JP2827691B2 - 流体作動式摩擦要素の締結制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動変速機等の動力伝達
装置内にあって、適宜作動（締結）されることで動力伝
達に関与するクラッチやブレーキのような流体作動式摩
擦要素の締結制御技術、特にそのロスストロークを行わ
せるための作動流体圧のプリチャージ技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】かかる作動流体圧のプリチャージに当た
って、当初から、摩擦要素の締結状態で要求される圧力
値を供給したのでは摩擦要素のロスストロークに長い時
間がかかり、エンジンの空吹けを生じたり、発進遅れ
や、変速遅れを生じて商品価値が低下する。

【０００３】そこで従来例えば特開昭６２−１８３３６
号公報に記載の如く、作動流体圧のプリチャージに当っ
ては摩擦要素の締結開始まで最高圧を摩擦要素に供給
し、これにより摩擦要素のロスストロークに要する時間
を最短にする技術が提案された。しかしてこのプリチャ
ージ方式では、摩擦要素のロスストローク終了を検知し
て摩擦要素に締結状態で要求される圧力値を指令して
も、この圧力値に低下する迄の応答遅れで摩擦要素のロ
スストローク後における締結が急峻に過ぎ、締結ショッ
クが生ずるのを免れない。

【０００４】そのため上記文献には、ロスストローク中
最高圧の作動流体圧を摩擦要素に指令した後、設定時間
中摩擦要素に作動圧０を一旦指令し、しかる後に摩擦要
素に締結状態で要求される作動圧を指令する技術も提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしてかかる従来技
術ではいずれにしても、矩形波を持って摩擦要素の作動
圧の上昇及び低下を指令するため、摩擦要素作動圧の変
化が急になって摩擦要素の締結が急になるのを免れず、
締結ショックが少なからず生ずる。

【０００６】また上記において、トレードオフの関係に
ある摩擦要素の締結ショックの低下及びロスストローク
時間の短縮がそれなりに両立する摩擦要素作動圧の好適
な上昇タイミング及び低下タイミングは１種のみであ
り、しかもこれらのタイミングは作動流体の温度（粘
度）やエンジン運転条件等に応じて種々に変化するが、
上記従来技術では摩擦要素作動圧の上昇タイミング及び
低下タイミングが一定であり、逐一好適なものである筈
がない。従って、この点でも従来技術では、締結ショッ
クが大きくならない範囲内において摩擦要素のロススト
ローク時間を最大限短縮することかなわず、また逆にロ
スストロークの短縮を犠牲にすることなく摩擦要素の締
結ショックを最大限小さくするといった要求も実現不可
能である。

【０００７】本発明は上記の両立を条件変化に左右され
ることなく常時高いレベルで実現可能な摩擦要素作動圧
のプリチャージ技術を提供し、もって上述の問題を解消
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的のため本発明に
よる流体作動式摩擦要素の締結制御装置は図１に概念を
示す如く、流体圧のプリチャージによりロスストローク
を行い、更なる流体圧の供給により完全締結される流体
作動式摩擦要素において、最高圧近辺の高圧を所定時間
前記摩擦要素に供給する初期圧波形、及びその後所定の
時間勾配で変化するランプ制御圧を摩擦要素に供給する
後期圧波形の組み合わせになるプリチャージ波形をもっ
て前記プリチャージを行うプリチャージ手段と、前記摩
擦要素のロスストロークに要した総プリチャージ時間が
目標プリチャージ時間を超えている場合、前記目標プリ
チャージ時間から初期圧波形の継続時間を差し引いて求
めた後期圧波形の目標継続時間で前記後期圧波形の積分
値を除算して得られる値の２倍値と、後期圧波形の最終
値との差値をもって、前記総プリチャージ時間を前記目
標プリチャージ時間に向かわせるための後期圧波形の新
たな初期値とするプリチャージ波形変更手段とを具備し
てなることを特徴とするものである。

【０００９】プリチャージ波形変更手段は更に、上記後
期圧波形の新たな初期値に上限値を定めると共に、該上
限値を超える場合、後期圧波形の初期値をこの上限値に
制限したことに対応させて初期圧波形の継続時間を増大
させるような構成にするのが良い。

【００１０】プリチャージ波形変更手段は更に加え、前
記目標プリチャージ時間から初期圧波形の継続時間を差
し引いて求めた後期圧波形の目標継続時間により後期圧
波形の最終値および初期値間の差値を除算して、前記総
プリチャージ時間を前記目標プリチャージ時間にするた
めの前記ランプ制御圧の時間勾配を求め、この時間勾配
を後期圧波形の新たな勾配とするような構成にするのが
良い。

【００１１】ところで、本発明装置の制御対象たる流体
作動式摩擦要素としては自動変速機におけるトルクコン
バータのロックアップクラッチや、自動変速機における
発進用のクラッチ等があり、これらクラッチに対する上
記プリチャージ制御の実行により自動変速機の商品価値
が大幅に向上する。

【００１２】

【作用】流体作動式摩擦要素はプリチャージ手段による
流体圧のプリチャージによりロスストロークを行い、更
なる流体圧の供給により完全締結される。ところでプリ
チャージ手段は、最高圧近辺の高圧を所定時間摩擦要素
に供給する初期圧波形及びその後所定の時間勾配で変化
するランプ制御圧を摩擦要素に供給する後期圧波形の組
合せになるプリチャージ波形をもって上記摩擦要素に対
する作動圧のプリチャージを行う。

