記市街地走行判定手段は、前記現在位置検出手段で検出された前記車両の現在位置が属するセル内の住宅地及び商業地が占める割合を算出し、この割合が所定値よりも大きい場合に前記車両が市街地を走行中であると判定することを特徴とする請求項２に記載のロックアップクラッチ制御装置。
4. 前記走行状態判定手段は、道路交通情報に基づいて前記車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定することを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチ制御装置。
5. 前記走行状態判定手段は、
   前記車両が高速道路を走行中か判定する高速走行判定手段と、
   前記車両が走行中の道路が渋滞中か判定する渋滞判定手段と、
   備え、前記車両が高速道路を走行中であり、かつ、前記車両が走行中の道路が渋滞中である場合に前記車両が発進、停止を頻繁に繰り返す走行状態にあると判定することを特徴とする請求項４に記載のロックアップクラッチ制御装置。
6. 前記ロックアップ回数低減手段は、ロックアップ領域と非ロックアップ領域の境界であるロックアップ変更線を高速側に移動させることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のロックアップクラッチ制御装置。
7. 前記ロックアップ回数低減手段は、前記ロックアップクラッチの締結を禁止することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のロックアップクラッチ制御装置。