JP2022127285A - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロックアップクラッチが締結されていない状態であっても、ドライバビリティを損なうことなく滑らかに変速クラッチを締結してスムーズな変速を行うことができる車両用駆動装置の制御装置を提供すること。【解決手段】エンジンに接続されたロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、エンジンの回転を変速して出力する変速機構と、トルクコンバータと変速機構との間に設けられた変速クラッチと、クラッチ操作を自動で行うクラッチアクチュエータとを備えた車両用駆動装置の制御装置であって、クラッチ制御部は、ロックアップクラッチが解放されている状態で変速を行う場合、目標タービン回転速度Ｎｔ＊に基づきエンジン要求トルクＴｅｒを算出し、エンジンは、ロックアップクラッチが解放されている状態で変速を行う場合、エンジン要求トルクＴｅｒに基づき制御される。【選択図】図３

Description

本発明は、車両用駆動装置の制御装置に関する。

特許文献１には、エンジンの動力を変速機側に伝達する流体継手と、流体継手を機械的に断接するためのロックアップクラッチと、流体継手と変速機との間に設けられ、変速機の変速操作に応じて断接される変速クラッチと、を備えた動力伝達装置において、ドライバにより特異な発進操作が行われたときに、ロックアップクラッチを変速クラッチよりも先に接続するものが開示されている。特許文献１に記載の動力伝達装置によれば、ロックアップクラッチの接続不良を防止できる。

特開２００５－７６６６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の動力伝達装置にあっては、ロックアップクラッチの締結後でなければ変速クラッチの締結に係る制御を行うことができないため、変速に要する時間が長くなってしまう。変速に要する時間が長くなってしまうと、例えば発進加速時においては、加速のもたつきが発生し、ドライバビリティが悪化するおそれがある。

本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、ロックアップクラッチが締結されていない状態であっても、ドライバビリティを損なうことなく滑らかに変速クラッチを締結してスムーズな変速を行うことができる車両用駆動装置の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため、エンジンに接続されたロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、前記エンジンの回転を変速段に応じた変速比で変速して出力する変速機構と、前記トルクコンバータと前記変速機構との間に設けられ、動力を伝達する締結状態、又は、動力を遮断する遮断状態に切り替えられる変速クラッチと、前記変速クラッチの操作を自動で行うクラッチアクチュエータと、を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、前記クラッチアクチュエータの駆動を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記ロックアップクラッチが解放されている状態で前記変速段を切り替える変速を行う場合、前記トルクコンバータ及び前記変速クラッチに接続されたタービン軸の目標回転速度である目標タービン回転速度に基づき、前記エンジンから出力されるトルクの要求値であるエンジン要求トルクを算出し、前記エンジンは、前記変速を行う場合、前記エンジン要求トルクに基づき制御される構成を有する。

本発明によれば、ロックアップクラッチが締結されていない状態であっても、ドライバビリティを損なうことなく滑らかに変速クラッチを締結してスムーズな変速を行うことができる車両用駆動装置の制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施例に係る車両用駆動装置の制御装置を備えた車両の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る車両用駆動装置の制御装置を備えた車両の動力伝達系の概念図である。 図３は、本発明の一実施例に係る車両用駆動装置の制御装置におけるエンジン要求トルクの算出の流れを示すブロック図である。

本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置の制御装置は、エンジンに接続されたロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、エンジンの回転を変速段に応じた変速比で変速して出力する変速機構と、トルクコンバータと変速機構との間に設けられ、動力を伝達する締結状態、又は、動力を遮断する遮断状態に切り替えられる変速クラッチと、変速クラッチの操作を自動で行うクラッチアクチュエータと、を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、クラッチアクチュエータの駆動を制御する制御部を備え、制御部は、ロックアップクラッチが解放されている状態で変速段を切り替える変速を行う場合、トルクコンバータ及び変速クラッチに接続されたタービン軸の目標回転速度である目標タービン回転速度に基づき、エンジンから出力されるトルクの要求値であるエンジン要求トルクを算出し、エンジンは、変速を行う場合、エンジン要求トルクに基づき制御されることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る車両用駆動装置の制御装置は、ロックアップクラッチが締結されていない状態であっても、ドライバビリティを損なうことなく滑らかに変速クラッチを締結してスムーズな変速を行うことができる。

