JP2015083860A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチのスリップ作動を適切に実行する。【解決手段】ロックアップクラッチ３０の物理的な特性の１つである摩擦材３４の所定摩擦係数μpreからの乖離分を学習値として用いるので、あるパラメータの区分分けした各領域毎に学習値を持つことなく、１つの学習値を用いてＬＵクラッチ圧Ｐluを適切に学習補正することができる。又、区分分けされたあるパラメータの各領域毎に格納された学習値を用いていないので、ＬＵクラッチ圧Ｐluを連続な変化に対応するように適切に学習補正することができる。従って、例えばアクセル踏み増しやアクセル踏み戻しといった状態変化やロックアップクラッチ３０やオイル(作動油)の経時変化に対応したリニヤな制御を行うことができる。よって、ロックアップクラッチ３０のスリップ作動を適切に実行することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に介在させられたクラッチのスリップ作動を行う、車両の制御装置に関するものである。

駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に介在させられたクラッチを所定の差回転速度にてスリップ制御することで、例えば伝達されるトルクにおける高周波成分(例えば脈動トルク)の通過を抑制する技術が良く知られている。このような制御では、例えばクラッチ指示圧と伝達トルクとの関係性が非線形であることから、又、経時変化に因るクラッチの物理的な特性(例えば摩擦係数)の変化があることから、学習制御によりクラッチ指示圧を補正することが種々提案されている。例えば、特許文献１には、スリップ制御において、フィードバック制御によってクラッチ指示圧を補正する量に基づいて、複数に分割されたスロットル弁開度領域毎に学習値としての学習補正量を修正して格納し、次回の制御にて、エンジントルクに対応して決定されるクラッチ指示圧をその学習補正量を用いて学習補正することで、制御の応答性向上や安定性向上を図ることが提案されている。

特開平４−２０３５６１号公報

ところで、特許文献１では４つの領域に分割されたスロットル弁開度領域毎に学習値を格納しているが、上記スリップ制御をより良好に行う為に、スロットル弁開度領域の分割をより細分化することが好ましい。又、特許文献１に記載されているようなエンジントルクは、クラッチへ入力される入力トルクに相当するものであり、スロットル弁開度の他に、例えばエンジン回転速度によっても変動させられる。その為、加減速などの状態変化を考慮して上記スリップ制御をより良好に行うには、スロットル弁開度領域毎だけでなく、例えば複数に分割された入力トルク領域毎にも学習値を持つことが好ましい。又、クラッチやオイルの経時変化を考慮して上記スリップ制御をより良好に行うには、例えばクラッチへ作用させる係合圧に対応するクラッチ押し付け力にて切り分けた領域毎にも学習値を持つことが好ましい。しかしながら、特許文献１のようにクラッチ圧値そのものを学習値としている場合、物理的な意味合いを考慮しておらず、ある領域での学習値を他の領域で用いることが難しい。そうすると、未学習領域が増加する為、全領域の学習を完了させるのに要する時間が長くなる可能性がある。又、別の観点では、特許文献１のようにある幅を持って区分分けしたパラメータ(例えばスロットル弁開度)の各領域毎に学習値を格納する場合、その学習値は連続して変化するパラメータに対して不連続な値を取ることになる。その為、クラッチへの入力トルクなどの連続した変化に対して、クラッチ圧出力が不安定(不連続)となりクラッチのスリップ量等に影響を与える可能性がある。上述したような問題により、例えばアクセルの踏み増しや踏み戻し等の状態変化があったときに、未学習領域に入ったり、クラッチ圧出力が不安定になると、クラッチのスリップ量が狙いに対して変動し易くなるなどの可能性がある。尚、上述したような課題は未公知であり、クラッチに付与する係合圧を連続な変化に対応するように学習補正することについて未だ提案されていない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、クラッチのスリップ作動を適切に実行することができる車両の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) 摩擦材が貼付された回転体とその回転体に相対する相手回転体とを有して、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に介在させられたクラッチを備えた車両において、前記クラッチが所定の差回転速度にてスリップ作動するように前記クラッチに付与する係合圧を制御する、車両の制御装置であって、(b) 前記クラッチのスリップ作動時に、(c) 前記係合圧に基づいて、前記回転体と前記相手回転体との間に作用するクラッチ押し付け力を算出し、(d) 前記クラッチ押し付け力と前記クラッチへ入力される入力トルクとに基づいて、前記摩擦材の推定摩擦係数を算出し、(e) 前記推定摩擦係数と予め定められた前記摩擦材の所定摩擦係数との差分を学習値として算出して記憶し、(f) 前記学習値を用いて前記クラッチに付与する係合圧を補正することにある。

このようにすれば、クラッチの物理的な特性の１つである予め定められた所定摩擦係数からの乖離分を学習値として用いるので、あるパラメータの区分分けした各領域毎に学習値を持つことなく、１つの学習値を用いてクラッチに付与する係合圧を適切に学習補正することができる。又、区分分けされたあるパラメータの各領域毎に格納された学習値を用いていないので、クラッチに付与する係合圧を連続な変化に対応するように適切に学習補正することができる。従って、例えばアクセル踏み増しやアクセル踏み戻しといった状態変化やクラッチやオイルの経時変化に対応したリニヤな制御を行うことができる。よって、クラッチのスリップ作動を適切に実行することができる。

