JP2011144815A - 自動変速機のロックアップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ロックアップ制御マップを切り換えた際のドライバビリティ低下を防止すること、自動変速機の作動油温の過熱状態を防止すること、ドライバビリティ低下の防止と過熱状態の防止を高い次元で両立することを目的としている。
【解決手段】このため、トルクコンバータがロックアップクラッチと作動油温検出手段とマップを有し、マップとして、作動状態をロックアップ状態とスリップ状態と開放状態に切換する第１マップと、作動油温が第１設定値を超える高温時に作動状態を主にロックアップ状態とする第２マップを有し、検出温度にて複数のマップを切換制御する自動変速機のロックアップ制御装置において、第１設定値より低い半高温時を判別する第２設定値を設け、半高温時に作動状態をロックアップ状態とスリップ状態に切り換える第３マップを設け、作動油温が第１設定値より低く第２設定値を超えた場合に第３マップに切換制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は自動変速機のロックアップ制御装置に係り、特に自動変速機に付随して設けられる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ものである。

自動変速機のロックアップ制御装置において、常温時におけるロックアップ制御においては、ロックアップ状態（「ロックアップ領域」ともいう。）とスリップ状態（「ロックアップスリップ領域」ともいう。）と開放状態（「ロックアップオフ領域」ともいう。）とに切り換えることにより、ドライバビリティと燃費との両立を図っている。

特許第３９６９３４２号公報 特開１９９６−１４５１６５号公報 特開２００４−１５０５３１号公報 特開２００５−３１９３号公報

ところで、従来の自動変速機のロックアップ制御装置において、開放状態においては、トルクコンバータ内のＡＴＦ（「自動変速機油」または「Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｃｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ」ともいう。）撹拌エネルギが増加することにより、発熱量が増加し、作動油温が上昇する。
従って、高温時及び登坂時などの過酷条件下においての熱害対策が必要となっていた。
また、作動油温の上昇を抑えるために、ＡＴＦが一定温度以上になると、ＨｏｔロックアップＭａｐ（「ホット・ロックアップ・マップ」とも記載する。）（変速線も変更）に切り換え、ロックアップ領域を拡大する。
この場合、ロックアップ開放から結合に変化することによる駆動力ダウンやフィーリング悪化など、大幅なドライバビリティの変化を感じることとなる。
しかし、熱害性能確保とドライバビリティ悪化のトレードオフの関係、ドライバビリティ悪化は避けようのないものと考えられていた。

上記の特許文献１〜４等に開示されるように、ロックアップクラッチの制御において、作動油温に基づいて動作を切り換える技術がある。
特に、作動油温が高い状態では特性を変え、スリップ率を作動油温に基づいて変更することは知られている。
そして、上記の特許文献２においては、スリップ状態からロックアップ状態に切り換えるタイミングを変えているので、ロックアップオフ領域である開放状態を除いた範囲においてスリップ状態とロックアップ状態との配分のみが変わることになる。
また、上記の特許文献２に開示される構成では、作動油温の上昇を抑えるために、原則的にロックアップ状態のみとなる高油温時のマップあるいは運転モードがない。
この結果、そのようなマップ切換あるいはモード切換に生じる不都合な状態が判らない。

追記すれば、原則的にロックアップ状態のみとなる高温時マップを設けたシステムでは、例えば、通常マップのロックアップ状態で入出力回転差（入力軸とみなせるエンジン回転数と出力軸であるタービン回転数との回転差）が大きい状態から、作動油温のみを切換条件として、高温時のマップに切り換えてロックアップ状態となる場合のように、実トルクと必要トルクとが大きく異なる領域が生じてしまう。
このとき、可能な限り通常マップを優先的に使用できるように設定しても、限界に近いところでは装置の保護を優先させる必要が生じる。
そのため、限界領域で結果的に切換に伴うショックを発生することは止むを得ないものとして、それ以上改善する技術がない、という状況だった。
仮に、作動油の高温時マップを設けたシステムに上記の特許文献２のような構成を適用した場合、作動油温に基づいてスリップ状態からロックアップ状態に切り換えるタイミングを変える技術を適用することによって、高温時マップに切り替わるまでの所要時間を遅延させることはできるものの、切換に伴うショック発生の防止とを高い次元で両立させることができないという不都合がある。

