JP2021032297A

JP2021032297A - 車両の制御装置及び車両の制御方法

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Publication number: JP2021032297A
Application number: JP2019151940A
Authority: JP
Inventors: 泰弘遠藤; Yasuhiro Endo; 岳大飯泉; Takehiro Iiizumi; 英真川口; Eishin Kawaguchi; 健次内田; Kenji Uchida
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2021-03-01
Anticipated expiration: 2039-08-22
Also published as: JP7410669B2

Abstract

【課題】ロックアップクラッチの締結状態を解除するにあたり、ロックアップクラッチをゼロ点で待機させることができるようにする。【解決手段】コントローラ１０は、トルクコンバータ２の入力軸２ｂの回転速度と、トルクコンバータ２の出力軸２ｃの回転速度と、トルクコンバータ２の入力軸２ｂに入力されるトルクと、に基づき、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａを解除状態へ遷移させる際のゼロ点油圧を学習する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制御装置及び車両の制御方法に関する。

特許文献１には、タービン回転速度とエンジン回転速度との比である回転速度比に基づいて、ロックアップクラッチの完全締結点及び開放始点を検出する技術が開示されている。

特開平５−１８０３２７号公報

ロックアップクラッチの締結状態を解除するにあたり、例えばアクセルペダルがオフであるコースト走行状態からの再加速レスポンスを高めることを目的として、ロックアップクラッチを完全に解放（入出力プレート非接触）させるのではなく、入出力プレートが接触するものの伝達トルク容量はゼロとなるゼロ点で待機させることが考えられる。

しかしながら、特許文献１に開示の技術はタービン回転速度とエンジン回転速度とのみを考慮するものであることから、ロックアップクラッチがゼロ点となる油圧（ゼロ点油圧）を検出することは困難であり、ロックアップクラッチをゼロ点で待機させることができない。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、ロックアップクラッチの締結状態を解除するにあたり、ロックアップクラッチをゼロ点で待機させることができるようにすることを目的とする。

本発明のある態様によれば、トルクコンバータを有する車両の制御装置であって、前記トルクコンバータの入力要素の回転速度と、前記トルクコンバータの出力要素の回転速度と、前記トルクコンバータの前記入力要素に入力されるトルクと、に基づき、前記トルクコンバータのロックアップクラッチを解放状態へ遷移させる際のゼロ点油圧を学習する制御部を有する、ことを特徴とする車両の制御装置が提供される。

また、本発明の別の態様によれば、これに対応する車両の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、トルクコンバータの入力要素に入力されるトルクを考慮することで、ロックアップクラッチの推定トルク容量を演算により求めることができる。よって、ロックアップクラッチが締結から解放へ向かう途中で推定トルク容量がゼロになるタイミングの油圧をゼロ点油圧として学習できるので、ロックアップクラッチの締結状態を解除するにあたり、ロックアップクラッチをゼロ点で待機させることができる。

本発明の実施形態に係る制御装置が適用された車両の概略構成図である。学習処理の内容を示すフローチャートである。学習処理が実行される様子を示すタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、車両１００の概略構成図である。車両１００は、エンジン１と、エンジン１と接続される自動変速機３と、オイルポンプ５と、駆動輪６と、制御装置としてのコントローラ１０と、を備える。

エンジン１は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、走行用駆動源として機能する。エンジン１は、コントローラ１０からの指令に基づいて、回転速度、トルク等が制御される。

自動変速機３は、トルクコンバータ２と、締結要素３１と、バリエータ３０と、油圧コントロールバルブユニット４０（以下では、単に「バルブユニット４０」ともいう。）と、作動油を貯留するオイルパン３２と、を備える。

トルクコンバータ２は、エンジン１と駆動輪６との間の動力伝達経路上に設けられる。トルクコンバータ２は、流体を介して動力を伝達する。また、トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを有する。ロックアップクラッチ２ａが締結されると、トルクコンバータ２の入力要素としての入力軸２ｂと出力要素としての出力軸２ｃとが直結し、入力軸２ｂと出力軸２ｃとが同速回転する。

締結要素３１は、トルクコンバータ２とバリエータ３０との間の動力伝達経路上に配置される。締結要素３１は、図示しない前進クラッチ及び後進ブレーキを備える。締結要素３１は、コントローラ１０からの指令に基づき、オイルポンプ５の吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧された作動油によって制御される。締結要素３１としては、例えば、ノーマルオープンの湿式多板クラッチが用いられる。