【００１３】そしてプリチャージ波形変更手段は、上記
摩擦要素のロスストロークに要した総プリチャージ時間
が目標プリチャージ時間を超えている場合、この目標プ
リチャージ時間から初期圧波形の継続時間を差し引いて
求めた後期圧波形の目標継続時間で前記後期圧波形の積
分値を除算して得られる値の２倍値と、後期圧波形の最
終値との差値をもって、総プリチャージ時間を上記目標
プリチャージ時間に向かわせるための後期圧波形の新た
な初期値として上記のプリチャージ制御に資する。

【００１４】よって上記摩擦要素のプリチャージが、総
プリチャージ時間を上記目標プリチャージ時間に向かわ
せるよう初期圧波形及び後期圧波形の波形バランスを修
正されたプリチャージ波形で行われることとなり、目標
プリチャージ時間の設定により例えば摩擦要素の締結シ
ョックを生じない範囲内でロスストローク時間を最大限
短くするような摩擦要素のプリチャージ制御さえ、条件
変化に左右されることなく常時確実に実現することがで
きる。

【００１５】なお、プリチャージ波形の変更に際しては
更に、上記後期圧波形の新たな初期値に上限値を定める
と共に、該上限値を超える場合、後期圧波形の初期値を
この上限値に制限したことに対応させて初期圧波形の継
続時間を増大させたり、これに加え、前記目標プリチャ
ージ時間から初期圧波形の継続時間を差し引いて求めた
後期圧波形の目標継続時間により後期圧波形の最終値お
よび初期値間の差値を除算して、前記総プリチャージ時
間を前記目標プリチャージ時間にするための前記ランプ
制御圧の時間勾配を求め、この時間勾配を後期圧波形の
新たな勾配とするのが良く、これらの場合、総プリチャ
ージ時間を一層確実に目標プリチャージ時間にすること
ができ、例えば摩擦要素の締結ショックを生じない範囲
内でロスストローク時間を最大限短くするような摩擦要
素のプリチャージ制御を常時確実に実現するという上記
の作用効果を更に確実なものにすることができる。

【００１６】ところで、本発明装置の制御対象たる流体
作動式摩擦要素としては自動変速機におけるトルクコン
バータのロックアップクラッチや、自動変速機内におけ
る発進用のクラッチ等があり、これらクラッチに対して
上記プリチャージ制御を行う場合、例えばロックアップ
の応答遅れをショックが生じない範囲内で最も小さくし
てロックアップによる燃費向上効果を高めたり、中立レ
ンジから走行レンジへの切り換え時に、中立状態から発
進変速段への切り換え応答遅れを、レンジ切り換えショ
ックが生じない範囲内で最小にすることができ、自動変
速機の商品価値が大幅に向上する。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図２はトルクコンバータ内におけるロックア
ップクラッチの締結制御に適用した本発明装置の一実施
例で、１０はエンジン、１１はそのクランクシャフト、
１２はフライホイル、１３は自動変速機のトルクコンバ
ータ、１４は自動変速機の歯車変速機構に至る入力軸で
ある。

【００１８】トルクコンバータ１３はエンジン駆動され
る入力要素（ポンプインペラ）１３ａ及びこれに対向設
置した出力要素（タービンランナ）１３ｂを主たる構成
要素とし、これら入出力要素間を適宜直結するロックア
ップクラッチ１３ｃを有する。なお、出力要素（タービ
ンランナ）１３ｂ及びロックアップクラッチ１３ｃは夫
々変速機入力軸１４に駆動結合する。

【００１９】トルクコンバータ１３にはオイルポンプ１
５からの作動流体を供給し、保圧弁１６を経てこの作動
流体をドレンすることにより、トルクコンバータ１３内
に常時コンバータ圧Ｐｃの作動流体を充満させる。従っ
て、トルクコンバータ１３はエンジン駆動される入力要
素１３ａにより内部作動流体を介し出力要素１３ｂを流
体駆動してエンジン動力を変速機入力軸１４に伝達し、
ロックアップクラッチ１３ｃの締結時その締結度合に応
じた割合でエンジン動力を当該流体駆動による他に直接
機械的に変速機入力軸１４へ伝達する割合を高めるもの
とする。

【００２０】ロックアップクラッチ１３ｃの締結制御は
室１３ｄ内のロックアップ制御圧Ｐｕによりこれを行
い、このロックアップ制御圧Ｐｕをロックアップ制御弁
１７により決定する。このロックアップ制御弁１７はス
プール１７ａを具え、これを室１７ｂ、１７ｃ及び１７
ｄ内におけるコンバータ圧Ｐｃ、電子制御圧Ｐｓ及びロ
ックアップ制御圧Ｐｕの圧力バランスによりストローク
制御する。

【００２１】即ち、スプール１７ａは電子制御圧Ｐｓの
消失時図示のバランス位置よりも図中左行してロックア
ップ制御圧出力ポート１７ｅをコンバータ圧入力ポート
１７ｆに通じ、トルクコンバータ１３の室１３ｄ内にお
けるロックアップ制御圧Ｐｕをコンバータ圧Ｐｃと同じ
値にしてロックアップクラッチ１３ｃを解放する。ま
た、電子制御圧Ｐｓの上昇につれスプール１７ａは図中
右行して遂に出力ポート１７ｅをドレンポート１７ｇに
通じ、ロックアップ制御圧Ｐｕを低下させる。これによ
り室１７ｄ内においてスプール１７ａを図中右行させる
力が減少する結果スプール１７ａが図示のバランス位置
に戻され、ロックアップ制御圧Ｐｕは電子制御圧Ｐｓに
応じた値に調圧されてその低下分だけロックアップクラ
ッチ１３ｃが締結力を増大される。電子制御圧Ｐｓが或
る値を越えると、スプール１７ａは継続的に図示のバラ
ンス位置よりも図中右行してロックアップ制御圧出力ポ
ート１７ｅをドレンポート１７ｇに通じ、ロックアップ
制御圧Ｐｕを０に保ち、ロックアップクラッチ１３ｃを
完全締結させる。

