JP2010139004A - ロックアップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセル開度が一定に保たれる登坂路の走行時等に発生する前出しのロックアップオンの制御とロックアップオフの制御との繰り返しに基づくロックアップハンチングの発生を防止する。
【解決手段】ロックアップクラッチ５を締結する第１のロックアップオン車速Ｖｏｎ１より低速側にロックアップクラッチ５を解放するロックアップオフ車速Ｖｏｆｆを設定し、ロックアップオフ車速Ｖｏｆｆより低速側にロックアップラッチの締結を早期に作動させる前出しロックアップオン用の第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２を設定し、第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２より低速側に前出しロックアップオン許可の判定車速Ｖｒｅｆを設定し、コントローラ８により、前出しロックアップオン許可の判定車速Ｖｒｅｆに基づき、例えばアクセル開度を比較的小さい一定開度に保った登坂路の走行時に前出しロックアップオンの制御を繰り返さないようにしてロックアップハンチングの発生を防止する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有する自動変速機を備えた車両のロックアップ制御装置に関し、詳しくは前出しロックアップオン制御の改善に関する。なお、本願発明に係る「自動変速機」は無段変速機（ＣＶＴ）および有段変速機を含む。

従来、トルクコンバータを有するベルト式の無段変速機（ＣＶＴ）や有段変速機を備えた車両においては、そのトルクコンバータに、入力側と出力側とを油圧制御で機械的に連結するロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを採用したものがある。

このロックアップクラッチ付きのトルクコンバータは、車両の運転状態（例えば車速と加減速の状態（アクセル開度等））に基づき、作動油の油圧制御でロックアップクラッチをオン（締結）状態にするロックアップオンの制御と、オフ（解放）状態にするロックアップオフの制御とを実行する。

このようなロックアップ機構付きのトルクコンバータは、車両の燃費の向上等を図るため、低速であっても、極力、ロックアップクラッチを締結状態に保つことが望ましい。一方、エンジンストールの危険性や車体振動の悪化あるいは車体減速度の悪化等を考慮すると、ロックアップオフ車速（ロックアップオフに切り替える上限閾値の車速）は、あまり低速には設定できない。

そこで、この種のロックアップクラッチ付きのトルクコンバータのロックアップ制御装置にあっては、本来のロックアップオン車速（ロックアップオンにするための制御を開始する下限閾値の車速）はロックアップオフ車速より高速側に設定されるが、ロックアップオフ車速より低速側に前出しロックアップオン制御用のロックアップオン車速を設定し、低速の状態でもロックアップクラッチの締結を早目に実施し、燃費を改善することが考えられる。

具体的には、図７に示すように、本来のロックアップオン車速である第１のロックアップオン車速Ｖｏｎ１より低速側にロックアップオフ車速Ｖｏｆｆを設定し、このロックアップオフ車速Ｖｏｆｆより低速側に前出しロックアップオン用の第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２を設定することが考えられる。

この場合、車両が第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２以上の車速になると、第１のロックアップオン車速Ｖｏｎ１より低車速であっても、早目にロックアップオンの制御を実行してロックアップクラッチを締結するため（図８の時刻ｔ１が締結の開始タイミング、時刻ｔ２が締結の完了タイミング）、つぎに説明するように、ロックアップオンとロックアップオフとが繰り返されてハンチングが発生することがある。

すなわち、前出しロックアップオン制御に基づくロックアップクラッチの締結によってエンジンが変速機に直結されると、エンジンの発生したトルクがトルクコンバータで増幅されなくなるために、アクセルの踏込みが一定であっても車両は多少減速する。この減速は登坂路の走行において特に大きくなり、車両が減速状態でロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ以下になると、ロックアップオフの制御を実行してロックアップクラッチを解放する（図８の時刻ｔ３が解放の開始タイミング、時刻ｔ４が解放の完了タイミング）。このとき、エンジンで発生したトルクは再びトルクコンバータで増幅されるため、車両は減速状態から抜け出し、再び加速状態に戻り、ロックアップオン制御を実行してロックアップクラッチを締結する（図８の時刻ｔ５が再度の締結の開始タイミング、時刻ｔ６が締結の完了タイミング）。この締結によって減速し、車両が再び減速状態でロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ以下になると、再びロックアップオフ制御を実行してロックアップクラッチを解放する（図８の時刻ｔ７が解放の開始タイミング）。このくり返しによりロックアップハンチングが発生する。そして、このようなロックアップハンチングが発生すると、ドライバに違和感を与えることになる。

