JP2537946B2 - トルクコンバ―タのスリップ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトルクコンバータのスリップ制御装置に関す
るものである。

（従来技術） 最近のトルクコンバータ、特に車両用トルクコンバー
タにおいては、ロックアップクラッチを備えたものが多
くなっており、そのロックアップクラッチは、一般に油
圧作動式とされ、運転領域に応じて締結状態（トルクコ
ンバータの入、出力部材を直結する状態）と締結解除状
態とに切換えられるようになっている。

ところで、このようなロックアップクラッチを備えた
トルクコンバータにおいては、自動的に変速段が切換え
られる変速時には、ロックアップクラッチを締結状態と
しておくと、エンジン出力トルクと車輪側トルク差によ
って変速ショクが生じる。このため、一般に変速時に
は、上記ロックアップクラッチを締結解除状態とし、ト
ルクコンバータを介してトルクを伝達する状態とするこ
とにより、上記トルク差を吸収して変速ショックを緩和
しようとしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このようにロックアップクラッチを締結解除
しても、トルクコンバータトルク増倍作用によってトル
ク比の変化が大きくある程度のショックが生じることは
避け難かった。本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、変速時に、トルクコンバータによるト
ルク比の変化に基づいて変速ショックが生じることを抑
制するようにしたトルクコンバータのスリップ制御装置
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明にあっては次のよう
な構成としてある。すなわち、 トルクコンバータの入力軸と出力軸との間に設けられ
るロックアップクラッチの締結力を調整する締結力調整
手段と、 特定運転領域において、前記ロックアップクラッチが
所定の目標スリップ状態となるように前記締結力調整手
段をフィードバック制御する第１制御手段と、 変速期間中に、前記第１制御手段による制御に代え
て、変速初期から変速終了期までの間のトルク比の変化
を抑制するように前記締結力調整手段をフィードフォワ
ード制御する第２制御手段と、 を備え、前記第２制御手段による前記締結力調整手段に
対する制御力が、変速の形態に応じて異なるように設定
されている、 ような構成としてある。

前記変速形態としてはギヤ比があり、この場合前記第
２制御手段が、ギヤ比が大の変速形態の締結力に比し、
ギヤ比が小の変速形態の締結力を大きくするように設定
される。

また、前記変速の形態として変速方向があり、この場
合前記第２制御手段が、シフトアップの変速形態の締結
力に比し、シフトダウンの変速形態の締結力を小さくす
るように設定される。

（発明の効果） 請求項１に記載された本発明によれば、変速期間中第
２制御手段によってトルク比の変化が抑制されるように
制御されるので、トルク比の変化に起因して生じる変速
ショックを抑制することができる。また、第２制御手段
による制御は、応答性の優れたフィードフォワード制御
とされているので、トルク比の変化を迅速に抑制するこ
とができる。さらに、第２制御手段による制御量が、変
速の形態に応じて異なうように設定されているので、変
速の形態に応じてトルク比の変化の抑制を的確に行うこ
とができる。なお、第２制御手段による制御は、特定運
転領域においてフィードバック制御を行う第１制御手段
に優先して行われるので、両方の制御の干渉というもの
を防止しつつ、トルク比変化を抑制した変速ショック抑
制を確実に得ることができる。

請求項２に記載したような構成とすることにより、ギ
ヤ比の相違に応じてトルク比の変化を的確に抑制するこ
とができる。

請求項３に記載したような構成とすることにより、変
速の方向に応じて、つまり、シフトアップ、シフトダウ
ンに応じてトルク比の変化を的確に抑制することができ
る。

（実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

全体構成 第１図において、１ほエンジン、２は自動変速機であ
り、エンジン１の出力が自動変速機２を介して、図示を
略す駆動輪へ伝達される。

自動変速機２は、トルクコンバータ３と遊星歯車式多
段変速機構４とから構成されている。このトルクコンバ
ータ３は、後述するロックアップクラッチを備え、ロッ
クアップ用のソレノイド５を制御することにより、ロッ
クアップクラッチがON（締結）、OFF（締結解除）と共
に、所定の滑り対象とされた半クラッチ状態とされる。
また、変速機構４は、実施例では前進４段とされ、既知
のように複数個の変速用ソレノイド６に対する励磁、消
磁の組合せを変更することにより、所望の変速段とされ
る。勿論、上記各ソレノイド５、６は、ロックアップ用
あるいは変速用の油圧式アクチュエータの作動態様を切
換えるものである。

