JP3585207B2 - ロックアップクラッチの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータに用いられるロックアップクラッチの制御装置に関し、特に、変速機構として無段変速機構を有した自動変速機に用いられるトルクコンバータのロックアップクラッチに適した制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機を含む自動変速機において、エンジンと変速機構との間にトルクコンバータを配設した構成の自動変速機が従来から知られている。また、このようなトルクコンバータにこれをバイパスしてトルク伝達が可能なロックアップクラッチを設けることも良く知られている。ロックアップクラッチを係合させた状態では、エンジントルクはトルクコンバータをバイパスし、全てロックアップクラッチを介して伝達されるため、トルクコンバータによる動力伝達ロスが無くなり、動力伝達効率を向上させ、燃費を向上させることができる。このようなことから、このようなロックアップクラッチの係合制御については、従来から種々提案されており、一例を挙げれば、特開平８−２９６７３４号公報等に開示の制御装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、車両の発進時等において、あまりに早くロックアップクラッチを係合させると、トルクコンバータによるトルク増幅作用が活用できず、発進性能が低下したり、係合ショックが発生したりするという問題がある。なお、無段変速機構を有した自動変速機の場合には、変速比を連続的に且つスムーズに変化させることができるため、トルクコンバータのトルク増幅作用を活用すべき領域は小さくてよく、燃費の観点からロックアップクラッチは発進後できるだけ速やかに係合させる制御を行うことが好ましい。但し、この場合にも、係合によるショックが発生するのは避けなければならない。
【０００４】
このようなことから、特に、無段変速機を有した自動変速機において、発進時におけるロックアップクラッチの的確な制御が求められている。ここで、ロックアップの制御を、例えば、入出力回転等に基づいてロックアップ係合油圧をフィードバック制御することも考えられるが、ロックアップクラッチの油圧ピストン室のボリュームが大きいことなどから、その係合油圧制御に対するフィードバック応答遅れが生じ、回転ハンチングが発生し、係合ショックが発生しやすいという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、車両発進時におけるロックアップクラッチの係合制御を的確に行って、ショックの無いスムーズな発進が可能であり、且つロックアップクラッチを比較的早期に係合させて燃費向上が可能であるロックアップクラッチの制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成ため、本発明においては、原動機（エンジン）の出力トルクのうち、ロックアップクラッチを介して伝達させるべき目標ロックアップクラッチトルクを求める目標ロックアップクラッチトルク演算手段と、ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクが目標ロックアップクラッチトルクとなるようにロックアップクラッチに供給する係合油圧を制御する係合油圧制御手段とを備えてロックアップクラッチの制御装置が構成される。そして、目標ロックアップクラッチトルク演算手段は、原動機のスロットル開度が大きいほど小さくなるように予め設定されたロックアップトルク比率を、原動機の出力トルクに乗じて目標ロックアップクラッチトルクを演算し、係合油圧制御手段は、車両発進時において、車速が制御開始判断車速を越えたときから、トルクコンバータの入出力回転速度比がトルクコンバータのトルク比に基づいて定められる所定の移行判断回転速度比（例えば、トルク増幅作用がほとんど得られないトルク比（トルク比＝１．０〜１．３程度）となる速度比）となるまで、ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクが目標ロックアップクラッチトルクとなるように係合油圧を制御する制御を行う。
【０００７】
この制御の場合には、エンジンスロットル開度に対応して目標ロックアップクラッチトルクを設定し、この目標ロックアップクラッチトルクが得られるようにロックアップクラッチの係合油圧をフィードフォワード制御（もしくはオープン制御）するものであるため、従来行われていたフィードバック制御におけるような応答遅れの問題はなく、的確な制御が可能である。
【０００８】
さらに、この制御を行うときに、目標ロックアップクラッチトルクは、エンジンスロットル開度に対応して設定されるため、スロットル開度に応じて適切な制御が可能である。具体的には、例えば、スロットルが低開度の状態で車両を発進するような場合には、燃費を重視してできるだけ早くロックアップクラッチを係合させる（但し、あまり急激すぎてショックが出るようなことは避ける）制御を行い、スロットルが高開度の状態で車両を発進するような場合には、駆動力を重視するためにロックアップクラッチの係合を遅らせ、トルクコンバータのトルク増幅作用を利用するような制御を行うことが可能である。
【０００９】
なお、係合油圧制御手段により制御される係合油圧を、油温が低いときに油温が高いときより小さくするように、油温に応じて補正するのが好ましい。これは、油温が低いときにはオイルの粘性が高く、ロックアップクラッチの係合時にショックが出やすいため、これを緩やかに係合させる。
【００１０】
また、トルクコンバータの入出力回転速度比が移行判断回転速度比となった後においては、係合油圧制御手段は、車速の増加に応じて係合油圧を増大し、車速の減少に応じて係合油圧を低下させる制御を行うようにするのが好ましい。この移行判断回転速度比はトルクコンバータのトルク比増幅作用がほとんど得られないトルク比であり（例えば、トルク比＝１．０〜１．３となる速度比）であり、これ以上の速度比ではトルクコンバータによるトルク増幅作用は得られない。このため、移行判断回転速度比となった後は、車速が増加しているときには燃費を重視してロックアップクラッチは係合側に制御し、一方、車速が低下しているときは登坂時等であると考えられるので、駆動力を重視してロックアップクラッチを解放する側に制御を行うものである。
【００１１】
さらに、係合油圧制御手段は、車速が制御開始判断車速を越えたときから予め設定された初期設定時間の間、車速に応じて予め設定された初期係合油圧となるように制御するのが好ましい。これは、ロックアップクラッチの係合制御開始時にショックが発生するのをさけるため、係合制御開始時にはショックの出ない小さな油圧、すなわち、初期係合油圧を設定する。なお、このように初期設定時間の間において初期係合油圧を設定した後は、この初期係合油圧を目標ロックアップクラッチトルクが得られる係合油圧まで急激に増加させるのではなく、徐々に増加させる制御を行って、ショックのないスムーズな係合制御を行うのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、図２および図３に本発明が適用される無段変速機構を備えた自動変速機の構成を示しており、この自動変速機におけるトルクコンバータ５内に本発明の制御対象となるロックアップクラッチＬＣが配設されている。
【００１３】
この自動変速機は、ハウジング１内にベルト式無段変速機構を有して構成されている。このハウジング１は、左端にエンジンフライホイールハウジングとの接合面２を有しており、この接合面２がエンジンフライホイールに接合されるように変速機がエンジンに取り付けられる。このとき、エンジン出力シャフトＥｓと同軸上に第１軸Ｓ１が位置する。なお、以下の説明においては、変速機の回転シャフト、ギヤ等の各回転中心軸を第１軸Ｓ１〜第４軸Ｓ４として示すが、これは中心軸線を意味する。
【００１４】
このベルト式無段変速機においては、ハウジング１内における第１軸Ｓ１上にトルクコンバータ５（インペラ５ａ、タービン５ｂおよびステータ５ｃからなる）および前後進切換機構４を並列に有する。エンジン出力シャフトＥｓはトルクコンバータ５のインペラ５ａに接続され、トルクコンバータ５のタービン５ｂはタービンシャフト６（これは前後進切換機構４の入力シャフトでもある）と繋がる。さらに、このトルクコンバータ５は、エンジン出力シャフトＥｓとタービン５ｂとを直接接続（すなわち、トルクコンバータによる動力伝達部を迂回して接続）可能なロックアップクラッチＬＣを有する。
【００１５】
