JP2010261571A - Control device for lock-up clutch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、必要なスリップ状態が得られるようにロックアップクラッチの伝達トルクを目標トルクに制御するロックアップクラッチの制御装置に関する。 The present invention relates to a control apparatus for a lockup clutch that controls a transmission torque of a lockup clutch to a target torque so that a necessary slip state can be obtained.
車両の自動変速機の多くには、トルクコンバーターでのトルクの流体損失を低減して燃費を向上させるため、エンジンと駆動系とを直結するロックアップクラッチが設けられている。ただし、低車速時にロックアップを行うと、エンジンのトルク変動が駆動輪に直接伝達されてしまうため、ドライバビリティーの悪化を招くようになる。そこで、低車速時には、必要最小限の滑り量でスリップさせながらロックアップクラッチを使用するロックアップクラッチのスリップ制御を実施することで、ドライバビリティーと燃費との両立を図るようにしている。例えば特許文献1に記載のロックアップクラッチの制御装置では、エンジン回転速度とタービン回転速度との差であるスリップ回転速度が目標値となるようにロックアップクラッチの差圧を調整することで、上記スリップ制御を実施している。
Many automatic transmissions of a vehicle are provided with a lockup clutch that directly connects an engine and a drive system in order to reduce a fluid loss of torque in a torque converter and improve fuel efficiency. However, if the lockup is performed at a low vehicle speed, the torque fluctuation of the engine is directly transmitted to the drive wheels, which leads to a deterioration in drivability. Therefore, at low vehicle speed, the slip control of the lockup clutch that uses the lockup clutch while slipping with the minimum required slip amount is implemented to achieve both drivability and fuel efficiency. For example, in the lockup clutch control device described in
ところで、スリップ回転速度とロックアップクラッチ差圧との関係は、非線形となっている。すなわち、スリップ回転速度が同じであっても、トルクコンバーターのスリップ状態が異なれば、必要なスリップ回転速度を実現するために必要なロックアップクラッチ差圧が変ってくる。そのため、上記文献1の制御装置では、非線形モデルを使用してスリップ制御を実施しており、その制御は、非常に複雑なものとなっている。
By the way, the relationship between the slip rotation speed and the lockup clutch differential pressure is non-linear. That is, even if the slip rotation speed is the same, if the slip state of the torque converter is different, the lockup clutch differential pressure required to realize the necessary slip rotation speed changes. For this reason, the control device of
またこれ以外のロックアップクラッチのスリップ制御の手法としては、必要なスリップ回転速度が得られるように目標エンジン回転速度を設定して、目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差に基づくロックアップクラッチ差圧のフィードバック制御を行うという手法も考えられる。この場合にも、エンジン回転速度の偏差とロックアップクラッチ差圧との関係は、やはり非線形であるため、目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差を使って単純にフィードバック制御を行うだけでは、ロックアップクラッチのスリップ状態を適切に制御することはできないことになる。そのため、こうした場合にも、トルクコンバータースリップ状態に応じてフィードバックゲインを可変とするなどの緻密なチューニングが必要で、やはり制御が複雑化してしまうようになる。 As another slip control method for the lockup clutch, the target engine speed is set so that the required slip speed can be obtained, and lockup based on the deviation between the target engine speed and the actual engine speed is performed. A method of performing feedback control of the clutch differential pressure is also conceivable. In this case as well, the relationship between the deviation of the engine speed and the lockup clutch differential pressure is also non-linear, so simply performing feedback control using the deviation between the target engine speed and the actual engine speed. Therefore, the slip state of the lockup clutch cannot be appropriately controlled. Therefore, even in such a case, precise tuning such as making the feedback gain variable according to the torque converter slip state is necessary, and the control is also complicated.
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、ロックアップクラッチのスリップ制御をより簡易に行うことのできるロックアップクラッチの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a problem to be solved is to provide a control device for a lockup clutch that can more easily perform slip control of the lockup clutch. .
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、必要なスリップ状態が得られるようにロックアップクラッチの伝達トルクを目標トルクに制御するロックアップクラッチの制御装置において、前記目標トルクの算出式の項として、エンジントルクとトルクコンバーターの伝達トルク容量との差の項を含むことをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
In order to solve the above-described problem, the invention according to
上記構成では、エンジントルクとトルクコンバーターの伝達トルク容量との差の項を含む算出式を用いてロックアップクラッチの目標トルクが算出される。これにより、上記差の項により系の非線形性を相殺できるため、系を線形化することができる。そのため、簡易な制御構造でありながらも、トルクコンバーターのスリップ状態に拘わらず、実エンジン回転速度を目標エンジン回転速度に適切に収束させることができる。したがって上記構成によれば、ロックアップクラッチのスリップ制御をより簡易に行うことができるようになる。 In the above configuration, the target torque of the lockup clutch is calculated using a calculation formula including a difference term between the engine torque and the transmission torque capacity of the torque converter. Thereby, since the nonlinearity of the system can be canceled by the difference term, the system can be linearized. Therefore, although the control structure is simple, the actual engine speed can be appropriately converged to the target engine speed regardless of the slip state of the torque converter. Therefore, according to the above configuration, slip control of the lockup clutch can be performed more easily.