第１図中10はマイクロコンピュータを利用して構成さ
れた制御ユニットで、これには各センサあるいはスイッ
チ11〜16からの信号が入力される。上記センサ11は、ス
ロットル開度を検出するものである。センサ12は車速を
検出するものである。センサ13はエンジン回転数すなわ
ち後述するトルクコンバータ３の入力部材としてのポン
プの回転数を検出するものである。センサ14は、自動変
速機２の現在のギヤ位置すなわち変速段を検出するもの
である。センサ15はタービン回転数すなわちトルクコン
バータ３の出力部材の回転数を検出するものである。セ
ンサ16は、ロックアップクラッチ用の作動油の温度を検
出するものである。また、制御ユニット10からは、前記
各ソレノイド５、６に出力される。

なお、制御ユニット10は、基本的にCPU、ROM、RAM、C
LOCK（ソフトタイマ）を備える他、A/DあるいはD/A変換
器さらには入出力インターフェイスを有するが、これ等
はマイクロコンピュータを利用する場合の既知の構成な
ので、その説明は省略する。なお、以下の説明で用いる
変速特性（マップ）等は、制御ユニット10のROMに記憶
されているものである。

トルクコンバータおよびその油圧回路 次に、第２図によりロックアップクラッチ付きのトル
クコンバータの構造とその制御用油圧回路について説明
する。トルクコンバータ３は、エンジン出力軸32に結合
されたケース33内の一側部に固設されて、エンジン出力
軸32と一体回転するポンプ34（入力部材）と、該ポンプ
34と対向するようにケース33内の他側部に回転自在に備
えられて、ポンプ34の回転により作動油を介して回転駆
動されるタービン35（出力部材）と、ポンプ34とタービ
ン35との間に介設されて、ポンプ回転数に対するタービ
ン回転数の速度比が所定値以下の時にトルク増大作用を
行うステータ36と、タービン35とケース33との間に介設
されたロックアップクラッチ37とを有する。そして、タ
ービン35の回転がタービンシャフトにより出力されて変
速歯車機構４に入力されるようになっており、また上記
ロックアップクラッチ37がこのタービンシャフト38に連
結されてケース33に対して締結された時に、該ケース33
を介して上記エンジン出力軸32とタービンシャフト38と
を直結するようになっている。

このトルクコンバータ３には、オイルポンプ50から叶
出された油が、ソレノイド21にて制御される調圧弁51を
介してメインライン39に導かれ、ロックアップバルブ40
及びコンバータインライン41を介して作動油として導入
されるようになっており、この作動油の圧力によって上
記ロックアップクラッチ37が常時締結方向に付勢されて
いると共に、該クラッチ37とケース33との間の空間42に
は、上記ロックアップバルブ40から導かれたロックアッ
プ解放ライン43が接続され、該ライン43から上記空間42
内に油圧（解放圧）が導入された時にロックアップクラ
ッチ37が解放されるようになっている。また、このトル
クコンバータ３には保圧弁44を介してオイルクーラ45に
作動油を送り出すコンバータアウトライン46が接続され
ている。

