JP2012047313A - 車両の自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧制御弁の個体差によるばらつきを低減でき、ロックアップオフ制御の精度を向上でき、耐エンジンストール性を向上できる車両の自動変速装置を提供する。
【解決手段】
油圧制御装置６は、ロックアップオフ指令値Ｉoの学習状態が完了していない場合は、正規のロックアップオフ車速Ｖｏより所定値高い暫定ロックアップオフ車速Ｖ1を設定し、前記ロックアップオフ指令値Ｉoの出力の時点から、エンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値Ｃｏとなるまでの時間ｔｏが所定の時間範囲Ｔｏ内となるまで前記ロックアップオフ指令値Ｉoを修正するロックアップオフ学習を行い、該学習による前記ロックアップオフ指令値Ｉoの修正値Ｉo′を利用し、かつ前記暫定ロックアップオフ車速Ｖ1を正規のロックアップオフ車速 Ｖoに戻してその後のロックアップクラッチオフ制御を行う
【選択図】図５

Description

本発明は、エンジンの回転を、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを介して自動変速機に伝達する車両の自動変速装置に関する。

トルクコンバータを介してエンジン回転を自動変速機に伝達するように構成された自動変速装置では、燃費の改善を図るために、トルクコンバータの入力要素と出力要素とを直結するロックアップクラッチを備えたものが一般的である。定常走行時にはロックアップクラッチをオン（締結）し、アクセル全閉での減速走行時には、エンジン回転数又は車速が所定のロックアップオフ値に低下すると、前記ロックアップクラッチをオフ（解放）するロックアップオフ制御が行われる。

この種のロックアップオフ制御に関して、例えば、特許文献１には、ロックアップオフ指令から実際のロックアップオフまでの時間が長い場合には、ロックアップオフ開始のエンジン回転数を高くするものが開示されている。また特許文献２には、ロックアップ容量を学習し、スリップが生じない程度までロックアップ容量を減少制御するものが開示されている。

特開２００５−１８０５３４号公報 特開０９−２０３４６１号公報

ところで、前記ロックアップオフ制御においては、油圧制御装置からの油圧指示値に対応したロックアップオフ油圧が油圧制御弁からロックアップクラッチに供給され、これにより前記ロックアップクラッチが解放される。しかし、前記油圧制御弁の固体差（ばらつき）により、実際にロックアップクラッチに供給される油圧にばらつきが生じ、これによりロックアップオフ制御の精度が低下し、場合によってはエンジンストールが発生するという問題がある。

前記特許文献１では、油圧制御弁の固体差に基づく油圧のばらつきの低減に関する記載はない。また前記特許文献２では、アックアップ容量を最小とすることにより耐エンジンストール性を改善できると考えられるが、ロックアップ中にスリップ発生を許容することとなり、ロックアップによる燃費向上効果を十分に発揮できないという問題がある。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、油圧制御弁の個体差によるばらつきを低減でき、ロックアップオフ制御の精度を向上でき、耐エンジンストール性を向上できる車両の自動変速装置を提供することを課題としている。