ここで、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記推定摩擦係数は、前記入力トルクを、前記クラッチ押し付け力に基づいて算出される、前記回転体と前記相手回転体との間に作用するクラッチ押し付けトルクにて除算した値である。このようにすれば、推定摩擦係数が適切に算出される。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の制御装置において、前記学習値は、算出された、前記推定摩擦係数と前記所定摩擦係数との差分を、平均して記憶した値である。このようにすれば、学習値が適切に算出されて記憶される。

また、第４の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記学習値と前記入力トルクとに基づいて、前記クラッチに付与する係合圧の補正分である補正用係合圧を算出し、前記入力トルクに応じたフィードフォワード係合圧と、前記所定の差回転速度と実際の差回転速度との偏差に応じたフィードバック係合圧との合算値を、前記補正用係合圧を用いて補正することで前記クラッチに付与する係合圧を算出することにある。このようにすれば、前記クラッチに付与する係合圧が適切に補正されて、クラッチのスリップ作動が適切に実行される。又、クラッチが所定の差回転速度にてスリップ作動するようにクラッチに付与する係合圧を制御するときのフィードバック成分が小さくされて、制御の応答性が向上される。

また、第５の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記所定摩擦係数と前記学習値とに基づいて補正用摩擦係数を算出し、前記入力トルクに応じたフィードフォワード係合トルクと、前記所定の差回転速度と実際の差回転速度との偏差に応じたフィードバック係合トルクとの合算値を、前記補正用摩擦係数にて除算したクラッチ押し付けトルクに基づいて、前記クラッチに付与する係合圧を算出することにある。このようにすれば、前記クラッチに付与する係合圧が適切に補正されて、クラッチのスリップ作動が適切に実行される。又、クラッチが所定の差回転速度にてスリップ作動するようにクラッチに付与する係合圧を制御するときのフィードバック成分が小さくされて、制御の応答性が向上される。

また、第６の発明は、前記第１の発明乃至第５の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記車両は、前記動力伝達経路に介在させられる流体式伝動装置を備えており、前記クラッチは、前記流体式伝動装置に設けられたロックアップクラッチである。このようにすれば、本発明により、ロックアップクラッチのスリップ作動を適切に実行することができる。

本発明が適用される車両に備えられた動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 電子制御装置の制御作動の要部を実現する制御構造を示すブロック図である。 電子制御装置の制御作動の要部を実現する制御構造を示すブロック図であって、図２と同じ機能を有するように図２の一部を変形した実施例である。 図２或いは図３の制御構造に従ってロックアップクラッチのスリップ作動を実行した場合の本実施例の一例を示すタイムチャートである。 ＬＵクラッチ圧を学習補正することなく、ロックアップクラッチのスリップ作動を実行した場合の比較例の一例を示すタイムチャートである。

本発明において、好適には、前記クラッチは、公知の流体式伝動装置に設けられたロックアップクラッチ、信号待ち等の一時的な車両停止時等にスリップ乃至解放されて前記駆動力源と前記駆動輪との間の動力伝達経路における動力伝達を遮断乃至抑制する入力クラッチなどのスリップ作動可能な摩擦クラッチである。この摩擦クラッチは、例えば油圧アクチュエータによって係合させられる多板式、或いは単板式のクラッチである。又、前記動力伝達経路には、例えば変速機が介在させられる。この変速機は、例えば種々の自動変速機（遊星歯車式自動変速機、同期噛合型平行２軸式自動変速機、ＤＣＴ、ＣＶＴ等）などである。又、前記駆動力源は、例えば内燃機関等のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等が用いられるが、電動機等の他の原動機を単独で或いはエンジンと組み合わせて採用することもできる。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、駆動力源としてのエンジン１２、上記動力伝達経路の一部を構成する、トルクコンバータ１６や自動変速機１８やディファレンシャルギヤ２０や一対のドライブシャフト２２などを備えている。車両１０では、エンジン１２により発生させられた動力は、トルクコンバータ１６を経て入力軸２４から自動変速機１８へ入力され、自動変速機１８の出力軸２６からディファレンシャルギヤ２０や一対のドライブシャフト２２等を順次介して左右の駆動輪１４へ伝達される。

トルクコンバータ１６は、クランク軸２８に連結された回転部材であるカバー１６ｃ内にポンプ翼車１６ｐとタービン翼車１６ｔとを収容配置しており、ポンプ翼車１６ｐとタービン翼車１６ｔとの間で流体を介して動力伝達を行う流体式伝動装置である。ポンプ翼車１６ｐは、カバー１６ｃと一体的に構成されており、エンジン１２の動力により回転駆動されるトルクコンバータ１６の入力側回転要素である。又、タービン翼車１６ｔは、トルクコンバータ１６の出力側回転要素であり、自動変速機１８の入力回転部材である入力軸２４にスプライン嵌合等によって相対回転不能に連結されている。又、トルクコンバータ１６には、ポンプ翼車１６ｐ及びタービン翼車１６ｔの間(すなわちトルクコンバータ１６の入出力回転部材間)を直結可能なロックアップクラッチ３０が設けられている。又、ポンプ翼車１６ｐには、自動変速機１８を変速制御したり、ロックアップクラッチ３０の作動を制御したり、或いは各部に潤滑油を供給したりする為の元圧となる作動油圧をエンジン１２によって回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプ３２が連結されている。

