JP2883418B2 - 流体継手の締結力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は流体継手の締結力制御装置に関する。

（従来技術） 特開昭57−33253号公報には、流体継手としてロック
アップクラッチが付設されたトルクコンバータが開示さ
れ、また上記ロックアップクラッチのスリップ量をフィ
ードバック制御するという技術が開示されている。

他方、減速時にエンジン回転数の急低下を回避すべ
く、エンジンと駆動輪との間に介設された流体継手の締
結力を高める方向に制御する、いわゆるスリップ制御が
知られている。特開昭61−99763号公報にはアクセルペ
ダル解放に基づいて、先ずフィードフォワード制御によ
ってロックアップクラッチの締結力を所定値まで高め、
その後フィードバック制御に切換える技術が開示されて
いる。

ところで、ロックアップクラッチは油圧の供給が行わ
れたときにその締結力が小さくされてコンバータ状態を
形成し、逆に油圧が排出されたときにその締結力が増大
されるのが一般的である。しかしながら、上記減速時の
スリップ制御を実行するにおいて、締結力を徐々に大き
くするにしても、油圧の排出は一般的にその抜けが悪
く、このため、減速スリップ状態が形成されるまでに時
間を要すという問題がある。

そこで、本発明の目的は、減速スリップ状態への移行
を応答性よく行えるようにした流体継手の締結力制御装
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、本発明はその第１の構成と
して次のようにしてある。すなわち、 エンジンと駆動輪との間に介設された流体継手の入力
要素と出力要素とを互いに相対回転可能な状態で締結可
能に構成されたロックアップクラッチと、 流体式アクチュエータを備え、該アクチュエータに供
給される作動圧に応じて前記ロックアップクラッチの締
結力を変更する調整手段と、 信号値に応じて前記作動圧を制御するソレノイドと、 車速を含む車両の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、 前記入力要素と出力要素との間のスリップ量を検出す
るスリップ量検出手段と、 あらかじめ運転状態に応じて設定されたロックアップ
クラッチ締結特性と、前記運転状態検出手段の検出結果
と、前記スリップ量検出手段の検出結果とに基づいて、
前記信号値を制御する制御手段と、 を備え、前記制御手段は、運転状態がロックアップクラ
ッチのコンバータ領域から所定の目標スリップ量をもつ
あらかじめ設定されたスリップ領域へ移行したことを検
出したとき、前記ロックアップクラッチの締結力を増大
させる方向に、前記信号値を前記目標スリップ量に関係
のない第１所定量づつ変化させるフィードフォワード制
御を行い、該フィードフォワード制御に引き続き、前記
スリップ量検出手段で検出されたスリップ量が前記目標
スリップ量に近付くように前記信号値を変更するフィー
ドバック制御を行い、 前記制御手段はさらに、前記運転状態の移行を検出し
たとき、前記フィードフォワード制御の実行に先立っ
て、前記信号値を、前記ロックアップクラッチの締結力
を増大させる方向に、前記第１所定量よりも前記作動圧
の変化量が大きくかつ前記目標スリップ量とは関係のな
い第２所定量だけ変化させ、しかも該第２所定量が車速
が小さいほど締結力が大きくなる値に設定される、 ような構成としてある。上記構成を前提として、運転状
態が減速状態となったとき、エンジンに対する燃料の供
給を中止する燃料カット手段を備えたものとすることが
できる。

前記目的を達成するため、本発明はその第２の構成と
して次のようにしてある。すなわち、 エンジンと駆動輪との間に介設された流体継手の入力
要素と出力要素とを互いに相対回転可能な状態で締結可
能に構成されたロックアップクラッチと、 流体式アクチュエータを備え、該アクチュエータに供
給される作動圧に応じて前記ロックアップクラッチの締
結力を変更する調整手段と、 信号値に応じて前記作動圧を制御するソレノイドと、 車速を含む車両の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、 前記入力要素と出力要素との間のスリップ量を検出す
るスリップ量検出手段と、 あらかじめ運転状態に応じて設定されたロックアップ
クラッチ締結特性と、前記運転状態検出手段の検出結果
と、前記スリップ量検出手段の検出結果とに基づいて、
前記信号値を制御する制御手段と、 を備え、前記制御手段は、運転状態がロックアップクラ
ッチのコンバータ領域から所定の目標スリップ量をもつ
あらかじめ設定されたスリップ領域へ移行したことを検
出したとき、前記ロックアップクラッチの締結力を増大
させる方向に、前記信号値を前記目標スリップ量に関係
のない第１所定量づつ変化させるフィードフォワード制
御を行い、該フィードフォワード制御に引き続き、前記
スリップ量検出手段で検出されたスリップ量が前記目標
スリップ量に近付くように前記信号値を変更するフィー
ドバック制御を行い、 前記制御手段はさらに、前記運転状態の移行を検出し
たとき、前記フィードフォワード制御の実行に先立っ
て、前記信号値を、前記ロックアップクラッチの締結力
を増大させる方向に、前記第１所定量よりも前記作動圧
の変化量が大きくかつ前記目標スリップ量とは関係のな
い第２所定量だけ変化させ、しかも該第２所定量が前記
スリップ量検出手段で検出されたスリップ量が大きいほ
ど締結力が大きくなる値に設定される、 ような構成としてある。

