JP3678573B2 - 自動変速機のロックアップ制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機のロックアップ制御装置に関し、詳しくは、ロックアップ（直結）状態からの減速時にエンジンストールを回避するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トルクコンバータにロックアップクラッチを備えた自動変速機において、前記ロックアップクラッチによるロックアップ状態からの減速時に、通常の車速等に応じた定常的な特性に基づく制御ではロックアップの解除が遅れ、エンジンストール（以下、エンストと略す）に至る可能性があるので、減速度が一定以上になったときに強制的にロックアップ状態を解除する手段を備えたものがあった（特開昭５９−１１７９５０号公報，特開昭５７−１９２６６８号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来装置では、ロックアップの解除を行わせる減速度の判定値が固定値であったため、車両の状態によっては、無用に早くロックアップ解除が行われたり、逆に、減速度に応じた解除が有効に機能せずにロックアップの解除が遅れエンストが発生する可能性があった。
【０００４】
例えば、低車速側からの減速に適合させて前記減速度の判定値を設定すると、高車速側からの減速時にはロックアップ解除が過剰に早く行われ、ロックアップ領域を狭めることになってしまい、逆に、高車速側からの減速に適合させて前記減速度を設定すると、低車速側からの減速時にはロックアップ解除が遅れ、エンストの可能性が発生し、全車速域でロックアップを適切に解除させることができないという問題があったものである。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、減速度に応じたロックアップ制御において、エンストの発生を回避しつつ、ロックアップの無用に早い解除を防止できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明は、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に介装されたトルクコンバータの入力軸と出力軸とを機械的に直結するロックアップクラッチを備える自動変速機のロックアップ制御装置であって、図１に示すように構成される。
【０００７】
図１において、減速度検出手段は車両の減速度を検出し、基準減速度設定手段は、前記ロックアップクラッチのスリップ率及び／又は前記変速機の変速比に応じて基準減速度を可変に設定する。そして、減速時ロックアップ制御手段は、前記減速度が前記基準減速度よりも大きくなったときに、前記ロックアップクラッチにおける締結力を強制的に低下させる。
【０００８】
かかる構成によると、ロックアップクラッチの締結力を強制的に低下させる減速度は固定ではなく、ロックアップクラッチのスリップ率及び／又は前記変速機の変速比に応じて可変に設定され、車両の状態毎に適切な減速度で前記強制的な締結力の低下制御を行わせる。
【０００９】
具体的には、スリップ率が大きいほど、エンジンブレーキが作用しなくなるから、スリップ率が大きいときほど基準減速度がより大きく設定されるようにして、スリップ率が小さい状態（スリップ率＝０の完全直結状態を含む）からの減速時には、スリップ率が大きい状態からの減速時よりも低い減速度から前記締結力を低下させる制御が行われるようにすると良い。
【００１０】
また、ハイギヤ側ほど基準減速度がより大きく設定されるようにして、ローギヤ側からの減速時には、ハイギヤ側からの減速時よりも低い減速度から前記締結力を低下させる制御が行われるようにすると良い。
【００１１】
尚、ロックアップクラッチを油圧によって駆動して締結・解放動作を行わせる場合には、供給油圧を低下させる制御が前記締結力を低下させる制御に相当することになり、また、締結力の低下は、クラッチを完全に解放させることと、所定のスリップ状態にすることとを含むものとする。
【００１２】
請求項２記載の発明では、前記減速時ロックアップ制御手段が、前記ロックアップクラッチを完全解放状態にする構成とした。かかる構成によると、減速度が基準減速度よりも大きくなると、ロックアップクラッチを完全に解放して、ロックアップ状態（直結）及びスリップロックアップ状態のいずれをも解除する。
【００１３】
請求項３記載の発明では、前記減速時ロックアップ制御手段が、予め設定された締結力にまでロックアップクラッチの締結力を低下させる構成とした。かかる構成によると、減速度が基準減速度よりも大きくなると、それまでの締結力よりも低い所定締結力にまで低下させる。ここで、締結力を所定値にまで低下させる制御は、完全ロックアップ状態（完全直結）からスリップロックアップ状態へ移行させる制御と、スリップロックアップ状態を更にスリップ率の高い状態に移行させる制御とを含むものとする。
【００１４】
尚、変速機には、歯車式の有段変速機の他、無段変速機も含まれる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、ロックアップクラッチのスリップ率に応じて基準減速度を可変に設定することで、ロックアップクラッチのスリップロックアップ状態であって、耐エンスト性が高いときに無用に早く締結力を弱める制御が行われることを回避し、かつ、完全ロックアップ状態に近い状態では制御遅れによるエンストの発生を防止でき、また、変速機の変速比に応じて基準減速度を可変に設定することで、耐エンスト性の高いハイギヤ側で無用に早く締結力を弱める制御が行われることを回避し、かつ、ローギヤ側では制御遅れによるエンストの発生を防止できるという効果がある。