本発明は、ロックアップクラッチ４を有するトルクコンバータ３と、該トルクコンバータ３を介してエンジン１の回転が伝達される自動変速機２と、前記ロックアップクラッチ４への油圧（締結油圧Pa−解放油圧Pr）を制御する油圧制御弁５と、減速走行時に車速が正規のロックアップオフ車速Ｖｏ以下となったとき、前記油圧制御弁５からの前記油圧を、ロックアップオフ油圧Ｐoffとするロックアップオフ指令値Ｉoを前記油圧制御弁５に出力する油圧制御装置６とを備えた車両の自動変速装置１０において、前記油圧制御装置６は、ロックアップオフ指令値Ｉoの出力の時点から、エンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値Ｃoとなるまでの時間ｔoが所定の時間範囲Ｔo内にないときは、前記正規のロックアップオフ車速Ｖｏより所定値高い暫定ロックアップオフ車速Ｖ1を設定し、減速走行時に、車速が前記暫定ロックアップオフ車速Ｖ1以下となったとき、前記ロックアップオフ指令値Ｉoの出力の時点から、エンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値Ｃｏとなるまでの時間ｔｏが所定の時間範囲Ｔｏ内となるまで前記ロックアップオフ指令値Ｉoを修正するロックアップオフ学習を行い、前記時間ｔｏが前記所定の時間範囲Ｔｏ内になった時点で、前記ロックアップオフ学習を終了し、前記ロックアップオフ学習における前記ロックアップオフ指令値Ｉoの修正値Ｉo′を利用して前記油圧制御弁５へのロックアップオフ指令値Ｉo′′を設定し、前記暫定ロックアップオフ車速Ｖ1を正規のロックアップオフ車速 Ｖoに切り換えてロックアップクラッチオフ制御を行うことを特徴としている。

本発明に係る車両の自動変速装置によれば、ロックアップオフ指令値Ioの学習状態が完了していない場合には、正規のロックアップオフ車速Ｖｏより所定値高い暫定ロックアップオフ車速Ｖ1を設定して前記ロックアップオフ指令値Ｉoを修正するロックアップオフ学習を行うので、前記油圧制御弁５の固体差（ばらつき）により実際にロックアップクラッチに供給される油圧にばらつきが生じ、ロックアップオフ動作が遅くなっても、ロックアップオフ車速が高い分、エンジン回転が過度に低下するのを防止でき、エンジンストールが発生するのを防止できる。また、ロックアップオフ学習終了後は、正規のロックアップオフ車速でロックアップオフ動作を開始でき、結果的にロックアップオフ制御の精度を向上できる。

また、前記ロックアップオフ学習における前記ロックアップオフ指令値Ｉoの修正値Ｉo′を利用して前記油圧制御弁５へのロックアップオフ指令値Ｉo′′を設定するので、例えばロックアップオフ時のタービン回転数や油温の影響を加味することが可能となり、ロックアップオフ制御の精度をより一層向上できる。

本発明の実施例１による自動車の自動変速装置の構成説明図である。 前記自動変速装置の油圧制御装置によるロックアップオフ学習制御を説明するための差回転−時間特性図である。 前記油圧制御装置の学習制御を説明するためのソレノイド圧−ソレノイド指示電流値特性図である。 前記油圧制御装置の学習完了を判断するため時間−学習回数特性図である。 前記油圧制御装置の学習制御を説明するためのフローチャートである。 前記油圧制御装置の学習制御における補正係数設定マップである。 前記油圧制御装置の学習制御を説明するためのタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図７は、本発明の実施例１による自動車の自動変速装置を説明するための図である。

図１に示すように、本実施例１に係る自動変速装置１０は、ロックアップクラッチ４を有するトルクコンバータ３と、該トルクコンバータ３を介してエンジン１の回転が伝達される自動変速機２と、前記ロックアップクラッチ４への差圧（締結油圧Pa−解放油圧Pr）を制御する油圧制御弁５と、減速走行時に車速が正規のロックアップオフ車速Ｖｏに低下したとき、前記油圧制御弁５からの前記差圧を、ロックアップオフ差圧Ｐoffとするソレノイド指示電流値(ロックアップオフ指令値)Ioを前記油圧制御弁５に出力する油圧制御装置６とを備えている。

前記自動変速機２は、前進・後退切替機構２ａと、１対のプーリと金属ベルトとからなる無段変速機（ＣＶＴ）２ｂと、該無段変速機２ｂからの出力により車輪２ｄを回転駆動するギヤトレーン２ｃとを有する。

