JP2575744B2 - トルクコンバータのスリップ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、種として自動車用自動変速機に用いられる
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。

（従来の技術） 従来より、入力側と出力側とを直結状態とするロック
アップクラッチを備えたトルクコンバータにおいて、入
力側のエンジン回転数と出力側のタービン回転数との回
転差に応じてロックアップクラッチの締結力を所定の状
態にフィードバック制御し、これによってトルクコンバ
ータのスリップ状態を制御して、出力側に駆動側のトル
ク変動を伝達することなく所定のトルクを保持し、振動
および騒音の発生を防止し、燃費性能の改善を図るよう
にしたトルクコンバータのスリップ制御装置が公知であ
る（例えば、特開昭57−33253号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） しかして、上記のようにトルクコンバータのスリップ
をフィードバック制御している場合に、例えば追越し走
行に移行するべくアクセルを加速操作したときに、運転
者が望むような加速感が得られない恐れがある。

すなわち、一定スロットル状態で略定速走行を行って
いる定常運転から、追越し走行などの加速を行うために
アクセルペダルをさらに踏み込んだとき、この加速にと
もなってトルクコンバータのスリップ量が増大する方向
に変化するのに対し、フィードバック制御はこのスリッ
プ量を減少するように働くものであるが、これではトル
クコンバータのトルク増倍作用が得られず十分な加速感
が得られないものである。

そこで、本発明は上記事情に鑑み、エンジン回転数と
タービン回転数との差に応じてスリップ量制御を行って
いる定常走行から追越し加速を行う場合などの加速時
に、良好な加速感を得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を目的とするものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明のスリップ制御装置
は、エンジン回転数とタービン回転数との差によるスリ
ップ量が目標スリップ量となるようにロックアップクラ
ッチの締結力をフィードバック制御してトルクコンバー
タのスリップ制御を行うについて、加速状態を検出する
加速検出手段と、該加速検出手段の信号を受け、加速検
出時に前記ロックアップクラッチの締結力のフィードバ
ック制御を解除し、実質的にスリップ量が増大してトル
ク変動が生起するようにロックアップクラッチの締結力
をフィードフォワード制御する加速時制御手段とを備え
て構成したものである。

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図で
ある。

トルクコンバータ１はエンジンＥからの入力側Ｆとタ
ービンを経た出力側Ｈとの間にロックアップクラッチ７
が介装され、このロックアップクラッチ７の締結力の制
御によってスリップ量の制御を行い、締結力の解放によ
り流体を介してのスリップ量の大きなコンバータ状態と
なり、締結力の増大によりスリップ量を低減し、スリッ
プ量が０の直結状態で入力側Ｆと出力側Ｈとが同一回転
数で回転するものである。

上記ロックアップクラッチ７の締結力すなわちスリッ
プ量の制御は、スリップ量制御手段30からの駆動信号に
よって行い、このスリップ量制御手段30には制御量設定
手段31から各種条件に対応して設定された制御信号が出
力される。

上記制御量設定手段31には、トルクコンバータ１の入
力側Ｆのエンジン回転数と出力側Ｈのタービン回転数と
の差からスリップ量を検出するスリップ量検出手段32の
実スリップ信号、エンジンＥのスロットル開度等の運転
状態および車速等の走行状態に応じて目標スリップ量を
設定するスリップ量設定手段33からの信号が入力され、
制御量設定手段31は両スリップ量が一致するようにフィ
ードバック制御量を設定するものである。

また、エンジンＥの加速状態を検出する加速検出手段
34を設け、該加速検出手段34の信号は加速時制御手段35
に出力され、この加速時制御手段35は、加速状態の検出
時には前記制御量設定手段31にフィードフォワード制御
信号を出力して、それまでの入出力側の回転差に基づく
スリップ量のフィードバック制御を停止し、例えば制御
量設定手段31からスリップ量制御手段30に出力する制御
信号を固定して、実質的にスリップ量が増大してトルク
変動が生起するようにロックアップクラッチ７の締結力
をフィードフォワード制御するものである。

（作用） 上記のようなトルクコンバータのスリップ制御装置で
は、定常走行でエンジン回転数とタービン回転数との差
に応じてロックアップクラッチの締結力をスリップ量が
所定量となるように制御している状態から、追越し走行
などの加速状態に移行すると、加速状態の検出に対応す
る加速時制御手段によって、それまでのフィードバック
制御を解除してロックアップクラッチの締結力を、実質
的にスリップ量が増大してトルク変動が生起するように
フィードフォワード制御することにより、トルクコンバ
ータのトルク増倍作用により十分な加速感が得られるよ
うにしている。

