JP2009243514A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップ解除時の車両減速度の変化を滑らかにして運転者の違和感を軽減する。
【解決手段】ロックアップクラッチ付きの流体伝動装置と、減速時にロックアップクラッチを締結させ所定の解除条件でロックアップクラッチを解除させるロックアップクラッチ制御部２１とを備える自動変速機の制御装置であって、ロックアップクラッチ解除時の変速段を形成する所定の摩擦締結要素以外の摩擦締結要素に所定の締結トルク容量を付加することで準インターロックを発生させる準インターロック制御部２３を備え、減速時のロックアップクラッチ締結中にロックアップクラッチ解除の際に同期して準インターロックを発生させるように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明はロックアップクラッチ付きの流体伝動装置を備えた自動変速機の制御装置に関するものである。

この種の自動変速機の制御装置において、アクセル開度全閉による減速時に、燃費向上のためにエンジンに対する燃料供給を断つ燃料カット制御を行うとともに、燃料カットによるエンストを回避するために上記ロックアップクラッチを締結させるロックアップ制御を行うものは公知である（たとえば特許文献１、２参照）。

以下、説明の便宜上、ロックアップクラッチについて締結状態をオン、締結解除状態をオフという。また、ロックアップクラッチオン状態をロックアップ状態、ロックアップクラッチオフ状態をロックアップオフ状態という。
特開２００８−０２５３７６号公報 特開２００４−１３７９６３号公報

公知技術においては、燃料カット＆ロックアップ状態で車速が一定以下に低下した場合等には、エンストを回避するためにロックアップオフ制御を行うようにしている。

ところが、ロックアップオフ制御を行うと、その途端に伝達トルクが急変して車両減速度が大きく変化（低下）する。この点、公知技術では何の手当てもなされていないため、運転者に違和感を発生させるという問題があった。

そこで本発明は、ロックアップオフ時の車両減速度の変化を滑らかにして運転者の違和感を軽減することができる自動変速機の制御装置を提供するものである。

請求項１の発明は、ロックアップクラッチ付きの流体伝動装置と、減速時に上記ロックアップクラッチを締結させ所定の解除条件でロックアップクラッチを解除させるロックアップ制御手段とを備える自動変速機の制御装置であって、上記ロックアップクラッチ解除時の変速段を形成する所定の摩擦締結要素以外の摩擦締結要素に所定の締結トルク容量を付加することで準インターロックを発生させる準インターロック制御手段を備え、減速時のロックアップクラッチ締結中にロックアップクラッチ解除の際に同期して準インターロックを発生させるように構成されたものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成において、減速時のロックアップクラッチ締結中の車両減速度を検出する車両減速度検出手段を備え、車両減速度に応じて上記所定の締結トルク容量を調整するように構成されたものである。

請求項３の発明は、請求項１または２の構成において、上記準インターロック制御を所定時間実行し、その後上記所定の締結トルク容量を時間経過に応じて低下させるように構成されたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの構成において、エンジンの燃料供給を断つ燃料カット制御を行う燃料カット制御手段と、燃料カット中にエンジンの燃料を再供給する燃料カット復帰制御を行う燃料カット復帰制御手段とを備え、減速時に、上記燃料カット制御を実行し、ロックアップクラッチ解除の際に同期して上記燃料カット復帰制御を実施するように構成されたものである。

本発明によると、ロックアップオフ時に準インターロック、すなわち、ロックアップオフ時の変速段を形成する摩擦締結要素以外の摩擦締結要素（準インターロック要素）に所定の締結トルク容量を付加することで準インターロック状態を発生させるため、この準インターロック作用により、ロックアップ状態からロックアップオフに切換わるときの減速度の変化を滑らかにすることができる。このため、減速度の変化による運転者の違和感を軽減することができる。

とくに請求項２の発明によると、準インターロック状態での摩擦締結要素の締結トルク容量を車両減速度に応じて調整するため、上記効果が顕著となる。

また、請求項３の発明によると、準インターロック状態を一定時間継続させた後、締結トルク容量を時間経過に応じて低下させるため、減速度を本来の値に向けて滑らかに変化させることができる。