ロックアップクラッチ３０は、カバー１６ｃを構成するエンジン側の部材であるフロントカバー１６ｃfと、タービン翼車１６ｔとの間に、フロントカバー１６ｃfへ接近離隔する方向へ移動可能に設けられている、クラッチピストン３０ｐを備えている。クラッチピストン３０ｐには、フロントカバー１６ｃfと対向する面に摩擦材３４が貼り着けられている。この摩擦材３４は、耐久性或いは耐摩耗性を高める為に、例えばセルロースに樹脂を含浸させた材料などの、熱伝導率の比較的小さい材料で構成されている。尚、ロックアップクラッチ３０としてはクラッチピストン３０ｐなどを有するクラッチであるが、クラッチとして機能する上では、フロントカバー１６ｃfなどを含む形でロックアップクラッチ３０が構成されていると見ることもできる。従って、ロックアップクラッチ３０は、摩擦材３４が貼付された回転体としてのクラッチピストン３０ｐと、そのクラッチピストン３０ｐに相対する相手回転体としてのフロントカバー１６ｃfとを有して、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に介在させられたクラッチである。

このように構成されたロックアップクラッチ３０は、ロックアップクラッチ３０に付与する係合圧(すなわちクラッチピストン３０ｐとタービン翼車１６ｔとの間の空間である係合側油室３６内の油圧Ｐonと、クラッチピストン３０ｐとフロントカバー１６ｃfとの空間である解放側油室３８内の油圧Ｐoffとの差圧ΔＰ(＝Ｐon−Ｐoff))が制御されることにより、フロントカバー１６ｃfへの摩擦材３４を介してのクラッチピストン３０ｐの接触状態が変化させられてロックアップクラッチ３０の作動状態が切り替えられる、油圧式の摩擦クラッチである。

ロックアップクラッチ３０の作動状態としては、例えば差圧ΔＰが負とされてロックアップクラッチ３０が解放される所謂ロックアップ解放(ロックアップオフ)、差圧ΔＰが零以上とされてロックアップクラッチ３０が滑りを伴って半係合(スリップ作動)される所謂ロックアップスリップ状態(スリップ状態)、及び差圧ΔＰが例えば最大値とされてロックアップクラッチ３０が完全係合される所謂ロックアップ状態(係合状態、ロックアップオン)の３状態に大別される。ロックアップクラッチ３０がロックアップオフさせられることにより、トルクコンバータ１６はトルク増幅作用が得られる。又、ロックアップクラッチ３０がロックアップオンさせられることにより、ポンプ翼車１６ｐ及びタービン翼車１６ｔが一体回転させられてエンジン１２の動力が自動変速機１８側へ直接的に伝達される。又、ロックアップクラッチ３０が所定の差回転速度(すなわち入出力回転速度差(スリップ量)＝エンジン回転速度Ｎe−タービン回転速度Ｎt)Ｎslpにてスリップ作動するように差圧ΔＰを制御するスリップ制御を行うことにより、車両１０の駆動(パワーオン)時には所定のスリップ量Ｎslpでタービン軸がクランク軸２８に対して追従回転させられる一方、車両の非駆動(パワーオフ)時には所定のスリップ量Ｎslpでクランク軸２８がタービン軸に対して追従回転させられる。尚、ロックアップクラッチ３０のスリップ状態においては、例えば差圧ΔＰが零とされることによりそのロックアップクラッチ３０のトルク分担がなくなって、トルクコンバータ１６は、ロックアップオフと同等の運転条件とされる。

車両１０には油圧制御回路４０が備えられており、この油圧制御回路４０により、例えばロックアップオフとスリップ状態乃至ロックアップオンとの切替え、スリップ状態乃至ロックアップオンへの切替え状態における差圧ΔＰなどが制御される。油圧制御回路４０は、オイルポンプ３２が発生する油圧を元圧として制御油圧を発生させる。例えば、油圧制御回路４０は、スリップ制御用リニアソレノイド弁ＳＬＵを備えている。このスリップ制御用リニアソレノイド弁ＳＬＵは、後述する電子制御装置７０から供給されるロックアップクラッチ圧指令値(ＬＵクラッチ圧指令値)Ｓsluに従って、ロックアップクラッチ３０のスリップ状態乃至ロックアップオン時における係合圧である差圧ΔＰを制御する制御油圧Ｐsluを、ＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluに対応する駆動電流(励磁電流)Ｉsluに比例して発生させる。

制御油圧Ｐsluによって制御される差圧ΔＰは、ロックアップクラッチ３０の作動状態を表す油圧値であって、クラッチピストン３０ｐを押圧する油圧値であり、本実施例ではロックアップクラッチ圧(ＬＵクラッチ圧)Ｐluとする。又、このＬＵクラッチ圧Ｐluは、クラッチピストン３０ｐに作用する力であるクラッチ押し付け力Ｆlu、ロックアップクラッチ３０のトルク容量(ＬＵクラッチトルク)Ｔluに対応する油圧値でもある。又、ＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluや制御油圧Ｐsluは、ＬＵクラッチ圧Ｐluの油圧指令値(制御指示油圧)である。