（実施例） 以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。

第２図はトルクコンバータの構造とその制御用油圧回
路を示し、トルクコンバータ１は、エンジン出力軸２に
結合されたケース３内の一側部に固設されて、エンジン
出力軸２と一体回転するポンプ４と、該ポンプ４と対向
するようにケース３内の他側部に回転自在に備えられ
て、ポンプ４の回転により作動油を介して回転駆動され
るタービン５と、ポンプ４とタービン５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６と、
タービン５とケース３との間に介設されたロックアップ
クラッチ７とを有する。そして、タービン５の回転がタ
ービンシャフト８により出力されて図示しない変速歯車
機構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７がこのタービンシャフト８に連結され
て、ケース３に対して締結された時に、該ケース３を介
して上記エンジン出力軸２とタービンシャフト８とを直
結するようになっている。

また、このトルクコンバータ１には、図示しないオイ
ルポンプから導かれたメインライン９により、ロックア
ップバルブ10およびコンバータインライン11を介して作
動油が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７が常時締結方向に
付勢されていると共に、該クラッチ７とケース３との間
の空間12には、上記ロックアップバルブ10から導かれた
ロックアップ解放ライン13が接続され、該ライン13から
上記空間12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７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１には保圧弁14を介してオイ
ルクーラ15に指導油を送り出すコンバータアウトライン
16が接続されている。

一方、上記ロックアップバルブ10は、スプール10aと
これを図面上、右方へ付勢するスプリング10bとを有す
ると共に、上記ロックアップ解放ライン13が接続された
ポート10cの両側に、メインライン９が接続された調圧
ポート10dとドレンポート10eとが設けられている。また
該バルブ10の図面上、右側の端部には上記スプール10a
にパイロット圧を作用させる制御ライン17が接続されて
いると共に、この制御ライン17から分岐されたドレンラ
イン18にはデューティソレノイドバルブ19が設置されて
いる。このデューティソレノイドバルブ19は、入力信号
に応じたデューティ率でON、OFFを繰り返してドレンラ
イン18を極く短い周期で開閉することにより、制御ライ
ン17内のパイロット圧を上記デューティ率に対応する値
に調節する。

そして、このパイロット圧が上記ロックアップバルブ
10のスプール10aにスプリング10bの付勢力と対抗する方
向に印加されると共に、該スプール10aにはスプリング1
0bの付勢力と同方向にロックアップ解放ライン13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10aが移動して、上記
ロックアップ解放ライン13がメインライン９（調圧ポー
ト10d）またはドレンポート10eに連通されることによ
り、ロックアップ解放圧が上記パイロット圧、すなわち
デューティソレノイドバルブ19のデューティ率に対応す
る値に制御されるようになっている。

ここで、デューティ率が最大値のときに制御ライン17
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７が
完全に締結され、またデューティ率が最小値のときに上
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７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ではロックアップクラッチ７が
スリップ状態とされ、この状態で解放圧がデューティ率
に応じて調整されることにより、該ロックアップクラッ
チ７のスリップ量が制御されるようになっている。

次に、このロックアップクラッチ７のスリップ量を制
御する電気回路を第３図に基づいて説明する。この電気
回路は制御ユニット20（CPU）を有し、該制御ユニット2
0には、当該自動車の車速を検出する車速センサ21と、
エンジンのスロットル開度とこのスロットル開度変化か
ら加速状態を検出するスロットルセンサ22と、当該自動
変速機の変速段を検出する変速段センサ23と、エンジン
回転数を検出するエンジン回転センサ24と、上記タービ
ンシャフト８の回転数を検出するタービン回転センサ25
からの信号が入力されるようになっている。

そして、前記制御ユニット20は、上記各センサ21〜25
からの信号に基づいて上記デューティソレノイドバルブ
19のデューティ率を算出し、第４図に示すフローチャー
トに従ってトルクコンバータ１（ロックアップクラッチ
７）の制御を行う。

すなわち、前記制御ユニット20は、スタート後、ステ
ップS1で上記各センサ21〜25からの信号により車速Ｖ、
スロットル開度θ、エンジン回転数Ne、タービン回転数
Ntおよび変速段Ｇを読み込み、次いでステップS2,S3で
エンジン回転数Neとタービン回転数Ntとの差からトルク
コンバータ１の実スリップ量Nsを演算すると共に、この
スリップ量Nsの目標スリップ量Noに対する偏差ΔＮを算
出する。