（発明の効果） 請求項１によれば、第１所定量に対応した大きさずつ
締結力を増大させるフィードフォワード制御に先立って
つまりスリップ領域への移行直後に、締結力を上記第１
所定量よりもを大きく増大させる第２所定量を用いた過
渡制御が加えられるため、スリップ領域への移行直後か
らスリップ状態を形成することが可能となり、スリップ
状態への移行を応答よく行うことができる。そして、上
記第２所定量は、車速が小さいときには締結力が大きな
ものとなるように設定されるため、流体継手は素早くそ
の締結力が増大されたスリップ状態を形成することがで
き、これにより減速時の急激なるエンジン回転数の低下
を防止することができ、逆に上記第２所定量は車速が大
きいときには小さなものとされるため、流体継手は相対
的にゆっくりとスリップ状態を形成することができ、こ
れにより流体継手の締結ショックの発生を防止すること
ができる。

請求項２によれば、燃費向上の上で好ましいものとな
る。

請求項３によれば、請求項１に対応した効果とほぼ同
様の効果を得つつ、第２所定量をスリップ量が大きいほ
ど締結力が大きくなるように設定することによって、そ
の後応答よく目標スリップ量に収束させる上で好ましい
ものとなる。

（実施例） 以下に、本発明の実施を添付した図面に基づき手説明
する。

第２図において、１は４サイクル往復動型とされたオ
ットー式のエンジン本体で、このエンジン本体１は、既
知のように、シリンダ2aを備えたシリンダブロック２を
有し、このシリンダ2a内に嵌挿されたピストン３と、シ
リンダヘッド４とによって燃焼室５が画成されている。
この燃焼室５には、点火プラグ（図示省略）が配置され
ると共に、吸気ポート６、排気ポート７が開口され、こ
の各ポート６、７は吸気弁８あるいは排気弁９により、
エンジン出力軸と同期して周知のタイミングで開閉され
る。

上記吸気ポート６に連なる吸気通路10には、その上流
側から下流側へ順次、エアクリーナ11、吸入空気量を検
出するエアフロメータ12、スロットル弁13、サージタン
ク14、燃料噴射弁15が配設されている。また、前記排気
ポート７に連なる排気通路20には、その上流側から下流
側へ順次、空燃比センサ21、排気ガス浄化装置としての
三元触媒22が配置されている。

上記エンジン本体１（燃料噴射弁15）に対する燃料供
給制御は、第３図に示すように、予め設定された燃料カ
ット領域において、減速運転状態での燃料供給量を零と
する、いわゆる燃料カットが行なわれるようになってい
る（コントロールユニット30による燃料カット制御）。
この燃料カット制御の具体的な内容は従来から既知であ
るのでこれ以上の説明は省略する。尚、第２図中、符号
31はスロットル弁13の開度、すなわちエンジンに対する
要求負荷を検出するセンサであり、また符号32はデスト
リビュータ16に付設されてクランク角すなわちエンジン
回転数を検出するセンサであり、33はスロットル弁13の
全開状態を検出するセンサである。

上記エンジン本体１は、図示を省略した多段変速機構
を備えた自動変速機を介して、駆動輪と連結され、この
エンジン本体１と自動変速機との間には第４図に示すト
ルクコンバータ40が介装されている。

同図において、トルクコンバータ40は、エンジン出力
軸1aに結合されたフロントカバー41およびケース42内の
一側部に固設されて、エンジン出力軸1aと一体回転する
ポンプ43と、該ポンプ43と対向するように上述のフロン
トカバー41およびケース42内の他側部に回転自在に配設
されて、ポンプ43の回転により作動油を介して回転駆動
されるタービン44と、ポンプ43とタービン44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なうステータ
45と、上述のタービン44とフロントカバー41との間に介
設されたロックアップクラッチ46とを有する。該ロック
アップクラッチ46は、タービンシャフト47に連結され、
フロントカバー41に対して締結されたときに、エンジン
出力軸1aとタービンシャフト47とを直結する（ロックア
ップ態様）。