前後進切換機構４は図１に詳しく示すように、ダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ列を有し、そのサンギヤ１３はタービンシャフト６（前後進切換機構の入力シャフト）に結合されるとともにクラッチインナ８に結合され、キャリヤ１６はクラッチアウタ７を経て第１シャフト２３（前後進切換機構の出力シャフト）に結合される。リングギヤ１７はタービンシャフト６に相対回転自在に内周を支持されるとともに、後進ブレーキ１２により、ブレーキケーシング３へ固定保持可能である。アウタピニオンギヤ１４とインナピニオンギヤ１５は互いに噛合するとともに、アウタピニオンギヤ１４はリングギヤ１７の内周に噛合し、インナピニオンギヤ１５はサンギヤ１３の外周に噛合する。そして前進クラッチ１１および後進ブレーキ１２を選択的に作動させて、タービンシャフト６に対して第１シャフト２３を正転もしくは逆転させることが可能となっている。
【００１６】
第１シャフト２３には、これと一体に形成された固定プーリ半体２１ａと、これに対向するとともに第１シャフト２３上を軸方向に移動自在に配設された可動プーリ半体２１ｂとからなるドライブプーリ２１が配設されている。第１軸Ｓ１から所定距離だけ離れて平行に延びる第２軸Ｓ２上には回転自在に第２シャフト２７が配設されており、この第２シャフト２７と一体に形成された固定プーリ半体２５ａと、これに対向するとともに第２シャフト２７上を軸方向に移動自在に配設された可動プーリ半体２５ｂとからドリブンプーリ２５が構成されている。
【００１７】
ドライブプーリ２１とドリブンプーリ２５とに金属Ｖベルト２４が巻き掛けられてベルト式動力伝達装置が構成されており、ドライブプーリ２１の回転が金属Ｖベルト２４を介してドリブンプーリ２５に伝達される。このとき、両プーリ２１，２５の可動プーリ２１ａ，２５ａを移動させてプーリ幅を調整することにより、両プーリ２１，２５におけるベルトの巻き掛け半径を任意に調整することができ、両プーリ２１，２５間での減速比を無段階に調整することができる。このようなプーリ幅調整のため（すなわち、可動プーリ２１ａ，２５ａの移動量調整のため）、ドライブ側油圧シリンダ２２およびドリブン側油圧シリンダ２６が設けられている。
【００１８】
ドリブンプーリ２５の左側（エンジン側）には第１ギヤ３１が第２シャフト２７に結合して配設されている。第２軸Ｓ２から所定距離離れて平行に延びる第３軸Ｓ３上には第３シャフト３４が回転自在に配設され、第３シャフト３４には第２ギヤ３２および第３ギヤ３３が一体に形成されている。第１ギヤ３１は第２ギヤ３２と噛合する。また、第３軸Ｓ３から所定距離離れて平行に延びる第４軸Ｓ４上にはディファレンシャル機構３６が配設されており、このディファレンシャル機構３６に結合配設された第４ギヤ３５が第３ギヤ３３と噛合する。このように、第１〜第４ギヤ３１，３２，３３，３５により動力伝達ギヤ列３０が構成されており、ドリブンプーリ２５の回転は動力伝達ギヤ列３０を介してディファレンシャル機構３６に伝達される。ディファレンシャル機構３６には左右のアクスルシャフト３７，３８が繋がっており、ディファレンシャル機構３６に伝達された動力はここで分割されて左右のアクスルシャフト３７，３８を介して左右の車輪（図示せず）に伝達される。
【００１９】
以上の構成の自動変速機におけるトルクコンバータ５およびそのロックアップクラッチＬＣの制御装置について、図１を参照して説明する。まず、ロックアップクラッチＬＣは、トルクコンバータ５内に配設されたクラッチプレート５１を有し、このクラッチプレート５１がトルクコンバータハウジング５２と当接係合することにより、トルクコンバータをバイパスするトルク伝達が行われるようになっている。クラッチプレート５１はトルクコンバータ内部空間を、コンバータ機構（インペラ５ａ、タービン５ｂおよびステータ５ｃ）側となるコンバータ側空間５ｅと、クラッチプレート５１が対向するクラッチ側空間５ｄとに分割するように配設されている。
【００２０】
クラッチプレート５１とハウジング５２との係合は、クラッチ側空間５ｄとコンバータ側空間５ｅとの油圧差に応じて制御され、これら空間５ｄ，５ｅに繋がる油路５３，５４，５５へ供給する油圧を図１に示す制御装置により制御して、ロックアップクラッチＬＣの係合制御が行われる。この制御装置は、油圧ポンプＰからの吐出油をレギュレータバルブ６０により調圧して得られたライン圧ＰＬのロックアップクラッチＬＣへの供給を、オン・オフソレノイドバルブ６１、リニアソレノイドバルブ６２、ロックアップタイミングバルブ６３、ロックアップコントロールバルブ６４およびロックアップシフトバルブ６５により制御するように構成される。
【００２１】
この制御装置において、オン・オフソレノイドバルブ６１およびリニアソレノイドバルブ６２がともにオフの場合には、ロックアップシフトバルブ６５のスプールが図示の位置にあり、レギュレータバルブ６０から油路７１に供給されるライン圧ＰＬがロックアップシフトバルブ６５を介して油路５３に供給される。図示のように油路５３はクラッチ側空間５ｄに繋がり、クラッチ側空間５ｄにライン圧ＰＬが供給され、クラッチプレート５１はハウジング５２から離れて、ロックアップクラッチはオフ状態となる。
【００２２】
次に、この状態からオン・オフソレノイドバルブ６１をオンにすると、ロックアップシフトバルブ６５の左端に作用する油圧がドレンされ、そのスプール６５ａは左動される。これにより、油路７１からのクラッチ側空間５ｄへのライン圧ＰＬの供給はなくなり、油路５３を介してクラッチ側空間５ｄに供給される油圧と、油路５４，５５を介してコンバータ側空間５ｅに供給される油圧とが、リニアソレノイドバルブ６１、ロックアップコントロールバルブ６４およびロックアップシフトバルブ６５により制御可能となる。
【００２３】
この場合の詳細な作動説明は省略するが、リニアソレノイドバルブ６１からの出力油圧制御、すなわち、リニアソレノイドへの通電制御を行うことにより、クラッチ側空間５ｄとコンバータ側空間５ｅとの油圧バランスを可変制御可能であり、ロックアップクラッチＬＣの係合制御を行うことができる。すなわち、リニアソレノイドバルブ６１への通電制御を行うことにより、ロックアップクラッチＬＣを介しての伝達トルクを任意に設定可能である。
【００２４】
以上説明したような、オン・オフソレノイドバルブ６１およびリニアソレノイドバルブ６２の制御を行って、車両発進時のロックアップクラッチＬＣの係合制御を行う場合の制御内容を、図４および図５のフローチャートと、図６のタイムチャートを参照して、以下に説明する。なお、図４および図５のフローチャートは、丸囲み記号Ａ同士が繋がって一つのフローを構成する。
【００２５】
このフローに示す制御は、車両が停止状態でアクセルペダルを踏み込んで発進するときでのロックアップクラッチＬＣの係合制御を示している。この制御ではまず、ステップＳ１において、エンジンスロットル開度ＴＨ、吸気負圧ＰＵおよび回転数ＮＥを検出するとともにこれらに基づいてエンジントルクＴＱＥＧを演算する。なお、このエンジントルクＴＱＥＧはトルクコンバータ側に伝達されるトルクであり、エンジン補機類（例えば、オルタネータ、エアコンディショナー用コンプレッサ）が作動しているときには、その駆動トルクを減じたトルクである。
【００２６】
次に、ステップＳ２において、ロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢをテーブル検索する。このロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢは、エンジントルクＴＱＥＧのうち、ロックアップクラッチＬＣを介して伝達させるトルクすなわち目標ロックアップクラッチトルクの比率であり、この比率は、例えば図７に示すように、スロットル開度ＴＨに対応して予めテーブル状に設定記憶されており、これをテーブル検索して求める。なお、図７から分かるように、ロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢは、スロットル開度ＴＨが大きい（高い）ほど小さな係数が設定される。これは、スロットルが低開度の状態で車両を発進するような場合には、ロックアップクラッチ係合によるショックは発生しにくいので、燃費を重視してできるだけ早くロックアップクラッチを係合させ、スロットルが高開度の状態で車両を発進するような場合には、駆動力を重視するためにロックアップクラッチの係合を遅らせ、トルクコンバータのトルク増幅作用を利用する制御を行うことなどのためである。
【００２７】
このようにして現在のスロットル開度ＴＨに対応するロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢを図７のテーブルから検索すると、次に、基本目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥＳＴを演算する（ステップＳ３）。この基本目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥＳＴは、エンジントルクＴＱＥＧにロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢを乗じて求められる。
【００２８】