【００２２】電子制御圧Ｐｓは回路１８へのライン圧Ｐ
_L を基圧としてデューティソレノイド弁１９により制御
され、このために回路１８には上流側より順次オリフィ
ス１８ａ及び１８ｂを挿入し、これらオリフィス間を回
路２０によりロックアップ制御弁１７の室１７ｃに接続
する。そしてデューティソレノイド弁１９は、回路１８
のドレンポート１８ｃをコントローラ２１からの駆動デ
ューティＤに応じて開度制御し、この開度をデューティ
Ｄ＝０％で最大にして電子制御圧Ｐｓを消失せしめ、デ
ューティＤの増大につれ当該開度を減じて電子制御圧Ｐ
ｓを漸増させ、Ｄ＝１００％で遂にはドレンポート１８
ｃを全閉して電子制御圧Ｐｓをライン圧Ｐ_L と同じ最高
値にするものとする。

【００２３】以上の構成により図示のシステムにおいて
は、デューティＤを０％にしてトルクコンバータ１３の
ロックアップクラッチ１３ｃを解放した状態（コンバー
タ状態）から、デューティＤを漸増してロックアップク
ラッチ１３ｃをロスストロークさせ、デューティＤの更
なる増大によりロックアップクラッチ１３ｃを締結さ
せ、その締結度合（デューティ値Ｄ）に応じてトルクコ
ンバータ１３の入出力要素間における相対回転（スリッ
プ）を制限または無くして、トルクコンバータのスリッ
プ制御状態またはロックアップ状態を達成することがで
きる。

【００２４】コントローラ２１にはデューティソレノイ
ド弁１９の駆動デューティＤを決定するために、変速機
出力軸トルクＴｏを検出する出力トルクセンサ２２から
の信号、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転セ
ンサ２３からの信号、タービンランナ１３ｂの回転数Ｎ
ｔを検出するタービン回転センサ２４からの信号、及び
エンジンスロットル開度ＴＨを検出するスロットル開度
センサ２５からの信号を夫々入力する。コントローラ２
１は電源＋Ｖにより作動され、これら入力情報を基に図
３及び図４の制御プログラムを実行して本発明が狙いと
するロックアップクラッチ１３ｃのプリチャージ制御及
び通常のロックアップクラッチの結合力制御（トルクコ
ンバータのスリップ制御及びロックアップ制御）を行う
ものとする。

【００２５】図３においては、先ずステップ３１でスロ
ットル開度ＴＨ、エンジン回転数Ｎｅ、タービン回転数
Ｎｔ及び変速機出力軸トルクＴｏを読み込む。次いでス
テップ３２において、スロットル開度ＴＨ及びエンジン
回転数Ｎｅから、トルクコンバータ１３のロックアップ
クラッチ１３ｃを解放すべきコンバータ領域か否かをチ
ェックする。コンバータ領域ならステップ３３でデュー
ティソレノイド弁１９への駆動デューティＤを０％にセ
ットし、これによりロックアップクラッチ１３ｃを解放
してトルクコンバータ１３を上記領域判定結果に対応す
るようコンバータ状態にする。

【００２６】コンバータ領域でなく、ロックアップクラ
ッチ１３ｃを締結すべきスリップ制御領域またはロック
アップ領域であると判別すると、制御をステップ３４に
進め、ここでプリチャージ中１にされる後述のプリチャ
ージフラグＦｐが０か否か、つまり現在プリチャージ中
でないか否かをチェックする。現在プリチャージ中でな
ければ、ステップ３５で前回コンバータ領域か否か、つ
まりロックアップクラッチを解放したコンバータ領域か
らロックアップクラッチを締結すべき他領域への領域変
更か否かをチェックし、当該領域変更ならステップ３
６，３７でプリチャージフラグＦｐを１にセットすると
共に、ロックアップクラッチ１３ｃのロスストロークを
行わせるためのプリチャージを開始させる。

【００２７】このプリチャージは本発明の前記目的に照
らして、つまりロックアップクラッチ１３ｃのロススト
ロークを締結ショックが生じない範囲内で最も短い時間
で行わせるために、例えば図５に示すようなプリチャー
ジ波形（デューティソレノイド弁１９へのデューティ出
力波形）に沿って行わせる。このプリチャージ波形は、
上記の領域変更瞬時にデューティソレノイド弁駆動デュ
ーティＤの初期値Ｄ０を１００％にしてこのＤ＝Ｄ０＝
１００％を所定時間ｔ０だけ継続するロックアップクラ
ッチ締結応答のための初期圧波形と、その後ロックアッ
プクラッチ１３ｃが締結開始する（この時のデューティ
ＤをＤ２で表す）迄のｔ１時間中ソレノイド弁駆動デュ
ーティＤを所定値Ｄ１から所定の時間勾配ｄＤをもって
増大させるロックアップクラッチ締結ショック対策のた
めの後期圧波形とによって構成される。なお、ロックア
ップクラッチの締結開始後はトルクコンバータ１３のス
リップが設定通りの値となるようロックアップ制御圧Ｐ
ｕをフィードバック制御（例えば周知のＰＩＤ制御）す
ることとし、ソレノイド弁駆動デューティＤもそれに対
応した値となる。