一方、アクセルのオン、オフを短時間に繰り返すような場合については、従来、ロックアップオン、ロックアップオフの切り替えを遅らせ、また、アクセル開度が増加されたこと或いは全閉状態にされたことによるロックアップクラッチのロックアップオン状態とロックアップオフ状態との切り替えを、一旦スリップ状態を経てから実行し、ハンチングの発生を防止して乗り心地を向上することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−１２１９０４号公報（段落［０００５］−［０００８］、［００３９］、［００４６］、図１１等）

上述したように、ロックアップオフ車速Ｖｏｆｆより低速側に前出しロックアップオン用の第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２を設定する場合、前記ロックアップハンチングは、特にアクセルペダルの踏込みが一定でアクセル開度が一定に保持された場合でも、登坂路の走行時等に顕著に発生するものであり、これは特許文献１に記載のようなドライバのアクセルのオン、オフ操作の短時間の繰り返しに起因するハンチングとは現象が異なる。そのため、特許文献１の制御によっては前記ロックアップハンチングを防止することはできない。

本発明は、アクセル開度が一定に保たれる登坂路の走行時等に発生する前出しのロックアップオンの制御とロックアップオフの制御との繰り返しに基づくロックアップハンチングの発生を防止することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明のロックアップ制御装置は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有する自動変速機を備えた車両のロックアップ制御装置であって、前記車両が前記ロックアップクラッチの締結制御を開始する第１のロックアップオン車速より低速側に前記ロックアップクラッチの解放制御を開始するロックアップオフ車速が設定され、前記ロックアップオフ車速より低速側にロックアップクラッチの締結を早期に作動させる前出しロックアップオン制御用の第２のロックアップオン車速が設定され、前記第２のロックアップオン車速より低速側に前出しロックアップオン許可の判定車速が設定され、前記判定車速以下の車速のときに前記車両を前出しロックアップオンの制御を許可に設定し、前記車両が前記前出しロックアップオンの許可に設定されて加速状態で前記第２のロックアップオン車速以上の車速になるときに前出しロックアップオンの油圧制御を実行して前記ロックアップクラッチを締結する手段と、前記車両が減速状態で前記ロックアップオフ車速以下の車速になるときに前記ロックアップオフの油圧制御を実行して前記ロックアップクラッチを解放する手段と、前記ロックアップオフの油圧制御の実行の後に、前記車両が前記判定車速を下回らない限り前記前出しロックアップオンの油圧制御を禁止する手段とを備えたことを特徴としている（請求項１）。

請求項１に係る本発明のロックアップ制御装置の場合、とくに、第２のロックアップオン車速より低速側に設定された前出しロックアップオン許可の判定車速に基づき、判定車速以下の車速のときに車両は前出しロックアップオンの許可に設定される。そのため、前出しロックアップオンの制御の実行後にロックアップオフの制御を実施したときは、前記判定車速を下回る車速になるまで車両は前出しロックアップオンの禁止に設定される。

そのため、例えばアクセル開度を比較的小さな一定に保った登坂路の走行により、一度前出しロックアップオンの制御が実行されると、ロックアップオンにより減速してロックアップオフ制御が実行され、再び加速状態になっても、このとき、前出しロックアップオンの禁止に設定されているので、前出しロックアップオンの制御が繰り返して実行されることはなく、車速が本来のロックアップオンの制御車速である第１のロックアップ車速以上に上昇するまで、ロックアップオフの状態に保たれ、アクセル開度が比較的小さな一定開度に保たれる登坂路の走行時等の前出しのロックアップオンとロックアップオフとの繰り返しに基づくロックアップハンチングの発生を防止することができ、ドライバに違和感を与えることがない。

つぎに、本発明をより詳細に説明するため、一実施形態について、図１〜図６を参照して詳述する。

図１はロックアップクラッチを含む本実施形態の車両の駆動系の概略の構成を示し、図２はそのロックアップクラッチのオン状態を示し、図３はそのロックアップクラッチのオフ状態を示す。図４は第１、第２のロックアップオン車速、ロックアップオフ車速およびロックアップオン許可の判定車速の設定例と検出車速変化例を示し、図５は前出しロックアップオンの可否制御のフローチャート、図６はロックアップ制御のフローチャートである。

図１に示すように、本実施形態が適用される車両１００は、エンジン１と無段変速機２とを備える。無段変速機２は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ３と無段変速機構（ＣＶＴ）４とで構成され、無段変速機構４は、前進・後退切替機構としての遊星歯車機構部と、１対のプーリと金属ベルトとギヤトレーンで構成される。