このようにしてロックアップクラッチＬＣを介して伝達させるべきトルクが演算されるのであるが、油温が低くてオイルの粘性が高いときにはこのままのトルクＱＢＡＳＥＳＴを発生させるような係合油圧制御を行うとショックが発生する可能性があるため、油温に基づく補正を行う。このため、油温補正係数ＫＴＯＩＬが、図８に示すように予め設定されたテーブルから検索して求められ（ステップＳ４）、この油温補正係数ＫＴＯＩＬを基本目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥＳＴに乗じて、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥが演算される（ステップＳ５）。
【００２９】
なお、油温補正係数ＫＴＯＩＬは、図８からよく分かるように、油温が通常使用温度である約７０°Ｃのときに１．０が設定されて補正は行われず、これより低温では目標トルクを小さくする補正が行われ、これより高温では目標トルクを大きくする補正が行われる。これにより油温に拘わらず常に一定の係合特性が得られる。
【００３０】
図４および図５に示す制御フローが所定の繰り返しサイクルで行われ、上記各演算は制御フローの度にその都度行われ、常に最新の目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥが演算設定される。ここで、図６のタイムチャートも参照するが、このタイムチャートでは、時間ｔ０においてアクセルペダルが踏み込まれてスロットル開度ＴＨが増加し、車両が発進する場合を示している。このため、時間ｔ０においては車速Ｖが０で、トルクコンバータの出力回転ＮＤＲも０であり、この後、アクセル踏み込みに伴ってエンジン回転ＮＥが上昇し、これに応じてトルクコンバータを介してのトルク伝達が行われるため、時間とともにトルクコンバータの出力回転ＮＤＲおよび車速Ｖが増加し始める。
【００３１】
このようにして車両が発進して車速Ｖが所定車速（制御開始判断車速）Ｖ１（＝５〜１５ｋｍ／Ｈ）となった時（時間ｔ１）からロックアップクラッチＬＣを係合させる制御が開始させる。このため、ステップＳ６において、トルクコンバータの出力回転ＮＤＲが所定回転αを越えたか否かが判断される。この所定回転αは車輪のスリップが無いときにおける制御開始判断車速Ｖ１に対応する回転であり、ＮＤＲ≦αのときには、車速Ｖが制御開始判断車速Ｖ１に至っていないため、今回のフローはここで完了してステップＳ１に戻って次回のフローに移行する。
【００３２】
一方、ＮＤＲ＞αとなったとき（時間ｔ１）には、ステップＳ７に進んでタイマＴＭＰＳをスタートさせる。このタイマＴＭＰＳは初期設定時間ＹＴＭＰＳ（時間ｔ１から時間ｔ２までの時間）を設定するもので、このタイマＴＭＰＳがアップするまでの時間（すなわち、初期設定時間ＹＴＭＰＳ）が経過するまでは、ステップＳ８に進んでロックアップクラッチＬＣの伝達トルクＱＬＣとして最小値（初期係合油圧）ＱＭＩＮを設定する。
【００３３】
この初期係合トルクＱＭＩＮは、ロックアップクラッチＬＣを僅かに係合する状態もしくは係合直前の状態に設定するトルクであり、これによりロックアップクラッチＬＣの係合制御をショック無く滑らかに開始できるようにするものである。なお、このようして初期係合伝達トルクＱＬＣが設定されると、このトルクが得られるロックアップ係合油圧となるようにオン・オフソレノイドバルブ６１およびリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。具体的には、オン・オフソレノイドバルブ６１がオンにされ、リニアソレノイドバルブ６２には最小電流が印可される。
【００３４】
タイマＴＭＰＳによる初期設定時間ＹＴＭＰＳが経過すると（時間ｔ２）、ステップＳ９に進み、前述のようにして演算された目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥと現在設定されているロックアップクラッチ伝達トルクＱＬＣとの差ＱＤＶの絶対値が所定値β以下か否かが判断される。なお、βは微小値であり、ここでは現在の伝達トルクＱＬＣが目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥとほぼ等しくなったか否かが判断される。
【００３５】
この差ＱＤＶの絶対値が所定値βを越えている間は、ステップＳ１０に進み、現在のロックアップクラッチ伝達トルクＱＬＣに増分トルクΔＱを加えた値を新たな伝達トルクＱＬＣとして設定し、この伝達トルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。ここで、増分トルクΔＱは小さな値に設定されており、これにより初期係合トルクＱＭＩＮを目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥまで緩やかに増加させる制御がなされる。
【００３６】
このようにロックアップクラッチトルクが緩やかに増加されて、｜ＱＢＡＳＥ−ＱＬＣ｜＜βとなったとき、すなわち、現在のロックアップクラッチ伝達トルクＱＬＣが目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥとほぼ等しくなったとき（時間ｔ３）には、ステップＳ９からステップＳ１１に進む。ここでは、フィードバック目標速度比ＥＴＲＴＥと現在におけるトルクコンバータの入出力回転速度比ＥＴＲとの差の絶対値がフィードバック判断値ΔＥより小さいか否か（｜ＥＴＲＴＥ−ＥＴＲ｜＜ΔＥ）が判断される。
【００３７】
フィードバック目標速度比ＥＴＲＴＥは、トルクコンバータの入出力回転速度比が１．０に近い状態（例えば、０．９８）となったときに、回転速度比に基づいて係合油圧をフィードバックする制御に移行するための判断を行うものであるが、時間ｔ３の時点では、｜ＥＴＲＴＥ−ＥＴＲ｜＞ΔＥであるので、ステップＳ１２に進み、入出力回転速度比ＥＴＲが、トルクコンバータのトルク増幅が得られなくなる（すなわち、トルク比が１．０となる）領域への移行点となる入出力回転速度比ＥＴＲＣＵＰ（これを移行判断回転速度比と称する）より小さいか否かが判断される。
【００３８】
図６に示すように、時間ｔ３においてはまだ、ＥＴＲ＜ＥＴＲＣＵＰであるのでステップＳ１３に進み、後述するフラグＦＶＯに１が立てられているか否かを判断する。この時点ではＦＶＯ＝０であるのでステップＳ１４に進み、ステップＳ５で求めた目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥを伝達トルクＱＬＣとして設定する。そして、このトルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。前述のように、ステップＳ５で求められる目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥはスロットル開度ＴＨに対応して一義的に設定されるものであるため、このトルクＱＢＡＳＥとなるようにロックアップクラッチＬＣの係合制御を行えば、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥを目標値とするオープン制御となり、応答遅れのない的確な制御を行うことができる。
【００３９】
このようなオープン制御を行うと、トルクコンバータ５を介してのトルク伝達と、ロックアップクラッチＬＣを介してのトルク伝達とが並列になされて車速Ｖが徐々に増加し、トルクコンバータの入出力回転速度比ＥＴＲが図６に示すように徐々に増加する（１．０に近付く）。そして、この回転速度比ＥＴＲが移行判断回転速度比ＥＴＲＣＵＰとなった時点（時間ｔ４）において、制御フローはステップＳ１２からステップＳ１５に移行してフラグＦＶＯ＝１か否かが判断される。この時点（時間ｔ４）では、まだフラグＦＶＯ＝０であるので、ステップＳ１５，Ｓ１６に進み、この時の車速ＶＬＶＨを基本車速ＶＯとして設定し、フラグＦＶＯに１を立てる。
【００４０】
そして、ステップＳ１８において、現在の車速ＶＬＶＨと基本車速ＶＯとの車速差ＤＶＳＴを求め、この車速差ＤＶＳＴに対応する補正トルクＱＩＮＣを図９のテーブルから検索する。図９のテーブルにおいては、車速差ＤＶＳＴが０のときに補正トルクＱＩＮＣが０となり、車速差ＤＶＳＴが正のとき（すなわち、車速が増加しているとき）には補正トルクＱＩＮＣとして図に示すような車速差に対応した正の値が設定され、車速差ＤＶＳＴが負のとき（すなわち、車速が減少しているとき）には補正トルクＱＩＮＣとして図に示すような負の値が設定されている。そして、ステップＳ２０において、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥに補正トルクＱＩＮＣを加えて、ロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬを求め、この伝達トルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。
【００４１】