バリエータ３０は、締結要素３１と駆動輪６との間の動力伝達経路上に配置され、車速やアクセルペダル開度等に応じて変速比を無段階に変更する。バリエータ３０は、プライマリプーリ３０ａと、セカンダリプーリ３０ｂと、両プーリ３０ａ，３０ｂに巻き掛けられたベルト３０ｃと、を備える。プーリ圧によりプライマリプーリ３０ａの可動プーリとセカンダリプーリ３０ｂの可動プーリとを軸方向に動かし、ベルト３０ｃのプーリ接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更する。なお、プライマリプーリ３０ａに作用するプーリ圧及びセカンダリプーリ３０ｂに作用するプーリ圧は、オイルポンプ５からの吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧される。なお、バリエータ３０は、トロイダル式の無段変速機構であってもよく、有段の自動変速機構であってもよい。

バリエータ３０のセカンダリプーリ３０ｂの出力軸には、図示しない終減速ギヤ機構を介してディファレンシャル１２が接続される。ディファレンシャル１２には、ドライブシャフト１３を介して駆動輪６が接続される。

オイルポンプ５は、エンジン１の回転がベルトを介して伝達されることによって駆動される。オイルポンプ５は、例えばベーンポンプによって構成される。オイルポンプ５は、オイルパン３２に貯留される作動油を吸い上げ、バルブユニット４０に作動油を供給する。バルブユニット４０に供給された作動油は、各プーリ３０ａ，３０ｂの駆動や、締結要素３１の駆動、自動変速機３の各要素の潤滑などに用いられる。

コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。具体的には、コントローラ１０は、自動変速機３を制御するＡＴＣＵ、シフトレンジを制御するＳＣＵ、エンジン１の制御を行うＥＣＵ等によって構成することもできる。

コントローラ１０には、エンジン１の回転速度Ｎｅ（＝トルクコンバータ２の入力軸２ｂの回転速度（ポンプ回転速度））を検出する第１回転速度センサ５１、トルクコンバータ２の出力軸２ｃの回転速度（タービン回転速度）Ｎｔを検出する第２回転速度センサ５２、締結要素３１の出力回転速度（＝プライマリプーリ３０ａの回転速度）を検出する第３回転速度センサ５３、セカンダリプーリ３０ｂの回転速度を検出する第４回転速度センサ５４、車速を検出する車速センサ５５、バリエータ３０のセレクトレンジ（前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ及びパーキングレンジを切り替えるセレクトレバー又はセレクトスイッチの状態）を検出するインヒビタスイッチ５６、アクセルペダル開度を検出するアクセル開度センサ５７、ブレーキの踏力を検出する踏力センサ５８、等からの信号が入力される。コントローラ１０は、入力されるこれら信号に基づき、エンジン１及び自動変速機３の各種動作を制御する。

ところで、ロックアップクラッチ２ａの締結状態を解除するにあたり、例えばアクセルペダルがオフであるコースト走行状態からの再加速レスポンスを高めることを目的として、ロックアップクラッチ２ａを完全に解放（入出力プレート非接触）させるのではなく、入出力プレートが接触するものの伝達トルク容量はゼロとなるゼロ点で待機させることが考えられる。

しかしながら、ロックアップクラッチ２ａがゼロ点となる油圧（ゼロ点油圧）は、車両毎にばらつきがあり、また、ロックアップクラッチ２ａの摩耗度合い等によっても変化する。よって、ロックアップクラッチ２ａの諸元等に基づいてゼロ点油圧を予め設定することが難しい。

そこで、本実施形態では、コントローラ１０の制御部は、ロックアップクラッチ２ａの推定トルク容量ＴＬＵを演算し、演算結果に基づいてロックアップクラッチ２ａのゼロ点油圧を学習する学習処理を実行するようになっている。なお、本実施形態における制御部とは、コントローラ１０の学習処理を実行する機能を仮想的なユニットとしたものである。

以下、コントローラ１０が実行する学習処理について、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。

ステップＳ１１では、コントローラ１０は、セレクトレンジが前進レンジ且つ車両１００が停車中か判定する。

コントローラ１０は、セレクトレンジが前進レンジ且つ車両１００が停車中であると判定すると、処理をステップＳ１２に移行する。また、コントローラ１０は、セレクトレンジが前進レンジ且つ車両１００が停車中でないと判定すると、ステップＳ１１の処理を繰り返し行う。

