JP2009150494A - 自動変速機のロックアップクラッチ制御装置 - Google Patents

自動変速機のロックアップクラッチ制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】エンジン負荷の急変時に、ロックアップクラッチの目標スリップ量を増大させた後、減少させる際のショックを抑制する。
【解決手段】本発明は、エンジン側と自動変速機側との回転速度差であるロックアップクラッチのスリップ量を目標スリップ量となるように制御するロックアップクラッチ制御手段を備える自動変速機のロックアップクラッチ制御装置において、エンジンに対する要求負荷の変化率が所定の閾値以上のとき、目標スリップ量を所定の増加率で増加させ(S4)、目標スリップ量増加手段によって増加した目標スリップ量を所定の減少率で減少させ(S6)、このときの所定の減少率は、要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの運転状態が、要求負荷の増加に対するトルクコンバータの自動変速機側の回転速度の増加率が低い運転状態であるほど、低く設定される。
【選択図】図2

Description

本発明は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は、トルクコンバータの入力側と出力側とを直結するクラッチであり、車速とスロットル開度とに基づいて規定される車両の運転状態が所定の領域にあるとき、ロックアップクラッチのスリップ量が目標スリップ量となるようにスリップ制御される。
ここで、スリップ制御中にエンジントルクが急激に変化するとチップインショックが発生するので、これを防止するために特許文献1では、スリップ制御中にスロットル開度の変化率が所定値以上となったとき、目標スリップ量を増大させ、その後スロットル開度の変化率が所定値以下となると、目標スリップ量をスロットル開度の変化率の増大量に応じた時間で漸減させる技術が記載されている。
特開平6−174075号公報
しかし、上記従来の技術では目標スリップ量の減少率をスロットル開度の変化率の増大量に応じた時間のみによって決定し、タービン回転速度の増加率を考慮していないので、スリップ量が定常状態の値まで減少するときにショックが発生する可能性がある。すなわち、タービン回転速度の増加率は車速や変速比によって異なるので、タービン回転速度を考慮せずに目標スリップ量の減少率を決定すると、適切に定常状態の値に戻すことができずにショックが発生する。
本発明は、エンジン負荷の急変時に、ロックアップクラッチの目標スリップ量を増大させた後、減少させる際のショックを抑制することを目的とする。
本発明は、車両のエンジンと自動変速機との間に介装されるトルクコンバータに設けられ、トルクコンバータのエンジン側と自動変速機側とを締結可能なロックアップクラッチと、エンジン側と自動変速機側との回転速度差であるロックアップクラッチのスリップ量を目標スリップ量となるように制御するロックアップクラッチ制御手段とを備える自動変速機のロックアップクラッチ制御装置において、エンジンに対する要求負荷の変化率を演算する要求負荷変化率演算手段と、要求負荷の変化率が所定の閾値以上のとき、目標スリップ量を所定の増加率で増加させる目標スリップ量増加手段と、目標スリップ量増加手段によって増加した目標スリップ量を所定の減少率で減少させる目標スリップ量減少手段とを備え、所定の減少率は、要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの運転状態が、要求負荷の増加に対するトルクコンバータの自動変速機側の回転速度の増加率が低い運転状態であるほど、低く設定される。
本発明によれば、要求負荷の変化率が所定の閾値以上となって、目標スリップ量を増加させた後、減少させる際の所定の減少率を、要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの運転状態が、要求負荷の増加に対するトルクコンバータの自動変速機側の回転速度の増加率が低い運転状態であるほど、低く設定するので、車速や変速比などの運転状態に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる。
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。
図1は本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御装置を示す概略構成図である。トルクコンバータ1は、エンジン2と自動変速機3との間に介装され、エンジン2の駆動力を流体を介して自動変速機3に伝達する。トルクコンバータ1には、エンジン2の出力軸4に連結されるポンプインペラ5と、自動変速機3の入力軸6に連結されるタービンランナ7とが対向するように配置される。エンジン2の回転に伴ってポンプインペラ5が回転すると、トルクコンバータ1の内部に充填された流体(ATF)が流動し、これによってタービンランナ7が回転する。