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主ライン50により、ロックアップ
バルブ51およびコンバータライン52を介して作動油がタ
ービン側のリヤ室52に導入され、この作動油の圧力によ
って上述のロックアップクラッチ46が常時締結方向に付
勢されると共に、該ロックアップクラッチ46とフロント
カバー41との間のフロント室53には、上述のロックアッ
プバルブ51から導かれたロックアップ解放ライン54が接
続され、このロックアップ解放ライン54から上述のフロ
ント室53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46が解放される（コンバータ態様）。さら
に、このトルクコンバータ40には保圧弁55を介してオイ
ルクーラー56に作動油を送り出すコンバータアウトライ
ン57が接続されている。

一方、上述のロックアップバルブ51は、スプール58
と、このスプール58を図面上、右方へ付勢するスプリン
グ59とを備え、上述のロックアップ解放ライン54が接続
されたポート60の両側に、前述の主ライン50が接続され
た調圧ポート61とドレンポート62とが設けられている。
また、上述のロックアップバルブ51の図面上、右側の端
部には、スプール58にパイロット圧を作用させるパイロ
ットライン63が接続され、このパイロットライン63から
分岐されたドレンライン64とタンク65との間にはデュー
ティソレノイド弁66が設置されている。このデューティ
ソレノイド弁66は、制御信号により所定のデューティ比
でON、OFFを繰り返してドレンライン64を極く短い周期
で開閉することにより、パイロットライン63内のパイロ
ット圧を上述のデューティ比に対応する値に調整する。

そして、このパイロット圧が上述のロックアップバル
ブ51のスプール58に対して、スプリング59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58にはスプ
リング59の付勢力と同方向にロックアップ解放ライン54
内の解放圧が作用し、これらの油圧ないし付勢力の力関
係によってスプール58が移動して、上述のロックアップ
解放ライン54が主ライン50（調圧ポート61）又はドレン
ポート62に連通され、これにより、ロックアップ解放圧
が上述のパイロット圧、すなわちデューティソレノイド
弁26のデューティ比に対応する値に制御される。

ここで、デューティ比（ON、OFF1サイクル中のON時間
比率）が０％のときにパイロットライン63からのドレン
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46が完全に解放
（OFF）され（コンバータ態様）、またデューティ比が1
00％のときに上述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46が完全に締結（ON）される（ロックアップ
態様）。そして、このデューティ比の中間の領域でロッ
クアップクラッチ46がスリップ状態とされ、この領域で
該ロックアップクラッチ46のスリップ量が上述のデュー
ティ率に応じて制御される（スリップ制御態様）。

第５図は上記コントロールユニット30の詳細を示し、
CPU50には、インヒビタスイッチ51からの変速段信号、
車速センサ52からの車速信号、フューエルカット復帰回
転スイッチ53からのON、OFF信号、アイドルスイッチ54
からのON、OFF信号、前記スロットルセンサ31からのス
ロットル開度信号、前記エンジン回転数センサ32からの
エンジン回転数信号（ポンプ回転数信号でもある）、タ
ービンセンサ55からのタービン回転数信号、前記全閉ス
イッチ33からのスロットル全閉信号等が入力される。CP
U50はこれら信号に基づいてROM51に格納したプログラム
に従ってデューティソレノイド弁66、燃料噴射弁15を駆
動制御し、またRAM52は第３図に示すマップ、後述する
速度比ｅの設定値データなどの必要なデータを記憶す
る。

上記コントロールユニット30は、第６図に示すマップ
に基づいて減速時のスリップ制御、つまり上記ロックア
ップクラッチ46のスリップ制御が行われ、また、第３図
に示すマップに基づいて燃料カット制御が行なわれる。
ここに、これら制御の概要を説明すると、先ず、運転状
態が第６図に示す減速スリップ制御領域へ移行したと判
別されたときには、第１図に示すように、前記ソレノイ
ド弁66に対して大きな初期デューティ比Diが所定時間与
えられ、その後小さなデューティ比からフィードフォワ
ード制御の下で段階的に上昇される。すなわち、コンバ
ータ状態から減速スリップ領域へ移行したときには、そ
の直後にロックアップバルブ51のドレンポート62が所定
時間だけ大きく開かれ、その後、当該ドレンポート62は
小さな開度から徐々に開かれるようになっている。これ
により、フロント室53内の油圧は、上記初期デューティ
比Diの付与により、その抜けが促進されて、すみやかに
ドレンされることになる。ここに、上記初期デューティ
比Diは車速に応じた値が設定されるようになっている
（第７図参照）。