次に、制御ユニット２は、ステップS4で、車速Ｖとス
ロットル開度θとで示される運転状態が各変速段毎に予
め設定されたトルクコンバータ１のスリップ領域Ｉに属
するか否かを判定する。ここで、このスリップ領域Ｉ
は、第５図に点斜線部で示すように各変速段のロックア
ップ領域II（実斜線部）の低車速側（低エンジン回転
側）に設定されたものである。なお、スリップ領域Ｉと
ロックアップ領域IIとを除く残りの領域IIIはロックア
ップクラッチ７が解放されるコンバータ領域であり、ま
た、第５図は加速時における各領域を示すもので、減速
時における各領域は別途設定されている。

そして、運転状態がスリップ領域Ｉに属さないとき
は、ステップS5,S6で上記偏差ΔＮを前回値ΔＮ′に置
換した後、今度は運転状態がロックアップ領域IIに属す
るか否かを判定し、該領域IIに属するときは、ステップ
S7で上記デューティソレノイドバルブ19のデューティ率
Ｄを最大値Dmaxに、該領域IIに属さないとき、すなわち
運転状態がコンバータ領域IIIに属するときは、ステッ
プS8でデューティ率Ｄを最小値Dminにそれぞれ設定し、
その後、ステップS9でこれらのデューティ率Ｄとなるよ
うにデューティソレノイドバルブ19に制御信号を出力す
る。これにより、ロックアップ領域IIでは、第２図に示
すロックアップバルブ10のスプール10aに印加されるパ
イロット圧ないし該バルブ10で油圧が調整されるロック
アップ解放圧が最小値とされて、ロックアップクラッチ
７が完全に締結され、またコンバータ領域IIIでは、上
記パイロット圧ないし解放圧が最大値とされて、ロック
アップクラッチ７が完全に解放されることになる。

一方、運転状態がスリップ領域Ｉにあるときは、ステ
ップS10で制御パラメータA,B（定数または変数）を決定
すると共に、ステップS11でフィードバック量Ｕを算出
する。このフィードバック量Ｕは、 Ｕ＝Ａ×ΔＮ＋Ｂ×ΔＮ′ で求め、ΔＮ′は前回の制御時にステップS3で求めた実
スリップ量Nsの目標スリップ量Noに対する偏差である。

そして、さらにステップS12で、このフィードバック
量Ｕに対応するデューティ率Ｄの補正量ΔＤを第６図の
マップに基づいて設定し、この補正量ΔＤで前回のデュ
ーティ率Ｄ′を補正することにより、今回のデューティ
率Ｄを算出する。その後、ステップS13で今回の制御で
求めた偏差ΔＮを前回値ΔＮ′に置換した後、上記ステ
ップS9で前記のように補正したデューティ率Ｄとなるよ
うにデューティソレノイドバルブ19に制御信号を出力す
るものである。

上記処理により、今回および前回の偏差ΔN,ΔＮ′が
負の時、すなわち実スリップ量Nsが目標スリップ量Noよ
り小さい時は、フィードバック量Ｕおよびデューティ率
Ｄの補正量ΔＤも負となり、これに伴ってデューティ率
Ｄが減少してデューティソレノイドバルブ19からのドレ
ン量が減少することにより、上記パイロット圧ないしロ
ックアップ解放圧が上昇し、その結果、ロックアップク
ラッチ７が解放方向に制御されて実スリップ量Nsが増大
し、目標スリップ量Noに近付くことになる。また、これ
とは逆に、今回および前回の偏差ΔN,ΔＮ′が正の時、
すなわち実スリップ量Nsが目標スリップ量Noより大きい
時は、デューティ率Ｄが増大されて上記パイロット圧な
いしロックアップ解放圧が低下することにより、ロック
アップクラッチ７が締結方向に制御されて実スリップ量
Nsが減少し、同じく目標スリップ量Noに近付くことにな
る。なお、今回の偏差ΔＮと前回の偏差ΔＮ′の正逆が
逆の場合、実スリップ量Nsが目標スリップ量Noに略収束
している時は、フィードバック量Ｕないしデューティ率
Ｄの補正量ΔＤは零もしくは極く小さな値となり、従っ
て実スリップ量Nsは目標スリップ量Noに等しいか、極く
近い値に維持されることになる。

また、上記のようなスリップ領域Ｉにある場合に、第
７図に示すサブルーチンで定常加速時のスリップ制御を
行う。このルーチンはスリップ領域Ｉにある場合に割り
込み処理するものであり、スリップ領域Ｉとなってスタ
ート後、ステップS15で現在まで定常運転にあったか否
かを判定する。この定常運転は一定のスロットル開度θ
が所定時間継続しているか否かによって判定するもので
あり、定常運転にあった場合にはステップS16でスロッ
トル開度変化速度Δθ／Δｔが所定値α以上の加速状態
に移行したか否かを判別し、加速状態となるとステップ
S17で、デューティ率Ｄを前回のデューティ率Ｄ′（加
速状態に移行する前の定常時での値）に設定する。この
デューティ率Ｄの固定設定により、前記第４図のルーチ
ンでのデューティ率Ｄの設定によるフィードバック制御
を停止してフィードフォワード制御を行うものである。
そして、このフィードフォワード制御を所定時間継続し
（S18）、所定時間の加速後にフイードバック制御を再
開する。