ステップＳ１２では、コントローラ１０は、ブレーキＯＮか判定する。

コントローラ１０は、ブレーキＯＮであると判定すると、処理をステップＳ１３に移行する。また、コントローラ１０は、ブレーキＯＮでないと判定すると、ステップＳ１１に戻って処理を繰り返し行う。

ステップＳ１３では、コントローラ１０は、エンジン１の回転速度Ｎｅが安定しているか判定する。

コントローラ１０は、エンジン１の回転速度Ｎｅが安定していると判定すると、処理をステップＳ１４に移行する。また、コントローラ１０は、エンジン１の回転速度Ｎｅが安定していないと判定すると、ステップＳ１３の処理を繰り返し行う。

エンジン１の回転速度Ｎｅが不安低な状態で推定トルク容量ＴＬＵを演算すると、回転速度Ｎｅの変動の影響を受けて推定トルク容量ＴＬＵの演算結果も変動することになる。よって、エンジン１の回転速度Ｎｅが安定していることを、ステップＳ１４に処理を進める要件としている。

ステップＳ１４では、コントローラ１０は、ロックアップクラッチ２ａに供給される油圧の指示圧（以下、ＬＵ指示圧という。）を第１所定圧まで上昇させる。

第１所定圧は、ロックアップクラッチ２ａの入出力プレートが接触しない範囲でロックアップクラッチ２ａのピストンを締結側に移動させるＬＵ指示圧であり、ロックアップクラッチ２ａの諸元や実験結果等により予め設定される。

ステップＳ１５では、コントローラ１０は、ＬＵ指示圧を徐々に上昇させる。

ステップＳ１６では、コントローラ１０は、ロックアップクラッチ２ａの推定トルク容量ＴＬＵを演算し、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上になったか判定する。第１所定値は、「０」よりもわずかに大きく、ロックアップクラッチ２ａのトルク容量がゼロと同等であると見做すことができる値とされる。例えば、５［Ｎ・ｍ］である。

推定トルク容量ＴＬＵは、エンジン１のトルクＴＥＮＧとτＮｅ²との差で求められる。τは、トルクコンバータ２の諸元とトルクコンバータ２の出力軸２ｃの回転速度Ｎｔから求められるトルクコンバータ２の容量係数である。また、エンジン１のトルクＴＥＮＧとしては、エンジントルク信号を用いることができる。

これは、ロックアップクラッチ２ａが解除状態では、ＴＥＮＧ＝τＮｅ²が成り立つからである。つまり、ロックアップクラッチ２ａが解除状態ではＴＬＵ＝０であり、実際には、ＴＥＮＧ＝τＮｅ²＋ＴＬＵである。よって、ＴＬＵ＝ＴＥＮＧ−τＮｅ²となる。

ロックアップクラッチ２ａを解放状態から締結状態に向けて遷移させる過程では、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上になったタイミングで、ロックアップクラッチ２ａがゼロ点になったと考えられる。つまり、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上になったタイミングにおけるＬＵ指示圧が、ロックアップクラッチ２ａをゼロ点にするためのＬＵ指示圧である。

コントローラ１０は、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上になったと判定すると、処理をステップＳ１７に移行する。また、コントローラ１０は、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上になっていないと判定すると、ステップＳ１５に戻って処理を繰り返し行う。

ステップＳ１７では、コントローラ１０は、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上になったタイミングにおけるＬＵ指示圧を、第１ゼロ点油圧として学習する。

ステップＳ１８では、コントローラ１０は、ＬＵ指示圧を第２所定圧まで徐々に上昇させる。

第２所定圧は、ロックアップクラッチ２ａがスリップ状態となる位置にロックアップクラッチ２ａのピストンを移動させるＬＵ指示圧であり、ロックアップクラッチ２ａの諸元や実験結果等により予め設定される。

ステップＳ１９では、コントローラ１０は、ＬＵ指示圧を第２指示圧にした状態で所定時間待機する。

ステップＳ２０では、コントローラ１０は、ＬＵ指示圧を徐々に低下させる。

ステップＳ２１では、コントローラ１０は、ロックアップクラッチ２ａの推定トルク容量ＴＬＵを演算し、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下になったか判定する。第２所定値は、第１所定値と同様に、「０」よりもわずかに大きく、ロックアップクラッチ２ａのトルク容量がゼロと同等であると見做すことができる値とすることができる。例えば、５［Ｎ・ｍ］である。また、第２所定値は、「０」であってもよい。