【００２８】上記のようにしてロックアップクラッチへ
のプリチャージが開始され、このことを示すようにフラ
グＦｐが１にセットされると、図３のステップ３４はス
テップ３８を選択するようになり、ここでトルクコンバ
ータ１３のスリップ（Ｎｅ−Ｎｔ）が設定値△Ｎｓ未満
か否かを、つまりロックアップクラッチ１３ｃがロスス
トロークを終了して締結を開始したか否かを判定する。
ロックアップクラッチ１３ｃが締結を開始する迄の間は
ステップ３９で上記ロックアップクラッチのプリチャー
ジを継続させて引き続きこれをロスストロークさせる。

【００２９】このロスストローク後ロックアップクラッ
チ１３ｃが締結を開始すると、ステップ４０〜４２にお
いてこのことを示すようにプリチャージフラグＦｐを０
にリセットすると共に、上記のプリチャージを終了さ
せ、プリチャージ波形の学習制御を後述の如くに行う。

【００３０】ステップ４０でのＦｐ＝０によりステップ
３４はステップ３５を選択するが、今回はコンバータ領
域からの領域変更でないため、制御はステップ４３に至
り、トルクコンバータ１３は通常通りにスリップ（Ｎｅ
−Ｎｔ）が設定値に持ち来されるようロックアップ制御
圧Ｐｕをフィードバック（例えばＰＩＤ）制御される。

【００３１】図３のステップ４２におけるプリチャージ
波形（図５）の学習制御は例えば図４に示す如きものと
する。即ち、先ずステップ５１でステップ４２に至った
瞬時、つまりロックアップクラッチ１３ｃがロスストロ
ークを終了して締結を開始した瞬時のソレノイド弁駆動
デューティ値Ｄ２（図５参照）、プリチャージ制御中に
おけるデューティ値の積分値Ｓ（図５における初期圧波
形の積分値Ｓ１及び後期圧波形の積分値△Ｓの和に相
当）、及び当該ロスストロークに要したプリチャージ総
時間ｔ（図５参照）を測定または演算により求める。次
いでステップ５２において、プリチャージ総時間ｔがロ
ックアップクラッチの締結ショックを生じない範囲内で
最短の目標プリチャージ時間ｔ（ｒｅｆ）以下か否かを
チェックし、ｔ≦ｔ（ｒｅｆ）なら本発明の目的にマッ
チした状態であるのでそのまま制御を終了して、初期圧
波形及び後期圧波形の波形バランスを変更せず、プリチ
ャージ波形を現状のままに保つ。

【００３２】ｔ≦ｔ（ｒｅｆ）でなければ、ステップ５
３において前記プリチャージ波形の積分値Ｓから初期圧
波形の積分値Ｄ０×ｔ０を減算し、後期圧波形の積分値
△Ｓを求める。そしてステップ５４でプリチャージ総時
間ｔをロックアップクラッチの締結ショックを生じない
範囲内で最短の目標プリチャージ時間ｔ（ｒｅｆ）にす
るための後期圧波形の初期値Ｄ１’を、Ｄ１’＝２×△
Ｓ／（ｔ（ｒｅｆ）−ｔ０）−Ｄ２により求め、このＤ
１’を次回の後期圧波形初期値Ｄ１にセットする。ここ
で、上式によりプリチャージ総時間ｔを目標プリチャー
ジ時間ｔ（ｒｅｆ）にするための後期圧波形の初期値Ｄ
１’が求め得る理由は、図５において△Ｓ＝（Ｄ１＋Ｄ
２）×ｔ１／２＝（Ｄ１＋Ｄ２）×（ｔ−ｔ０）／２で
あり、この式においてＤ１をＤ１’に、またｔをｔ（ｒ
ｅｆ）に夫々置換すると、△Ｓ＝（Ｄ１’＋Ｄ２）×
（ｔ（ｒｅｆ）−ｔ０）／２になることに由来する。

【００３３】しかして、上記のように学習制御したＤ１
には上限値Ｄ１ｍａｘを定め、これがためステップ５５
でＤ１＞Ｄ１ｍａｘと判定するときは、ステップ５６に
おいて、Ｄ１をこの上限値Ｄ１ｍａｘに制限すると共
に、これに対応させて初期圧波形の継続時間ｔ０をイン
クリメントして１段階だけ増大し、これを次回の制御に
用いる。更に、そしてステップ５５でＤ１≦Ｄ１ｍａｘ
と判定するとき、ステップ５７において目標プリチャー
ジ時間ｔ（ｒｅｆ）に対応した後期圧波形の勾配ｄＤ’
をｄＤ’＝（Ｄ２−Ｄ１）／（ｔ（ｒｅｆ）−ｔ０）に
より演算し、これを次回で用いる後期圧波形の勾配ｄＤ
にセットする。

【００３４】以上の学習制御により、Ｄ１，ｄＤ，ｔ０
が更新され、これに基づくロックアップクラッチ１３ｃ
の前記したプリチャージ制御によりこのロックアップク
ラッチは、プリチャージ総時間ｔがロックアップクラッ
チの締結ショックを生じない範囲内で最短の目標プリチ
ャージ時間ｔ（ｒｅｆ）となるような態様でロスストロ
ークを行い、その後の通常のトルクコンバータスリップ
制御に引き継がれる。

【００３５】図６はプリチャージ波形学習制御の他の例
を示し、本例ではステップ６１，６２を付加して、Ｄ２
＝Ｄ０の時は後期圧波形の勾配がなくなり上記の学習制
御が無意味であることから、ステップ６２において初期
圧波形の継続時間ｔ０をデクリメントにより１段階だけ
短くし、ロックアップクラッチの締結ショック対策を行
うこととする。