なお、回転速度比ＥＴＲが移行判断回転速度比ＥＴＲＣＵＰとなった判断され（時間ｔ４）、ステップＳ１５からステップＳ１６，Ｓ１７に進んだときには、ＤＶＳＴ＝０であり、ＱＩＮＣ＝０であるので、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥがそのまま伝達トルクＱＣＬとして用いられる。
【００４２】
但し、これ以降のフローにおいては、ステップＳ１５においてフラグＦＶＯ＝１と判断されてステップＳ１８に進むため、基本車速ＶＯは時間ｔ４における車速がそのまま保持される。そして、ステップＳ１８においては、現在の車速ＶＬＶＨと基本車速ＶＯとの車速差ＤＶＳＴ、すなわち、時間ｔ４からの車速の変化量が演算され、車速差ＤＶＳＴに対応する補正トルクＱＩＮＣが図９のテーブル記憶値に基づいて検索され、これが目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥに加えられて伝達トルクＱＣＬが演算される（ステップＳ１９，Ｓ２０）。
【００４３】
そして、この伝達トルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされるのであるが、このような制御（ステップＳ１８〜Ｓ２０の制御）が行われるのはトルクコンバータの入出力回転速度比ＥＴＲが移行判断回転速度比ＥＴＲＣＵＰとなってトルク増幅作用が得られなくなった状態の場合である。このため、この状態で車速が増加しているときには燃費を重視してロックアップクラッチを係合側に制御し（ロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬを大きくする補正を行い）、一方、車速が低下しているときは登坂時等であると考えられるので、駆動力を重視してロックアップクラッチを解放する側に制御を行うようになっている（ロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬを小さくする補正を行う）。
【００４４】
なお、ステップＳ１２において、ＥＴＲ≧ＥＴＲＣＵＰと判断されると、フラグＦＶＯ＝１となるため、この後、ＥＴＲ＜ＥＴＲＣＵＰとなってもステップＳ１３からステップＳ１８に進み、車速差ＤＶＳＴに対応する補正トルクＱＩＮＣによる補正が継続される。
【００４５】
このようにして時間ｔ４以降、ステップＳ２０で求めたロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬとなるようなロックアップクラッチＬＣの係合制御が行われると、車速の増加に応じてトルクコンバータの入出力回転数比ＥＴＲが徐々に１．０に近づき、これがフィードバック目標速度比ＥＴＲＴＥにほぼ等しくなると、ステップＳ１１からステップＳ２１，Ｓ２２に進み、フラグＦＶＯ＝０，ＱＩＮＣ＝０にセットし、回転速度比ＥＴＲを用いた係合油圧のフィードバック制御に移行する。
【００４６】
以上のようにして、車両発進時におけるロックアップクラッチＬＣの係合制御がなされてスムーズな発進が行われるのであるが、上記制御フローにおけるステップＳ６の判断において、車輪がスリップしているような場合には、たとえＮＤＲ＞αとなってもステップＳ７には進まないような制御がなされる。これは、例えば、雪面での発進のように車輪がスリップすると、実際の車速は制御開始判断車速Ｖ１になっていないのに、トルクコンバータの出力回転ＮＤＲは所定回転αを上回るため、このような場合には、ロックアップクラッチの係合制御は行わせないようにするためである。これにより、車輪スリップしながら発進するような場合には、トルクコンバータのトルク増幅作用が十分に得られる。
【００４７】
なお、以上のようにしてロックアップクラッチＬＣの係合制御が行われるのであるが、シフトレバーがＰもしくはＮポジションにある時、パニックブレーキ作動時、およびエンジン回転がストールを起こすおそれがあるような低回転である時には、無条件で上記制御が中断され、ロックアップクラッチＬＣを解放させる制御（オン・オフソレノイドバルブ６１をオフにする制御）が行われる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エンジンスロットル開度に対応して目標ロックアップクラッチトルクを設定し、この目標ロックアップクラッチトルクが得られるようにロックアップクラッチの係合油圧をフィードフォワード制御（もしくはオープン制御）するものであるため、従来行われていたフィードバック制御におけるような応答遅れの問題はなく、的確な制御が可能である。
【００４９】
さらに、この制御を行うときに、目標ロックアップクラッチトルクは、エンジンスロットル開度に対応して設定されるため、例えば、スロットルが低開度の状態で車両を発進するような場合には、燃費を重視してできるだけ早くロックアップクラッチを係合させる制御を行い、スロットルが高開度の状態で車両を発進するような場合には、駆動力を重視するためにロックアップクラッチの係合を遅らせ、トルクコンバータのトルク増幅作用を利用するような制御を行うことが可能である。
【００５０】
なお、係合油圧制御手段により制御される係合油圧を油温に応じて補正し、油温が低くてオイルの粘性が高いときに、ロックアップクラッチを緩やかに係合させるようにして、係合時のショック発生を効果的に抑制できる。
【００５１】
また、トルクコンバータの入出力回転速度比が移行判断回転速度比となった後においては、車速の増加に応じて係合油圧を増大し、車速の減少に応じて係合油圧を低下させる制御を行うようにしており、車速が増加しているときには燃費を重視してロックアップクラッチは係合側に制御し、一方、車速が低下しているときは登坂時等であると考えられるので、駆動力を重視してロックアップクラッチを解放する側に制御を行うため、走行状態に応じた適切な係合制御を行うことが可能である。
【００５２】
さらに、係合油圧制御手段は、車速が制御開始判断車速を越えたときから予め設定された初期設定時間の間、車速に応じて予め設定された初期係合油圧となるように制御し、ロックアップクラッチの係合制御開始時にショックが発生するのを防止することができる。なお、このように初期設定時間の間において初期係合油圧を設定した後は、この初期係合油圧を目標ロックアップクラッチトルクが得られる係合油圧まで急激に増加させるのではなく、徐々に増加させる制御を行って、ショックのないスムーズな係合制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルクコンバータのロックアップクラッチの制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】上記トルクコンバータを有した自動変速機（無段変速機）の構成を示す断面図である。
【図３】上記トルクコンバータを有した自動変速機（無段変速機）の構成を示すスケルトン図である。
【図４】本発明に係る制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る制御装置による制御結果を示すタイムチャートである。
【図７】本発明に係る制御装置による制御に用いられるロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢを示すグラフである。
【図８】本発明に係る制御装置による制御に用いられる油温補正係数ＫＯＩＬを示すグラフである。
【図９】本発明に係る制御装置による制御に用いられる補正トルクＱＩＮＣを示すグラフである。
【符号の説明】
４ 前後進切換機構
５ トルクコンバータ
２１ ドライブプーリ
２４ 金属Ｖベルト
２５ ドリブンプーリ
５１ クラッチプレート
６０ レギュレータバルブ
６１ オン・オフソレノイドバルブ
６２ リニアソレノイドバルブ
６３ ロックアップタイミングバルブ
６４ ロックアップコントロールバルブ
６５ ロックアップシフトバルブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクコンバータに用いられるロックアップクラッチの制御装置に関し、特に、変速機構として無段変速機構を有した自動変速機に用いられるトルクコンバータのロックアップクラッチに適した制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機を含む自動変速機において、エンジンと変速機構との間にトルクコンバータを配設した構成の自動変速機が従来から知られている。また、このようなトルクコンバータにこれをバイパスしてトルク伝達が可能なロックアップクラッチを設けることも良く知られている。ロックアップクラッチを係合させた状態では、エンジントルクはトルクコンバータをバイパスし、全てロックアップクラッチを介して伝達されるため、トルクコンバータによる動力伝達ロスが無くなり、動力伝達効率を向上させ、燃費を向上させることができる。このようなことから、このようなロックアップクラッチの係合制御については、従来から種々提案されており、一例を挙げれば、特開平８−２９６７３４号公報等に開示の制御装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、車両の発進時等において、あまりに早くロックアップクラッチを係合させると、トルクコンバータによるトルク増幅作用が活用できず、発進性能が低下したり、係合ショックが発生したりするという問題がある。なお、無段変速機構を有した自動変速機の場合には、変速比を連続的に且つスムーズに変化させることができるため、トルクコンバータのトルク増幅作用を活用すべき領域は小さくてよく、燃費の観点からロックアップクラッチは発進後できるだけ速やかに係合させる制御を行うことが好ましい。但し、この場合にも、係合によるショックが発生するのは避けなければならない。