なおより具体的には、例えば請求項2に記載のように、目標エンジン回転速度から演算されるイナーシャトルクの項と、エンジン回転速度の実値と目標値との偏差に基づくフィードバック項とを含む算出式を用いてロックアップクラッチの目標トルクの算出を行うようにすることができる。
More specifically, for example, as described in
また上記課題を解決するため、請求項3に記載の発明は、必要なスリップ状態が得られるようにロックアップクラッチの伝達トルクを目標トルクに制御するロックアップクラッチの制御装置において、前記目標トルクを下式(1)にて算出することをその要旨としている。
In order to solve the above problem, the invention according to
なおトルクコンバーターの伝達トルク容量は、請求項4に記載のようにエンジン回転速度又はタービン回転速度と当該トルクコンバーターの容量係数とから演算することができる。
Note that the transmission torque capacity of the torque converter can be calculated from the engine rotational speed or the turbine rotational speed and the capacity coefficient of the torque converter as described in
またロックアップクラッチの伝達トルクを目標トルクとするための制御は、請求項5に記載のように、当該ロックアップクラッチの差圧の調整により行うことが可能である。
Further, the control for setting the transmission torque of the lockup clutch as the target torque can be performed by adjusting the differential pressure of the lockup clutch as described in
以下、本発明のロックアップクラッチの制御装置を具体化した一実施形態を、図1及び図2を参照して詳細に説明する。
まず、図1を参照して本実施形態のロックアップクラッチの制御装置の構成について説明する。同図1に示すように、車載されたエンジン(E/G)1は、ロックアップクラッチ2を有したトルクコンバーター3を介して自動変速機(A/T)4に連結されている。トルクコンバーター3は、トルク増幅作用を有する流体継手の一種であり、ロックアップクラッチ2は、エンジン1と自動変速機4とを機械的に直結することで、トルクコンバーター3のスリップによる流体損失を低減するものとなっている。
Hereinafter, an embodiment of a lockup clutch control device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
First, the configuration of the lockup clutch control device of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, an on-board engine (E / G) 1 is connected to an automatic transmission (A / T) 4 via a
なお、ロックアップクラッチ2は、油路5、6を通じて油圧制御回路7より供給される作動油により作動する。具体的には、油路5を通じてロックアップクラッチ2のエンジン1側にリリース圧を印加するとともに、油路6を通じてロックアップクラッチ2の自動変速機4側から作動油を排出すると、ロックアップクラッチ2は解放状態となる。一方、油路5を通じてロックアップクラッチ2のエンジン1側から作動油を排出するとともに、油路6を通じて油圧制御回路7により調圧されたアプライ圧を印加すると、ロックアップクラッチ2は完全係合状態となり、エンジン1の回転が直接自動変速機4に入力されるようになる。また油路5を通じてロックアップクラッチ2のエンジン1側に印加されるリリース圧と、油路6を通じてロックアップクラッチ2の自動変速機4側に印加されるアプライ圧とをそれぞれ適宜に調節することで、ロックアップクラッチ2は、部分的に係合したスリップ状態となる。このようにロックアップクラッチ2は、そのエンジン1側、自動変速機4側にそれぞれ印加される油圧の差(ロックアップクラッチ差圧)に応じて作動されるようになっている。
The
油圧制御回路7は、電子制御ユニット8により制御されている。電子制御ユニット8は、ロックアップクラッチ2等の制御に係る各種演算処理を実施するCPU、制御用のプログラムやデータの記憶されたROM、CPUの演算結果や各種センサーの検出結果等が一時的に記憶されるRAM、外部との信号の授受に用いられるI/Oを備えて構成されている。なお、電子制御ユニット8には、車両の運転状況を検出するための各種センサーの検出信号が入力されている。例えばエンジン1の回転速度を検出する回転速度センサー9、エンジン1のスロットル開度を検出するスロットルセンサー10、運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサー11、エンジン1の吸入空気量を検出するエアフローメーター12、車速を検出する車速センサー13などの検出信号が電子制御ユニット8に入力されている。
The
さて、以上のように構成された本実施形態のロックアップクラッチの制御装置では、ロックアップクラッチ2のスリップ制御を必要に応じて実施する。このロックアップクラッチ2のスリップ制御では、上記リリース圧とアプライ圧との差圧、すなわちロックアップクラッチ差圧を適宜に調節することで、ロックアップクラッチ2を部分的な係合状態とするようにしている。こうしたロックアップクラッチ2のスリップ制御は、基本的には、ロックアップクラッチ2が必要なスリップ状態となるように設定された目標エンジン回転速度と実エンジン回転速度との偏差に基づきロックアップクラッチ2の伝達トルクをフィードバック制御することで行なわれる。
Now, in the lockup clutch control device of the present embodiment configured as described above, slip control of the