また、変速機の入力軸6に連結され、タービンランナ7とともに回転するロックアップクラッチ8が、エンジン2の出力軸4に連結されポンプインペラ5と一体のフロントカバー9の内側に設けられる。ロックアップクラッチ8をポンプインペラ5に締結するとトルクコンバータ1の入力要素と出力要素とが直結されて相対回転がなくなり、完全ロックアップ状態となる。また、入力要素と出力要素とを半締結状態にすると、入力要素と出力要素との間にスリップを生じるスリップロックアップ状態となる。ロックアップクラッチ8を完全に解放するとアンロックアップ状態となる。
ロックアップクラッチ8は、その両側に作用す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との差圧に応じて動作し、レリーズ圧PRがアプライ圧PAよりも高いとき解放され、レリーズ圧PRがアプライ圧PAよりも低いとき締結される。
ロックアップクラッチ8の締結力に依存するトルクコンバータ1のロックアップクラッチ8による伝達可能トルク、つまりロックアップ容量は前述の差圧により決定される。この差圧はコントローラによって演算される目標スリップ量に基づいて制御される。目標スリップ量は、トルクコンバータ1の入力要素と出力要素との回転速度差であり、目標スリップ量が大きいほど差圧を小さくして、ロックアップクラッチ8の締結力を低下させる。
コントローラ10は、アクセルペダル操作量センサ11、スロットル開度センサ12、車速センサ13、インヒビタスイッチ14から、それぞれアクセルペダル操作量、スロットル開度、車速、セレクト位置信号を受信し、これらとエンジントルク及びギア段に基づいてロックアップクラッチ8の目標スリップ量を演算する。さらに、演算された目標スリップ量に基づいて差圧指令値を演算して、この差圧指令値をロックアップクラッチ8への供給油圧を制御する油圧回路20へ指示する。なお、Dレンジ、およびMレンジ以外のときはロックアップクラッチ制御は行われない。
ロックアップクラッチ8の締結状態であるアンロックアップ状態、スリップロックアップ状態及び完全ロックアップ状態は、車速とスロットル開度とによって規定される運転状態に基づいて決定される。このうち、スリップロックアップ状態及び完全ロックアップ状態であるときにスロットル開度が急激に変化すると、自動変速機3への入力トルクであるエンジントルクが急激に変化するのでチップインショックが発生することがあり、これを防止するためにスロットル開度の増大に合わせて、目標スリップ量を増大させ、その後減少させる制御を行っている。このときの目標スリップ量の制御について、図2を参照しながら説明する。
図2は本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御を示すフローチャートである。なお、図2にはトータル目標スリップ量を演算する制御のみが示されているが、実際には演算されたトータル目標スリップ量に基づいて差圧指令値を演算し、この差圧指令値に応じてロックアップクラッチ8への供給油圧が制御される。
ステップS1では、非変速中であるか否かを判定する。非変速中であればステップS2へ進み、変速中であれば処理を終了する。
ステップS2では、コースト状態であるか、ドライブ状態であるかを判定する。
ステップS3では、スロットル開度の単位時間当たり変化量dTHが所定変化量(所定の閾値)より大きいか否かを判定する。スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きければステップS4へ進み、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量以下であれば処理を終了する。
所定変化量は、以下のステップS4〜S7の制御を実行するか否かを判定する閾値であり、図3のマップを参照して演算される。図3(a)はステップS2にてコースト状態と判定されたときに参照されるマップであり、図3(b)はステップS2にてドライブ状態と判定されたときに参照されるマップである。ドライブ状態のときのほうが閾値が大きくなるように設定されている。また、図3(a)、(b)は、いずれも変速比が小さいほど、すなわち変速段がHigh側であるほど大きく設定され、所定の高速段のときは低速段のときに比べて以下の制御が行われにくくなるような大きい値に設定される。
ステップS4(目標スリップ量増加手段)では、トータル目標スリップ量Tslip_totalを演算する。トータル目標スリップ量Tslip_totalは以下の(1)式及び(2)式に基づいて演算される。
Tslip=Tslip(−1)+dltTslip ・・・(1)
Tslip_total=Tslip_base+Tslip ・・・(2)
ここで、Tslipは目標スリップ量、Tslip(−1)は1ジョブ前の目標スリップ量、dltTslipは目標スリップ量増加量(所定の増加率)、Tslip_baseはベースとなる目標スリップ量である。
目標スリップ量増加量dltTslipは、目標スリップ量の増加率(傾き)であり、図4のマップを参照して演算される。すなわち、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの車速が低いほど大きく設定される。
ベースとなる目標スリップ量Tslip_baseは、こもり音対策のために定常時から常に設定されているスリップ量であり、例えばエンジントルクが小さいほどスリップ量が大きくなるように設定されている。またベースとなる目標スリップ量Tslip_baseは、完全ロックアップ状態のときゼロに設定される。