車両１０には、例えばロックアップクラッチ３０の作動制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置７０が備えられている。電子制御装置７０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置７０は、エンジン１２の出力制御、ロックアップクラッチ３０の作動制御、自動変速機１８の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や油圧制御用等に分けて構成される。電子制御装置７０には、各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ５０、入力軸回転速度センサ５２、出力軸回転速度センサ５４、アクセル開度センサ５６、スロットル弁開度センサ５８など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン回転速度Ｎe、タービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸回転速度Ｎin、車速Ｖに対応する変速機出力軸回転速度Ｎout、運転者による車両１０に対する駆動要求量に対応するアクセル開度θacc、スロットル弁開度θthなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置７０からは、例えばエンジン１２の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Ｓe、ロックアップクラッチ３０の作動を制御する為に油圧制御回路４０に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させる為の油圧制御指令信号Ｓp、自動変速機１８の油圧アクチュエータを制御する為に油圧制御回路４０に含まれる電磁弁(ソレノイドバルブ)等を作動させる為の油圧制御指令信号Ｓpなどが、スロットルアクチュエータや燃料噴射装置等のエンジン制御装置、油圧制御回路４０などへそれぞれ出力される。

電子制御装置７０は、車両１０における各種制御の為の制御機能を実現する為に、エンジン出力制御手段すなわちエンジン出力制御部７２、及びクラッチ制御手段すなわちクラッチ制御部７４を備えている。

エンジン出力制御部７２は、例えばアクセル開度Ａccをパラメータとして車速Ｖと要求駆動力Ｆdemとの予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)公知の関係(駆動力マップ；不図示)から実際のアクセル開度Ａcc及び車速Ｖに基づいて、運転者による車両１０に対する駆動要求量としての要求駆動力Ｆdemを算出する。エンジン出力制御部７２は、例えば駆動輪１４のタイヤ有効半径、現在の自動変速機１８のギヤ段Ｇにおけるギヤ比γ、出力軸２６よりも駆動輪１４側の動力伝達経路における終減速比、及びトルクコンバータ１６のトルク比ｔに基づいて、要求駆動力Ｆdemが得られる要求エンジントルクＴedemを算出する。そして、エンジン出力制御部７２は、例えば要求エンジントルクＴedemが得られるように、スロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御する他、燃料噴射量制御の為に燃料噴射装置による燃料噴射量を制御し、点火時期制御の為にイグナイタ等の点火装置を制御するエンジン出力制御指令信号Ｓeを出力する。尚、トルクコンバータ１６のトルク比ｔは、例えば速度比ｅ(＝タービン回転速度Ｎt／ポンプ回転速度Ｎp(エンジン回転速度Ｎe))とトルク比ｔ、効率、及び容量係数とのそれぞれの予め定められた公知の関係(トルクコンバータ１６の作動特性図；不図示)から実際の速度比ｅに基づいて、電子制御装置７０により算出される。又、前記駆動要求量としては、駆動輪１４における要求駆動力Ｆdem[Ｎ]の他に、駆動輪１４における要求駆動トルク[Ｎｍ]、駆動輪１４における要求駆動パワー[Ｗ]、出力軸２６における要求変速機出力トルク等を用いることもできる。又、駆動要求量として、単にアクセル開度θacc[％]やスロットル弁開度θth[％]や吸入空気量Ｑair[g/sec]等を用いることもできる。又、要求エンジントルクＴedemは、運転者により要求されたエンジントルクＴeであるドライバ要求トルクであり、要求駆動力Ｆdemを算出することなく、直接的にアクセル開度Ａcc等に基づいて算出されても良い。

クラッチ制御部７４は、例えば車速Ｖ及び要求駆動力Ｆdemを変数としてロックアップオフ領域、ロックアップスリップ領域、及びロックアップオン領域を有する予め定められた公知の関係(マップ、ロックアップ領域線図；不図示)から、実際の車速Ｖ及び要求駆動力Ｆdemで示される車両状態に基づいてロックアップクラッチ３０の作動状態の切替えを制御する。例えば、クラッチ制御部７４は、ロックアップスリップ領域であると判断した場合には、ロックアップクラッチ３０の実際のスリップ量Ｎslpが所定のスリップ量Ｎslpとしての目標スリップ量Ｎslptgtとなるように差圧ΔＰ(ＬＵクラッチ圧Ｐlu)を制御する為の油圧制御指令信号Ｓpを油圧制御回路４０へ出力する。上記ロックアップスリップ領域は、例えば上記ロックアップオン領域と比較して低車速領域にて設定されており、ロックアップ作動領域を拡大して燃費を向上させる為の領域である。又、上記ロックアップスリップ領域は、例えばドライバビリティやこもり音(例えばＮＶＨ(騒音・振動・乗り心地)性能)を考慮して設定されている領域でもある。

一般的に、クラッチへの入力トルクに対してクラッチのトルク容量(クラッチトルク)が小さいと、クラッチに滑りが生じる。従って、本実施例の電子制御装置７０は、例えばロックアップクラッチ３０へ入力される入力トルク(すなわちエンジントルクＴe)に対して、目標スリップ量Ｎslptgtを実現させる為の予め定められたフィードフォワード量を算出し、又、実際のスリップ量Ｎslpを目標スリップ量Ｎslptgtと一致させる為のフィードバック制御量を算出し、フィードフォワード量及びフィードバック制御量が得られる為の油圧指令値(油圧制御指令信号Ｓp)を算出する。