なお本実施形態では、このときのロックアップクラッチ2の伝達トルクの目標値である目標トルクT_cl を、エンジントルクT_eとトルクコンバーターの伝達トルク容量T_tc との差の項を含んで構成された算出式を用いて算出するようにしている。より詳しくは、上記エンジントルクT_eとトルクコンバーターの伝達トルク容量T_tc との差の項、目標エンジン回転速度ω_et から演算されるイナーシャトルクの項、及び目標エンジン回転速度ω_et と実エンジン回転速度ω_eとの偏差に基づくフィードバック項からなる算出式を用いて目標トルクT_cl を算出するようにしている。
In the present embodiment, the target torque T_cl, which is the target value of the transmission torque of the
以下、こうした算出式が何如にして導出されたかを説明する。
まず、実エンジン回転速度ω_eと、エンジントルクT_e、トルクコンバーター3の伝達トルク容量T_tc 及びロックアップクラッチ2の伝達トルクT_cl の間には、次式(2)の関係が成り立つ。ここで下式(2)の左辺「I_e×dω_et /dt」は、エンジン1のイナーシャトルク、すなわちエンジン1自体の回転速度の上昇に利用可能なトルクを表している。すなわち、下式(2)は、エンジン1の発生したトルクから、ロックアップクラッチ2及びトルクコンバーター3を通じて自動変速機4に伝達されたトルクを差し引いたものが、エンジン1自体の回転速度の上昇に利用可能なイナーシャトルクであることを示している。
Hereinafter, how these calculation formulas are derived will be described.
First, the relationship of the following equation (2) holds among the actual engine speed ω_e, the engine torque T_e, the transmission torque capacity T_tc of the
一方、上式(3)の誤差エネルギー関数Vを時間微分するとともに、上式(2)及び上式(12)の関係を代入すると、下式(13)が得られる。ここで定数k_i及びエンジン1の慣性モーメントI_eは共に正の値であるため、誤差エネルギー関数Vの時間微分値(dV/dt)は常に「0」以下の値を取ることになる。したがって、誤差エネルギー関数Vの値は、時間の経過とともに「0」に収束することとなり、上式(12)の算出式に基づいて目標トルクT_cl を設定すれば、実エンジン回転速度ω_eは時間の経過とともに目標エンジン回転速度ω_et に収束することが解る。
On the other hand, when the error energy function V of the above equation (3) is time-differentiated and the relationship of the above equations (2) and (12) is substituted, the following equation (13) is obtained. Here, since the constant k_i and the inertia moment I_e of the
さて本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット8はまずステップS100において、目標エンジン回転速度を算出する。ここでの目標エンジン回転速度ω_et の算出は、必要なスリップ状態が得られるように、車速やエンジン負荷等に基づいて行われる。
When this routine is started, the
続くステップS101では、電子制御ユニット8は、ステップS100にて算出した目標エンジン回転速度ω_et に基づいて、上式(12)を用いてロックアップクラッチ2の目標トルクT_cl を算出する。そして電子制御ユニット8は、次のステップS102において、先に算出した目標トルクT_cl が得られるようにロックアップクラッチ差圧を設定して、今回の本ルーチンの処理を終了する。
In subsequent step S101, the
以上説明した本実施形態に係るロックアップクラッチの制御装置によれば、次の効果を奏することができる。
・本実施形態では、電子制御ユニット8は、ロックアップクラッチ2の目標トルクT_cl を、エンジントルクT_eとトルクコンバーターの伝達トルク容量T_tc との差の項を含んで構成された算出式(12)を用いて算出するようにしている。より詳しくは、上記エンジントルクT_eとトルクコンバーターの伝達トルク容量T_tc との差の項、イナーシャトルク項及びフィードバック項からなる算出式(12)を用いて目標トルクT_cl を算出するようにしている。こうした場合、エンジントルクT_eとトルクコンバーター3の伝達トルク容量T_tc との差の項(T_e−T_tc )を上記算出式(12)に含めたことで、系の非線形性を相殺してその線形化が可能となる。そのため、簡易な制御構造でありながらも、トルクコンバーター3のスリップ状態に拘わらず、実エンジン回転速度ω_eを目標エンジン回転速度ω_et に適切に収束させることができる。したがって上記構成によれば、ロックアップクラッチのスリップ制御をより簡易に行うことができるようになる。
According to the lockup clutch control device of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the present embodiment, the
なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、目標エンジン回転速度ω_et と実エンジン回転速度ω_eとの偏差x_1、及びその時間積分値x_2に基づいてロックアップクラッチ2の目標トルクT_cl を、ひいてはロックアップクラッチ差圧をフィードバック制御するようにしていた。同様のフィードバック制御は、ロックアップクラッチ2のスリップ回転速度(エンジン回転速度とタービン回転速度との差)に基づくことでも行うことができる。この場合、上式(12)の目標エンジン回転速度ω_et と実エンジン回転速度ω_eとの偏差x_1及びその時間積分値x_2を、目標スリップ回転速度と実スリップ回転速度との偏差及びその時間積分値に置き替えて、目標トルクT_cl の算出を行うことになる。
In addition, the said embodiment can also be changed and implemented as follows.