【０００４】
このようなことから、特に、無段変速機を有した自動変速機において、発進時におけるロックアップクラッチの的確な制御が求められている。ここで、ロックアップの制御を、例えば、入出力回転等に基づいてロックアップ係合油圧をフィードバック制御することも考えられるが、ロックアップクラッチの油圧ピストン室のボリュームが大きいことなどから、その係合油圧制御に対するフィードバック応答遅れが生じ、回転ハンチングが発生し、係合ショックが発生しやすいという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、車両発進時におけるロックアップクラッチの係合制御を的確に行って、ショックの無いスムーズな発進が可能であり、且つロックアップクラッチを比較的早期に係合させて燃費向上が可能であるロックアップクラッチの制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成ため、本発明においては、原動機（エンジン）の出力トルクのうち、ロックアップクラッチを介して伝達させるべき目標ロックアップクラッチトルクを求める目標ロックアップクラッチトルク演算手段と、ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクが目標ロックアップクラッチトルクとなるようにロックアップクラッチに供給する係合油圧を制御する係合油圧制御手段とを備えてロックアップクラッチの制御装置が構成される。そして、目標ロックアップクラッチトルク演算手段は、原動機のスロットル開度が大きいほど小さくなるように予め設定されたロックアップトルク比率を、原動機の出力トルクに乗じて目標ロックアップクラッチトルクを演算し、係合油圧制御手段は、車両発進時において、車速が制御開始判断車速を越えたときから、トルクコンバータの入出力回転速度比がトルクコンバータのトルク比に基づいて定められる所定の移行判断回転速度比（例えば、トルク増幅作用がほとんど得られないトルク比（トルク比＝１．０〜１．３程度）となる速度比）となるまで、ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクが目標ロックアップクラッチトルクとなるように係合油圧を制御する制御を行う。
【０００７】
この制御の場合には、エンジンスロットル開度に対応して目標ロックアップクラッチトルクを設定し、この目標ロックアップクラッチトルクが得られるようにロックアップクラッチの係合油圧をフィードフォワード制御（もしくはオープン制御）するものであるため、従来行われていたフィードバック制御におけるような応答遅れの問題はなく、的確な制御が可能である。
【０００８】
さらに、この制御を行うときに、目標ロックアップクラッチトルクは、エンジンスロットル開度に対応して設定されるため、スロットル開度に応じて適切な制御が可能である。具体的には、例えば、スロットルが低開度の状態で車両を発進するような場合には、燃費を重視してできるだけ早くロックアップクラッチを係合させる（但し、あまり急激すぎてショックが出るようなことは避ける）制御を行い、スロットルが高開度の状態で車両を発進するような場合には、駆動力を重視するためにロックアップクラッチの係合を遅らせ、トルクコンバータのトルク増幅作用を利用するような制御を行うことが可能である。
【０００９】
なお、係合油圧制御手段により制御される係合油圧を、油温が低いときに油温が高いときより小さくするように、油温に応じて補正するのが好ましい。これは、油温が低いときにはオイルの粘性が高く、ロックアップクラッチの係合時にショックが出やすいため、これを緩やかに係合させる。
【００１０】
また、トルクコンバータの入出力回転速度比が移行判断回転速度比となった後においては、係合油圧制御手段は、車速の増加に応じて係合油圧を増大し、車速の減少に応じて係合油圧を低下させる制御を行うようにするのが好ましい。この移行判断回転速度比はトルクコンバータのトルク比増幅作用がほとんど得られないトルク比であり（例えば、トルク比＝１．０〜１．３となる速度比）であり、これ以上の速度比ではトルクコンバータによるトルク増幅作用は得られない。このため、移行判断回転速度比となった後は、車速が増加しているときには燃費を重視してロックアップクラッチは係合側に制御し、一方、車速が低下しているときは登坂時等であると考えられるので、駆動力を重視してロックアップクラッチを解放する側に制御を行うものである。
【００１１】
さらに、係合油圧制御手段は、車速が制御開始判断車速を越えたときから予め設定された初期設定時間の間、車速に応じて予め設定された初期係合油圧となるように制御するのが好ましい。これは、ロックアップクラッチの係合制御開始時にショックが発生するのをさけるため、係合制御開始時にはショックの出ない小さな油圧、すなわち、初期係合油圧を設定する。なお、このように初期設定時間の間において初期係合油圧を設定した後は、この初期係合油圧を目標ロックアップクラッチトルクが得られる係合油圧まで急激に増加させるのではなく、徐々に増加させる制御を行って、ショックのないスムーズな係合制御を行うのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。まず、図２および図３に本発明が適用される無段変速機構を備えた自動変速機の構成を示しており、この自動変速機におけるトルクコンバータ５内に本発明の制御対象となるロックアップクラッチＬＣが配設されている。
【００１３】
この自動変速機は、ハウジング１内にベルト式無段変速機構を有して構成されている。このハウジング１は、左端にエンジンフライホイールハウジングとの接合面２を有しており、この接合面２がエンジンフライホイールに接合されるように変速機がエンジンに取り付けられる。このとき、エンジン出力シャフトＥｓと同軸上に第１軸Ｓ１が位置する。なお、以下の説明においては、変速機の回転シャフト、ギヤ等の各回転中心軸を第１軸Ｓ１〜第４軸Ｓ４として示すが、これは中心軸線を意味する。
【００１４】
このベルト式無段変速機においては、ハウジング１内における第１軸Ｓ１上にトルクコンバータ５（インペラ５ａ、タービン５ｂおよびステータ５ｃからなる）および前後進切換機構４を並列に有する。エンジン出力シャフトＥｓはトルクコンバータ５のインペラ５ａに接続され、トルクコンバータ５のタービン５ｂはタービンシャフト６（これは前後進切換機構４の入力シャフトでもある）と繋がる。さらに、このトルクコンバータ５は、エンジン出力シャフトＥｓとタービン５ｂとを直接接続（すなわち、トルクコンバータによる動力伝達部を迂回して接続）可能なロックアップクラッチＬＣを有する。
【００１５】
前後進切換機構４は図１に詳しく示すように、ダブルピニオンタイプのプラネタリギヤ列を有し、そのサンギヤ１３はタービンシャフト６（前後進切換機構の入力シャフト）に結合されるとともにクラッチインナ８に結合され、キャリヤ１６はクラッチアウタ７を経て第１シャフト２３（前後進切換機構の出力シャフト）に結合される。リングギヤ１７はタービンシャフト６に相対回転自在に内周を支持されるとともに、後進ブレーキ１２により、ブレーキケーシング３へ固定保持可能である。アウタピニオンギヤ１４とインナピニオンギヤ１５は互いに噛合するとともに、アウタピニオンギヤ１４はリングギヤ１７の内周に噛合し、インナピニオンギヤ１５はサンギヤ１３の外周に噛合する。そして前進クラッチ１１および後進ブレーキ１２を選択的に作動させて、タービンシャフト６に対して第１シャフト２３を正転もしくは逆転させることが可能となっている。
【００１６】
第１シャフト２３には、これと一体に形成された固定プーリ半体２１ａと、これに対向するとともに第１シャフト２３上を軸方向に移動自在に配設された可動プーリ半体２１ｂとからなるドライブプーリ２１が配設されている。第１軸Ｓ１から所定距離だけ離れて平行に延びる第２軸Ｓ２上には回転自在に第２シャフト２７が配設されており、この第２シャフト２７と一体に形成された固定プーリ半体２５ａと、これに対向するとともに第２シャフト２７上を軸方向に移動自在に配設された可動プーリ半体２５ｂとからドリブンプーリ２５が構成されている。
【００１７】