【００３６】図７は、プリチャージ波形学習制御の更に
他の例を示し、本例では変速機出力軸トルクＴｏのトル
ク変動に応じた制御７１〜８３を図４に付加したもので
ある。ステップ７１〜７３では、ロックアップクラッチ
１３ｃのプリチャージ開始からトルクコンバータ１３の
スリップが変化し始めるまでの変速機出力軸トルクＴｏ
の平均値Ｔａ１を測定し、トルクコンバータ１３のスリ
ップが変化し始めてからスリップ制御が安定するまでの
出力軸トルクＴｏの標準偏差Ｔｒ２を測定し、スリップ
制御が安定してから所定時間が経過するまでの出力軸ト
ルクＴｏの平均値Ｔａ３を測定する。これらは、トルク
コンバータ１３がロックアップクラッチ１３ｃの解放状
態から締結状態への状態変化によりコンバータ状態から
スリップ制御状態に変化する時の変速機出力軸トルクＴ
ｏの変化タイムチャート上に表すと、図８に示す如きも
のとなる。なお、この図においてＴａ２はトルクコンバ
ータのスリップが変化してからスリップ制御が安定する
迄の出力軸トルクＴｏの平均値を示す。

【００３７】図７の次のステップ５１は図４におけると
同様のもので、ここで、ロックアップクラッチ１３ｃが
ロスストロークを終了して締結を開始した瞬時のソレノ
イド弁駆動デューティ値Ｄ２（図５参照）、プリチャー
ジ制御中におけるデューティ値の積分値Ｓ（図５におけ
る初期圧波形の積分値Ｓ１及び後期圧波形の積分値△Ｓ
の和に相当）、及び当該ロスストロークに要したプリチ
ャージ総時間ｔ（図５参照）を測定または演算により求
める。次いでステップ７４において、｜Ｔｒ２｜／｜Ｔ
ａ１−Ｔａ３｜を演算し、これが設定値β以上か否かに
より出力軸トルク変動が大きいか否か、つまりロックア
ップクラッチ１３ｃの締結ショックを生じたか否かを判
定する。トルク変動が大きくなければ、ステップ５２〜
５７で図４につき前述したと同様のプリチャージ波形学
習制御を実行する。

【００３８】トルク変動が大きければ、先ずステップ７
５で後期圧波形の初期デューティ値Ｄ１をデクリメント
により１段階減ずる学習制御を行う。ステップ７６でこ
のデクリメントした初期デューティ値Ｄ１が最小値Ｄ１
ｍｉｎ以下と判別する場合や、このように初期デューテ
ィ値Ｄ１が最小値Ｄ１ｍｉｎ以下でなくともステップ７
８で初期圧波形の継続時間ｔ０が０以下と判別する場合
は、ステップ７９において目標プリチャージ時間ｔ（ｒ
ｅｆ）をインクリメントにより１段階増大し、プリチャ
ージ時間（ロスストローク時間）は長くなるがトルク変
動の低下を優先させた学習制御を行う。そしてステップ
８０で目標プリチャージ時間ｔ（ｒｅｆ）が許容上限値
ｔ_LM以下であると判別する正常状態なら、ステップ７７
で目標プリチャージ時間ｔ（ｒｅｆ）を達成するための
初期圧波形時間ｔ０’をｔ０’＝（（Ｄ１＋Ｄ２）×ｔ
（ｒｅｆ）−２×Ｓ）／（Ｄ１＋Ｄ２−２×Ｄ０）によ
り演算し、このｔ０’を次回に用いる初期圧波形時間ｔ
０にセットする。ここで、上式によりプリチャージ総時
間ｔを目標プリチャージ時間ｔ（ｒｅｆ）にするための
初期圧波形時間ｔ０’が求まる理由は、図５において△
Ｓ＝（Ｄ１＋Ｄ２）×ｔ１／２＝（Ｄ１＋Ｄ２）×（ｔ
−ｔ０）／２であり、この式においてｔをｔ（ｒｅｆ）
に、またｔ０をｔ０’に夫々置換すると、△Ｓ＝（Ｄ１
＋Ｄ２）×（ｔ（ｒｅｆ）−ｔ０’）／２になることに
由来する。

【００３９】次にステップ７８で上記ｔ０が０よりも大
きいと判別する時、ステップ８１において目標プリチャ
ージ時間ｔ（ｒｅｆ）に対応した後期圧波形の勾配ｄ
Ｄ’をｄＤ’＝（Ｄ２−Ｄ１）／（ｔ（ｒｅｆ）−ｔ
０）により演算し、これを次回で用いる後期圧波形の勾
配ｄＤにセットする。

【００４０】なお、ステップ８０で目標プリチャージ時
間ｔ（ｒｅｆ）が許容上限値ｔ_LMよりも大きいと判別す
る異常時は、ステップ８２，８３において異常信号を発
すると共に、Ｄ１＝Ｄｍｉｎ、ｔ０＝０、ｔ（ｒｅｆ）
＝ｔ_LM とする異常処理を行う。

【００４１】以上の学習制御により、トルク変動が小さ
い場合は図４につき前述したと同様に更新されたプリチ
ャージ波形に基づくロックアップクラッチ１３ｃのプリ
チャージによりこのロックアップクラッチは、プリチャ
ージ総時間ｔがロックアップクラッチの締結ショックを
生じない範囲内で最短の目標プリチャージ時間ｔ（ｒｅ
ｆ）となるような態様でロスストロークを行う。

【００４２】逆にトルク変動が大きな場合は、Ｄ１をデ
クリメントにより１段階小さくし、更に適宜ショック軽
減上必要に応じて延長した目標プリチャージ時間ｔ（ｒ
ｅｆ）を達成するよう初期圧波形時間ｔ０及び後期圧波
形の勾配ｄＤを変更するプリチャージ波形の学習制御に
より、ロックアップクラッチのロスストロークを変速機
出力軸トルク変動が減少する態様で、またプリチャージ
総時間ｔが目標プリチャージ時間ｔ（ｒｅｆ）となるよ
うな態様で行わせることができる。