ロックアップクラッチ２ａをスリップ状態から解放状態に向けて遷移させる過程では、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下になったタイミングで、ロックアップクラッチ２ａがゼロ点になったと考えられる。つまり、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下になったタイミングにおけるＬＵ指示圧が、ロックアップクラッチ２ａをゼロ点にするためのＬＵ指示圧である。

コントローラ１０は、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下になったと判定すると、処理をステップＳ２２に移行する。また、コントローラ１０は、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下になっていないと判定すると、ステップＳ２０に戻って処理を繰り返し行う。

ステップＳ２２では、コントローラ１０は、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下になったタイミングにおけるＬＵ指示圧を、第２ゼロ点油圧として学習する。

ステップＳ２３では、コントローラ１０は、ＬＵ指示圧を低下させてロックアップクラッチ２ａを完全に解放する。

以上のように、本実施形態では、コントローラ１０は、エンジン１の回転速度Ｎｅ（＝トルクコンバータ２の入力軸２ｂの回転速度）と、トルクコンバータ２の出力軸２ｃの回転速度Ｎｔと、トルクコンバータ２の入力軸２ｂに入力されるトルクであるエンジン１のトルクＴＥＮＧと、に基づいて、推定トルク容量ＴＬＵを演算する。

そして、ロックアップクラッチ２ａを解放状態から締結状態に向けて遷移させるとともに、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上になったタイミングにおけるＬＵ指示圧を、ロックアップクラッチ２ａをゼロ点にするための第１ゼロ点油圧として学習する。

また、ロックアップクラッチ２ａをスリップ状態から解放状態に向けて遷移させるとともに、演算した推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下になったタイミングにおけるＬＵ指示圧を、ロックアップクラッチ２ａをゼロ点にするための第２ゼロ点油圧として学習する。

第１ゼロ点油圧と第２ゼロ点油圧とをそれぞれ学習するのは、ロックアップクラッチ２ａを作動させる際のソレノイドバルブのヒステリシスや応答遅れ等の影響により、ロックアップクラッチ２ａを解放状態から締結状態に向けて遷移させる場合のゼロ点油圧と、ロックアップクラッチ２ａを締結状態から解放状態に向けて遷移させる場合のゼロ点油圧とが異なるからである。

つまり、本実施形態では、学習処理により学習した第２ゼロ点油圧を用いることで、ロックアップクラッチ２ａの締結状態を解除するにあたり、ロックアップクラッチ２ａをゼロ点で待機させることができるようになっている。

また、本実施形態では、セレクトレンジが前進レンジ且つ車両１００が停車中に第１ゼロ点油圧及び第２ゼロ点油圧を学習している。これは、車両１００が停車していることで安定的な状態で学習を実行できるからである。また、前進レンジが選択されている状態、つまり、駆動輪６とトルクコンバータ２とが動力伝達状態となっている状態に学習を行うようにすることで、学習機会を増やすことができる。

ただし、駆動輪６とトルクコンバータ２とが動力伝達状態となっている停車中にロックアップクラッチ２ａを完全に締結すると、エンジン１のストールが生じることになる。よって、第２所定圧を設定することで学習処理の実行中はロックアップクラッチ２ａの完全締結を禁止し、スリップ状態から解放状態に向けて遷移させて第２ゼロ点油圧を学習している。

なお、ステップＳ１９では、コントローラ１０は、ＬＵ指示圧を第２指示圧にした状態で所定時間待機している。これは、車両１００の状態が安定するまでの待機時間である。しかしながら、ステップＳ１９の処理は省略してもよい。

続いて、図３に示すタイムチャートを参照しながら、学習処理が実行される様子について説明する。

時刻ｔ１でセレクトレンジがニュートラルレンジから前進レンジに変更されると、締結要素３１の前進クラッチが締結され、駆動輪６とトルクコンバータ２とが動力伝達状態となる。これにより、トルクコンバータ２の出力軸２ｃの回転速度Ｎｔが低下する。また、トルクコンバータ２の負荷によりエンジン１の回転速度Ｎｅが一時的に低下する。