以下、本発明の一実施例に係る車両用駆動装置の制御装置を備えた車両について図面を参照して説明する。

図１に示すように、車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、車両用駆動装置としての自動変速機３と、駆動輪４と、制御装置１０と、エンジンコントローラ２０と、を含んで構成されている。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。エンジン２は、車両１の動力源である。

自動変速機３は、エンジン２と駆動輪４との間の動力伝達経路に設けられている。自動変速機３は、トルクコンバータ３０と、変速機構３１と、変速クラッチ３２と、クラッチアクチュエータ３３と、を有している。

トルクコンバータ３０は、ロックアップクラッチ３５を有する、いわゆるロックアップクラッチ付きのトルクコンバータである。トルクコンバータ３０は、エンジン２と変速クラッチ３２との間の動力伝達経路に設けられ、流体を介して動力の伝達を行いタービン軸３６に出力する。

タービン軸３６には、変速クラッチ３２が接続されている。トルクコンバータ３０は、エンジン２のクランク軸２１から入力されるトルク（駆動力）を、流体を介することにより回転差にて増幅してタービン軸３６および変速クラッチ３２に出力する。そして、トルクコンバータ３０の出力は、タービン軸３６および変速クラッチ３２を介して変速機構３１に伝達される。

トルクコンバータ３０の内部は、ロックアップクラッチ３５を境にして図示しないアプライ室とリリース室とに区画されている。アプライ室又はリリース室には作動油が供給され、供給される作動油の油圧（作動油圧）によってロックアップクラッチ３５の作動状態を切り替えるようになっている。

ロックアップクラッチ３５は、トルクコンバータ３０内に設けられ、エンジン２のクランク軸２１とタービン軸３６とが一体的に回転して動力伝達するように接続（以下、「直結」という）する締結状態と、クランク軸２１とタービン軸３６との直結を解除して流体（作動油）を介してクランク軸２１とタービン軸３６とが動力伝達をする解放状態と、の間で作動状態が切り替えられるようになっている。

ロックアップクラッチ３５は、アプライ室に作動油圧（以下、この作動油圧を「締結油圧」という）が供給されてリリース室から作動油が排出されることで、締結状態に切り替えられる。逆に、ロックアップクラッチ３５は、リリース室に作動油圧（以下、この作動油圧を「解放油圧」という）が供給されてアプライ室から作動油が排出されることで、解放状態に切り替えられる。

変速機構３１は、変速クラッチ３２と駆動輪４との間の動力伝達経路に設けられ、変速クラッチ３２に接続された入力軸３７と、図示しないディファレンシャルを介して駆動輪４に接続された出力軸３８と、を有する。変速機構３１は、変速クラッチ３２から入力軸３７に入力される駆動力を変換および回転速度を変速して、出力軸３８から出力する。

変速機構３１は、エンジン２から出力され、入力軸３７に伝達されたエンジン２の回転を、後述する複数の変速段のうち選択されたいずれかの変速段に応じた変速比で変速して出力軸３８に出力する。出力軸３８に出力された回転や駆動力は、図示しないディファレンシャルを介して駆動輪４に伝達される。

変速機構３１は、歯数比の異なる複数のギヤ対によって変速比の異なる複数の変速段を形成可能に構成されている。変速機構３１における変速段の切替は、図示しないシフトアクチュエータによって自動で行われるようになっている。詳細には、制御装置１０が、車速及びアクセルペダルの踏込み量に基づき変速マップを参照することにより変速の要否を判断し、変速の指示をシフトアクチュエータに出力する。そして、変速指示を受けたシフトアクチュエータが動作して、変速が行われる。

変速クラッチ３２は、トルクコンバータ３０と変速機構３１との間の動力伝達経路に設けられている。変速クラッチ３２は、タービン軸３６と一体で回転するように連結されたクラッチホイールディスク３２ａと、変速機構３１の入力軸３７と一体で回転するように連結されたクラッチディスク３２ｂと、を有する。

変速クラッチ３２は、乾式単板クラッチであって、クラッチディスク３２ｂをクラッチホイールディスク３２ａに押し付けることでクラッチディスク３２ｂをクラッチホイールディスク３２ａが一体的に回転して動力伝達する締結状態と、クラッチディスク３２ｂがクラッチホイールディスク３２ａから分離されることでクラッチホイールディスク３２ａとクラッチディスク３２ｂとの間の動力伝達を遮断する遮断状態と、に切り替えられるようになっている。つまり、変速クラッチ３２は、締結状態ではタービン軸３６と入力軸３７との間で動力を伝達し、遮断状態ではタービン軸３６と入力軸３７との間の動力伝達を遮断する。