前記トルクコンバータ３は、エンジン１の出力軸１ａに接続されたポンプインペラ３ａと、無段変速機２ｂの入力軸２ｅに接続されたタービンランナ３ｂを有する。

また前記ロックアップクラッチ４は、タービンランナ３ｂと、前記ポンプインペラ３ａ側に固定されたトルクコンバータカバー３ｄとを機械的に係脱するように構成されている。具体的には、ロックアップクラッチ４は、これの、一側に設けられた締結油室４ａに供給される締結油圧Ｐa と、他側に設けられた解放油室４ｂに供給される解放油圧Ｐrとの差圧(Pa−Pr）を大きくすることによって、オン(締結)し、小さくすることによってオフ(解放)となる。

前記油圧制御弁５は、ロックアップコントロールバルブ５ａと、ソレノイドバルブ５ｂとで構成されている。前記ロックアップコントロールバルブ５ａは、元圧Ｐoが入力され、前記ソレノイドバルブ５ｂによるソレノイド圧Ｐｓを制御することにより、前記差圧(Pa−Pr）を比例的に制御し、ロックアップクラッチ４を、解放状態から締結状態に、またその逆に締結状態から解放状態に切替え制御する。

前記油圧制御装置６は、検出車速Ｖ，エンジン回転数ｅｒ，タービン回転数ｔｒ等が入力され、前記ソレノイドバルブ５ｂへのソレノイド指示電流値Ｉｏを制御することにより、前記コントロールバルブ５ａに入力されるソレノイド圧Ｐｓを比例制御する。従って、前記ソレノイド指示電流値Ｉｏによって、ロックアップクラッチ４の差圧（Ｐａ−Ｐｒ）を比例的に制御することとなるので、前記ソレノイド指示電流値Ｉｏは、本発明におけるロックアップオフ指令値と等価である。本実施例１では、ソレノイド指示電流値Ｉo又はロックアップオフ指令値Ｉoを使用する。

本実施例１の油圧制御装置６は、定速走行時には、前記ロックアップクラッチ４をオン（締結）することにより、トルクコンバータ３のスリップをなくして燃費の改善を図る。

一方、スロットル全閉の減速走行時、即ち、エンジン回転数ｅｒが減速時ロックアップオフ判定回転数ｒｏ以下の走行時には、エンジン１への燃料噴射及び点火は停止され、検出車速Ｖがロックアップオフ車速Ｖｏ以下になると、前記ロックアップクラッチ４はオフ（解放）されるとともに、燃料噴射と点火が再開されることにより、エンジン１のストールが回避される。

具体的には、減速走行時に検出車速Ｖが、予め設定された正規のロックアップオフ車速Ｖｏ以下に低下すると、油圧制御装置６からソレノイドバルブ５ｂにロックアップオフ指令値（ソレノイド指示電流値）Ｉｏが出力され、これにより前記ソレノイドバルブ５ｂのソレノイド圧Ｐｓが前記ソレノイド指示電流値Ｉｏに応じた値となり、油圧制御弁５からの前記差圧（Ｐａ−Ｐｒ）が、ロックアップクラッチ４をオフにするロックアップオフ差圧Ｐoffに制御される。これにより、ロックアップクラッチ４は解放状態となり、またエンジン１への燃料噴射及び点火が再開される。

ところで、前記ロックアップオフ車速Ｖｏは、燃費改善の観点からできるだけ低速に設定されている。一方、前記油圧制御弁５のソレノイドバルブ５ｂにおけるソレノイド指示電流値Ｉｏとソレノイド圧Ｐｓとの間には、図３に示すＩ−Ｐ公差に基づく固体差（ばらつき）がある。そのため、同じソレノイド指示電流値Ｉｏに対するソレノイド圧Ｐｓは、ＰA〜ＰC〜ＰBの範囲でばらつくこととなる。このため、前記ロックアップクラッチ４のオフ(解放)が遅れたり、逆に早すぎたりすることとなる。

ロックアップクラッチ４のオフが遅れると、図７に示すように、エンジン回転数ｅｒ′が過度に低下し、燃料噴射及び点火を再開してもストールするという問題が懸念される。また早すぎると、ロックアップクラッチ４の締結力が弱く、スリップが生じるという問題が懸念される。