この発明は、ロックアップ制御マップを切り換えた際のドライバビリティ低下を防止すること、自動変速機の作動油温が異常に高くなる状態が継続するのを防止すること（過熱状態の防止）、ドライバビリティ低下の防止と過熱状態の防止とを高い次元で両立することを目的とする。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、有段の自動変速機のトルクコンバータがロックアップクラッチと、前記自動変速機の作動油温を検知する作動油温検出手段と、スロットル開度と車両速度とに基づいて前記ロックアップクラッチの状態を切り換える複数のマップとを有し、複数のマップとして、作動油温が常温となる通常運転時に使用し前記ロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態と開放状態とに切換する第１マップと、作動油の検出された油温が予め設定した第１設定値を超え高温となる時に使用し前記ロックアップクラッチの作動状態を主にロックアップ状態とする第２マップとを有し、前記作動油温検出手段の検出温度に応じてこれら複数のマップを選択的に切り換えて制御する自動変速機のロックアップ制御装置において、作動油の第１設定値より低い半高温時を判別する第２設定値を設け、作動油温の半高温時に使用し前記ロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態とに切り換える第３マップを設け、作動油の検出された油温が第１設定値より低く第２設定値を超えた場合には第３マップに切り換えるように制御することを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの発明によれば、有段の自動変速機のトルクコンバータがロックアップクラッチと、自動変速機の作動油温を検知する作動油温検出手段と、スロットル開度と車両速度とに基づいてロックアップクラッチの状態を切り換える複数のマップとを有し、複数のマップとして、作動油温が常温となる通常運転時に使用しロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態と開放状態とに切換する第１マップと、作動油の検出された油温が予め設定した第１設定値を超え高温となる時に使用しロックアップクラッチの作動状態を主にロックアップ状態とする第２マップとを有し、作動油温検出手段の検出温度に応じてこれら複数のマップを選択的に切り換えて制御する自動変速機のロックアップ制御装置において、作動油の第１設定値より低い半高温時を判別する第２設定値を設け、作動油温の半高温時に使用しロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態とに切り換える第３マップを設け、作動油の検出された油温が第１設定値より低く第２設定値を超えた場合には第３マップに切り換えるように制御する。
従って、マップを切り換える際の移行がスムーズになり、ドライバビリティを確保できると同時に、急激な切換がなくなるので機械的な負荷もなくなり、耐久的な使用における装置の保護も可能となる。

図１は自動変速機のロックアップ制御装置の制御用フローチャートである。（実施例） 図２は自動変速機のロックアップ制御装置の概略ブロック図である。（実施例） 図３は第１マップ（「Ｎｏｒｍａｌ ロックアップ Ｍａｐ」ともいう。）を示す図である。（実施例） 図４は第２マップ（「Ｈｏｔ ロックアップ Ｍａｐ」ともいう。）を示す図である。（実施例） 図５は第３マップ（「Ｓｅｍｉ−ＨｏｔＭａｐ」ともいう。）を示す図である。（実施例） 図６はスリップと作動油温との関係を示す図である。（実施例） 図７はこの発明の変形例を示す図である。（実施例）

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図６はこの発明の実施例を示すものである。
図２において、１は自動変速機（図示せず）のロックアップ制御装置である。
前記自動変速機のロックアップ制御装置１は、図１に示す如く、制御手段（「ＥＣＭ」ともいう。）２を備え、この制御手段２には入力装置（又は信号）３と出力装置（又は信号）４とが接続される。
前記入力装置（又は信号）３は、イグニッション信号５やクランク角センサ６、カム角センサ７、プレッシャセンサ８、吸気温センサ９、ノックセンサ１０、Ａ／Ｆセンサ（「空燃比センサ」ともいう。）１１、リヤＯ２センサ（「リヤ酸素センサ」ともいう。）１２、スロットルセンサ１３、作動油温検出手段（「Ａ／Ｔ油温センサ」ともいう。）１４、車速センサ１５などからなる。
また、前記制御手段３は、上述した前記入力装置（又は信号）３からの検出信号を入力し、燃料噴射制御１６や点火時期制御１７、ＩＳＣ（「アイドル・スピード・コントロール」ともいう。）制御１８、Ａ／Ｔ（「自動変速機」ともいう。）制御１９などを行う機能を有している。
そして、前記制御手段３に接続される前記出力装置（又は信号）４は、フューエルインジェクタ２０やイグニションコイル２１、ＩＳＣバルブ２２、第１シフトソレノイド（「シフトソレノイドＮｏ．１」とも記載する。）２３、第２シフトソレノイド（「シフトソレノイドＮｏ．２」とも記載する。）２４、ライン圧制御ソレノイド２５、ロックアップソレノイド２６などからなる。
このとき、このロックアップソレノイド２６の制御は、前記Ａ／Ｔ制御１９の中の１機能である。