ドライブプーリ２１とドリブンプーリ２５とに金属Ｖベルト２４が巻き掛けられてベルト式動力伝達装置が構成されており、ドライブプーリ２１の回転が金属Ｖベルト２４を介してドリブンプーリ２５に伝達される。このとき、両プーリ２１，２５の可動プーリ２１ａ，２５ａを移動させてプーリ幅を調整することにより、両プーリ２１，２５におけるベルトの巻き掛け半径を任意に調整することができ、両プーリ２１，２５間での減速比を無段階に調整することができる。このようなプーリ幅調整のため（すなわち、可動プーリ２１ａ，２５ａの移動量調整のため）、ドライブ側油圧シリンダ２２およびドリブン側油圧シリンダ２６が設けられている。
【００１８】
ドリブンプーリ２５の左側（エンジン側）には第１ギヤ３１が第２シャフト２７に結合して配設されている。第２軸Ｓ２から所定距離離れて平行に延びる第３軸Ｓ３上には第３シャフト３４が回転自在に配設され、第３シャフト３４には第２ギヤ３２および第３ギヤ３３が一体に形成されている。第１ギヤ３１は第２ギヤ３２と噛合する。また、第３軸Ｓ３から所定距離離れて平行に延びる第４軸Ｓ４上にはディファレンシャル機構３６が配設されており、このディファレンシャル機構３６に結合配設された第４ギヤ３５が第３ギヤ３３と噛合する。このように、第１〜第４ギヤ３１，３２，３３，３５により動力伝達ギヤ列３０が構成されており、ドリブンプーリ２５の回転は動力伝達ギヤ列３０を介してディファレンシャル機構３６に伝達される。ディファレンシャル機構３６には左右のアクスルシャフト３７，３８が繋がっており、ディファレンシャル機構３６に伝達された動力はここで分割されて左右のアクスルシャフト３７，３８を介して左右の車輪（図示せず）に伝達される。
【００１９】
以上の構成の自動変速機におけるトルクコンバータ５およびそのロックアップクラッチＬＣの制御装置について、図１を参照して説明する。まず、ロックアップクラッチＬＣは、トルクコンバータ５内に配設されたクラッチプレート５１を有し、このクラッチプレート５１がトルクコンバータハウジング５２と当接係合することにより、トルクコンバータをバイパスするトルク伝達が行われるようになっている。クラッチプレート５１はトルクコンバータ内部空間を、コンバータ機構（インペラ５ａ、タービン５ｂおよびステータ５ｃ）側となるコンバータ側空間５ｅと、クラッチプレート５１が対向するクラッチ側空間５ｄとに分割するように配設されている。
【００２０】
クラッチプレート５１とハウジング５２との係合は、クラッチ側空間５ｄとコンバータ側空間５ｅとの油圧差に応じて制御され、これら空間５ｄ，５ｅに繋がる油路５３，５４，５５へ供給する油圧を図１に示す制御装置により制御して、ロックアップクラッチＬＣの係合制御が行われる。この制御装置は、油圧ポンプＰからの吐出油をレギュレータバルブ６０により調圧して得られたライン圧ＰＬのロックアップクラッチＬＣへの供給を、オン・オフソレノイドバルブ６１、リニアソレノイドバルブ６２、ロックアップタイミングバルブ６３、ロックアップコントロールバルブ６４およびロックアップシフトバルブ６５により制御するように構成される。
【００２１】
この制御装置において、オン・オフソレノイドバルブ６１およびリニアソレノイドバルブ６２がともにオフの場合には、ロックアップシフトバルブ６５のスプールが図示の位置にあり、レギュレータバルブ６０から油路７１に供給されるライン圧ＰＬがロックアップシフトバルブ６５を介して油路５３に供給される。図示のように油路５３はクラッチ側空間５ｄに繋がり、クラッチ側空間５ｄにライン圧ＰＬが供給され、クラッチプレート５１はハウジング５２から離れて、ロックアップクラッチはオフ状態となる。
【００２２】
次に、この状態からオン・オフソレノイドバルブ６１をオンにすると、ロックアップシフトバルブ６５の左端に作用する油圧がドレンされ、そのスプール６５ａは左動される。これにより、油路７１からのクラッチ側空間５ｄへのライン圧ＰＬの供給はなくなり、油路５３を介してクラッチ側空間５ｄに供給される油圧と、油路５４，５５を介してコンバータ側空間５ｅに供給される油圧とが、リニアソレノイドバルブ６１、ロックアップコントロールバルブ６４およびロックアップシフトバルブ６５により制御可能となる。
【００２３】
この場合の詳細な作動説明は省略するが、リニアソレノイドバルブ６１からの出力油圧制御、すなわち、リニアソレノイドへの通電制御を行うことにより、クラッチ側空間５ｄとコンバータ側空間５ｅとの油圧バランスを可変制御可能であり、ロックアップクラッチＬＣの係合制御を行うことができる。すなわち、リニアソレノイドバルブ６１への通電制御を行うことにより、ロックアップクラッチＬＣを介しての伝達トルクを任意に設定可能である。
【００２４】
以上説明したような、オン・オフソレノイドバルブ６１およびリニアソレノイドバルブ６２の制御を行って、車両発進時のロックアップクラッチＬＣの係合制御を行う場合の制御内容を、図４および図５のフローチャートと、図６のタイムチャートを参照して、以下に説明する。なお、図４および図５のフローチャートは、丸囲み記号Ａ同士が繋がって一つのフローを構成する。
【００２５】
このフローに示す制御は、車両が停止状態でアクセルペダルを踏み込んで発進するときでのロックアップクラッチＬＣの係合制御を示している。この制御ではまず、ステップＳ１において、エンジンスロットル開度ＴＨ、吸気負圧ＰＵおよび回転数ＮＥを検出するとともにこれらに基づいてエンジントルクＴＱＥＧを演算する。なお、このエンジントルクＴＱＥＧはトルクコンバータ側に伝達されるトルクであり、エンジン補機類（例えば、オルタネータ、エアコンディショナー用コンプレッサ）が作動しているときには、その駆動トルクを減じたトルクである。
【００２６】
次に、ステップＳ２において、ロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢをテーブル検索する。このロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢは、エンジントルクＴＱＥＧのうち、ロックアップクラッチＬＣを介して伝達させるトルクすなわち目標ロックアップクラッチトルクの比率であり、この比率は、例えば図７に示すように、スロットル開度ＴＨに対応して予めテーブル状に設定記憶されており、これをテーブル検索して求める。なお、図７から分かるように、ロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢは、スロットル開度ＴＨが大きい（高い）ほど小さな係数が設定される。これは、スロットルが低開度の状態で車両を発進するような場合には、ロックアップクラッチ係合によるショックは発生しにくいので、燃費を重視してできるだけ早くロックアップクラッチを係合させ、スロットルが高開度の状態で車両を発進するような場合には、駆動力を重視するためにロックアップクラッチの係合を遅らせ、トルクコンバータのトルク増幅作用を利用する制御を行うことなどのためである。
【００２７】
このようにして現在のスロットル開度ＴＨに対応するロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢを図７のテーブルから検索すると、次に、基本目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥＳＴを演算する（ステップＳ３）。この基本目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥＳＴは、エンジントルクＴＱＥＧにロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢを乗じて求められる。
【００２８】
このようにしてロックアップクラッチＬＣを介して伝達させるべきトルクが演算されるのであるが、油温が低くてオイルの粘性が高いときにはこのままのトルクＱＢＡＳＥＳＴを発生させるような係合油圧制御を行うとショックが発生する可能性があるため、油温に基づく補正を行う。このため、油温補正係数ＫＴＯＩＬが、図８に示すように予め設定されたテーブルから検索して求められ（ステップＳ４）、この油温補正係数ＫＴＯＩＬを基本目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥＳＴに乗じて、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥが演算される（ステップＳ５）。
【００２９】
なお、油温補正係数ＫＴＯＩＬは、図８からよく分かるように、油温が通常使用温度である約７０°Ｃのときに１．０が設定されて補正は行われず、これより低温では目標トルクを小さくする補正が行われ、これより高温では目標トルクを大きくする補正が行われる。これにより油温に拘わらず常に一定の係合特性が得られる。
【００３０】
図４および図５に示す制御フローが所定の繰り返しサイクルで行われ、上記各演算は制御フローの度にその都度行われ、常に最新の目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥが演算設定される。ここで、図６のタイムチャートも参照するが、このタイムチャートでは、時間ｔ０においてアクセルペダルが踏み込まれてスロットル開度ＴＨが増加し、車両が発進する場合を示している。このため、時間ｔ０においては車速Ｖが０で、トルクコンバータの出力回転ＮＤＲも０であり、この後、アクセル踏み込みに伴ってエンジン回転ＮＥが上昇し、これに応じてトルクコンバータを介してのトルク伝達が行われるため、時間とともにトルクコンバータの出力回転ＮＤＲおよび車速Ｖが増加し始める。