具体的には、電子制御装置７０は、更に、フィードフォワード量算出手段すなわちフィードフォワード量算出部７６、フィードバック制御量算出手段すなわちフィードバック制御量算出部７８、及び油圧指令値設定手段すなわち油圧指令値設定部８０を備えている。

フィードフォワード量算出部７６は、例えばロックアップクラッチ３０への入力トルクの推定値(推定入力トルク)としてエンジントルクＴeの推定値(推定エンジントルクＴees)を算出する。フィードフォワード量算出部７６は、例えばスロットル弁開度θthをパラメータとしてエンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとの予め定められた公知の関係(マップ、エンジントルク特性図；不図示)から、スロットル弁開度θth及びエンジン回転速度Ｎeに基づいて推定エンジントルクＴeesを算出する。或いは、この推定エンジントルクＴeesは、例えばトルクセンサなどにより検出されるエンジントルクＴeなどが用いられても良い。そして、フィードフォワード量算出部７６は、例えばエンジントルクＴeとフィードフォワード油圧(フィードフォワード係合圧)との予め定められた関係から、推定エンジントルクＴeesに基づいて、フィードフォワード油圧であるＬＵクラッチ圧_ＦＦ量Ｐluffを、フィードフォワード量として算出する。或いは、フィードフォワード量算出部７６は、例えばエンジントルクＴeとフィードフォワードトルク(フィードフォワードクラッチトルク)との予め定められた関係から、推定エンジントルクＴeesに基づいて、フィードフォワードトルクであるＬＵクラッチトルク_ＦＦ量Ｔluffを、フィードフォワード量として算出しても良い。

フィードバック制御量算出部７８は、例えば比例項(Ｐ成分)、積分項(Ｉ成分)、及び微分項(Ｄ成分)を有する予め定められたフィードバック制御式から、実際のスリップ量Ｎslpと目標スリップ量Ｎslptgtとのスリップ量偏差ΔＮslp(＝Ｎslptgt−Ｎslp)に基づいて、フィードバック油圧(フィードバック係合圧)であるＬＵクラッチ圧_ＦＢ量Ｐlufbを、フィードバック制御量として算出する。或いは、フィードバック制御量算出部７８は、例えば予め定められたフィードバック制御式から、スリップ量偏差ΔＮslpに基づいて、フィードバックトルクであるＬＵクラッチトルク_ＦＢ量Ｔlufbを、フィードバック制御量として算出しても良い。

油圧指令値設定部８０は、例えばフィードフォワード量算出部７６により算出されたフィードフォワード量と、フィードバック制御量算出部７８により算出されたフィードバック制御量とを合算した合算値を算出し、その合算値を実現するＬＵクラッチ圧Ｐluを算出し、そのＬＵクラッチ圧Ｐluを得る為の制御油圧Ｐsluを算出し、制御油圧Ｐsluに対応するＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluを設定する。例えば、油圧指令値設定部８０は、フィードフォワード量としてＬＵクラッチ圧_ＦＦ量Ｐluffが算出され、フィードバック制御量としてＬＵクラッチ圧_ＦＢ量Ｐlufbが算出される場合には、ＬＵクラッチ圧_ＦＦ量ＰluffとＬＵクラッチ圧_ＦＢ量Ｐlufbとを合算したＬＵクラッチ圧合算値Ｐlu(ff+fb)(＝Ｐluff＋Ｐlufb)を算出し、そのＬＵクラッチ圧合算値Ｐlu(ff+fb)をそのままそれを実現するＬＵクラッチ圧Ｐluとして算出し、そのＬＵクラッチ圧Ｐluを得る為の制御油圧Ｐsluを算出し、その制御油圧Ｐsluに対応するＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluを設定する。或いは、例えば、油圧指令値設定部８０は、フィードフォワード量としてＬＵクラッチトルク_ＦＦ量Ｔluffが算出され、フィードバック制御量としてＬＵクラッチトルク_ＦＢ量Ｔlufbが算出される場合には、ＬＵクラッチトルク_ＦＦ量ＴluffとＬＵクラッチトルク_ＦＢ量Ｔlufbとを合算したＬＵクラッチトルク合算値Ｔlu(ff+fb)(＝Ｔluff＋Ｔlufb)を算出し、クラッチ圧，クラッチピストン受圧面積，摩擦面(例えば摩擦材３４部分）の直径，摩擦材３４の摩擦係数μなどに基づいてクラッチのトルク容量を算出するという一般式からそのＬＵクラッチトルク合算値Ｔlu(ff+fb)を実現するＬＵクラッチ圧Ｐluを算出し、そのＬＵクラッチ圧Ｐluを得る為の制御油圧Ｐsluを算出し、その制御油圧Ｐsluに対応するＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluを設定する。クラッチ制御部７４は、油圧指令値設定部８０により設定されたＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluを油圧制御回路４０へ出力して、ロックアップクラッチ３０の作動状態を制御する。