変速クラッチ３２に対する締結状態と遮断状態とを切り替える操作（以下、「クラッチ操作」という）は、クラッチアクチュエータ３３によって自動で行われるようになっている。

クラッチアクチュエータ３３は、制御装置１０に電気的に接続されており、制御装置１０からの指令に基づき、変速クラッチ３２のクラッチ操作を行うようになっている。具体的には、クラッチアクチュエータ３３は、いずれも図示しないレリーズベアリングをレリーズフォーク等にて入力軸３７の軸方向に移動させ、レリーズベアリングにてクラッチホイールディスク３２ａのダイヤフラムスプリングを弾性変形させて変速クラッチ３２を遮断状態とする。また、クラッチアクチュエータ３３は、レリーズベアリングを遮断状態の位置から遮断状態にする時と反対の方向に移動させ、ダイヤフラムスプリングを弾性変形から解放させて変速クラッチ３２を締結状態とする。

制御装置１０及びエンジンコントローラ２０は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

これらコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、これらコンピュータユニットを制御装置１０及びエンジンコントローラ２０として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらコンピュータユニットは、本実施例における制御装置１０及びエンジンコントローラ２０として機能する。

制御装置１０には、上述した図示しないシフトアクチュエータ、クラッチアクチュエータ３３及び油圧制御装置４０等の各種装置、クランク角センサ５０、タービン回転速度センサ５１、クラッチ回転速度センサ５２、クラッチ位置検出センサ５３、ロックアップ油圧センサ５４、車速センサ５５及びアクセルセンサ５６等の各種センサ類が接続されている。

油圧制御装置４０は、トルクコンバータ３０のロックアップクラッチ３５やクラッチアクチュエータ３３に供給する作動油圧を制御する。油圧制御装置４０は、制御装置１０からの指令に基づきロックアップクラッチ３５に供給する作動油圧の大きさを調整することにより、ロックアップクラッチ３５を締結状態又は解放状態に切り替える。油圧制御装置４０は、制御装置１０からの指令に基づきクラッチアクチュエータ３３に供給する作動油圧の大きさを調整することにより、変速クラッチ３２を締結状態又は遮断状態に切り替える。

クランク角センサ５０は、クランク軸２１の回転角（以下、「クランク角」という）を検出する。制御装置１０は、クランク角センサ５０から入力されたクランク角を示す情報に基づきエンジン２の回転速度（クランク軸２１の回転速度）であるエンジン回転速度を算出する。

タービン回転速度センサ５１は、タービン軸３６の回転速度（以下、「タービン回転速度」という）を検出する。クラッチ回転速度センサ５２は、クラッチディスク３２ｂ及び入力軸３７の回転速度（以下、「クラッチ回転速度」という）を検出する。

クラッチ位置検出センサ５３は、変速クラッチ３２におけるレリーズベアリングの位置あるいはレリーズベアリングの移動状態に関連して移動するレリーズフォーク等の部品の位置（以下、「クラッチ位置」という）を検出する。クラッチ位置は、変速クラッチ３２の状態（遮断状態/半クラッチ状態/締結状態）を示すものでもあり、変速クラッチ３２の伝達するトルクの大きさを示すものとも考えられる。ロックアップ油圧センサ５４は、ロックアップクラッチ３５に供給される作動油圧を検出する。本実施例では、アプライ室に作用する締結油圧を検出する例で説明したが、リリース室に作用する解放油圧を基準にアプライ室に作用する油圧を推定あるいは検出してもよい。車速センサ５５は、車両１の速度である車速を検出する。アクセルセンサ５６は、運転者による図示しないアクセルペダルの踏込み量を検出する。なお、アクセルセンサ５６は、アクセルペダルの踏込み量に連動して変化するスロットル弁の動きを検出してもよい。

制御装置１０は、クラッチ位置検出センサ５３によって検出されたクラッチ位置に基づき、クラッチ位置とクラッチ伝達トルク（以下、「クラッチトルク」ともいう）との関係を定義した図示しないマップを参照することにより、変速クラッチ３２を制御、具体的には変速クラッチ３２のクラッチ操作が行われるようクラッチアクチュエータ３３を制御するクラッチ制御部１０１としての機能を有する。本実施例のクラッチ制御部１０１は、制御部を構成する。