【００３１】
このようにして車両が発進して車速Ｖが所定車速（制御開始判断車速）Ｖ１（＝５〜１５ｋｍ／Ｈ）となった時（時間ｔ１）からロックアップクラッチＬＣを係合させる制御が開始させる。このため、ステップＳ６において、トルクコンバータの出力回転ＮＤＲが所定回転αを越えたか否かが判断される。この所定回転αは車輪のスリップが無いときにおける制御開始判断車速Ｖ１に対応する回転であり、ＮＤＲ≦αのときには、車速Ｖが制御開始判断車速Ｖ１に至っていないため、今回のフローはここで完了してステップＳ１に戻って次回のフローに移行する。
【００３２】
一方、ＮＤＲ＞αとなったとき（時間ｔ１）には、ステップＳ７に進んでタイマＴＭＰＳをスタートさせる。このタイマＴＭＰＳは初期設定時間ＹＴＭＰＳ（時間ｔ１から時間ｔ２までの時間）を設定するもので、このタイマＴＭＰＳがアップするまでの時間（すなわち、初期設定時間ＹＴＭＰＳ）が経過するまでは、ステップＳ８に進んでロックアップクラッチＬＣの伝達トルクＱＬＣとして最小値（初期係合油圧）ＱＭＩＮを設定する。
【００３３】
この初期係合トルクＱＭＩＮは、ロックアップクラッチＬＣを僅かに係合する状態もしくは係合直前の状態に設定するトルクであり、これによりロックアップクラッチＬＣの係合制御をショック無く滑らかに開始できるようにするものである。なお、このようして初期係合伝達トルクＱＬＣが設定されると、このトルクが得られるロックアップ係合油圧となるようにオン・オフソレノイドバルブ６１およびリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。具体的には、オン・オフソレノイドバルブ６１がオンにされ、リニアソレノイドバルブ６２には最小電流が印可される。
【００３４】
タイマＴＭＰＳによる初期設定時間ＹＴＭＰＳが経過すると（時間ｔ２）、ステップＳ９に進み、前述のようにして演算された目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥと現在設定されているロックアップクラッチ伝達トルクＱＬＣとの差ＱＤＶの絶対値が所定値β以下か否かが判断される。なお、βは微小値であり、ここでは現在の伝達トルクＱＬＣが目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥとほぼ等しくなったか否かが判断される。
【００３５】
この差ＱＤＶの絶対値が所定値βを越えている間は、ステップＳ１０に進み、現在のロックアップクラッチ伝達トルクＱＬＣに増分トルクΔＱを加えた値を新たな伝達トルクＱＬＣとして設定し、この伝達トルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。ここで、増分トルクΔＱは小さな値に設定されており、これにより初期係合トルクＱＭＩＮを目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥまで緩やかに増加させる制御がなされる。
【００３６】
このようにロックアップクラッチトルクが緩やかに増加されて、｜ＱＢＡＳＥ−ＱＬＣ｜＜βとなったとき、すなわち、現在のロックアップクラッチ伝達トルクＱＬＣが目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥとほぼ等しくなったとき（時間ｔ３）には、ステップＳ９からステップＳ１１に進む。ここでは、フィードバック目標速度比ＥＴＲＴＥと現在におけるトルクコンバータの入出力回転速度比ＥＴＲとの差の絶対値がフィードバック判断値ΔＥより小さいか否か（｜ＥＴＲＴＥ−ＥＴＲ｜＜ΔＥ）が判断される。
【００３７】
フィードバック目標速度比ＥＴＲＴＥは、トルクコンバータの入出力回転速度比が１．０に近い状態（例えば、０．９８）となったときに、回転速度比に基づいて係合油圧をフィードバックする制御に移行するための判断を行うものであるが、時間ｔ３の時点では、｜ＥＴＲＴＥ−ＥＴＲ｜＞ΔＥであるので、ステップＳ１２に進み、入出力回転速度比ＥＴＲが、トルクコンバータのトルク増幅が得られなくなる（すなわち、トルク比が１．０となる）領域への移行点となる入出力回転速度比ＥＴＲＣＵＰ（これを移行判断回転速度比と称する）より小さいか否かが判断される。
【００３８】
図６に示すように、時間ｔ３においてはまだ、ＥＴＲ＜ＥＴＲＣＵＰであるのでステップＳ１３に進み、後述するフラグＦＶＯに１が立てられているか否かを判断する。この時点ではＦＶＯ＝０であるのでステップＳ１４に進み、ステップＳ５で求めた目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥを伝達トルクＱＬＣとして設定する。そして、このトルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。前述のように、ステップＳ５で求められる目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥはスロットル開度ＴＨに対応して一義的に設定されるものであるため、このトルクＱＢＡＳＥとなるようにロックアップクラッチＬＣの係合制御を行えば、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥを目標値とするオープン制御となり、応答遅れのない的確な制御を行うことができる。
【００３９】
このようなオープン制御を行うと、トルクコンバータ５を介してのトルク伝達と、ロックアップクラッチＬＣを介してのトルク伝達とが並列になされて車速Ｖが徐々に増加し、トルクコンバータの入出力回転速度比ＥＴＲが図６に示すように徐々に増加する（１．０に近付く）。そして、この回転速度比ＥＴＲが移行判断回転速度比ＥＴＲＣＵＰとなった時点（時間ｔ４）において、制御フローはステップＳ１２からステップＳ１５に移行してフラグＦＶＯ＝１か否かが判断される。この時点（時間ｔ４）では、まだフラグＦＶＯ＝０であるので、ステップＳ１５，Ｓ１６に進み、この時の車速ＶＬＶＨを基本車速ＶＯとして設定し、フラグＦＶＯに１を立てる。
【００４０】
そして、ステップＳ１８において、現在の車速ＶＬＶＨと基本車速ＶＯとの車速差ＤＶＳＴを求め、この車速差ＤＶＳＴに対応する補正トルクＱＩＮＣを図９のテーブルから検索する。図９のテーブルにおいては、車速差ＤＶＳＴが０のときに補正トルクＱＩＮＣが０となり、車速差ＤＶＳＴが正のとき（すなわち、車速が増加しているとき）には補正トルクＱＩＮＣとして図に示すような車速差に対応した正の値が設定され、車速差ＤＶＳＴが負のとき（すなわち、車速が減少しているとき）には補正トルクＱＩＮＣとして図に示すような負の値が設定されている。そして、ステップＳ２０において、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥに補正トルクＱＩＮＣを加えて、ロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬを求め、この伝達トルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされる。
【００４１】
なお、回転速度比ＥＴＲが移行判断回転速度比ＥＴＲＣＵＰとなった判断され（時間ｔ４）、ステップＳ１５からステップＳ１６，Ｓ１７に進んだときには、ＤＶＳＴ＝０であり、ＱＩＮＣ＝０であるので、目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥがそのまま伝達トルクＱＣＬとして用いられる。
【００４２】
但し、これ以降のフローにおいては、ステップＳ１５においてフラグＦＶＯ＝１と判断されてステップＳ１８に進むため、基本車速ＶＯは時間ｔ４における車速がそのまま保持される。そして、ステップＳ１８においては、現在の車速ＶＬＶＨと基本車速ＶＯとの車速差ＤＶＳＴ、すなわち、時間ｔ４からの車速の変化量が演算され、車速差ＤＶＳＴに対応する補正トルクＱＩＮＣが図９のテーブル記憶値に基づいて検索され、これが目標ロックアップクラッチトルクＱＢＡＳＥに加えられて伝達トルクＱＣＬが演算される（ステップＳ１９，Ｓ２０）。
【００４３】
そして、この伝達トルクＱＬＣが得られるロックアップ係合油圧となるようにリニアソレノイドバルブ６２の通電電流制御がなされるのであるが、このような制御（ステップＳ１８〜Ｓ２０の制御）が行われるのはトルクコンバータの入出力回転速度比ＥＴＲが移行判断回転速度比ＥＴＲＣＵＰとなってトルク増幅作用が得られなくなった状態の場合である。このため、この状態で車速が増加しているときには燃費を重視してロックアップクラッチを係合側に制御し（ロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬを大きくする補正を行い）、一方、車速が低下しているときは登坂時等であると考えられるので、駆動力を重視してロックアップクラッチを解放する側に制御を行うようになっている（ロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬを小さくする補正を行う）。