ところで、例えば経時変化に因り、ロックアップクラッチ３０の物理的な特性(例えば摩擦材３４の摩擦係数μ)が変化する可能性がある。これに対して、本実施例では、あるパラメータの区分分けした各領域毎に学習値を持つことなく、連続な変化に対応するように、上記合算値を実現するＬＵクラッチ圧Ｐluを学習補正する学習制御を提案する。その為、電子制御装置７０は、更に、ロックアップクラッチ３０のスリップ作動時に、ＬＵクラッチ圧Ｐluを学習補正する学習制御手段すなわち学習制御部８２を備えている。

学習制御部８２は、現在出力されているＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluに対応するＬＵクラッチ圧Ｐluに基づいて、クラッチピストン３０ｐとフロントカバー１６ｃfとの間に作用するクラッチ押し付け力(すなわちＬＵクラッチ圧Ｐluによりクラッチピストン３０ｐを押す力)Ｆluを算出するクラッチ押し付け力算出手段すなわちクラッチ押し付け力算出部８４と、クラッチ押し付け力算出部８４により算出されたクラッチ押し付け力Ｆluとフィードフォワード量算出部７６により算出された推定エンジントルクＴees(推定入力トルク)とに基づいて摩擦材３４の推定摩擦係数μesを算出する推定摩擦係数算出手段すなわち推定摩擦係数算出部８６と、推定摩擦係数算出部８６により算出された推定摩擦係数μesと予め定められた摩擦材３４の所定摩擦係数μpreとの差分Δμ(＝μpre−μes)を学習値Δμとして算出して記憶する学習値算出記憶手段すなわち学習値算出記憶部８８とを備え、学習値算出記憶部８８により記憶された学習値Δμを用いて、油圧指令値設定部８０により算出された、上記合算値を実現するＬＵクラッチ圧Ｐluを補正する。

図２は、電子制御装置７０の制御作動の要部を実現する制御構造、すなわちクラッチ制御部７４によりロックアップクラッチ３０のスリップ作動が実行されている場合に、クラッチのスリップ作動を適切に実行する為の制御構造を示すブロック図であり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図２において、フィードフォワード量算出部７６に対応するブロックＢ１では、例えば前記エンジントルク特性図からスロットル弁開度θth及びエンジン回転速度Ｎeに基づいて、ロックアップクラッチ３０への推定入力トルクとして推定エンジントルクＴeesが算出される。又、フィードフォワード量算出部７６に対応するブロックＢ２では、例えばブロックＢ１にて算出された推定エンジントルクＴeesに基づく予め定められたフィードフォワード油圧としてＬＵクラッチ圧_ＦＦ量Ｐluffが算出される。又、フィードバック制御量算出部７８に対応するブロックＢ３では、例えば予め定められたフィードバック制御式からスリップ量偏差ΔＮslpに基づいて、フィードバック油圧としてＬＵクラッチ圧_ＦＢ量Ｐlufbが算出される。又、クラッチ押し付け力算出部８４に対応するブロックＢ４では、例えばクラッチ圧とクラッチピストン受圧面積との乗算値がクラッチ押し付け力であるという一般式から、予め定められたクラッチピストン３０ｐの受圧面積の値、及び現在出力されているＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluに対応するＬＵクラッチ圧Ｐluに基づいて、クラッチ押し付け力Ｆluの推定値(推定クラッチ押し付け力Ｆlues)が算出される。

又、推定摩擦係数算出部８６に対応するブロックＢ５では、例えばクラッチ圧とクラッチピストン受圧面積と摩擦材３４部分の平均直径と摩擦材３４の摩擦係数μとの乗算値がクラッチのトルク容量であるという一般式から、予め定められた摩擦材３４部分の平均直径の値、ブロックＢ１にて算出された推定エンジントルクＴees(ＬＵクラッチトルクＴluに対応)、及びブロックＢ４にて算出された推定クラッチ押し付け力Ｆlues(クラッチ圧とクラッチピストン受圧面積との乗算値)に基づいて、摩擦材３４の推定摩擦係数μesが算出される。すなわち、このブロックＢ５では、推定エンジントルクＴeesを、推定クラッチ押し付け力Ｆluesに基づいて算出される、クラッチピストン３０ｐとフロントカバー１６ｃfとの間に作用するクラッチ押し付けトルク(＝Ｆlues×摩擦材３４部分の平均直径)にて除算した値が、摩擦材３４の推定摩擦係数μesとして算出される。尚、ロックアップクラッチ３０が完全係合している状態では、推定エンジントルクＴeesに比べてＬＵクラッチトルクＴluが十分に大きな値となっており、推定エンジントルクＴeesはＬＵクラッチトルクＴluに対応する値とならない。従って、このブロックＢ５の実行においては、少なくともロックアップクラッチ３０がスリップ状態とされていることが必要であり、好適には、例えばスリップ状態となるとき(滑り出す瞬間)や僅かなスリップ量でのスリップ状態とされていることが好ましい。但し、学習制御部８２による学習補正を行う一連の制御作動(例えば図２の制御構造の実行)は、ロックアップクラッチ３０のスリップ作動時に実行されるので、ブロックＢ５の実行に関してスリップ作動を条件とする必要はない。