【００４３】上記の実施例では、トルクコンバータのロ
ックアップクラッチをロスストロークさせるに当たって
本発明の着想を適用することとしたが、本発明はその他
種々の摩擦要素の締結制御にも同様の考え方により用い
ることができる。

【００４４】図９は、自動変速機の動力伝達不能な中立
レンジから走行レンジへのレンジ切り換え時に油圧作動
されて、自動変速機を中立状態から発進変速段に投入可
能な発進クラッチ２７の締結制御（ロスストローク制
御）に本発明を適用した例を示す。発進クラッチ２７は
室２７ａを有し、この室に作動圧Ｐｃｈを供給される時
ロスストロークを行い、しかる後に締結されてトルクコ
ンバータ１３から変速機入力軸１４へのエンジン動力を
後段に伝達し、上記発進変速段での発進を可能ならしめ
る。

【００４５】クラッチ２７の作動圧Ｐｃｈはライン圧Ｐ
_L を元圧としてデューティソレノイド弁２８により調圧
され、このデューティソレノイド弁はスプール２８ａを
具え、これをプランジャ２８ｂからの電磁力及び室２８
ｃ内におけ圧力とのバランスによりストローク制御す
る。ここで、プランジャ２８ｂの電磁力はソレノイド２
８ｄの駆動により生じさせ、該ソレノイドの駆動デュー
ティＤに比例して大きくなるものとする。一方、室２８
ｃには出力ポート２８ｅからクラッチ作動室２７ａに向
かう作動圧Ｐｃｈを導入し、これをプランジャ２８ｂの
電磁力と対向する向きに作用させる。プランジャ２８ｂ
の電磁力が室２８ｃの圧力Ｐｃｈに対して大きくなる
と、スプール２８ａは図示のバランス位置から図中左行
されて出力ポート２８ｅをライン圧Ｐ_Lが供給されてい
る入力ポート２８ｆに通じ、出力ポート２８ｅから発進
クラッチ２７へのクラッチ作動圧Ｐｃｈを上昇させる。
この圧力上昇はスプール２８ａを室２８ｃにおいて押し
戻し、クラッチ作動圧Ｐｃｈがプランジャ２８ｂの電磁
力に対応した値になる時スプール２８ａが図示の調圧位
置に戻されてクラッチ作動圧の上昇が中止される。逆
に、プランジャ２８ｂの電磁力が室２８ｃの圧力Ｐｃｈ
に対して小さくなると、スプール２８ａは図示のバラン
ス位置から図中右行されて出力ポート２８ｅをドレンポ
ート２８ｇに通じ、出力ポート２８ｅから発進クラッチ
２７へのクラッチ作動圧Ｐｃｈを低下させる。この圧力
低下はスプール２８ａをして後退させ、クラッチ作動圧
Ｐｃｈがプランジャ２８ｂの電磁力に対応した値になる
時スプール２８ａが図示の調圧位置に戻されてクラッチ
作動圧の低下が中止される。以上によりデューティソレ
ノイド弁２８はソレノイド２８ｄの駆動デューティＤに
応じて、デューティＤの増大につれ上昇するようクラッ
チ作動圧Ｐｃｈを調圧することができる。

【００４６】ソレノイド２８ｄの駆動デューティＤは図
２におけると同様なコントローラ２１でこれを決定し、
このためコントローラ２１には、変速機出力軸トルクＴ
ｏを検出する出力トルクセンサ２２からの信号、エンジ
ン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転センサ２３からの
信号、タービンランナ１３ｂの回転数Ｎｔを検出するタ
ービン回転センサ２４からの信号、及びエンジンスロッ
トル開度ＴＨを検出するスロットル開度センサ２５から
の信号を夫々入力する他、自動変速機の選択レンジを検
出するレンジセンサ２６からの信号、車速Ｖを検出する
車速センサ２９からの信号、並びにアクセルペダルの釈
放を検出してＯＮになるアイドルスイッチ３０からの信
号を入力する。コントローラ２１は電源＋Ｖにより作動
され、これら入力情報を基に図１０及び図１１の制御プ
ログラムを実行して本発明が狙いとする発進クラッチ２
７のプリチャージ制御及び通常の締結制御を行うものと
する。

【００４７】図１０においては、先ずステップ９１でス
ロットル開度ＴＨ、エンジン回転数Ｎｅ、タービン回転
数Ｎｔ及び変速機出力軸トルクＴｏ、選択レンジ信号、
アイドルスイッチ信号、車速Ｖを読み込む。次いでステ
ップ９２において、車速Ｖが０か否かにより停車中か走
行中かを判別する。走行中ならステップ９３でソレノイ
ド２８ｄへのデューティＤを１００％とし、これにより
クラッチ作動圧Ｐｃｈを元圧であるライン圧Ｐ_L と同じ
最高値として発進クラッチ２７を完全締結させ、通常走
行を可能にする。

【００４８】しかして停車中は、ステップ９４，９５で
アイドルスイッチ信号及び選択レンジ信号からアクセル
ペダルを操作している発進中か、発進意志のない中立レ
ンジ選択中か、走行レンジにしていてもアクセルペダル
を操作せず従って発進意志がない発進待機中かを判定す
る。発進中はステップ９６でソレノイド２８ｄへのデュ
ーティＤを徐々に増大させ、これによりクラッチ作動圧
Ｐｃｈを元圧であるライン圧Ｐ_L と同じ最高値まで漸増
させて発進クラッチ２７を徐々に締結させる発進制御を
行い、通常の発進を可能にする。また、中立レンジ選択
中はステップ９７の選択によりソレノイド２８ｄへのデ
ューティＤを０％とし、これによりクラッチ作動圧Ｐｃ
ｈを０にして発進クラッチ２７を解放させ、自動変速機
の動力伝達不能な中立状態を得る。