トルクコンバータ３は、ロックアップ機構付きの３要素１段２相系であり、入力側のポンプインペラ３ａ、出力側のタービンランナ３ｂおよびステータ３ｃを備えており、タービンランナ３ｂと、ドライブプレートが取り付けられるトルクコンバータカバー３ｄとの間に、両者を機械的に係脱するロックアップクラッチ５が設けられている。ポンプインペラ３ａはトルクコンバータカバー３ｄと一体であり、ステータ３ｃはワンウェイクラッチにより支えられている。ポンプインペラ３ａはエンジン１の出力軸１ａと連結されており、タービンランナ３ｂは無段変速機構４の入力軸４ａと連結されている。ロックアップクラッチ５の一側には締結側油室５ａが、他側には解放側油室５ｂがそれぞれ設けられ、油室５ａ、５ｂの差圧がロックアップコントロールバルブ６、ソレノイドバルブ７およびコントローラ８によって制御される。

ロックアップコントロールバルブ６は、従来公知のものである。すなわち、スプリング６ａにより一方向（紙面下方向）から付勢されている。スプリング６ａと対向する位置の信号ポート６ｃにソレノイドバルブ７の出力圧Ｐｓが入力される。入力ポート６ｄ、６ｅには図示しない調圧弁によって調圧された元圧Ｐｏが入力される。第１出力ポート６ｆはロックアップクラッチ５の解放側油室５ｂと接続され、解放油圧Ｐｒはポート６ｇにフィードバック入力される。第２出力ポート６ｈはロックアップクラッチ５の締結側油室５ａと接続され、締結油圧Ｐａはポート６ｉにフィードバック入力される。

信号ポート６ｃに入力されるソレノイドバルブ７の出力圧Ｐｓが所定値以下のときには、元圧Ｐｏの作動油が入力ポート６ｅ、第１出力ポート６ｆを介してロックアップクラッチ５の解放側油室５ｂに供給され、ロックアップクラッチ５はトルクコンバータカバー３ｄから離れて（解放されて）オフ状態になる。信号ポート６ｃに入力されるソレノイドバルブ７の出力圧Ｐｓが所定値以上に上昇すると、元圧Ｐｏの作動油が入力ポート６ｄ、第２出力ポート６ｈを介してロックアップクラッチ５の締結側油室５ａに供給され、ロックアップクラッチ５はトルクコンバータカバー３ｄに締結されてオン状態になる。

ロックアップコントロールバルブ６は、スプリング６ａの荷重、信号ポート６ｃに入力されるソレノイド圧Ｐｓ、ポート６ｇにフィードバックされる解放油圧Ｐｒ、ポート６ｉにフィードバックされる締結油圧Ｐａの相互のバランスによって作動され、ソレノイド圧Ｐｓを調整することによって締結油圧Ｐａと解放油圧Ｐｒの差圧（Ｐａ−Ｐｒ）を比例的に制御し、解放から締結への切替制御、その逆の切替制御を時間勾配をもって緩やかに行う。

ソレノイドバルブ７はリニアソレノイドバルブからなる。ソレノイドバルブ７への指示電流を制御することで、コントロールバルブ６の信号ポート６ｃに入力されるソレノイド圧Ｐｓを比例制御することができる。上記のようにロックアップコントロールバルブ６は、信号ポート６ｃに入力されるソレノイド圧Ｐｓによって差圧（Ｐａ−Ｐｒ）を比例制御することができるので、結局、指示電流によってロックアップクラッチ５の差圧（Ｐａ−Ｐｒ）を比例的に制御することができる。

コントローラ８には車速センサ９の検出車速の信号の他、エンジン回転数、タービン回転数、スロットル開度（アクセル開度）、作動油の油圧などの車両１００の運転信号が入力されており、コントローラ８は、これらの入力信号と予め設定されたデータおよびプログラムとに基づいてソレノイドバルブ７を制御する。すなわち、コントローラ８はロックアップクラッチ５の差圧が目標差圧となるように、車両１００の運転状態（例えばエンジントルク、エンジン回転数など）に基づいてソレノイドバルブ７への指示電流を演算し、この指示電流をソレノイドバルブ７へ出力する。

そして、コントローラ８がロックアップコントロールバルブ６、ソレノイドバルブ７を通してトルクコンバータ３内の油圧を制御する。この油圧の制御により、ロックアップクラッチ５の作動時（ロックアップオンの切り替え時）は、トルクコンバータ３内の作動油が図２の矢印線のように流れてのロックアップクラッチ５がオフ状態からオン状態に切り替わり、ロックアップクラッチ５は油圧差によりトルクコンバー夕カバー３ｄに押し付けられてトルクコンバー夕カバー３ｄと一体で回転する。一方、ロックアップクラッチ５の非作動時（ロックアップオフの切り替え時）は、トルクコンバータ３内の作動油が図３の矢印線のように流れてオン状態からオフ状態に切り替わり、ロックアップクラッチ５はトルクコンバータカバー３ｄから離れ、トルクコンバータ３が通常のトルクコンバータとして動作する。