ところで、たとえば特許文献２に示されているように、ロックアップオフ制御の際に、燃料供給を再開する燃料カット復帰制御を行うことは公知であるが、こうすると減速度の変化がさらに大きくなる。

これに対し、請求項４の発明によると、ロックアップオフ時に燃料カット復帰制御をも行う装置に適用することによって減速度を滑らかに変化させる点の効果がとくに高いものとなる。

まず、本発明が適用される自動変速機の全体構成を図１（スケルトン図）によって簡単に説明する。

この自動変速機は、主たる構成要素として、エンジン出力軸１に取付けられた流体伝動装置としてのトルクコンバータ２と、このトルクコンバータ２の出力回転が入力軸３を介して入力される変速機構４とを有し、この変速機構４の出力回転が、入力軸３まわりに配置された出力ギヤ５から図示しないカウンタドライバ機構及び差動装置を介して車軸に伝達されるように構成されている。６は変速機構４が収容された変速機ケースである。

なお、流体伝動装置は、トルクコンバータ２に限らず、フルードカップリングであってもよい。また、本発明の適用対象となる自動変速機は、次に例示する有段式の変速機に限らず、無段階に変速比を変えるＣＶＴ（ContinuoslyVariable Transmission）や、デュアルクラッチ式のＤＳＧ（Direct-Shift Gearbox）を含む。

トルクコンバータ２は、エンジン出力軸１に連結されたケース２ａと、このケース２ａ内に設けられたポンプ２ｂと、このポンプ２ｂにより駆動されるタービン２ｃと、ポンプ２ｂとタービン２ｃとの間でトルク増大作用を行うステータ２ｄと、このステータ２ｄと変速機ケース６との間に設けられたトルコン用ワンウェイクラッチ２ｅと、ケース２ａを介してエンジン出力軸１とタービン２ｃとを直結するロックアップクラッチ２fとによって構成され、タービン２ｃの回転が入力軸３を介して変速機構４に伝達される。

ロックアップクラッチ２fは、エンジン駆動の油圧ポンプ（図示省略）からの油圧によって作動する油圧クラッチであって、減圧時にロックアップ状態、加圧時にロックアップオフ状態となる加圧オフ型のクラッチとして構成されている。

変速機構４は、トルクコンバータ２に近い側から順に入力軸３まわりに配置された第１、第２、第３の各遊星歯車機構７,８,９と、変速用摩擦締結要素としての第１、第２両クラッチ１０,１１、及び第１〜第３各ブレーキ１２,１３,１４と、プレート状カップリング１５とから成っている。

各遊星歯車機構７〜９は、サンギヤ１６と、このサンギヤ１６に噛み合うプラネタリギヤ１７と、このプラネタリギヤ１７を支持するキャリア１８と、プラネタリギヤ１７に噛み合うリングギヤ１９とで構成され、この遊星歯車機構同士、またはこれらと両クラッチ１０,１１及び各ブレーキ１２〜１４の関係等が次のように設定されている。

（ｉ）入力軸３が第３遊星歯車機構９のサンギヤ１６に連結されている。

（ｉｉ）第１、第２両遊星歯車機構７,８のサンギヤ１６,１６同士が連結されている。

（ｉｉｉ）第１遊星歯車機構７のリングギヤ１９と第２遊星歯車機構８のキャリア１８とが連結されている。

（ｉｖ）第２遊星歯車機構８のリングギヤ１９と第３遊星歯車機構９のキャリア１８とが連結されている。

（ｖ）第１遊星歯車機構７のキャリア１８に出力ギヤ５が連結されている。

（ｖｉ）第１、第２両遊星歯車機構７のサンギヤ１６,１６は、第１クラッチ１０を介して入力軸３に断続（切断／接続）可能に連結されている。

（ｖｉｉ）第２遊星歯車機構８のキャリア１８は、第２クラッチ１１を介して入力軸３に断続可能に連結されている。

（ｖｉｉｉ）第１遊星歯車機構７のリングギヤ１９、及び第２遊星歯車機構８のキャリア１８は、第１ブレーキ１２及びプレート状カップリング１５を介して変速機ケース６に断続可能に連結されている。