以上のことを前提として、具体的制御の一例を第９図
に示すフローチャートに基づいて説明する。

先ず、ステップS1において、エンジン回転数の入力を
行なった後、ステップS2で現在の運転状態が減速スリッ
プ領域（第６図参照）にあるか否かを判別し、NOのとき
には、定常スリップ領域等にあるとして、ステップS3へ
進んで図示を省略したマップに基づいてロックアップク
ラッチ46の締結力が制御される。

上記ステップS2においてYESと判定されたときには、
ステップS4へ進み、前回コンバータ状態であった否かの
判別が行われて、YESのときにはコンバータ状態から減
速スリップ領域へ移行したとして、ステップS5におい
て、初期デューティ比Diの設定が行なわれる。この初期
デューティ比Diの設定は、第10図に示すように、先ず、
ステップS6において、第７図に示すマップに基づき車速
に応じた初期デューティ比Diが求められる。ここに第７
図に示すマップから明らかなように、初期デューティ比
Diは、車速が大きくなるに従って小さな値が設定される
ようになっている。次のステップS7で速度比ｅの検出が
行なわれる。ここに、速度比ｅは下記の式で定義され
る。

次のステップS8では、第８図に示すマップに基づき上
記速度比ｅに応じた補正係数ｋが求められる。ここに第
８図に示すマップから明らかなように、補正係数ｋは、
速度比が大きくなるに従って小さな値が設定されるよう
になっている。そして、次のステップS9において、下記
の式に基づいて最終初期デューティ比Diが設定される。
すなわち、ソレノイド弁26に向けて最終初期デューティ
信号が出力される。

Di＝Di×ｋ そして、この初期デューティ比Diは所定時間維持され
る（ステップS10）。そして、この所定時間が経過した
後には、ステップS11に進んでデューティ比が小さな値D
1（第１図参照）へ戻され、この小さなデューティ比D₁
から段階的に大きな値へとフィードフォワード制御（F/
F制御）される。

その後ステップS12において、エンジン回転数とター
ビン回転数とが等しくなったか否か、つまり両回転数の
速度差が零となったか否かを判別し、YESのときには、
ステップS13に進んで燃料カット制御信号（ON信号）が
出力され、燃料カット制御が実行される。上記ステップ
S11におけるフィードフォワード制御はトルクコンバー
タ40が目標スリップ量となるまで継続され、目標スリッ
プ量となったときには、ステップS14からステップS15へ
進んでフィードバック制御（F/B制御）の下でスリップ
制御が行なわれる。尚、上記の制御において、ステップ
S12で速度差が零となったことを条件として、燃料カッ
ト制御を開始するようにしたが、この速度差＝０の代り
に所定時間であってもよい。すなわち、F/F制御を所定
時間に行ない、この所定時間が経過したときには一率に
燃料カット制御を行なうようにしてもよい。

以上の構成において、本実施例においては、その減速
スリップ制御領域（第６図参照）が全ての減速状態を含
むように形成されているため、燃料カットの制御を安定
的に行うことができ、燃費の向上を図ることが可能とな
る。すなわち、上記のスリップ制御によって減速時のエ
ンジン回転数の急激な落ち込みを回避することが可能と
なり、このエンジン回転数の落ち込みに伴う燃料復帰
（リカバリ）を防止することができる。加えて、大きな
初期デューティ比Diによってフロント室53からの油圧の
排出が円滑に行われることとなり、コンバータ状態から
減速スリップ状態を応答性よく形成すること、つまり早
期に所望以上の締結力を確保することが可能となり、早
期に燃料カット制御を開始したとしても、エンジン回転
数の落ち込みによって直ちに燃料復帰が行われるという
事態の発生を回避することができ、この面からも燃費の
向上を図ることができる。また、上記の初期デューティ
比Diは車速に応じて変更され、駆動輪側からトルクコン
バータへ逆流する逆流トルクが小さい低車速では相対的
に大きく、他方高車速では相対的に小さくされるため、
低車速でのエンジン回転数の急激なる落ち込み防止を図
りつつ高車速でのショック発生を回避することが可能と
なる。この効果は、初期デューティ比Diが速度比ｅによ
って補正されるため、一層確実なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例の制御内容を時間の経過と
ともに表わすタイミングチャート、 第２図はエンジン本体の全体系統図、 第３図は減速時の燃料カット領域を表わす図、 第４図はロックアップ機構が付設されたトルクコンバー
タとその油圧制御回路の一部を示す断面図、 第５図は制御ユニットの詳細図、 第６図は減速スリップ制御領域を表わす図、 第７図は減速スリップ制御に用いられる初期デューティ
比Diのマップ、 第10図は初期デューティ比に対する補正係数ｋのマッ
プ、 第８図、第９図は本発明に係る制御の一例を示すフロー
チャート。 1:エンジン本体 40:トルクコンバータ 46:ロックアップクラッチ 51:ロックアップバルブ 54:ロックアップ解放ライン 63:パイロットライン 64:ドレンライン 66:デューティソレノイド弁 Di:初期デューティ比 k:補正係数