制御装置１０は、変速を行う場合、変速クラッチ３２を締結状態から遮断状態に切り替えた後、変速機構３１における変速段を切り替え、その後、変速クラッチ３２を遮断状態から締結状態に切り替えるように、クラッチアクチュエータ３３及びシフトアクチュエータを制御することによって、クラッチ操作及びシフト操作を自動で行うようになっている。

上記のような変速を違和感なく（ドライバビリティを損ねることなく）スムーズに行うには、変速クラッチ３２への入力部材であるタービン軸３６のタービン回転速度をクラッチ締結時にショックなくクラッチ回転速度と同期できるよう制御することが望ましい。また、変速クラッチ３２の解放中には、理想的なタービン回転速度にタービン回転速度を制御することで、タービン回転速度やエンジン回転速度の吹け上がりを防止でき、変速に要する時間が長くなることや加速のもたつきが発生することを防止することが望ましい。

仮に、クラッチトルクよりも変速クラッチ３２に入力されるトルク（タービントルク）が大きい場合には、変速クラッチ３２が過度に滑ってエンジン回転速度が吹け上がってしまう。逆に、クラッチトルクよりも変速クラッチ３２に入力されるトルクが小さい場合には、変速クラッチ３２が滑らずに急締結されてエンジン２側のイナーシャ（慣性力）の作用によってショックが生じてしまう。

したがって、制御装置１０は、変速に伴い変速クラッチ３２を締結する際には、クラッチトルクと理想的なタービン回転速度の目標値である目標タービン回転速度に応じた、エンジン２に要求されるトルクであるエンジン要求トルクを決定することが好ましい。また、ロックアップクラッチ３５が締結された状態の変速と、締結されていない状態の変速とにて、車両の挙動に大きな違いがなく運転者に違和感を与えないことが好ましい。

ここで、ロックアップクラッチ３５が締結された状態においては、クランク軸２１とタービン軸３６とが直結しているので、エンジン回転速度と上述したタービン回転速度とが一致する。このため、ロックアップクラッチ３５が締結された状態で変速を行う場合は、制御装置１０は、目標エンジン回転速度に基づきエンジン要求トルクを決定すればよく、エンジン要求トルクを「変速クラッチ３２に入力されるトルク」として変速クラッチ３２を制御することができる。

これに対し、ロックアップクラッチ３５が解放された状態では、クランク軸２１とタービン軸３６とがトルクコンバータ３０の流体を介して動力伝達を行うため、エンジン回転速度とタービン回転速度が一致しないこととなる。このため、ロックアップクラッチ３５が解放された状態で変速を行う場合に、上述のように目標エンジン回転速度に基づきエンジン要求トルクを決定する制御をしてしまうと、変速クラッチ３２への入力部材であるタービン軸３６の回転数であるタービン回転速度が、クラッチ回転速度に対してスムーズに同期できない。この場合、上述したようなエンジン回転速度の吹け上がりや、ショックが発生してしまい、ドライバビリティが損なわれるおそれがある。また、駆動力が大きく異なることになるため、車両の加速に大きな違いが発生して運転者に違和感を与えるおそれがある。

そこで、本実施例においては、ロックアップクラッチ３５が解放されている状態で変速を行う場合は、変速クラッチ３２への入力部材であるタービン軸３６に着目し、タービン回転速度を制御目標として、当該タービン回転速度に基づきエンジン要求トルクを決定するようにした。具体的には、制御装置１０は、ロックアップクラッチ３５が解放されている状態で変速を行う場合、タービン軸３６の目標回転速度すなわちタービン回転速度の目標値である目標タービン回転速度と、タービン軸３６から変速クラッチ３２に伝達されるトルク（変速クラッチ３２の入力トルク）の要求値であるタービン要求トルクと、に基づき、そのトルクを出力するのに必要なトルクコンバータ３０へ入力されるべきトルクコンバータ３０の入力トルクの要求値（入力要求トルク）を算出し、当該トルクコンバータ３０の入力要求トルクに応じたエンジントルクをエンジン要求トルクとして算出するようにした。エンジン２は、上記変速を行う場合、上記で算出したエンジン要求トルクに基づき制御され、必要なエンジントルクを出力する。上記エンジン要求トルクの算出方法については、後述する。