また、有段の前記自動変速機は、内燃機関（図示せず）との間に改装して設ける図示しないトルクコンバータを有する。
このトルクコンバータは、入力軸（図示せず）と出力軸（図示せず）との相互に連結して駆動力の伝達効率を高めるロックアップクラッチ（図示せず）を有する。
そして、前記自動変速機は、自動変速機の作動油温を検知する前記作動油温検出手段１４を有する。

更に、前記自動変速機のロックアップ制御装置１の制御手段３は、前記スロットルセンサ１３の検出するスロットル開度と車速センサ１５の検出する車両速度とを入力し、スロットル開度（あるいはアクセル開度）と車両速度とに基づいて前記ロックアップクラッチの状態を切り換える複数のマップを有する。説明の便宜上、スロットル開度として説明するが、スロットル開度に換えてアクセルセンサ（不図示）の検出するアクセル開度としても良い。
そして、前記作動油温検出手段１４の検出温度に応じて、これら複数のマップを選択的に切り換えて制御する。
前記複数のマップとしては、図３に示す如く、作動油温が常温となる通常運転時に使用し、前記ロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態と開放状態とに切換する第１マップ（「通常マップ」または「Ｎｏｒｍａｌ ロックアップ Ｍａｐ」ともいう。）と、図４に示す如く、作動油の検出された油温が予め設定した第１設定値Ｔｈを超え高温となる時に使用し、前記ロックアップクラッチの作動状態を主にロックアップ状態とする第２マップ（「高温時マップ」または「Ｈｏｔ ロックアップ Ｍａｐ」ともいう。）とを有する。

また、作動油の第１設定値Ｔｈより低い半高温時を判別する第２設定値Ｔｓを設け、作動油温の半高温時に使用し前記ロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態とに切り換える第３マップを設け、作動油の検出された油温が第１設定値Ｔｈより低く第２設定値Ｔｓを超えた場合には第３マップに切り換えるように制御する構成とする。
詳述すれば、第３マップは、図５に示す如く、「半高温時マップ」または「Ｓｅｍｉ−ＨｏｔＭａｐ」とも称されるものである。
そして、前記ロックアップ制御装置１は、作動油の検出された油温が第１設定値Ｔｈより低く第２設定値Ｔｓを超えた場合には第３マップに切り換えるように制御するものである。
従って、マップを切り換える際の移行がスムーズになり、ドライバビリティを確保できると同時に、急激な切換がなくなるので機械的な負荷もなくなり、耐久的な使用における装置の保護も可能となる。

更に、第３マップである半高温時マップの選択時には、スリップ状態におけるスリップ率を作動油温の第２設定値Ｔｓから第１設定値Ｔｈに向かって温度が高くなるに連れて漸減する、つまり線形的に漸減するよう設定する。
従って、第３マップである半高温時マップのスリップ状態の中でも、作動油温が高温に近づくに連れて、完全なロックアップ状態に近づき、車速−スロットル条件が同じ状態でも、温度に応じてスリップ量を変化させることができる。また、あらゆる温度が変化に対して、スリップ状態を介して第２マップにスムーズに移行できる。
このとき、第３マップである半高温時マップにおける目標スリップ回転数Ａ［ｒｐｍ］の設定は、スリップ回転数の定義：エンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとの差＝（Ｎｅ−Ｎｔ）［ｒｐｍ］とした際に、最大目標スリップ回転数をＡ’［ｒｐｍ］、作動油温Ｔ、第３マップである半高温時マップの開始油温、つまり第２設定値Ｔｓ、第２マップの開始油温、つまり第１設定値Ｔｈ、係数Ｚを用いると、以下の式となる。
Ａ＝Ａ’−Ｚ（Ｔ−Ｔｓ）
Ｚ＝Ａ’／（Ｔｈ−Ｔｓ）
この目標スリップ回転数Ａに沿って制御を行うことで、急激な駆動力の低減やエンジン回転数の変化を避けることが可能であるため、ドライバビリティの悪化を感じることなく、高温時の過度の温度上昇を抑えることが可能になる。
目標スリップ回転数Ａについてのイメージを図６に開示する。