ステップS5では、トータル目標スリップ量Tslip_totalが目標スリップ量上限値Tslip_max(所定の上限値)以上であるか否かを判定する。トータル目標スリップ量Tslip_totalが目標スリップ量上限値Tslip_max以上であればステップS6へ進み、トータル目標スリップ量Tslip_totalが目標スリップ量上限値Tslip_maxより小さければステップS4へ戻る。
目標スリップ量上限値Tslip_maxは、図5のマップを参照して演算される。図5(a)はステップS2にてコースト状態と判定されたときに参照されるマップであり、図5(b)はステップS2にてドライブ状態と判定されたときに参照されるマップである。目標スリップ量上限値Tslip_maxは、コースト状態のときの方が大きくなるように設定される。また、図5(a)、(b)はいずれもスロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの変速比が大きい、すなわち変速段がLow側であるほど、また車速が低いほど大きく設定される。
ステップS6(目標スリップ量減少手段)では、トータル目標スリップ量Tslip_totalを演算する。トータル目標スリップ量Tslip_totalは以下の(3)式及び(4)式に基づいて演算される。
Tslip=Tslip(−1)+dltTslipD ・・・(3)
Tslip_total=Tslip_base+Tslip ・・・(4)
ここで、dltTslipDは目標スリップ量減少量(所定の減少率)であり、dltTslipD≦0である。
目標スリップ量減少量dltTslipDは、図6のマップを参照して演算される。図6(a)はステップS2にてコースト状態と判定されたときに参照されるマップであり、図6(b)はステップS2にてドライブ状態であると判定されたときに参照されるマップである。目標スリップ量減少量dltTslipは、コースト状態のときのほうが大きくなるように設定される。また、図6(a)、(b)は、いずれもスロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの変速比が大きい、すなわち変速段がLow側であるほど、また車速が低いほど大きく設定される。
ステップS7では、トータル目標スリップ量Tslip_totalがベースとなる目標スリップ量以上であるか否かを判定する。トータル目標スリップ量Tslip_totalがベースとなる目標スリップ量以上であれば処理を終了し、トータル目標スリップ量Tslip_totalがベースとなる目標スリップ量より小さければステップS6へ戻る。
以上のように本制御では、スロットル開度の単位時間当たり変化量dTHが所定変化量を超えると、トータル目標スリップ量Tslip_totalを目標スリップ量上限値Tslip_maxに達するまで増大させ、トータル目標スリップ量Tslip_totalが目標スリップ量上限値Tslip_maxに達した後、トータル目標スリップ量Tslip_totalをベースとなる目標スリップ量Tslip_baseに達するまで低下させる。
次に本実施形態の作用について図7を参照しながら説明する。図7は本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御を示すタイムチャートであり、(a)はスロットル開度、(b)は変速比、(c)はトータル目標スリップ量Tslip_total、(d)はエンジン回転速度、(e)はタービン回転速度、(f)は変速機出力トルクをそれぞれ示す。なお、(f)において点線は従来例における変速機出力トルクの変化を示す。
時刻t1において、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなり、かつ非変速中(変速比一定)であるので、トータル目標スリップ量Tslip_totalが目標スリップ量増加量dltTslipに応じて増加していく。これに伴って、ロックアップクラッチ8のスリップ量が増加するので、エンジン回転速度が上昇して、エンジン回転速度とタービン回転速度との間に回転速度差が生じる。
時刻t2において、トータル目標スリップ量Tslip_totalが目標スリップ量上限値に達すると、トータル目標スリップ量Tslip_totalが目標スリップ量減少量dltTslipDに応じて減少していく。これに伴って、ロックアップクラッチ8のスリップ量が減少するので、エンジン回転速度とタービン回転速度との回転速度差は緩やかに低下していく。その後時刻t3において、トータル目標スリップ量Tslip_totalはベースとなる目標スリップ量Tslip_baseまで減少する。これにより、自動変速機の出力トルクは緩やかに増大するので、チップインショックの発生を防止することができる。
以上のように本実施形態では、目標スリップ量減少量dltTslipDは、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの運転状態が、エンジン負荷の増加に対するタービン回転速度の増加率が低い運転状態であるほど、小さく設定されるので、運転状態に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる(請求項1に対応)。