制御装置１０は、ロックアップクラッチ３５の締結又は解放を制御するロックアップクラッチ制御部１０２としての機能を有する。例えば、制御装置１０は、所定のロックアップ条件が成立した場合、ロックアップクラッチ３５を解放状態から締結状態に切り替えるよう、油圧制御装置４０を制御するロックアップ制御を実行する。

本実施例においては、例えば車速が所定車速以上となったことを、所定のロックアップ条件とする。所定のロックアップ条件は、これに限定されるものではなく、他の条件としてもよく、変速段と車速の状態を所定のロックアップ条件としてもよい。

エンジンコントローラ２０は、制御装置１０と相互に情報のやり取りを行うよう接続されており、上述したように制御装置１０において算出されたエンジン要求トルクに基づき、エンジン２を制御するようになっている。

（エンジン要求トルクの算出方法）
次に、図２及び図３を参照して、本実施例の制御装置１０におけるロックアップクラッチ３５が解放されている状態で変速を行う場合のエンジン要求トルクの算出方法について説明する。

エンジン要求トルクの算出方法を説明するにあたり、本実施例の車両１の動力伝達系における各種パラメータを、図２に示す通り、具体的には以下の通り定義する。以下において、「＊」を付したパラメータは、「＊」を付していないパラメータの目標値を示し、「ｒ」を付したパラメータは、「ｒ」を付していないパラメータの要求値を示している。

Ｎｅ ：エンジン回転速度
Ｎｅ＊：目標エンジン回転速度
Ｎｔ ：タービン回転速度
Ｎｔ＊：目標タービン回転速度
Ｎｃ ：クラッチ回転速度
Ｔｅ ：エンジントルク
Ｔｅｒ：エンジン要求トルク
Ｔｉ ：インペラトルク（入力トルク）
Ｔｉｒ：入力要求トルク
Ｔｔ ：タービントルク
Ｔｔｒ：タービン要求トルク
Ｔｃ ：クラッチトルク
Ｔｃ＊：目標クラッチトルク
Ｉｅ ：エンジンイナーシャ
Ｉｉ ：インペライナーシャ
Ｉｔ ：タービンイナーシャ
Ｉｃ ：クラッチイナーシャ

また、図２に明示していない他のパラメータについては、以下の通り定義する。
Ｃ ：トルクコンバータ３０の容量係数
ＳＲ ：速度比
τ ：トルク比
ｄＮｅ／ｄｔ＊：目標エンジン回転変化量
∂ωｔ／∂ｔ＊：目標タービン回転変化量

上記の速度比ＳＲは、トルクコンバータ３０への入力回転速度である目標エンジン回転速度Ｎｅ＊と目標タービン回転速度Ｎｔ＊との比（Ｎｔ＊／Ｎｅ＊）である。トルク比τは、トルクコンバータ３０の入力トルクと出力トルクとの比（出力トルク／入力トルク）である。目標エンジン回転変化量ｄＮｅ／ｄｔ＊は、目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を時間微分した値である。目標タービン回転変化量∂ωｔ／∂ｔ＊は、目標タービン回転速度Ｎｔ＊に対応する角速度を偏微分した値である。

まず、車速センサ５５及びアクセルセンサ５６等の各種センサ類からの出力を受けて、制御装置１０が、車速及びアクセルペダルの踏込み量に基づき変速マップを参照して変速の要否を判断し、変速が必要と判断した時は変速の指示をクラッチアクチュエータ３３に出力する。そして、変速指示を受けたクラッチアクチュエータ３３が動作して、変速クラッチ３２が「締結状態」→「遮断状態」→「締結状態」と切り替えが行われる。この時、車速及びアクセルペダルの踏込み量、あるいはアクセルペダルの踏込み速さに基づき、運転者の加速要求レベルを推測し、変速機構３１の変速段の切替後の変速クラッチ３２の締結操作(「遮断状態」→「締結状態」)の緩急や締結完了時の駆動力の大きさを決定する。また、変速クラッチ３２への入力部材であるタービン軸３６の回転数であるタービン回転速度Ｎｔをクラッチ締結時にショックなくクラッチ回転速度Ｎｃと同期できるように、目標タービン回転速度Ｎｔ＊を計算し、計算された目標タービン回転速度Ｎｔ＊を基に、タービン要求トルクＴｔｒを決定する。