このような問題を回避するために、前記解放時間が所定の範囲内に収斂するように、前記ソレノイド指示電流値を修正する学習制御が行われるが、ソレノイドバルブ５ｂのばらつきの大きさ如何によっては、この学習制御の途中においてエンジンストールの問題が生じる可能性を完全になくすことは困難である。

そこで本実施例１では、前記ロックアップオフ指令値Ｉｏが出力された時点からロックアップオフが完了するまでの時間、より具体的にはエンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値Ｃoとなるまでの時間ｔoが所定の時間範囲Ｔo内にないときは、学習制御が完了していないと見做し、以下のロックアップオフ学習制御を行う。

本実施例１の油圧制御装置６は、まず、前記燃費改善等の観点から可能な限り低速に設定されている正規のロックアップオフ車速Ｖｏより所定値高い暫定ロックアップオフ車速Ｖ1を設定する（図７参照）。この暫定ロックアップオフ車速Ｖ1は、作動油ポンプの吐出圧が安定する車速に設定するのが望ましい。

そして、減速走行時に、検出車速Ｖが前記暫定ロックアップオフ車速Ｖ1以下に低下すると、ロックアップオフ指令値Ｉoがソレノイドバルブ５ｂに出力される。この出力の時点からエンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値Ｃoとなるまでの時間ｔoが所定の時間範囲Ｔo内となるまで前記ロックアップオフ指令値ＩoがＩo′に修正される。

そして前記時間ｔoが前記所定の時間範囲Ｔo内になった時点で、前記ロックアップオフ学習が終了し、前記修正されたロックアップオフ指令値Io′が所定の補正係数によりIo′′に補正され、該補正されたロックアップオフ指令値Ｉo′′が採用され、また前記暫定ロックアップオフ車速Ｖ1が前記正規のロックアップオフ車速 Ｖoに切り換えられ、この状態で通常のロックアップオフ制御が行われる。

前記油圧制御装置６によるロックアップオフ学習制御を図５のフローチャートに沿って、さらに詳細に説明する。

プログラムがスタートすると、ソレノイドバルブ５ｂへのソレノイド指示電流値Ｉｏの学習状態が完了しているか否かの判断がなされる（ステップＳ１）。具体的には、ロックアップクラッチ４がオン状態にある場合に、油圧制御装置６からロックアップオフ指令値（ソレノイド指示電流値）Ｉｏがソレノイドバルブ５ｂに出力された時点から、エンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値Ｃｏとなった時点、つまりロックアップクラッチのオフ動作が完了したと認められる時点までの時間ｔｏが所定の時間範囲Ｔｏ内にあるか否かが判断され、この時間範囲Ｔo内にある場合は、学習状態が完了しているとしてステップＳ１２に進んで通常のロックアップクラッチオン・オフ制御が行われる。

一方、前記時間ｔｏが時間範囲Ｔｏ外の場合は、ロックアップオフ学習制御が開始される。具体的には、減速時（アクセル全閉時）ロックアップオフ判定回転数は正規の回転数ｒｏから暫定回転数ｒ１に、例えば正規の回転数＋２００rpm程度高い値に設定される。これに伴いロックアップオフ車速は正規の車速Ｖｏから暫定車速Ｖ１に、例えば正規の車速＋５ｋｍ／ｈ程度に設定される（ステップＳ２，Ｓ３）。

そしてエンジン回転数が前記設定された減速時ロックアップオフ判定エンジン回転数ｒ１以下になると減速走行時と判断され、検出車速Ｖが暫定ロックアップオフ車速Ｖ１以下に低下すると、油圧制御装置６からロックアップオフ指令値Ｉｏが出力され（ステップＳ５）、該出力の時点から、エンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値Ｃｏ以上となった時点までの時間ｔｏが前記所定の時間範囲Ｔｏ内か否かが判断される（ステップＳ６，Ｓ７）。