なお、無段変速機構４の変速は、油圧を制御することで溝幅が変化するプーリ（図示せず）により、金属ベルト（図示せず）の巻き掛かり径を変化させて無段階に行われる。

つぎに、コントローラ８によるロックアップ制御を説明する。

コントローラ８にはフラッシュＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶部１０が接続され、この記憶部１０には、設定されたロックアップオンおよびロックアップオフの制御データが予め書き込まれて保持されている。この制御データには、図４に示す第１のロックアップオン車速Ｖｏｎ１、それより低速側のロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ、それより更に低速側の前出しロックアップオン用の第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２の設定データが含まれ、さらには、第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２の低速側の極めて低い車速に設定された前出しロックアップオン許可の判定車速Ｖｒｅｆが含まれる。なお、ロックアップオフ車速Ｖｏｆｆは例えば１５ｋｍ／ｈ程度であり、判定車速Ｖｒｅｆは例えば５ｋｍ／ｈである。

そして、コントローラ８は、本発明の（１）判定車速Ｖｒｅｆ以下の車速のときに車両１００を前出しロックアップオンの許可に設定し、ロックアップオフの制御により車両１００を前出しロックアップオンの禁止に設定する手段、（２）車両１００が前出しロックアップオンの許可に設定されて加速状態で第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２以上の車速になるときに前出しロックアップオンの油圧制御を実行してロックアップクラッチ５を締結する手段、（３）車両１００が減速状態でロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ以下の車速になるときにロックアップオフの油圧制御を実行してロックアップクラッチ５を解放する手段、（４）ロックアップオフの油圧制御の実行の後に、車両１００が判定車速Ｖｒｅｆを下回らない限り前出しロックアップオンの油圧制御を禁止する手段を形成し、図５のステップＳ１〜Ｓ４のロックアップクラッチ５の前出しロックアップの許可制御および、図６のステップＱ１〜Ｑ７のロックアップ制御を実行する。なお、コントローラ８は、車両１００が加速状態で第１のロックアップオン車速Ｖｏｎ１以上の車速になるときに、本来のロックアップオンの油圧制御を実行してロックアップクラッチ５を締結する手段も形成する。

そして、コントローラ８は、例えば車速センサ９の検出車速ｖｙの時間変化等から、車両１００の加速、減速の状態を監視し、ロックアップクラッチ５の前出しロックアップの許可制御においては、図５のステップＳ１により減速状態でロックアップオフの制御中、かつ、検出車速ｖｙが判定車速Ｖｒｅｆ以下であるか否かを検出し、ロックアップオフの制御中、かつ、車両１００がｖｙ≦Ｖｒｅｆの極めて低い車速であれば、ステップＳ２により前出しロックアップオン許可のフラグをセットして前出しロックアップオンを許可する状態になる。一方、ロックアップオフの制御中ではあるが、車両１００がｖｙ＞Ｖｒｅｆの車速状態であれば、ロックアップハンチングを防止するため、ステップＳ１からステップＳ３を介してステップＳ４に移行し、前出しロックアップオン禁止のフラグをセットして前出しロックアップオンを禁止する状態になる。

また、コントローラ８は図６のロックアップ制御を実行し、まず、ステップＱ１によりロックアップオンが許可されているか否かを判定し、許可されているときには、ステップＱ２に移行して前出しロックアップオンが禁止されいるか否かを判断する。そして、前出しロックアップオンが禁止されておらず、前出し処理が許可されていると、ステップＱ３に移行し、ステップＱ３により検出車速ｖｙが第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２以上か否かを判断し、ｖｙ≧Ｖｏｎ２であれば、ステップＱ４に移行してロックアップオンの制御を実行する。一方、ロックアップオンは許可されているが、前出しロックアップオンが禁止されて前出し処理が許可されていなければ、ステップＱ２からステップＱ５に移行し、このときは、検出車速ｖｙが第１のロックアップオン車速Ｖｏｎ１以上になると、ステップＱ５からステップＱ４に移行してロックアップオンの制御を実行する。