具体的には、タービン要求トルクＴｔｒは、制御装置１０によって次式を用いて算出される。
Ｔｔｒ＝Ｔｃ＊＋Ｉｔ（∂ωｔ／∂ｔ＊）

上記式における目標クラッチトルクＴｃ＊は、車両１の加速要求等から求められる。例えば、制御装置１０は、アクセル開度と目標クラッチトルクＴｃ＊との関係を予め実験的に求めてＲＯＭに記憶されたマップを参照することにより、アクセル開度から目標クラッチトルクＴｃ＊を求めることができる。なお、タービン軸３６の慣性モーメントであるイナーシャＩｔは予め設計データより求めておくことができる。

そして、図３に示すように、制御装置１０は、目標タービン回転速度Ｎｔ＊及びタービン要求トルクＴｔｒからインペラトルクすなわちトルクコンバータ３０への入力要求トルクＴｉｒを算出する（ステップＳ１）。具体的には、制御装置１０は、タービン回転速度ＮｔとタービントルクＴｔとトルクコンバータ３０の入力トルクＴｉとの関係を予め計算により求めた第１の変換マップを参照することにより、トルクコンバータ３０の入力要求トルクＴｉｒを算出する。当該第１の変換マップは、制御装置１０のＲＯＭに記憶されている。

トルクコンバータ３０の入力要求トルクＴｉｒを算出する上記第１の変換マップは、例えば、次の手順により作成可能である。本実施例ではトルクコンバータ３０への入力回転速度はエンジン回転速度Ｎｅであるので、以下においては、トルクコンバータ３０への入力回転速度を「エンジン回転速度Ｎｅ」とする。

任意の入力トルク（インペラトルクＴｉ）及び任意のタービン回転速度に対して、「Ｃ×Ｎｅ^２」で計算される理論入力トルクと任意の入力トルクとが等しくなるつり合い点のエンジン回転速度Ｎｅは１つの値に決定される。その時の「Ｎｔ／Ｎｅ」から速度比ＳＲを求めると、トルコン特性からトルクコンバータ３０の容量係数Ｃ及びトルク比τも決定される。トルコン特性とは、トルクコンバータ３０の伝達トルク容量等の諸元に基づき定まる特性である。

ここで、タービントルクＴｔは、「Ｔｔ＝Ｔｉ×τ」により計算可能である。このため、タービントルクＴｔは、任意の入力トルク及びタービン回転速度から計算することができる。したがって、こうした計算を予め行って計算結果をマップ化することにより、目標タービン回転速度Ｎｔ＊及びタービン要求トルクＴｔｒからトルクコンバータ３０への入力要求トルクＴｉｒを算出可能な上記第１の変換マップが作成される。

トルクコンバータ３０は、定性的には上記つり合い点でのみ作動をする。具体的には、前記理論入力トルクはトルクコンバータ３０の入力トルクに対する負荷トルクとして捉えられるため、前記理論入力トルクが前記入力トルクを上回る場合には、トルクコンバータの入力回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）が減少することとなり、前記理論入力トルクが減少することとなる。一方で、前記理論入力トルクが前記入力トルクを下回る場合には、トルクコンバータの入力回転速度（エンジン回転速度Ｎｅ）が上昇することとなり、前記理論入力トルクが増加することとなり、結果としてつり合い点でのみ定性的に作動する。

制御装置１０は、目標タービン回転速度Ｎｔ＊、及び、ステップＳ１で算出したトルクコンバータ３０への入力要求トルクＴｉｒから目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を算出する（ステップＳ２）。具体的には、制御装置１０は、タービン回転速度Ｎｔとトルクコンバータ３０への入力トルクＴｉとエンジン回転速度Ｎｅとの関係を予め計算により求めた第２の変換マップを参照することにより、目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を算出する。当該第２の変換マップは、制御装置１０のＲＯＭに記憶されている。

目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を算出する上記第２の変換マップは、例えば、次の手順により作成可能である。上述の通り、任意の入力トルク（インペラトルクＴｉ）及びタービン回転速度に対して、「Ｃ×Ｎｅ^２」で計算される理論入力トルクと任意の入力トルクとが等しくなるエンジン回転速度Ｎｅは１つの値に決定される。この決定結果（計算結果）をマップ化することにより、目標タービン回転速度Ｎｔ＊及びトルクコンバータ３０への入力要求トルクＴｉｒから目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を算出可能な上記第２の変換マップが作成される。なお、第１の変換マップと第２の変換マップは環境因子によって変化させてもよい。例えば、トルクコンバータ３０の特性（容量係数、トルク比）が変化するトルクコンバータ内のオイル温度に従い、切り替えてもよい。