又、電子制御装置７０のＲＯＭ等に対応するブロックＢ６には、摩擦材３４の摩擦係数μの設計値である所定摩擦係数μpreが記憶されている。又、学習値算出記憶部８８に対応するブロックＢ７では、例えばブロックＢ５にて算出された摩擦材３４の推定摩擦係数μesとブロックＢ６に記憶されている摩擦材３４の所定摩擦係数μpreとの差分Δμが算出され、制御サイクル毎に算出された差分Δμの値がローパスフィルタ等の平滑回路により均されて差分Δμの平均値(差分平均値Δμave)が算出され、その差分平均値Δμaveが最新の値に更新されつつ学習値として電子制御装置７０が備える不揮発性メモリなどに記憶される。

又、学習制御部８２に対応するブロックＢ８では、例えばブロックＢ７にて記憶された学習値Δμaveを用いて、ブロックＢ２にて算出されたＬＵクラッチ圧_ＦＦ量ＰluffとブロックＢ３にて算出されたＬＵクラッチ圧_ＦＢ量Ｐlufbとを合算したＬＵクラッチ圧合算値Ｐlu(ff+fb)を実現するＬＵクラッチ圧Ｐluを補正する為の補正用油圧(補正用係合圧)である補正用クラッチ圧ΔＰluが算出される。例えば、クラッチ圧とクラッチピストン受圧面積と摩擦材３４部分の平均直径と摩擦材３４の摩擦係数μとの乗算値がクラッチのトルク容量(クラッチの入力トルクに対応)であるという一般式から、摩擦材３４の所定摩擦係数μpreが学習値Δμave分だけ変化したことで、同じ推定入力トルク(推定エンジントルクＴees)とする為にＬＵクラッチ圧Ｐluを変化させる必要がある油圧変化分が、補正用クラッチ圧ΔＰluとして算出される。

又、学習制御部８２及び油圧指令値設定部８０に対応するブロックＢ９では、例えばブロックＢ２にて算出されたＬＵクラッチ圧_ＦＦ量ＰluffとブロックＢ３にて算出されたＬＵクラッチ圧_ＦＢ量Ｐlufbとを合算したＬＵクラッチ圧合算値Ｐlu(ff+fb)が算出され、そのＬＵクラッチ圧合算値Ｐlu(ff+fb)がそのままそれを実現するＬＵクラッチ圧Ｐluとして算出され、ブロックＢ８にて算出された補正用クラッチ圧ΔＰluがそのＬＵクラッチ圧Ｐluに加算されることでそのＬＵクラッチ圧Ｐluが補正される。そして、その補正後のＬＵクラッチ圧Ｐluを得る為の制御油圧Ｐsluが算出され、その制御油圧Ｐsluに対応するＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluが設定される。

図３は、図２と同様に、電子制御装置７０の制御作動の要部を実現する制御構造、すなわちクラッチ制御部７４によりロックアップクラッチ３０のスリップ作動が実行されている場合に、クラッチのスリップ作動を適切に実行する為の制御構造を示すブロック図であり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。この図３では、フィードフォワード量としてＬＵクラッチ圧_ＦＦ量Ｐluffに替えてＬＵクラッチトルク_ＦＦ量Ｔluffが算出され、フィードバック制御量としてＬＵクラッチ圧_ＦＢ量Ｐlufbに替えてＬＵクラッチトルク_ＦＢ量Ｔlufbが算出される為に、制御油圧Ｐsluに対する学習値Δμaveの反映のさせ方を図２と異ならせたものであり、実質的に図２と同じ機能を有している。図３において、図２と同じ部分については同じブロックの数値を用いて、その説明を省略する。以下に、図３において、図２と異なる部分について主に説明する。

図３において、フィードフォワード量算出部７６に対応するブロックＢ２’では、例えばブロックＢ１にて算出された推定エンジントルクＴeesに基づく予め定められたフィードフォワードトルクとしてＬＵクラッチトルク_ＦＦ量Ｔluffが算出される。又、フィードバック制御量算出部７８に対応するブロックＢ３’では、例えば予め定められたフィードバック制御式からスリップ量偏差ΔＮslpに基づいて、フィードバックトルクとしてＬＵクラッチトルク_ＦＢ量Ｔlufbが算出される。

又、学習制御部８２及び油圧指令値設定部に対応するブロックＢ８’では、例えばブロックＢ７にて記憶された学習値Δμaveを用いて、ブロックＢ２’にて算出されたＬＵクラッチトルク_ＦＦ量ＴluffとブロックＢ３’にて算出されたＬＵクラッチトルク_ＦＢ量Ｔlufbとを合算したＬＵクラッチトルク合算値Ｔlu(ff+fb)を実現するＬＵクラッチ圧Ｐluを補正する為の補正用摩擦係数μcorが算出され、補正後のＬＵクラッチ圧Ｐluが算出される。例えば、ブロックＢ６に記憶されている所定摩擦係数μpreからブロックＢ７にて記憶された学習値Δμaveを減算して補正用摩擦係数μcor(＝μpre−Δμave)が算出される。そして、クラッチ圧とクラッチピストン受圧面積と摩擦材３４部分の平均直径と摩擦材３４の摩擦係数μとの乗算値がクラッチのトルク容量であるという一般式から、ＬＵクラッチトルク合算値Ｔlu(ff+fb)を補正用摩擦係数μcorにて除算してクラッチ押し付けトルク(＝ＬＵクラッチ圧Ｐlu×クラッチピストン受圧面積×摩擦材３４部分の平均直径)が算出され、そのクラッチ押し付けトルクに基づいて補正後のＬＵクラッチ圧Ｐluが算出される。又、油圧指令値設定部８０に対応するブロックＢ９’では、例えばブロックＢ８’にて算出された補正後のＬＵクラッチ圧Ｐluを得る為の制御油圧Ｐsluが算出され、その制御油圧Ｐsluに対応するＬＵクラッチ圧指令値Ｓsluが設定される。