（ｉｘ）第２遊星歯車機構８のリングギヤ１９、及び第３遊星歯車機構９のキャリア１８は、第２ブレーキ１３を介して変速機ケース６に断続可能に連結されている。

（x）第３遊星歯車機構９のリングギヤ１９は、第３ブレーキ１４を介して変速機ケース６に断続可能に連結されている。

以上の構成に基づき、摩擦締結要素（クラッチ１０,１１及びブレーキ１２〜１４）の作動／非作動の組み合わせの選択により、遊星歯車機構７〜９によって得られる変速段を前進６速と後退速の間で自動的に切換え得るようになっている。上記組み合わせと変速段の具体的な関係を図２によって簡単に説明する。

前進１速
第１クラッチ１０と第１ブレーキ１２とが作動する。入力軸３の回転は、第１遊星歯車機構７により大きな減速比で減速されて第１遊星歯車機構７のキャリア１８から出力ギヤ５に出力される。

前進２速
第１クラッチ１０と第２ブレーキ１３とが作動する。入力軸３の回転は、第１遊星歯車機構７のサンギヤ１６に入力されると同時に、第２遊星歯車機構８を介して第１遊星歯車機構７のリングギヤ１９にも入力される。このため、入力回転は１速の場合よりも小さな減速比で減速されて第１遊星歯車機構７のキャリア１８から出力ギヤ５に出力される。

前進３速
第１クラッチ１０と第３ブレーキ１４とが作動する。入力軸３の回転は、第１遊星歯車機構７のサンギヤ１６に入力されると同時に、第３及び第２両遊星歯車機構９,８を介して第１遊星歯車機構７のリングギヤ１９にも入力される。このため、入力回転は２速よりもさらに小さい減速比で減速されて第１遊星歯車機構７のキャリア１８から出力ギヤ５に出力される。

前進４速
第１、第２両クラッチ１０,１１が作動する。入力軸３の回転は、第１遊星歯車機構７のサンギヤ１６に入力されると同時に、第２遊星歯車機構８経由でそのまま第１遊星歯車機構７のリングギヤ１９にも入力される。これにより、第１遊星歯車機構７全体が入力軸３と一体に回転し、キャリア１８から減速比１の回転が出力ギヤ５に出力される。

前進５速
第２クラッチ１１と第３ブレーキ１４とが作動する。入力軸３の回転は、第２遊星歯車機構８経由でそのまま第１遊星歯車機構７のリングギヤ１９に入力されると同時に、第３及び第２両遊星歯車機構９,８を介して第１遊星歯車機構７のサンギヤ１６にも入力される。これにより、入力回転は増速されて第１遊星歯車機構７のキャリア１８から出力ギヤ５に出力される。

前進６速
第２クラッチ１１と第２ブレーキ１３とが作動する。入力軸３の回転は、第２遊星歯車機構８経由でそのまま第１遊星歯車機構７のリングギヤ１９に入力されると同時に、第２遊星歯車機構８を介して第１遊星歯車機構７のサンギヤ１６にも入力される。これにより、入力回転は５速よりも大きな増速比で増速されて第１遊星歯車機構７のキャリア１８から出力ギヤ５に出力される。

後退速
第１、第３両ブレーキ１２,１４が作動する。入力軸３の回転は、第３及び第２両遊星歯車機構９,８を介して第１遊星歯車機構７のサンギヤ１６に入力される。このとき、第２遊星歯車機構８において回転方向が逆転されることにより、第１遊星歯車機構７のキャリア１８から出力ギヤ５に、入力軸３の回転方向と反対方向の回転が出力される。

この変速機構４を構成する第１、第２両クラッチ１０,１１及び第１〜第３各ブレーキ１２〜１４は、ロックアップクラッチ２fと同様にエンジン駆動の油圧ポンプからの油圧によって作動する油圧クラッチとして構成され、その締結トルク容量の制御によって締結状態／解放状態となる。