一方、上記ロックアップバルブ40は、スプール40aと
これを図面上、右方へ付勢するスプリング40bとを有す
ると共に、上記ロックアップ解放ライン43が接続された
ポート40cの両側に、メインライン39が接続された調圧
ポート40dとドレンポート40eとが設けられている。ま
た、該バルブ40の図面上、右側の端部には上記スプール
40aにパイロット圧を作用させる制御ライン47が接続さ
れていると共に、この制御ライン47から分岐されたドレ
ンライン48にはスリップ量調整手段としてのソレノイド
（デューティソレノイドバルブ）５が設置されている。
このソレノイド５は、入力信号（デューティ率）に応じ
て、ドレンライン48を全開から前閉までの間で連続可変
的に変化させる。そして、このパイロット圧が上記ロッ
クアップバルブ40のスプール40aにスプリング40bの付勢
力と対向する方向に印加されると共に、該スプール40a
にはスプリング40bの付勢力と同方向にロックアップ解
放ライン43内の解放圧が作用するようになっており、こ
れらの油圧ないし付勢力の力関係によってスプール40a
が移動して、上記ロックアップ解放ライン43がメインラ
イン39（調圧ポート40d）又はドレンポート40eに連通さ
れる。なお、デューティ率が最大値の時に制御ライン47
からのドレン量が最大となって、パイロット圧ないし解
放圧が最小となることによりロックアップクラッチ37が
完全に締結され、またデューティ率が最小値の時に上記
ドレン量が最小となって、パイロット圧ないし解放圧が
最大となることによりロックアップクラッチ37が完全に
解放されるようになっている。そして、最大値と最小値
の中間のデューティ率としたときにはロックアップクラ
ッチ37が半クラッチ状態とされる。

制御ユニット10の制御内容（概略） 前記制御ユニット10には、第３図に示す変速特性およ
びロックアップ特性が予じめ記憶されている。この第３
図において、領域IIがクラッチ37が完全に締結されるロ
ックアップON領域であり、領域IIIがロックアップクラ
ッチ37が完全に切断されるロックアップOFF領域であ
る。そして、領域IIよりも低車速側に設定された領域Ｉ
が、ロックアップクラッチをスリップさせてトルクコン
バータ３の入力側と出力側の回転数差を目標値（目標ス
リップ状態）とするようにロックアップクラッチ締結力
をフィードバック制御するスリップ領域である。そし
て、これ等領域Ｉ、II、IIIは、第３図では加速時に最
適なものとして設定してあり、減速時における各領域は
別途設定されていて、変速時以外はこのような領域設定
に従ってロックアップクラッチ７の制御が行なわれるよ
うになっている。なお、変速制御そのものは、従来と同
様にして行われる。

上記変速時以外のスリップ領域Ｉにおけるフィードバ
ック制御においては、先ず、ポンプ34の回転数とタービ
ン35の回転数との回転数差により実際のスリップ量が求
められる。そして、この実際のスリップ量の目標スリッ
プ量に対する偏差に応じて、例えばPI−ＤあるいはPI−
PD制御によりフィードバック量が求められる。そして、
このフィードバック量を第４図に示すマップに照らし
て、修正制御量としての修正デューティ率ΔＤが求めら
れる。このΔＤ決定のための基礎となる油温は、実施例
では、デューティ率の変化に対するロックアップクラッ
チ37用の作動油圧の変化が線形となるように安定する80
℃のときとしてある。そして、フィードバック用の修正
デューティ率ΔＤが、前回、ソレノイド５に出力されて
いたデューティ率Ｄに加算されて、Ｄ＋ΔＤのデューテ
ィ率のものが、今回、ソレノイド５に出力されることに
なる。

変速時については、トルクコンバータ３（ロックアッ
プクラッチ37）の制御方式が変更される。すなわち、変
速時においては、ロックアップクラッチ37を半クラッチ
状態とし、そのロックアップクラッチ37に、トルクコン
バータ３の入力側と出力側との回転数差に関係なく、変
速形態に応じた適度な締結力をフィードフォワード制御
によってそれぞれ生じさせるようにして、締結力を変化
させることなく変速時にロックアップクラッチを締結解
除状態とするものに対してトルク比（タービントルク／
ポンプトルク）の変動を抑え、これにより、変速形態に
かかわりなく、変速ショックを的確に低減するようにな
っている。