【００４９】走行レンジにしていてもアクセルペダルを
操作しない発進待機中は、以下の如くにして本発明によ
る発進クラッチ２７のプリチャージによるロスストロー
クを行わせる。即ち、先ずステップ９８でプリチャージ
中１にされる後述のプリチャージフラグＦｐが０か否
か、つまり現在プリチャージ中でないか否かをチェック
する。現在プリチャージ中でなければ、ステップ９９で
前回は中立レンジだったか否か、つまり中立レンジから
走行レンジへのレンジ切り換えか否かをチェックし、当
該レンジ切り換え時ならステップ１００，１０１でプリ
チャージフラグＦｐを１にセットすると共に、発進クラ
ッチ２７のロスストロークを行わせるためのプリチャー
ジを開始させる。

【００５０】このプリチャージは本発明の前記目的に照
らして、つまり発進クラッチ２７のロスストロークを締
結ショック（レンジ切り換えショック）が生じない範囲
内において最も短い時間で行わせるために、例えば図５
に示すようなプリチャージ波形（デューティソレノイド
弁２８へのデューティ出力波形）に沿って行わせる。こ
のプリチャージ波形は、上記のレンジ切り換え瞬時にデ
ューティソレノイド弁駆動デューティＤの初期値Ｄ０を
１００％にしてこのＤ＝Ｄ０＝１００％を所定時間ｔ０
だけ継続する発進クラッチ締結応答のための初期圧波形
と、その後発進クラッチ２７が締結開始する（この時の
デューティＤをＤ２で表す）迄のｔ１時間中ソレノイド
弁駆動デューティＤを所定値Ｄ１から所定の時間勾配ｄ
Ｄをもって増大させる発進クラッチ締結ショック対策の
ための後期圧波形とによって構成される。なお、発進ク
ラッチ２７の締結開始後はトルクコンバータ１３のスリ
ップ（クラッチ２７の伝達トルク）が自動変速機のクリ
ープ防止上好適な設定通りの値となるようクラッチ作動
圧Ｐｃｈをフィードバック制御（例えば周知のＰＩＤ制
御）することとし、ソレノイド弁駆動デューティＤもそ
れに対応した値となる。

【００５１】上記のようにして発進クラッチへのプリチ
ャージが開始され、このことを示すようにフラグＦｐが
１にセットされると、図１０のステップ９８はステップ
１０２を選択するようになり、ここでトルクコンバータ
１３のスリップ（Ｎｅ−Ｎｔ）が設定値△Ｎｓ以上か否
かを、つまり発進クラッチ２７がロスストロークを終了
して締結を開始したか否かを判定する。発進クラッチ２
７が締結を開始する迄の間はステップ１０３で上記発進
クラッチのプリチャージを継続させて引き続きこれをロ
スストロークさせる。

【００５２】このロスストローク後発進クラッチ２７が
締結を開始すると、ステップ１０４〜１０６においてこ
のことを示すようにプリチャージフラグＦｐを０にリセ
ットして上記のプリチャージを終了させ、プリチャージ
波形の学習制御を後述の如くに行う。

【００５３】ステップ１０４でのＦｐ＝０によりステッ
プ９８はステップ９９を選択するが、今回は中立レンジ
からのレンジ切り換えでないため、制御はステップ１０
７に至り、発進クラッチ２７は通常通り自動変速機のク
リープを生じない程度の半クラッチ状態となるよう作動
圧Ｐｃｈ（締結力）をデューティ値Ｄによりデューティ
ソレノイド弁２８を介してフィードバック（例えばＰＩ
Ｄ）制御される。

【００５４】図１０のステップ１０６におけるプリチャ
ージ波形（図５）の学習制御は例えば図１１に示す如き
ものとする。この学習制御は基本的に図７におけるもの
と同じで、ステップ７４におけるトルク変動設定値が制
御対象の変更に合わせてγに変更された点で違うのみで
あり、重複説明を避けたが本例でも前記実施例と同様の
作用効果を奏し得る。

【００５５】

【発明の効果】かくして本発明による流体作動式摩擦要
素の締結制御装置は請求項１に記載の如く、最高圧近辺
の高圧を所定時間摩擦要素に供給する初期圧波形及びそ
の後所定の時間勾配で変化するランプ制御圧を摩擦要素
に供給する後期圧波形の組合せになるプリチャージ波形
をもって摩擦要素のプリチャージを行い、このプリチャ
ージによる上記摩擦要素のロスストロークに要した総プ
リチャージ時間が目標プリチャージ時間を超えている場
合、この目標プリチャージ時間から初期圧波形の継続時
間を差し引いて求めた後期圧波形の目標継続時間で前記
後期圧波形の積分値を除算して得られる値の２倍値と、
後期圧波形の最終値との差値をもって、総プリチャージ
時間を上記目標プリチャージ時間に向かわせるための後
期圧波形の新たな初期値として上記のプリチャージ制御
に資する。

【００５６】よって上記摩擦要素のプリチャージが、総
プリチャージ時間を上記目標プリチャージ時間に向かわ
せるよう初期圧波形及び後期圧波形の波形バランスを修
正されたプリチャージ波形で行われることとなり、目標
プリチャージ時間の設定により例えば摩擦要素の締結シ
ョックを生じない範囲内でロスストローク時間を最大限
短くするような摩擦要素のプリチャージ制御さえ、条件
変化に左右されることなく常時確実に実現することがで
きる。