また、目標スリップ量減少量dltTslipDは、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの車速が高いほど小さく設定されるので、車速が高くエンジン負荷の増加に対するタービン回転速度の増加率が低いときでも、車速に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる(請求項2に対応)。
さらに、目標スリップ量減少量dltTslipDは、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの変速比が小さいほど小さく設定されるので、変速比が小さくエンジン負荷の増加に対するタービン回転速度の増加率が低いときでも、変速比に応じて目標スリップ量を減少させることができ、違和感やショックの発生を抑制することができる(請求項3に対応)。
さらに、車両がコースト状態であると判定されたときは、ドライブ状態であると判定されたときよりも、所定変化量が小さく設定されるので、コースト状態のときはスロットル開度の変化量dTHがより小さい場合でも本制御が実行され、エンジントルクが負から正に急変するときのチップインショックの発生を抑制することができる(請求項4に対応)。
さらに、所定変化量は、変速比が小さいほど大きく設定されるので、変速比が大きくチップインショックが発生しやすい状態のときに本制御がより実行されやすくなり、チップインショックの発生を抑制することができる(請求項5に対応)。
さらに、目標スリップ量増加量dltTslipは、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの車速が低いほど大きく設定されるので、車速が低くエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より速くスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる(請求項6に対応)。
さらに、目標スリップ量上限値Tslip_maxは、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの車速が低いほど大きく設定されるので、車速が低くエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より大きくスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる(請求項7に対応)。
さらに、目標スリップ量上限値Tslip_maxは、スロットル開度の変化量dTHが所定変化量より大きくなったときの変速比が大きいほど大きく設定されるので、変速比が大きくエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より大きくスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる(請求項8に対応)。
さらに、目標スリップ量上限値Tslip_maxは、コースト状態であるときは、ドライブ状態のときより大きく設定される。これにより、コースト状態のようにエンジントルクの急変によるチップインショックが発生しやすい状況において、より大きくスリップ量を増大させることで、チップインショックの発生を抑制することができる(請求項9に対応)。
さらに、目標スリップ量減少量dltTslipDは、コースト時とドライブ時とではコースト時の方がより大きく設定される。これにより、エンジンの負荷の増大に対応するタービン回転速度の増加率が大きくなるコースト状態において、より確実に違和感やショックを抑制することができる(請求項10に対応)。
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、本実施形態ではコースト状態のとき、およびドライブ状態のときに制御を行っているが、これに限定されることなくコースト状態のときにのみ制御を行うことも可能である。
また、図2のステップS3の所定変化量を、実質的にドライブ時には本制御が行われないようにさらに大きく設定してもよい。
さらに、本実施形態では所定変化量をDレンジとMレンジとで異なる値としていないが、MレンジのときはDレンジのときより大きく設定してもよい。これにより、Mレンジのときはトルクコンバータ1のスリップ量が小さくなり、運転者に対してアクセルペダルの踏み込み操作に対するダイレクト感を与えることができる。
さらに、本実施形態では所定変化量を変速比が小さい所定の高速段のときも本制御が行われるように設定しているが、所定の高速段のときは本制御が行われないような大きい値に設定してもよい。
さらに、本実施形態における自動変速機は無段変速機であっても同様の制御が可能である。
さらに、本実施形態ではスロットル開度の単位時間当たり変化量dTHを用いて制御の開始条件を判定しているが、これに限らずアクセルペダル操作量の変化量などエンジンに対する要求負荷の変化率を表す指標を用いてもよい。