そしてステップＳ７において、前記時間ｔｏが前記時間範囲Ｔｏ外の場合には、前記ロックアップオフ指令値ＩｏがＩo′に修正される（ステップＳ８）。

例えば、前記時間ｔｏが時間範囲Ｔoより遅い側のｔo′にずれている場合（図２の曲線Ｂ）は、ソレノイド指示電流値Io に対するソレノイド圧がＰBと高いため前記ロックアップオフが遅れているとして、前記ソレノイド指示電流値Ｉoは、例えば、図３のソレノイド指示電流値Ｉ1のように小さい側に修正される。これにより、ソレノイド圧は、Ｉ−Ｐ公差が中央値を示すソレノイドバルブの場合の圧力ＰCとなり、前記時間ｔo′はｔoと同様に前記時間範囲Ｔo内になるものと期待される。

逆に前記時間ｔｏが時間範囲Ｔoより早い側のｔo′′にずれている場合（図２の曲線Ａ）は、ソレノイド指示電流値Io 対するソレノイド圧がＰAと低いため前記ロックアップオフが早すぎるとして、前記ソレノイド指示電流値Iｏは、例えば、図３のソレノイド指示電流値Ｉ2のように大きい側に修正される。これにより、ソレノイド圧は、Ｉ−Ｐ公差が中央値を示すソレノイドバルブの場合の圧力ＰCとなり、前記時間ｔo′′はｔoと同様に前記時間範囲Ｔo内になるものと期待される。

そして再度、減速状態で検出車速Ｖがロックアップオフ車速Ｖ１以下に低下した時点で、前記修正されたロックアップオフ指令値Ｉo′がソレノイドバルブ５ｂに出力され（ステップＳ９，Ｓ１０）、該ロックアップオフ指令値Ｉo′に応じたロックアップオフ差圧Ｐoff′がロックアップクラッチ４に供給される。

このようにして前記出力の時点から前記差回転が所定値Ｃｏとなった時点までの時間ｔｏが所定の時間範囲Ｔｏに収斂するまで、前記ロックアップオフ指令値ＩoがＩo′に繰り返し修正される（図４参照）。

そして前記ステップＳ７において、前記時間ｔｏが所定の時間範囲Ｔｏ内となると、前記修正されたロックアップオフ指令値Ｉｏ′に所定の補正係数を乗じて補正ロックアップオフ指令値Ｉo′′が求められ、この補正ロックアップオフ指令値Ｉo′′と、前記正規のロックアップオフ車速Ｖｏによって、通常のロックアップオン・オフ制御が行われる（ステップＳ１１，Ｓ１２）。

ここで前記補正係数は、例えば、図６に示すように、ロックアップオフ時のタービン回転数ｔr及び作動油の油温をパラメータとして二次元マップによって設定される。具体的には、例えばタービン回転数が低くなるほど、また油温が高くなるほど補正係数は大きい値に設定される。タービン回転数が低くなるほどポンプ吐出量が低下し、また油温が高くなるほど油路の漏れが増加するが、補正係数を大きくすることでこれらの影響を抑制することができる。

以上のように、本実施例１に係る自動変速装置１０によれば、ソレノイドバルブ５ｂへのソレノイド指示電流値（ロックアップオフ指令値）Ioの学習状態が完了していない場合には、正規のロックアップオフ車速Ｖｏより所定値高い暫定ロックアップオフ車速Ｖ1を設定して前記ロックアップオフ指令値Ｉoを修正するロックアップオフ学習制御を行うので、前記ソレノイドバルブ５ｂの固体差（ばらつき）により、実際にロックアップクラッチ４に供給される差圧（Ｐa−Ｐr)にばらつきが生じるのを低減でき、ロックアップオフ制御の精度を向上でき、エンジンストールが発生するのを防止できる。