更にまた、作動油温の第２設定値Ｔｓにおける初期スリップ率を、自動変速機の変速段毎に設定することと、トルクコンバータのタービン回転数帯域に応じて設定することのうちいずれか１つ以上にて設定する。
従って、自動変速機の切換に応じた細かな設定が可能になるので、仕様に応じて細かな設定を適合させることができ、ドライバビリティと燃費との両立が可能となる。
なお、第１マップからの第３マップまでのそれぞれのマップにおける変速線は、異なるマップの変速線同士を一致させてもよく、同じく一致させないようにしても良い。
前者に比べて後者は、コストが高くなるものの、細部の変速制御をより最適なものに設定することができ、好ましいドライバビリティを確保することができる。

次に、図１の自動変速機のロックアップ制御装置の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。

自動変速機のロックアップ制御装置の制御用プログラムがスタート（１０１）すると、前記作動油温検出手段１４によって現在の作動油温Ｔを検出する処理（１０２）に移行する。
この処理（１０２）の後には、現在の作動油温Ｔが第２マップの開始油温、つまり第１設定値Ｔｈを超えているか否かの判断（１０３）に移行する。
そして、この現在の作動油温Ｔが第１設定値Ｔｈを超えているか否かの判断（１０３）において、この判断（１０３）がＹＥＳの場合には、第２マップに切り換えるように制御する処理（１０４）に移行し、その後に後述する制御用プログラムのエンド（１０８）に移行する。

また、上述の現在の作動油温Ｔが第２マップの開始油温、つまり第１設定値Ｔｈを超えているか否かの判断（１０３）がＮＯの場合には、現在の作動油温Ｔが第３マップである半高温時マップの開始油温、つまり第２設定値Ｔｓを超えているか否かの判断（１０５）に移行する。
そして、この現在の作動油温Ｔが第３マップである半高温時マップの開始油温、つまり第２設定値Ｔｓを超えているか否かの判断（１０５）において、判断（１０５）がＹＥＳの場合には、第３マップに切り換えるように制御する処理（１０６）に移行し、その後に制御用プログラムのエンド（１０８）に移行する。
また、現在の作動油温Ｔが第３マップである半高温時マップの開始油温、つまり第２設定値Ｔｓを超えているか否かの判断（１０５）がＮＯの場合には、第１マップに切り換えるように制御する処理（１０７）に移行し、その後に制御用プログラムのエンド（１０８）に移行する。

なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。

例えば、この発明の実施例における最大目標スリップ回転数Ａ’［ｒｐｍ］を設定する際に、図７に示す如く、各ギヤ段により設定する第１方策Ｉや、各タービン回転数により設定する第２方策ＩＩとすることも可能である。
さすれば、更なるドライバビリティの改善が可能となる。
また、多岐にわたり細かな適合が可能となることにより、ドライバビリティと燃費との両立をより一層向上させることが可能となる。

１ 自動変速機のロックアップ制御装置
２ 制御手段（「ＥＣＭ」ともいう。）
３ 入力装置（又は信号）
４ 出力装置（又は信号）
１３ スロットルセンサ
１４ 作動油温検出手段（「Ａ／Ｔ油温センサ」ともいう。）
１５ 車速センサ
１９ Ａ／Ｔ（「自動変速機」ともいう。）制御
Ｔｈ 第１設定値
Ｔｓ 第２設定値

Claims (3)

1. 有段の自動変速機のトルクコンバータがロックアップクラッチと、前記自動変速機の作動油温を検知する作動油温検出手段と、スロットル開度と車両速度とに基づいて前記ロックアップクラッチの状態を切り換える複数のマップとを有し、複数のマップとして、作動油温が常温となる通常運転時に使用し前記ロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態と開放状態とに切換する第１マップと、作動油の検出された油温が予め設定した第１設定値を超え高温となる時に使用し前記ロックアップクラッチの作動状態を主にロックアップ状態とする第２マップとを有し、前記作動油温検出手段の検出温度に応じてこれら複数のマップを選択的に切り換えて制御する自動変速機のロックアップ制御装置において、作動油の第１設定値より低い半高温時を判別する第２設定値を設け、作動油温の半高温時に使用し前記ロックアップクラッチの作動状態をロックアップ状態とスリップ状態とに切り換える第３マップを設け、作動油の検出された油温が第１設定値より低く第２設定値を超えた場合には第３マップに切り換えるように制御することを特徴とする自動変速機のロックアップ制御装置。
2. 第３マップである半高温時マップの選択時には、スリップ状態におけるスリップ率を作動油温の第２設定値から第１設定値に向かって温度が高くなるに連れて（線形的に）漸減するよう設定す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制御装置。
3. 作動油温の第２設定値における初期スリップ率を、自動変速機の変速段毎に設定することと、トルクコンバータのタービン回転数帯域に応じて設定することのうちいずれか１つ以上にて設定す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制御装置。

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