また、この締結トルク容量を完全締結と完全解放の中間域に制御することにより、中間状態である所謂半クラッチ（スリップ）状態となる。

次に、減速時にロックアップクラッチ２fをオンさせるロックアップ制御、ロックアップ後に車両速度が一定以上に低下したときに同クラッチ２fをオフさせるロックアップオフ制御、ロックアップとともに燃料をカットする燃料カット制御、所定の条件下で燃料供給を再開する燃料カット復帰制御、及び本発明の特徴的な制御である準インターロック制御を行う制御手段２０について説明する。

図３は制御手段２０のブロック構成を示す。

この制御手段２０は、ロックアップクラッチ制御部（請求項１のロックアップ制御手段に対応）２１と、燃料カット制御部（請求項４の燃料カット制御手段及び燃料カット復帰制御手段に対応）２２と、準インターロック制御部２３（請求項１の準インターロック制御手段に対応）とを備えている。

また、各制御のデータとなる運転状況を検出して必要な制御部に送る検出部として、アクセル開度（アクセル開度全閉による減速中）を検出するアクセル開度検出部２４と、ロックアップオフ制御開始の条件となる車速を検出する車速検出部２５と、車両減速度を検出する車両減速度検出部（請求項２の車両減速度検出手段に対応）２６とを備えている。

車速検出部２５は、車速を直接検出するものでもよいし、エンジン回転数から間接的に車速を検出するものでもよい。また、車両減速度検出部２６は、加速度計のように減速度を直接検出するものを用いてもよいし、エンジン回転数等から減速度を割り出すものを用いてもよい。

この制御手段２０の作用を図４，５を併用して説明する。

図４において、ステップＳ１でアクセルオフ（減速中）か否か、ステップＳ２でロックアップクラッチ２fがオン（ロックアップ中）か否か、ステップＳ３で車速が予め設定されたロックアップオフ車速よりも低いか否かがそれぞれ判断され、いずれもＹＥＳのとき、すなわち減速中でかつロックアップ中であって、車速がロックアップを解除すべき速度まで低下したときに、ステップＳ４以降の制御に移る。

まず、ステップＳ４で、図３のロックアップクラッチ制御部２１からロックアップクラッチ２fに向けてロックアップオフの指令が出されるとともに、ステップＳ５で燃料カット制御部２２から燃料供給系に燃料カット復帰指令が出される。

これにより、ロックアップオフ制御と燃料カット復帰制御が実行される。

ところが、これだけでは、ロックアップオフ制御の実行によって車両減速度が図５中の実線で示すように急変するため、運転者に違和感を与える。

そこで、ステップＳ６において準インターロック制御が実行される。

すなわち、ロックアップオフ制御を行う際に、そのときの変速段を形成する定常変速要素以外の摩擦締結要素（以下、準インターロック要素という）について、完全締結状態となる締結トルク容量よりも小さい所定の締結トルク容量を付与することによって、準インターロック要素をスリップさせ、インターロック手前の準インターロック状態を発生させる。

たとえば、図１,２の自動変速機において前進６速（第２クラッチ１１と第２ブレーキ１３が定常変速要素）の状態で準インターロック制御を行う場合、これ以外の摩擦締結要素である第１クラッチ１０、第１ブレーキ１２、第３ブレーキ１４のいずれかをインターロック要素として準インターロック状態を発生させる。

このときの締結トルク容量は、図３の車両減速度検出部２６によって検出される車両減速度に応じて、この減速度の変化が小さくなる方向に調整された大きさとして準インターロック要素に加えられる。

また、この準インターロック状態が一定時間継続された後、締結トルク容量が設定された時間の経過に応じて低下し、タイムアップで準インターロック要素が元の解放状態に戻る。