時刻ｔ２でエンジン１の回転速度Ｎｅが安定したと判定されると、ＬＵ指示圧が第１所定圧になる。

その後、ＬＵ指示圧が徐々に上昇し、ロックアップクラッチ２ａに供給される油圧の実圧（以下、ＬＵ実圧という。）も上昇していく。

時刻ｔ３で推定トルク容量ＴＬＵが第１所定値以上となる。コントローラ１０は、このタイミングにおけるＬＵ指示圧を、第１ゼロ点油圧として学習する。

その後、ＬＵ指示圧が徐々に上昇し、時刻ｔ４で第２所定圧となる。

待機時間が経過すると（時刻ｔ５）、ＬＵ指示圧が徐々に低下し、ＬＵ実圧も低下していく。

時刻ｔ６で推定トルク容量ＴＬＵが第２所定値以下となる。コントローラ１０は、このタイミングにおけるＬＵ指示圧を、第２ゼロ点油圧として学習する。

時刻ｔ７でＬＵ指示圧が低下し、ロックアップクラッチ２ａが完全に解放される。

上述したように、ロックアップクラッチ２ａを作動させる際のソレノイドバルブのヒステリシスや応答遅れ等の影響により、第１ゼロ点油圧と第２ゼロ点油圧とは異なる。具体的には、図３に示すように、第２ゼロ点油圧は、第１ゼロ点油圧よりも低い油圧となる。よって、ロックアップクラッチ２ａを解除する際のゼロ点油圧として第１ゼロ点油圧を用いた場合は、ロックアップクラッチ２ａがトルク容量過多となってしまい、ゼロ点にすることができない（時刻ｔ６´参照）。

以上述べたように、本実施形態では、コントローラ１０は、トルクコンバータ２の入力軸２ｂの回転速度Ｎｅと、トルクコンバータ２の出力軸２ｃの回転速度Ｎｔと、トルクコンバータ２の入力軸２ｂに入力されるトルクＴＥＮＧと、に基づき、トルクコンバータ２のロックアップクラッチ２ａを解放状態へ遷移させる際の第２ゼロ点油圧を学習する。

これによれば、トルクコンバータ２の入力軸２ｂに入力されるトルクＴＥＮＧを考慮することで、ロックアップクラッチ２ａの推定トルク容量ＴＬＵを演算により求めることができる。よって、ロックアップクラッチ２ａが締結から解放へ向かう途中で推定トルク容量ＴＬＵがゼロになるタイミングの油圧を第２ゼロ点油圧として学習できるので、ロックアップクラッチ２ａの締結状態を解除するにあたり、ロックアップクラッチ２ａをゼロ点で待機させることができる。（請求項１、３に対応する効果）

また、コントローラ１０は、駆動輪６が停止しており且つ駆動輪６とトルクコンバータ２とが動力伝達状態となっているときに、ロックアップクラッチ２ａをスリップ状態から解放状態に向けて遷移させていくことにより第２ゼロ点油圧の学習を行う。

これによれば、車両１００が停車しているので安定的な状態で学習を実行できる。また、駆動輪６とトルクコンバータ２とが動力伝達状態となっている状態（例えば、前進レンジが選択されている状態）で学習を行うようにすることで、学習機会を増やすことができる。また、ロックアップクラッチ２ａを完全に締結せずに、スリップ状態から解放状態に向けて遷移させることで第２ゼロ点油圧を学習するので、駆動輪６とトルクコンバータ２とが動力伝達状態且つ車両１００が停車中に第２ゼロ点油圧の学習を行っても、エンジン１のストールが生じることを防止できる。（請求項２に対応する効果）

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００車両
２トルクコンバータ
２ａロックアップクラッチ
２ｂ入力軸
２ｃ出力軸
６駆動輪
１０コントローラ（制御装置、制御部）

Claims

トルクコンバータを有する車両の制御装置であって、
前記トルクコンバータの入力要素の回転速度と、前記トルクコンバータの出力要素の回転速度と、前記トルクコンバータの前記入力要素に入力されるトルクと、に基づき、前記トルクコンバータのロックアップクラッチを解放状態へ遷移させる際のゼロ点油圧を学習する制御部を有する、
ことを特徴とする車両の制御装置。
請求項１に記載の車両の制御装置であって、
前記制御部は、駆動輪が停止しており且つ前記駆動輪と前記トルクコンバータとが動力伝達状態となっているときに、前記ロックアップクラッチをスリップ状態から前記解放状態に向けて遷移させていくことにより前記学習を行う、
ことを特徴とする車両の制御装置。
トルクコンバータを有する車両の制御方法であって、
前記トルクコンバータの入力要素の回転速度と、前記トルクコンバータの出力要素の回転速度と、前記トルクコンバータの前記入力要素に入力されるトルクと、に基づき、前記トルクコンバータのロックアップクラッチを解除状態へ遷移させる際のゼロ点油圧を学習する、
ことを特徴とする車両の制御方法。