また、本実施例では、第１変換マップと第２の変換マップとの２つの変換マップを使用して、制御を構築しているが、１つの変換マップを用いて演算してもよい。具体的には、上記計算を同様に行い、任意のタービントルクＴｔと任意のタービン回転速度Ｎｔとのつり合い点におけるエンジン回転速度Ｎｅを予め計算して変換マップとして記憶し、目標タービン回転速度Ｎｔ＊と入力要求トルクＴｉｒとから直接、目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を算出してもよい。

次いで、制御装置１０は、ステップＳ２で算出した目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を時間微分することにより、目標エンジン回転変化量ｄＮｅ／ｄｔ＊を算出する（ステップＳ３）。

続いて、制御装置１０は、ステップＳ３で算出した目標エンジン回転変化量ｄＮｅ／ｄｔ＊にエンジンイナーシャＩｅを乗算することにより、エンジンイナーシャトルク「（ｄＮｅ／ｄｔ＊）×Ｉｅ」を算出する（ステップＳ４）。

次いで、制御装置１０は、ステップＳ１で算出したトルクコンバータ３０への入力要求トルクＴｉｒにエンジンイナーシャトルク「（ｄＮｅ／ｄｔ＊）×Ｉｅ」を加算することにより、エンジン要求トルクのフィードフォワード項Ｔｅ＿ＦＦを算出する（ステップＳ５）。

制御装置１０は、実際のタービン回転速度（以下、「実タービン回転速度」という）と、ステップＳ１の算出に使用した目標タービン回転速度Ｎｔ＊と、の差を算出し、フィードバック制御によりエンジン要求トルクを補正する（ステップＳ６）。すなわち、制御装置１０は、エンジン要求トルクのフィードバック項Ｔｅ＿ＦＢを算出する。制御装置１０は、前述のようなフィードバック制御を行うことにより、車両特性のずれが発生した場合であっても変速フィーリングが悪化してしまうことを抑制できる。

制御装置１０は、ステップＳ５で算出したフィードフォワード項Ｔｅ＿ＦＦと、ステップＳ６で算出したフィードバック項Ｔｅ＿ＦＢとを合算することにより、エンジン要求トルクＴｅｒを算出する（ステップＳ７）。

制御装置１０は、ロックアップクラッチ３５が解放されている状態で変速を行う場合、ステップＳ７で算出したエンジン要求トルクＴｅｒに基づき、エンジン２を制御する。これにより、ロックアップクラッチ３５が解放されている状態で変速を行う場合であっても、変速クラッチ３２への入力部材であるタービン軸３６の回転数であるタービン回転速度が、理想的な目標タービン回転速度となるようにエンジントルクを制御でき、クラッチ締結の際にスムーズな同期を実現できる。

以上のように、本実施例に係る車両用駆動装置の制御装置は、ロックアップクラッチ３５が解放されている状態で変速を行う場合、目標タービン回転速度Ｎｔ＊に基づきエンジン要求トルクＴｅｒを算出するように構成されている。また、エンジン２は、ロックアップクラッチ３５が解放されている状態で変速を行う場合、算出されたエンジン要求トルクＴｅｒに基づき制御されるよう構成されている。

これにより、変速クラッチ３２が滑らずに急締結されてエンジン２側のイナーシャ（慣性力）の作用によってショックが生じてしまうことを防止できる。また、エンジン回転速度の吹け上がりや、ショックが発生してしまうといったことを防止できる。

さらに、ロックアップクラッチ３５が締結されていない状態での変速において上記のようなショックや変速クラッチ３２の解放中のタービン回転速度やエンジン回転速度の吹け上がりを防止できるので、ロックアップクラッチ３５が締結されていない状態でもスムーズな変速を行うことができる。このため、変速に要する時間が長くなることを防止でき、加速のもたつきが発生することを防止できる。また、変速クラッチ３２の解放中、締結中等に関わらず、連続して本構成の制御を用いることができるため、連続した制御を実現でき、制御の切り替え等によりエンジン要求トルクのステップ変化等が発生しないことから、滑らかな変速フィーリングを得られる。本実施例の制御装置１０は、前述のようなフィードバック制御を行うことにより、車両特性のずれが発生した場合であっても変速フィーリングが悪化してしまうことを抑制できる。