このように、図２、図３において、摩擦材３４の推定摩擦係数μesが適切に算出される。又、学習値Δμaveが適切に算出される。

図４は、図２或いは図３の制御構造に従ってロックアップクラッチ３０のスリップ作動を実行した場合の本実施例の一例を示すタイムチャートである。又、図５は、ＬＵクラッチ圧Ｐluを学習補正することなく、ロックアップクラッチ３０のスリップ作動を実行した場合の比較例の一例を示すタイムチャートである。図４及び図５では、共に、アクセル踏み増し(ｔ１時点参照)が行われ、その後、アクセル踏み戻し(ｔ２時点参照)が行われた場合を示している。図４では、制御上の摩擦係数μが学習補正され、制御油圧Ｐsluが学習補正されることで、図５と比較して、学習効果によりフィードバック成分(特にＰＩＤの積分項(Ｉ成分))が少なく済んでいる。このように、図４の実施例では、ＬＵクラッチ圧Ｐluが適切に補正されて、ロックアップクラッチ３０のスリップ作動が適切に実行される。又、ロックアップクラッチ３０が目標スリップ量Ｎslptgtにてスリップ作動するようにＬＵクラッチ圧Ｐluを制御するときのフィードバック成分が小さくされて、制御の応答性が向上される。

上述のように、本実施例によれば、ロックアップクラッチ３０の物理的な特性の１つである摩擦材３４の所定摩擦係数μpreからの乖離分を学習値として用いるので、あるパラメータの区分分けした各領域毎に学習値を持つことなく、１つの学習値を用いてＬＵクラッチ圧Ｐluを適切に学習補正することができる。又、区分分けされたあるパラメータの各領域毎に格納された学習値を用いていないので、ＬＵクラッチ圧Ｐluを連続な変化に対応するように適切に学習補正することができる。従って、例えばアクセル踏み増しやアクセル踏み戻しといった状態変化やロックアップクラッチ３０やオイル(作動油)の経時変化に対応したリニヤな制御を行うことができる。よって、ロックアップクラッチ３０のスリップ作動を適切に実行することができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、本発明が適用されるクラッチとしてトルクコンバータ１６に設けられたロックアップクラッチ３０を挙げたが、これに限らない。例えば、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路を断接することができる公知の多板(或いは単板)の湿式(或いは乾式)の摩擦クラッチに、本発明を適用しても良い。ロックアップクラッチ３０とは別の摩擦クラッチとしては、例えば油圧制御回路によってそれぞれ係合と解放とが制御され、その油圧制御回路内のソレノイドバルブ等の調圧によりそれぞれのトルク容量が変化させられて、それが介挿されている両側の部材を選択的に連結する油圧式の摩擦クラッチである。この摩擦クラッチが多板クラッチの場合、クラッチのトルク容量を求める一般式は、例えば(クラッチ圧とクラッチピストン受圧面積との乗算値からリターンスプリング力を減算した値)と摩擦材部分の平均直径と摩擦板面数と摩擦材の摩擦係数との乗算値となる。又、流体式伝動装置としてトルクコンバータ１６が用いられていたが、これに限らない。例えば、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。又、車両１０には、自動変速機１８が設けられていたが、この自動変速機１８は必ずしも設けられなくても良い。要は、スリップ作動が可能な摩擦クラッチが設けられる車両であれば、本発明は適用され得る。従って、ロックアップクラッチ３０とは別の、本発明を適用することができる摩擦クラッチが車両に設けられていれば、トルクコンバータ１６は必ずしも設けられなくても良い。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１２：エンジン(駆動力源)
１４：駆動輪
１６ｃf：フロントカバー(相手回転体)
３０：ロックアップクラッチ(クラッチ)
３０ｐ：クラッチピストン(回転体)
３４：摩擦材
７０：電子制御装置(制御装置)

Claims (1)

1. 摩擦材が貼付された回転体と該回転体に相対する相手回転体とを有して、駆動力源と駆動輪との間の動力伝達経路に介在させられたクラッチを備えた車両において、前記クラッチが所定の差回転速度にてスリップ作動するように前記クラッチに付与する係合圧を制御する、車両の制御装置であって、
   前記クラッチのスリップ作動時に、
   前記係合圧に基づいて、前記回転体と前記相手回転体との間に作用するクラッチ押し付け力を算出し、
   前記クラッチ押し付け力と前記クラッチへ入力される入力トルクとに基づいて、前記摩擦材の推定摩擦係数を算出し、
   前記推定摩擦係数と予め定められた前記摩擦材の所定摩擦係数との差分を学習値として算出して記憶し、
   前記学習値を用いて前記クラッチに付与する係合圧を補正することを特徴とする車両の制御装置。

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