【００５７】なおプリチャージ波形の変更に際しては更
に、請求項２に記載のごとく、上記後期圧波形の新たな
初期値に上限値を定めると共に、該上限値を超える場
合、後期圧波形の初期値をこの上限値に制限したことに
対応させて初期圧波形の継続時間を増大させたり、更に
これに加え請求項３に記載のごとく、前記目標プリチャ
ージ時間から初期圧波形の継続時間を差し引いて求めた
後期圧波形の目標継続時間により後期圧波形の最終値お
よび初期値間の差値を除算して、前記総プリチャージ時
間を前記目標プリチャージ時間にするための前記ランプ
制御圧の時間勾配を求め、この時間勾配を後期圧波形の
新たな勾配とすれば、総プリチャージ時間を一層確実に
目標プリチャージ時間にすることができ、例えば摩擦要
素の締結ショックを生じない範囲内でロスストローク時
間を最大限短くするような摩擦要素のプリチャージ制御
を常時確実に実現するという上記の作用効果を更に確実
なものにすることができる。

【００５８】なお、本発明装置の制御対象たる流体作動
式摩擦要素としては、請求項４に記載の如く、自動変速
機におけるトルクコンバータのロックアップクラッチ
や、請求項５に記載の如く、自動変速機における発進用
のクラッチ等があり、これらクラッチに対して上記プリ
チャージ制御を行う場合、例えばロックアップの応答遅
れをショックが生じない範囲内で最も小さくしたり、中
立レンジから走行レンジへの切り換え時に中立状態から
発進変速段選択状態への切り換え応答遅れをショックが
生じない範囲内で最小にすることができ、自動変速機の
商品価値を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流体作動式摩擦要素の締結制御装
置を示す概念図である。

【図２】本発明装置の一実施例を示すシステム図であ
る。

【図３】同例装置のコントローラが実行する制御プログ
ラムのメインルーチンを示すフローチャートである。

【図４】同メインルーチン内のプリチャージ波形学習制
御プログラムを示すフローチャートである。

【図５】同例で用いるプリチャージ波形を例示したソレ
ノイド弁駆動デューティの時系列変化を示すタイムチャ
ートである。

【図６】プリチャージ波形学習制御プログラムの他の例
を示すフローチャートである。

【図７】プリチャージ波形学習制御プログラムの更に他
の例を示すフローチャートである。

【図８】トルクコンバータのロックアップクラッチが解
放状態から締結されるときの変速機出力軸トルク波形を
しめす線図である。

【図９】本発明装置の他の例を示すシステム図である。

【図１０】同例のコントローラが実行する制御プログラ
ムのメインルーチンを示すフローチャートである。

【図１１】同メインルーチン内のプリチャージ波形学習
制御プログラムを示すフローチャートである。

【符号の説明】

10 エンジン 13 トルクコンバータ 13c ロックアップクラッチ（流体作動式摩擦要素） 14 変速機入力軸 15 ポンプ 16 保圧弁 17 ロックアップ制御弁 19 デューティソレノイド弁 21 コントローラ 22 出力トルクセンサ 23 エンジン回転センサ 24 タービン回転センサ 25 スロットル開度センサ 26 レンジセンサ 27 発進クラッチ（流体作動式摩擦要素） 28 デューティソレノイド弁 29 車速センサ 30 アイドルスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 61/14 F16D 25/14 F16H 61/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧のプリチャージによりロスストロ
   ークを行い、更なる流体圧の供給により完全締結される
   流体作動式摩擦要素において、 最高圧近辺の高圧を所定時間前記摩擦要素に供給する初
   期圧波形、及びその後所定の時間勾配で変化するランプ
   制御圧を摩擦要素に供給する後期圧波形の組み合わせに
   なるプリチャージ波形をもって前記プリチャージを行う
   プリチャージ手段と、 前記摩擦要素のロスストロークに要した総プリチャージ
   時間が目標プリチャージ時間を超えている場合、前記目
   標プリチャージ時間から初期圧波形の継続時間を差し引
   いて求めた後期圧波形の目標継続時間で前記後期圧波形
   の積分値を除算して得られる値の２倍値と、後期圧波形
   の最終値との差値をもって、前記総プリチャージ時間を
   前記目標プリチャージ時間に向かわせるための後期圧波
   形の新たな初期値とするプリチャージ波形変更手段とを
   具備してなることを特徴とする流体作動式摩擦要素の締
   結制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記プリチャージ波
   形変更手段は、前記後期圧波形の新たな初期値に上限値
   を定めると共に、該上限値を超える場合、後期圧波形の
   初期値をこの上限値に制限したことに対応させて初期圧
   波形の継続時間を増大させるよう構成したことを特徴と
   する流体作動式摩擦要素の締結制御装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記プリチャージ波
   形変更手段は、前記目標プリチャージ時間から初期圧波
   形の継続時間を差し引いて求めた後期圧波形の目標継続
   時間により後期圧波形の最終値および初期値間の差値を
   除算して、前記総プリチャージ時間を前記目標プリチャ
   ージ時間にするための前記ランプ制御圧の時間勾配を求
   め、この時間勾配を後期圧波形の新たな勾配とするよう
   構成したことを特徴とする流体作動式摩擦要素の締結制
   御装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前
   記流体作動式摩擦要素が自動変速機におけるトルクコン
   バータのロックアップクラッチであることを特徴とする
   流体作動式摩擦要素の締結制御装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至３のいずれかにおいて、前
   記流体作動式摩擦要素が自動変速機における発進用クラ
   ッチであることを特徴とする流体作動式摩擦要素の締結
   制御装置。