つぎに、ロックアップオンが許可されていなければ、図６のステップＱ１からステップＱ６に移行し、ステップＱ６により検出車速ｖｙがロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ以下か否かを判断し、ロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ以下であれば、ステップＱ７に移行してロックアップオフの制御を実行する。

したがって、判定車速Ｖｒｅｆ以下の車速での走行を経た後に車両１００がアクセルペダルを一定量踏み込んだ状態で（一定の加速状態で）例えば登坂路の走行を開始し、その検出車速ｖｙが例えば図４の実線のように時間変化する場合、まず、加速状態であって、検出車速ｖｙが第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２より低い車速から第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２に上昇する図４の時刻ｔ１１には、前出しロックアップオンが禁止されておらず、ロックアップオン制御によるロックアップクラッチ５の締結が開始され、例えば時刻ｔ１２に締結が完了する。そして、締結によって減速に変化し、このとき検出車速ｖｙがロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ以下になると（図４の時刻１３）、ロックアップオフ制御を実行してロックアップクラッチ５の解放を開始し、時刻ｔ１４に解放を完了する。

そして、ロックアップクラッチ５の解放によりエンジン１の回転数が高くなり、同時に、検出車速ｖｙも高くなって加速状態に戻るが、このとき、検出車速ｖｙが第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ２以上であっても、前出しロックアップオンが禁止され、図８で説明したようなハンチングは発生しない。なお、この登坂路の走行により検出車速ｖｙが第１のロックアップオン車速Ｖｏｎ１に達すると、ハンチングが発生する虞もないので、ロックアップオンの切り替え制御を実行して燃費を改善する。

したがって、前記実施形態の場合、無段変速機２を備えた車両１００において、比較的小さい一定のアクセル開度での登坂路の走行時等における前出しのロックアップオンとロックアップオフとの繰り返しに基づくロックアップハンチングの発生を防止し、ドライバの違和感の軽減を図ることができる。

そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であり、例えば、第１、第２のロックアップオン車速Ｖｏｎ１、Ｖｏｎ２、ロックアップオフ車速Ｖｏｆｆ、前出しロックアップオン許可の判定車速Ｖｒｅｆは、実験等に基づいて適当に設定すればよいのは勿論である。

また、コントローラ８の構成や制御手順等はどのようであってもよく、トルクコンバータ３や無段変速機構４の構造もどのようであってもよい。

さらに、本発明は、無段変速機２に代えて有段変速機を備えた場合にも同様に適用することができ、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータを有する自動変速機を備えた種々の車両のロックアップ制御装置に適用することができ、その際、車両は、エンジンと電池を動力とするハイブリッド車であってもよい。

本発明の一実施形態の車両の駆動系の概略の構成説明図である。 図１のロックアップクラッチのオン状態の説明図である。 図１のロックアップクラッチのオフ状態の説明図である。 図１の各設定および車速変化例の説明図である。 図１の前出しロックアップオンの許可制御のフローチャートである。 図１のロックアップ制御のフローチャートである。 ロックアップハンチングの発生の説明図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 無段変速機
３ トルクコンバータ
５ ロックアップクラッチ
８ コントローラ
１０ 記憶部
１００ 車両
Ｖｏｎ１、Ｖｏｎ２ 第１、第２のロックアップオン車速
Ｖｏｆｆ ロックアップオフ車速
Ｖｒｅｆ 前出しロックアップオン許可の判定車速

Claims (1)

1. ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有する自動変速機を備えた車両のロックアップ制御装置であって、
   前記車両が前記ロックアップクラッチの締結制御を開始する第１のロックアップオン車速より低速側に前記ロックアップクラッチの解放制御を開始するロックアップオフ車速が設定され、前記ロックアップオフ車速より低速側にロックアップラッチの締結を早期に作動させる前出しロックアップオン制御用の第２のロックアップオン車速が設定され、前記第２のロックアップオン車速より低速側に前出しロックアップオン許可の判定車速が設定され、
   前記判定車速以下の車速のときに前記車両を前出しロックアップオンの制御を許可に設定し、前記車両が前記前出しロックアップオンの許可に設定されて加速状態で前記第２のロックアップオン車速以上の車速になるときに前出しロックアップオンの油圧制御を実行して前記ロックアップクラッチを締結する手段と、
   前記車両が減速状態で前記ロックアップオフ車速以下の車速になるときに前記ロックアップオフの油圧制御を実行して前記ロックアップクラッチを解放する手段と、
   前記ロックアップオフの油圧制御の実行の後に、前記車両が前記判定車速を下回らない限り前記前出しロックアップオンの油圧制御を禁止する手段とを備えたことを特徴とするロックアップ制御装置。

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