具体例をもって説明すると、変速の形態としてシフト
アップする場合には、第５図に示すように、エンジン回
転数ＥSPは、変速中、トルクコンバータ３のすべりによ
りタービン回転数ＴSPに比べて変化が小さくなり、ター
ビン回転数ＴSPは、急激に下ってエンジン回転数ＥSPと
の差が拡がることになる。このため、シフトアップの場
合には、フィードフォワード制御によってデューティ率
を変更してロックアップクラッチ37の締結力を増大させ
所定の締結力とし、トルクコンバータのすべり量を抑制
してエンジン回転数ＥSPを第５図の破線で示すよう下げ
るようににしている。これにより、締結力を変化させる
ことなくトルク比の変化を抑えてタービントルクの急変
を防止するとともにショックの吸収を確実に行なうこと
ができ、変速ショックを低減することができることにな
る。

一方、変速の形態としてシフトダウンする場合には、
第６図に示すように、エンジン回転数ＥSPは、前述のシ
フトアップの場合同様、タービン回転数ＴSPに比べて変
化が小さくなるが、タービン回転数ＴSPは急激に上って
エンジン回転数ＥSPとの差が狭まることになる。このた
め、前述のシフトアップの場合のように、ロックアップ
クラッチ37の締結力を増すエンジン回転数ＥSPがタービ
ン回転数ＴSPに近づいて極端な場合はロックアップされ
る可能性もあることから、シフトダウンの場合はシフト
アップの場合とは異ならせ、デューティ率を変更して、
締結力をほとんど発生しないようにするのがよい。しか
し、変速後の状態（ロックアップON、スリップ、ロック
アップOFF）に移行する場合の制御性からデューティ率
をシフトアップの場合よりも低い所定値に保持するのが
好ましい（第９図中、D₄参照）。

尚、アクセル踏込みによるシフトダウン時には、第７
図に示すように、エンジン回転数ＥSPの方がタービン回
転数ＴSPに比べて大きく変化することになるが、この場
合にはフィードフォワード制御により、この場合に応じ
た所定の締結力を作用させて、例えばエンジン回転数Ｅ
SPを第７図の破線に示すように変化させることになる。
これにより、前述の場合同様、締結力を変化させること
なくトルコ比の急変を防ぐとともに、ショック吸収を確
実に行なって変速ショックを抑えることもできる。

また、本実施例においては、変速の種類（１−２速、
２−３速、３−４速）に応じてデューティ率が変更され
変速の種類に応じた締結力となるようになっている。こ
れは各変速段間のギヤ比が異なっており、トルク比の変
化等に伴なうトルク変動の車輪への伝達量がギヤ比に応
じて異なるからである。この場合、ギヤ比は、例えば１
速2.80、２速1.54、３速1.00、４速0.70のように設定さ
れ、低速側の変速ほど大きくなっている。このため、第
９図に示すように、デューティ率は、低速側での変速か
ら高速側での変速に向うに従って、D₁、D₂、D₃の順で大
きくされ、ロックアップクラッチ37の締結力は、高速側
の変速ほど大きくなっている。さらに、変速の種類毎に
変速段相互のギヤ比の間隙が異なっており、同じ状態
（同一車速、同一エンジン回転）で変速しても、第８図
に示すように、タービン回転数変化幅ΔＴSP、エンジン
回転数変化幅ΔＥSPが異なり（図８図中、実戦と破線と
は別の変速種類を示す）、トルク比の変化量が異なって
くるため、変速ショックの度合も異なってくることにな
る。従ってこれらを考慮してトルク比の変化を抑えるよ
うに締結力を補正することが望ましい。

制御ユニット10の制御内容（フローチャート） 次に上述した変速時におけるフィードフォワード制御
を行う場合の具体例について、第10図に示すフローチャ
ートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＳはス
テップを示す。