【００４４】
なお、ステップＳ１２において、ＥＴＲ≧ＥＴＲＣＵＰと判断されると、フラグＦＶＯ＝１となるため、この後、ＥＴＲ＜ＥＴＲＣＵＰとなってもステップＳ１３からステップＳ１８に進み、車速差ＤＶＳＴに対応する補正トルクＱＩＮＣによる補正が継続される。
【００４５】
このようにして時間ｔ４以降、ステップＳ２０で求めたロックアップクラッチ伝達トルクＱＣＬとなるようなロックアップクラッチＬＣの係合制御が行われると、車速の増加に応じてトルクコンバータの入出力回転数比ＥＴＲが徐々に１．０に近づき、これがフィードバック目標速度比ＥＴＲＴＥにほぼ等しくなると、ステップＳ１１からステップＳ２１，Ｓ２２に進み、フラグＦＶＯ＝０，ＱＩＮＣ＝０にセットし、回転速度比ＥＴＲを用いた係合油圧のフィードバック制御に移行する。
【００４６】
以上のようにして、車両発進時におけるロックアップクラッチＬＣの係合制御がなされてスムーズな発進が行われるのであるが、上記制御フローにおけるステップＳ６の判断において、車輪がスリップしているような場合には、たとえＮＤＲ＞αとなってもステップＳ７には進まないような制御がなされる。これは、例えば、雪面での発進のように車輪がスリップすると、実際の車速は制御開始判断車速Ｖ１になっていないのに、トルクコンバータの出力回転ＮＤＲは所定回転αを上回るため、このような場合には、ロックアップクラッチの係合制御は行わせないようにするためである。これにより、車輪スリップしながら発進するような場合には、トルクコンバータのトルク増幅作用が十分に得られる。
【００４７】
なお、以上のようにしてロックアップクラッチＬＣの係合制御が行われるのであるが、シフトレバーがＰもしくはＮポジションにある時、パニックブレーキ作動時、およびエンジン回転がストールを起こすおそれがあるような低回転である時には、無条件で上記制御が中断され、ロックアップクラッチＬＣを解放させる制御（オン・オフソレノイドバルブ６１をオフにする制御）が行われる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、エンジンスロットル開度に対応して目標ロックアップクラッチトルクを設定し、この目標ロックアップクラッチトルクが得られるようにロックアップクラッチの係合油圧をフィードフォワード制御（もしくはオープン制御）するものであるため、従来行われていたフィードバック制御におけるような応答遅れの問題はなく、的確な制御が可能である。
【００４９】
さらに、この制御を行うときに、目標ロックアップクラッチトルクは、エンジンスロットル開度に対応して設定されるため、例えば、スロットルが低開度の状態で車両を発進するような場合には、燃費を重視してできるだけ早くロックアップクラッチを係合させる制御を行い、スロットルが高開度の状態で車両を発進するような場合には、駆動力を重視するためにロックアップクラッチの係合を遅らせ、トルクコンバータのトルク増幅作用を利用するような制御を行うことが可能である。
【００５０】
なお、係合油圧制御手段により制御される係合油圧を油温に応じて補正し、油温が低くてオイルの粘性が高いときに、ロックアップクラッチを緩やかに係合させるようにして、係合時のショック発生を効果的に抑制できる。
【００５１】
また、トルクコンバータの入出力回転速度比が移行判断回転速度比となった後においては、車速の増加に応じて係合油圧を増大し、車速の減少に応じて係合油圧を低下させる制御を行うようにしており、車速が増加しているときには燃費を重視してロックアップクラッチは係合側に制御し、一方、車速が低下しているときは登坂時等であると考えられるので、駆動力を重視してロックアップクラッチを解放する側に制御を行うため、走行状態に応じた適切な係合制御を行うことが可能である。
【００５２】
さらに、係合油圧制御手段は、車速が制御開始判断車速を越えたときから予め設定された初期設定時間の間、車速に応じて予め設定された初期係合油圧となるように制御し、ロックアップクラッチの係合制御開始時にショックが発生するのを防止することができる。なお、このように初期設定時間の間において初期係合油圧を設定した後は、この初期係合油圧を目標ロックアップクラッチトルクが得られる係合油圧まで急激に増加させるのではなく、徐々に増加させる制御を行って、ショックのないスムーズな係合制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトルクコンバータのロックアップクラッチの制御装置の構成を示す油圧回路図である。
【図２】上記トルクコンバータを有した自動変速機（無段変速機）の構成を示す断面図である。
【図３】上記トルクコンバータを有した自動変速機（無段変速機）の構成を示すスケルトン図である。
【図４】本発明に係る制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る制御装置による制御内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る制御装置による制御結果を示すタイムチャートである。
【図７】本発明に係る制御装置による制御に用いられるロックアップトルク比率ＫＬＣＳＴＢを示すグラフである。
【図８】本発明に係る制御装置による制御に用いられる油温補正係数ＫＯＩＬを示すグラフである。
【図９】本発明に係る制御装置による制御に用いられる補正トルクＱＩＮＣを示すグラフである。
【符号の説明】
４ 前後進切換機構
５ トルクコンバータ
２１ ドライブプーリ
２４ 金属Ｖベルト
２５ ドリブンプーリ
５１ クラッチプレート
６０ レギュレータバルブ
６１ オン・オフソレノイドバルブ
６２ リニアソレノイドバルブ
６３ ロックアップタイミングバルブ
６４ ロックアップコントロールバルブ
６５ ロックアップシフトバルブ
Claims (5)
- 原動機と変速機構との間に配設されたトルクコンバータにおいて、このトルクコンバータをバイパスして前記原動機の駆動力を前記変速機構の入力軸に伝達可能なロックアップクラッチの制御装置であって、このロックアップクラッチが係合油圧力を受けて係合制御がなされるようになっており、
前記原動機の出力トルクのうち、前記ロックアップクラッチを介して伝達させるべき目標ロックアップクラッチトルクを求める目標ロックアップクラッチトルク演算手段と、
前記ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクが前記目標ロックアップクラッチトルクとなるように前記ロックアップクラッチに供給する係合油圧を制御する係合油圧制御手段とを備え、
前記目標ロックアップクラッチトルク演算手段は、前記原動機のスロットル開度が大きいほど小さくなるように予め設定されたロックアップトルク比率を、前記原動機の出力トルクに乗じて前記目標ロックアップクラッチトルクを演算し、
前記係合油圧制御手段は、
車両発進時において、車速が制御開始判断車速を越えたときから、前記トルクコンバータの入出力回転速度比が前記トルクコンバータのトルク比に基づいて定められる所定の移行判断回転速度比となるまで、前記ロックアップクラッチを介して伝達されるトルクが前記目標ロックアップクラッチトルクとなるように前記係合油圧を制御する制御を行うことを特徴とするロックアップクラッチの制御装置。 - 前記係合油圧制御手段により制御される前記係合油圧を、油温が低いときに油温が高いときより小さくするように、前記油温に応じて補正することを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチの制御装置。
- 前記トルクコンバータの入出力回転速度比が前記移行判断回転速度比となった後、前記係合油圧制御手段は、車速の増加に応じて前記係合油圧を増大し、車速の減少に応じて前記係合油圧を低下させる制御を行うことを特徴とする請求項１もしくは２に記載のロックアップクラッチの制御装置。
- 前記係合油圧制御手段は、車速が前記制御開始判断車速を越えたときから予め設定された初期設定時間の間、前記係合油圧を車速に応じて予め設定された初期係合油圧となるように制御することを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチの制御装置。
- 前記係合油圧手段は、前記初期設定時間の経過後、前記初期係合油圧を前記目標ロックアップクラッチトルクが得られる係合油圧まで徐々に増加させる制御を行うことを特徴とする請求項４に記載のロックアップクラッチの制御装置。
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