In the above embodiment, feedback control is performed on the target torque T_cl of the
・上記実施形態では、目標トルクT_cl のフィードバック制御をPI制御にて行うようにしていたが、PID制御やPD制御、P制御により行うようにしても良い。
・上記実施形態では、エンジントルクT_eとトルクコンバーターの伝達トルク容量T_tc との差の項、目標エンジン回転速度ω_et から演算されるイナーシャトルクの項、及びフィードバック項からなる算出式(12)を用いて目標トルクT_cl を算出するようにしていた。こうした算出式は、これに限らず適宜に変更して実施することも可能である。いずれにせよ、目標トルクT_cl の算出式に、エンジントルクT_eとトルクコンバーターの伝達トルク容量T_tc との差の項が含まれていさえすれば、系の非線形性を相殺することができ、ロックアップクラッチ2のスリップ制御を簡易に行うことが可能となる。
In the above embodiment, the feedback control of the target torque T_cl is performed by PI control, but may be performed by PID control, PD control, or P control.
In the above embodiment, the calculation formula (12) including the term of the difference between the engine torque T_e and the transmission torque capacity T_tc of the torque converter, the term of inertia calculated from the target engine speed ω_et, and the feedback term is used. The target torque T_cl was calculated. Such a calculation formula is not limited to this, and can be changed as appropriate. In any case, as long as the term for calculating the target torque T_cl includes the term of the difference between the engine torque T_e and the torque transfer capacity T_tc of the torque converter, the nonlinearity of the system can be offset, and the
1…エンジン、2…ロックアップクラッチ、3…トルクコンバーター、4…自動変速機、5、6…油路、7…油圧制御回路、8…電子制御ユニット、9…回転速度センサー、10…スロットルセンサー、11…アクセルセンサー、12…エアフローメーター、13…車速センサー。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記目標トルクの算出式の項として、エンジントルクとトルクコンバーターの伝達トルク容量との差の項を含む
ことを特徴とするロックアップクラッチの制御装置。 In a lockup clutch control device that controls a transmission torque of a lockup clutch to a target torque so that a necessary slip state is obtained,
A control device for a lockup clutch, wherein the term for calculating the target torque includes a term for a difference between an engine torque and a transmission torque capacity of a torque converter.
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の制御装置。 The term of the target torque calculation formula includes an inertia torque calculated from the target engine speed and a feedback term based on a deviation between the target engine speed and the actual engine speed. 2. A control device for a lockup clutch according to 1.
前記目標トルクを下式(1)にて算出する
ことを特徴とするロックアップクラッチの制御装置。
The target torque is calculated by the following equation (1). A lockup clutch control device.
請求項1〜3のいずれか1項に記載のロックアップクラッチの制御装置。 The control device for a lockup clutch according to any one of claims 1 to 3, wherein a transmission torque capacity of the torque converter is calculated from an engine rotation speed or a turbine rotation speed and a capacity coefficient of the torque converter.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のロックアップクラッチの制御装置。 The lockup clutch according to any one of claims 1 to 4, wherein the control for setting the transmission torque of the lockup clutch as a target torque is performed by adjusting a differential pressure of the lockup clutch. Control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009114942A JP2010261571A (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | Control device for lock-up clutch |
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JP (1) | JP2010261571A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016173123A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | Slip control device of lock-up clutch |
JP2016217374A (en) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Control system for fluid type power transmission device |
-
2009
- 2009-05-11 JP JP2009114942A patent/JP2010261571A/en active Pending
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JP2016217374A (en) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | トヨタ自動車株式会社 | Control system for fluid type power transmission device |
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