このように、本実施例に係る車両用駆動装置の制御装置は、ロックアップクラッチ３５が締結されていない状態であっても、ドライバビリティを損なうことなく滑らかに変速クラッチ３２を締結してスムーズな変速を行うことができる。

また、本実施例に係る車両用駆動装置の制御装置は、目標タービン回転速度Ｎｔ＊とタービン要求トルクＴｔｒとに基づき、エンジン２からトルクコンバータ３０に入力される入力トルクの要求値である入力要求トルクＴｉｒを算出し、当該入力要求トルクＴｉｒに応じたエンジントルクをエンジン要求トルクＴｅｒとして算出するよう構成されている。

また、本実施例に係る車両用駆動装置の制御装置は、タービン回転速度Ｎｔ及びタービントルクＴｔと入力トルクＴｉとの関係が定義された第１の変換マップを参照することにより入力要求トルクＴｉｒを算出するので、簡易に最適な入力要求トルクＴｉｒを求めることができる。

また、本実施例に係る車両用駆動装置の制御装置は、目標タービン回転速度Ｎｔ＊と、入力要求トルクＴｉｒと、に基づき、目標エンジン回転速度Ｎｅ＊を算出するよう構成されている。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１ 車両
２ エンジン
３ 自動変速機（車両用駆動装置）
４ 駆動輪
１０ 制御装置
２０ エンジンコントローラ
２１ クランク軸
３０ トルクコンバータ
３１ 変速機構
３２ 変速クラッチ
３２ａ クラッチホイールディスク
３２ｂ クラッチディスク
３３ クラッチアクチュエータ
３５ ロックアップクラッチ
３６ タービン軸
３７ 入力軸
３８ 出力軸
４０ 油圧制御装置
５０ クランク角センサ
５１ タービン回転速度センサ
５２ クラッチ回転速度センサ
５３ クラッチ位置検出センサ
５４ ロックアップ油圧センサ
５５ 車速センサ
５６ アクセルセンサ
１０１ クラッチ制御部（制御部）
１０２ ロックアップクラッチ制御部
Ｔｅｒ エンジン要求トルク
Ｔｔｒ タービン要求トルク
Ｔｉ 入力トルク
Ｔｉr 入力要求トルク
Ｔｃ＊ 目標クラッチトルク
Ｎｅ＊ 目標エンジン回転速度
Ｎｔ＊ 目標タービン回転速度

Claims (4)

1. エンジンに接続されたロックアップクラッチ付きのトルクコンバータと、
   前記エンジンの回転を変速段に応じた変速比で変速して出力する変速機構と、
   前記トルクコンバータと前記変速機構との間に設けられ、動力を伝達する締結状態、又は、動力を遮断する遮断状態に切り替えられる変速クラッチと、
   前記変速クラッチの操作を自動で行うクラッチアクチュエータと、
   を備えた車両用駆動装置の制御装置であって、
   前記クラッチアクチュエータの駆動を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、前記ロックアップクラッチが解放されている状態で前記変速段を切り替える変速を行う場合、前記トルクコンバータ及び前記変速クラッチに接続されたタービン軸の目標回転速度である目標タービン回転速度に基づき、前記エンジンから出力されるトルクの要求値であるエンジン要求トルクを算出し、
   前記エンジンは、前記変速を行う場合、前記エンジン要求トルクに基づき制御されることを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
2. 前記制御部は、前記目標タービン回転速度と、前記タービン軸から前記変速クラッチに伝達されるタービントルクの要求値であるタービン要求トルクと、に基づき、前記エンジンから前記トルクコンバータに入力される入力トルクの要求値である入力要求トルクを算出し、当該入力要求トルクに応じたエンジントルクを前記エンジン要求トルクとして算出することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置の制御装置。
3. 前記制御部は、前記タービン軸の回転速度であるタービン回転速度及び前記タービントルクと前記入力トルクとの関係が定義されたマップを参照することにより、前記入力要求トルクを算出することを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動装置の制御装置。
4. 前記制御部は、前記目標タービン回転速度と、前記エンジンから前記トルクコンバータに入力される入力トルクの要求値である入力要求トルクと、に基づき、目標エンジン回転速度を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用駆動装置の制御装置。

Images