即ち、仮に学習未完了の状態で、正規のロックアップオフ車速Ｖoによりロックアップオフ制御を開始した場合に、ソレノイドバルブ５ｂのばらつきによりロックアップオフ完了までの時間が図２の曲線Ｂのｔo′のように遅れた場合には、図７の曲線ｅｒ′に示すように、エンジン回転が過度に低下し、前記時間ｔo′経過後に燃料噴射，点火を再開してもエンジン回転が復帰せず、そのままエンジンストールとなる可能性がある。

しかし本実施例の場合、正規より高速である暫定ロックアップオフ車速Ｖ1においてロックアップオフ制御を開始するので、ソレノイドバルブ５ｂのばらつきによりロックアップオフ完了が遅れた場合でも、図７の曲線ｅｒに示すように、エンジン回転が過度に低下するのを回避でき、燃料噴射，点火の再開により、アイドリング回転に復帰でき、従ってエンジンストールを防止できる。

また、前記ロックアップオフ学習制御における前記ロックアップオフ指令値Ｉoの修正値Ｉo′を、ロックアップオフ時のタービン回転数と作動油の油温とをパラメータとする補正係数により補正した補正ロックアップオフ指令値Ｉo′′を用いて通常のロックアップクラッチのオン・オフ制御を行うようにしたので、ロックアップオフ時のタービン回転数や油温の影響を加味することが可能となり、ロックアップオフ制御の精度をより一層向上できる。

なお、前記実施例１では、ロックアップオフ学習制御において、減速時ロックアップオフ判定回転数を正規のｒoから暫定回転数ｒ1に増加したが、本発明では、必ずしも減速時ロックアップオフ判定回転数については増加させる必要はない。

また、前記実施例１では、ロックアップオフ学習におけるソレノイド指示電流値の補正係数をタービン回転数−油温マップから求めたが、本発明の補正係数は、ロックアップオフ開始時の車速，エンジン回転数等の他の条件をパラメータとして求めても良い。

１ エンジン
２ 自動変速機
３ トルクコンバータ
４ ロックアップクラッチ
５ 油圧制御弁
６ 油圧制御装置
１０ 自動変速装置
Ｃo 所定の差回転
Ｉo ロックアップオフ指令値（ソレノイド指示電流値）
Ｉo′ 修正されたロックアップオフ指令値
Ｉo′′ さらに補正されたロックアップオフ指令値
（Pａ−Pｒ） 油圧（差圧）
ｔo 所定の差回転となるまでの時間
Ｔo所定の時間範囲
Ｖo 正規のロックアップオフ車速
Ｖ1 暫定ロックアップオフ車速

Claims (1)

1. ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
   該トルクコンバータを介してエンジンの回転が伝達される自動変速機と、
   前記ロックアップクラッチへの油圧を制御する油圧制御弁と、
   減速走行時に車速が正規のロックアップオフ車速以下となったとき、前記油圧制御弁からの前記油圧を、ロックアップオフ油圧とするロックアップオフ指令値を前記油圧制御弁に出力する油圧制御装置と
   を備えた車両の自動変速装置において、
   前記油圧制御装置は、ロックアップオフ指令値の出力の時点から、エンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値となるまでの時間が所定の時間範囲内にないときは、前記正規のロックアップオフ車速より所定値高い暫定ロックアップオフ車速を設定し、
   減速走行時に、車速が前記暫定ロックアップオフ車速以下となったとき、前記ロックアップオフ指令値の出力の時点から、エンジン回転数とタービン回転数との差回転が所定値となるまでの時間が所定の時間範囲内となるまで前記ロックアップオフ指令値を修正するロックアップオフ学習を行い、
   前記時間が前記所定の時間範囲内になった時点で、前記ロックアップオフ学習を終了し、
   前記ロックアップオフ学習における前記ロックアップオフ指令値の修正値を利用して前記油圧制御弁へのロックアップオフ指令値を設定し、前記暫定ロックアップオフ車速を正規のロックアップオフ車速に切り換えてロックアップクラッチオフ制御を行う
   ことを特徴とする車両の自動変速装置。

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