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンと駆動輪との間に介設された流体
   継手の入力要素と出力要素とを互いに相対回転可能な状
   態で締結可能に構成されたロックアップクラッチと、 流体式アクチュエータを備え、該アクチュエータに供給
   される作動圧に応じて前記ロックアップクラッチの締結
   力を変更する調整手段と、 信号値に応じて前記作動圧を制御するソレノイドと、 車速を含む車両の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記入力要素と出力要素との間のスリップ量を検出する
   スリップ量検出手段と、 あらかじめ運転状態に応じて設定されたロックアップク
   ラッチ締結特性と、前記運転状態検出手段の検出結果
   と、前記スリップ量検出手段の検出結果とに基づいて、
   前記信号値を制御する制御手段と、 を備え、前記制御手段は、運転状態がロックアップクラ
   ッチのコンバータ領域から所定の目標スリップ量をもつ
   あらかじめ設定されたスリップ領域へ移行したことを検
   出したとき、前記ロックアップクラッチの締結力を増大
   させる方向に、前記信号値を前記目標スリップ量に関係
   のない第１所定量づつ変化させるフィードフォワード制
   御を行い、該フィードフォワード制御に引き続き、前記
   スリップ量検出手段で検出されたスリップ量が前記目標
   スリップ量に近付くように前記信号値を変更するフィー
   ドバック制御を行い、 前記制御手段はさらに、前記運転状態の移行を検出した
   とき、前記フィードフォワード制御の実行に先立って、
   前記信号値を、前記ロックアップクラッチの締結力を増
   大させる方向に、前記第１所定量よりも前記作動圧の変
   化量が大きくかつ前記目標スリップ量とは関係のない第
   ２所定量だけ変化させ、しかも該第２所定量が車速が小
   さいほど締結力が大きくなる値に設定される、 ことを特徴とする流体継手の締結力制御装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 運転状態が減速状態となったとき、エンジンに対する燃
   料の供給を中止する燃料カット手段を備えている、こと
   を特徴とする流体継手の締結力制御装置。
3. 【請求項３】エンジンと駆動輪との間に介設された流体
   継手の入力要素と出力要素とを互いに相対回転可能な状
   態で締結可能に構成されたロックアップクラッチと、 流体式アクチュエータを備え、該アクチュエータに供給
   される作動圧に応じて前記ロックアップクラッチの締結
   力を変更する調整手段と、 信号値に応じて前記作動圧を制御するソレノイドと、 車速を含む車両の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記入力要素と出力要素との間のスリップ量を検出する
   スリップ量検出手段と、 あらかじめ運転状態に応じて設定されたロックアップク
   ラッチ締結特性と、前記運転状態検出手段の検出結果
   と、前記スリップ量検出手段の検出結果とに基づいて、
   前記信号値を制御する制御手段と、 を備え、前記制御手段は、運転状態がロックアップクラ
   ッチのコンバータ領域から所定の目標スリップ量をもつ
   あらかじめ設定されたスリップ領域へ移行したことを検
   出したとき、前記ロックアップクラッチの締結力を増大
   させる方向に、前記信号値を前記目標スリップ量に関係
   のない第１所定量づつ変化させるフィードフォワード制
   御を行い、該フィードフォワード制御に引き続き、前記
   スリップ量検出手段で検出されたスリップ量が前記目標
   スリップ量に近付くように前記信号値を変更するフィー
   ドバック制御を行い、 前記制御手段はさらに、前記運転状態の移行を検出した
   とき、前記フィードフォワード制御の実行に先立って、
   前記信号値を、前記ロックアップクラッチの締結力を増
   大させる方向に、前記第１所定量よりも前記作動圧の変
   化量が大きくかつ前記目標スリップ量とは関係のない第
   ２所定量だけ変化させ、しかも該第２所定量が前記スリ
   ップ量検出手段で検出されたスリップ量が大きいほど締
   結力が大きくなる値に設定される、 ことを特徴とする流体継手の締結力制御装置。