このような準インターロック制御を行うことにより、上記締結トルク容量に応じた準インターロック作用が働き、タイヤ側から見て減速度を増加させることができるため、車両減速度が、無制御（図５中の実線）の場合と比較して、破線で示すように滑らかに変化する。このため、車両減速度の変化による運転者の違和感を軽減することができる。

とくに、実施形態では、上記のように準インターロック要素の締結トルク容量を車両減速度に応じて調整するため、この点の効果が高くなる。

また、実施形態では、ロックアップオフ制御を行う際に、燃料カット復帰制御、すなわち燃料供給を再開する（減速度の変化が大きくなる）制御方式をとる変速機に適用しているため、減速度を滑らかに変化させる点の効果がさらに高いものとなる。

さらに、準インターロックを一定時間継続させた後、時間経過に応じて低下させるため、減速度を本来の値向けて滑らかに変化させることができる。

なお、準インターロック制御は、図５に示すようにロックアップオフと同じタイミングで実行されるのが望ましいが、多少遅れて実行されても相応の効果を得ることができる。

また、準インターロック制御を行う準インターロック要素としての摩擦締結要素は、一つでもよいし二つでもよい。

さらに、準インターロック要素となる摩擦締結要素のダメージを極力抑えるために、同要素として、たとえば二つのうち、伝達トルク容量（トルク分担量）が小さいもの、またはそのときのフェーシング温度が低いものを選択するのが望ましい。

他の実施形態
（１） 上記実施形態では、本発明の効果がとくに高い、ロックアップオフ制御時に燃料カット復帰制御をも行う制御装置に適用した場合を例示したが、本発明はこのロックアップオフ制御時に燃料カット復帰を行わない制御装置にも適用することができる。

（２） 上記実施形態では、準インターロック要素の締結トルク容量を、検出される車両減速度に応じて調整する構成をとったが、この締結トルク容量を予め設定したパターンで時間の経過とともに自動的に変化させるようにしてもよい。

本発明の実施形態にかかる自動変速機の全体構成を示すスケルトン図である。 同変速機における摩擦締結要素の組み合わせと変速段の関係を示す表である。 実施形態にかかる制御手段の構成を示すブロック図である。 制御手段による制御内容を示すフローチャートである。 制御時の各部の動向を示すタイムチャートである。

符号の説明

２ 流体伝動装置としてのトルクコンバータ
２f ロックアップクラッチ
４ 変速機構
１０,１１ 摩擦締結要素としてのシリンダ
１１〜１３ 同ブレーキ
２０ 制御手段
２１ ロックアップクラッチ制御部（ロックアップ制御手段）
２２ 燃料カット制御部（燃料カット制御手段及び燃料カット復帰制御手段）
２３ 準インターロック制御部（準インターロック制御手段）
２４ アクセル開度検出部
２５ 車速検出部
２６ 車両減速度検出部（車両減速度検出手段）

Claims (4)

1. ロックアップクラッチ付きの流体伝動装置と、減速時に上記ロックアップクラッチを締結させ所定の解除条件でロックアップクラッチを解除させるロックアップ制御手段とを備える自動変速機の制御装置であって、上記ロックアップクラッチ解除時の変速段を形成する所定の摩擦締結要素以外の摩擦締結要素に所定の締結トルク容量を付加することで準インターロックを発生させる準インターロック制御手段を備え、減速時のロックアップクラッチ締結中にロックアップクラッチ解除の際に同期して準インターロックを発生させるように構成されたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 減速時のロックアップクラッチ締結中の車両減速度を検出する車両減速度検出手段を備え、車両減速度に応じて上記所定の締結トルク容量を調整するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
3. 上記準インターロック制御を所定時間実行し、その後上記所定の締結トルク容量を時間経過に応じて低下させるように構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の自動変速機の制御装置。
4. エンジンの燃料供給を断つ燃料カット制御を行う燃料カット制御手段と、燃料カット中にエンジンの燃料を再供給する燃料カット復帰制御を行う燃料カット復帰制御手段とを備え、減速時に、上記燃料カット制御を実行し、ロックアップクラッチ解除の際に同期して上記燃料カット復帰制御を実施するように構成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置。

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