上記定常加速時のスリップ制御におけるデューティソ
レノイドバルブ19に出力する制御信号のデューティ率Ｄ
の変化を、第８図のタイムチャートに示す。ａ点までの
定常運転時にはスロットル開度θが略一定でデューティ
率Ｄも略一定の値となる。ａ点からスロットル開度θが
増大すると、スリップ量が増大する方向に変化すること
から、デューティ率Ｄは増大されてロックアップクラッ
チ７が締結力を増加してスリップ量を低減するように作
動する。そして、ｂ点でスロットル開度変化速度が所定
値α以上になったことが検出されると、この時点からフ
ィードフォワード制御に移行する。このフィードフォワ
ード制御におけるデューティ率Ｄは、それまでのフィー
ドバック制御におけるデューティ率Ｄの値を固定維持し
て使用する。このフィードフォワード制御によりトルク
コンバータ１のスリップ量は増大し、トルクコンバータ
１のトルク増倍作用により加速感を得て、所定時間ｔの
フィードフォワード制御の後、ｃ点から固定デューティ
率Ｄでフィードバック制御を再開し、所定のスリップ量
となるようにデューティ率Ｄを制御する。なお、フィー
ドバック制御とフィードフォワード制御との移行時のデ
ューティ率Ｄを連続させるようにして、変化時のショッ
クを低減するようにしている。

また、上記実施例のスリップ領域Ｉにおけるフィード
バック制御では、実スリップ量Nsが目標スリップ量Noに
収束されることになるが、上記フィードバック量Ｕの算
出に際しては今回の偏差ΔＮと前回の偏差ΔＮ′とを用
いるので、良好な制御の安定性や収束性が得られると共
に、フィードバック量の演算処理としては、各制御周期
毎に偏差ΔＮを求める処理だけで足りることになり、該
フィードバック量Ｕの演算が容易化される。なお、フィ
ードバック量の算出に前々回制御時に算出した偏差を用
いて制御の応答性を向上するようにしてもよい。

（発明の効果） 上記のような本発明によれば、トルクコンバータのス
リップ制御を行うについて、加速検出時にそれまでのフ
ィードバック制御を解除してロックアップクラッチの締
結力を実質的にスリップ量が増大してトルク変動が生起
するようにフィードフォワード制御する加速時制御手段
を備えたことにより、定常走行でエンジン回転数とター
ビン回転数との差に応じてロックアップクラッチの締結
力をスリップ量が所定量となるように制御している状態
から、追越し走行などの加速状態に移行した場合に、ロ
ックアップクラッチの締結力をフィードフォワード制御
して実質的にスリップ量を増大させることにより、トル
クコンバータのトルク増倍作用により十分な加速感を得
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第２図は一実施例におけるトルクコンバータ構造および
その油圧回路を示す図、 第３図はトルクコンバータの電気制御回路図、 第４図は制御ユニットの処理を説明するためのメインフ
ローチャート図、 第５図は制御領域を示すマップ、 第６図は制御特性を示すマップ、 第７図は定常加速時のスリップ制御を示すフローチャー
ト図、 第８図は定常加速時のスリップ制御におけるタイムチャ
ート図である。 １……トルクコンバータ、２……エンジン出力軸、７…
…ロックアップクラッチ、８……タービンシャフト、10
……ロックアップバルブ、19……デューティソレノイド
バルブ、20……制御ユニット、22……スロットルセン
サ、30……スリップ量制御手段、31……制御量設定手
段、32……スリップ量検出手段、33……スリップ量設定
手段、34……加速検出手段、35……加速時制御手段。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン回転数とタービン回転数との差に
   よるスリップ量が目標スリップ量となるようにロックア
   ップクラッチの締結力をフィードバック制御するトルク
   コンバータのスリップ制御装置において、加速状態を検
   出する加速検出手段と、該加速検出手段の信号を受け、
   加速検出時に前記ロックアップクラッチの締結力のフィ
   ードバック制御を解除し、実質的にスリップ量が増大し
   てトルク変動が生起するようにロックアップクラッチの
   締結力をフィードフォワード制御する加速時制御手段と
   を備えた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。