先ず、S1において、各センサ11〜16からの各信号が読
込まれる。次いで、S2において変速中であるか否かが判
別される。この判別においては、ギヤ位置に基づいて変
速開始時点を調べるとともに、変速によるエンジン回転
数もしくはタービン回転数の変化を予測値と比較するこ
とによって変速終了時点を調べ、この変速開始時点から
変速終了時点までの間を変速中と判定する。

S2がNOのときには、再びS2に戻されることになる一
方、S2がYESのときには、ロックアップ制御のどの領域
にあるか否かにかかわりなく、フィードフォワード制御
を行なうべきと判断され、その場合の変速形態がどのよ
うになっているかを判別するため、S3においてシフトア
ップか否かが判別される。そして、このS3の判別でYES
のときには、S4において１速から２速になったか否が判
別され、S4がYESのときには、S5において１速から２速
へのシフトアップ時のデューティ率D₁が所定時間設定さ
れて（第９図参照）、S6において、デューティ率D₁の下
でロックアップクラッチ37が油圧制御されることにな
る。

前記S4がNOのときには、S7において２速から３速にシ
フトアップされた否かが判別され、S7がYESのときに
は、S8において２速から３速へのシフトアップ時のデュ
ーティ率D₂が所定時間設定されて（第９図参照）、前記
S6に進むことになる。

前記S7がNOのときには、S9において、３速から４速へ
のシフトアップ時のデューティ率D₃が所定時間設定され
て（第９図参照）、前記S6に進むことになる。

前記S3がNOのときには、シフトダウンと判断され、S1
0において、シフトダウン時のデューティ率D₄が所定時
間設定されて（第９図参照）、前記S6に進むことにな
る。

以上実施例について説明したが、ロックアップクラッ
チの作動油圧を調整するためのソレノイド５は、比例ソ
レノイド等、適宜のものを採択し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図はトルクコンバータとその油圧回路の一例を示す
図。 第３図は変速特性とロックアップ特性とを示す特性図。 第４図はフィードバック量に対応した修正デューティ率
の設定例を示す図。 第５図はシフトアップの場合におけるエンジン回転数と
タービン回転数の特性を示す特性線図。 第６図はシフトダウンの場合におけるエンジン回転数と
タービン回転数の特性を示す特性線図。 第７図はアクセル踏込みによるシフトダウンの場合にお
けるエンジン回転数とタービン回転数の特性を示す特性
線図。 第８図は変速の種類に応じたエンジン回転数とタービン
回転数の特性を示す特性線図。 第９図は変速の形態とデューティ率との関係を示す図。 第10図は本発明の制御例を示すフローチャート。 3:トルクコンバータ 5:ソレノイド 10:制御ユニット 37:ロックアップクラッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−9771（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−7863（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−60579（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トルクコンバータの入力軸と出力軸との間
   に設けられるロックアップクラッチの締結力を調整する
   締結力調整手段と、 特定運転領域において、前記ロックアップクラッチが所
   定の目標スリップ状態となるように前記締結力調整手段
   をフィードバック制御する第１制御手段と、 変速期間中に、前記第１制御手段による制御に代えて、
   変速初期から変速終了期までの間のトルク比の変化を抑
   制するように前記締結力調整手段をフィードフォワード
   制御する第２制御手段と、 を備え、前記第２制御手段による前記締結力調整手段に
   対する制御量が、変速の形態に応じて異なるように設定
   されている、 ことを特徴とするトルクコンバータのスリップ制御装
   置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記第２制御手段が、ギア比が大の変速形態の締結力に
   比し、ギア比が小の変速形態の締結力を大きくするよう
   に設定されている、ことを特徴とするトルクコンバータ
   のスリップ制御装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記第２制御手段が、シフトアップの変速形態の締結力
   に比し、シフトダウンの変速形態の締結力を小さくする
   ように設定されている、ことを特徴とするトルクコンバ
   ータのスリップ制御装置。