本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御の構成を示す概略構成図である。 本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御を示すフローチャートである。 変速比と所定変化量との関係を示すマップである。 車速と目標スリップ量増加量との関係を示すマップである。 車速と目標スリップ量上限値との関係を示すマップである。 車速、変速比及び目標スリップ量減少量の関係を示すマップである。 本実施形態における自動変速機のロックアップクラッチ制御の作用を示すタイムチャートである。
符号の説明
1 トルクコンバータ
2 エンジン
3 自動変速機
5 ポンプインペラ
7 タービンランナ
8 ロックアップクラッチ
10 コントローラ

Claims (10)

  1. 車両のエンジンと自動変速機との間に介装されるトルクコンバータに設けられ、前記トルクコンバータのエンジン側と自動変速機側とを締結可能なロックアップクラッチと、
    前記エンジン側と前記自動変速機側との回転速度差である前記ロックアップクラッチのスリップ量を目標スリップ量となるように制御するロックアップクラッチ制御手段とを備える自動変速機のロックアップクラッチ制御装置において、
    前記エンジンに対する要求負荷の変化率を演算する要求負荷変化率演算手段と、
    前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上のとき、前記目標スリップ量を所定の増加率で増加させる目標スリップ量増加手段と、
    前記目標スリップ量増加手段によって増加した目標スリップ量を所定の減少率で減少させる目標スリップ量減少手段とを備え、
    前記所定の減少率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの運転状態が、前記要求負荷の増加に対する前記トルクコンバータの自動変速機側の回転速度の増加率が低い運転状態であるほど、低く設定されることを特徴とする自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  2. 前記運転状態は車速であり、
    前記所定の減少率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの車速が高いほど低く設定されることを特徴とする請求項1に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  3. 前記運転状態は変速比であり、
    前記所定の減少率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの変速比が小さいほど低く設定されることを特徴とする請求項1または2に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  4. 前記所定の閾値は、前記要求負荷が増大する直前の車両がコースト状態のとき、ドライブ状態のときよりも小さく設定されることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  5. 前記所定の閾値は、前記要求負荷が増大したときの変速比が小さいほど大きく設定されることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  6. 前記所定の増加率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの車速が低いほど高く設定されることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  7. 前記目標スリップ量増加手段は、前記目標スリップ量を増加させるとき、所定の上限値まで増加させ、
    前記所定の上限値は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの車速が低いほど大きく設定されることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  8. 前記目標スリップ量増加手段は、前記目標スリップ量を増加させるとき、所定の上限値まで増加させ、
    前記所定の上限値は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となったときの変速比が大きいほど大きく設定されることを特徴とする請求項1から7までのいずれか1項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  9. 前記目標スリップ量増加手段は、前記目標スリップ量を増加させるとき、所定の上限値まで増加させ、
    前記所定の上限値は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となる直前に前記車両がコースト状態のとき、ドライブ状態のときよりも大きく設定されることを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
  10. 前記所定の減少率は、前記要求負荷の変化率が所定の閾値以上となる直前に前記車両がコースト状態のとき、ドライブ状態のときよりも高く設定されることを特徴とする請求項1から9までのいずれか1項に記載の自動変速機のロックアップクラッチ制御装置。
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