【００１６】
請求項２記載の発明によると、ロックアップクラッチのスリップ率及び／又は変速機の変速比に応じて設定された基準減速度においてロックアップクラッチを完全解放状態とすることで、通常の定常特性に基づく解放制御に先立ってロックアップクラッチを解放させることができ、以て、解放遅れによるエンストを確実に防止できるという効果がある。
【００１７】
請求項３記載の発明によると、ロックアップクラッチのスリップ率及び／又は変速機の変速比に応じて設定された基準減速度においてロックアップクラッチの締結力を所定値にまで弱めるので、ロックアップクラッチのスリップによってエンジンブレーキの作用が弱められ、エンストを回避できるという効果がある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。図２は、実施の形態における車両駆動系のシステム構成図であり、図示しない車両に搭載されたエンジン１の出力側に自動変速機２が接続されている。
【００１９】
この自動変速機２は、エンジン１の出力側に介在するトルクコンバータ３と、このトルクコンバータ３を介して連結され、エンジン出力トルクがこのトルクコンバータ３を介して伝達される歯車式変速機４と、各種摩擦要素（フロントクラッチ，リヤクラッチ，ブレーキバンド，ロックアップクラッチ等）の結合・解放操作を行う変速制御，ロックアップ制御，ライン圧制御等のためのソレノイドバルブ群５とを備える。前記ソレノイドバルブ群５は、ロックアップソレノイド，シフトソレノイドＡ，シフトソレノイドＢ，ライン圧ソレノイド等によって構成される。
【００２０】
尚、歯車式変速機４を、無段変速機に置き換えても良い。前記ソレノイドバルブ群５を制御する自動変速機用コントロールユニット６には、各種のセンサからの信号が入力される。
【００２１】
前記各種のセンサとしては、エンジン１の吸気系に介装されて図示しないアクセルペダルと連動するスロットル弁７の開度ＴＶＯを検出するポテンショメータ式のスロットルセンサ８が設けられている。また、自動変速機２の出力軸に、該出力軸の所定回転角毎にパルス信号を発する車速センサ９が設けられている。更に、エンジン１の回転速度を検出するエンジン回転センサ10（クランク角センサ）が設けられている。
【００２２】
自動変速機用コントロールユニット６は、運転者が操作するセレクトレバーの操作位置信号に基づき、例えばセレクトレバーがドライブレンジ（Ｄレンジ）の状態では、予め設定された変速パターンのマップを参照し、スロットル弁開度ＴＶＯと車速ＶＳＰとに従って１速〜４速の変速位置を自動設定し、ソレノイドバルブ群５を介して歯車式変速機４をその変速位置に制御する自動変速制御を行う。
【００２３】
また、前記トルクコンバータ３には、図３に示すようなロックアップクラッチ40が備えられており、このロックアップクラッチ40によってトルクコンバータ３の入力軸と出力軸とを機械的に直結できるようになっている。図３において、ケース42の駆動軸41側部分の内壁42ａに相対して、クラッチフェーシング48を有するロックアッププレート49（油圧クラッチ）がトーションダンパー50と一体に配設されており、トーションダンパー50はクラッチハブ51とスプライン嵌合し、更に、クラッチハブ51は被駆動軸44にスプライン嵌合している。
【００２４】
これにより、ロックアッププレート49は被駆動軸54の軸方向に移動可能となり、ロックアッププレート49の両側に形成される圧力室52，53の圧力Ｐ１，Ｐ２に応じて移動する。尚、圧力室52には、圧力通路54ｂを介してコンバータ油圧（作動油圧）が供給され、圧力室53には、圧力通路54ａを介してコンバータ油圧が供給されるようになっている。
【００２５】
ここで、Ｐ１＞Ｐ２のときに、ロックアッププレート49は図で左方に移動して、ケース42の内壁42ａに圧接し、駆動軸41と被駆動軸54とを機械的に接続するロックアップ状態（クラッチ直結状態）となり、逆にＰ２＞Ｐ１のときに、ロックアッププレート49は図で右方に移動して、ケース42の内壁42ａから離れ、解放状態（トルクコンバータ状態）となる。ここで、前記油圧通路54ｂ，54ａを介した圧力室52，53へのコンバータ油圧（作動油圧）の供給は、前記ソレノイドバルブ群５の中のロックアップソレノイド55によって制御されるようになっている。
【００２６】
即ち、ロックアップソレノイド55を制御することで、ロックアップコントロールバルブ56の作動を制御し、ロックアップコントロールバルブ56に接続されているコンバータ油圧回路を、ロックアッププレート49の解放側と締結側とに切り換えるものである。ここでは、ロックアップソレノイド55は、コントロールユニット６によってデューティ制御されるようになっており、ＯＦＦ時間が長い場合には、オイルポンプ57から供給されるコンバータ油圧が圧力室53に作用し、更に圧力室53から圧力室52にオイルが流入するため、Ｐ２＞Ｐ１となってロックアップ解除状態（解放状態）となり、逆に、ＯＦＦ時間が短い場合には、コンバータ油圧が圧力室52に作用しＰ１＞Ｐ２となり、ロックアッププレート49はケース42の内壁42ａに押し付けられて締結状態となる。更に、前記ＯＦＦ時間割合に基づいて圧力室53に作用するコンバータ油圧Ｐ２を適度に低下させて、半クラッチ状態（スリップロック状態）とすることができるようになっている。
【００２７】
尚、前記駆動軸41がエンジン１の出力軸に連結しており、被駆動軸44が歯車式変速機４の入力軸に連結している。前記自動変速機用コントロールユニット６は、前記自動変速制御と同様に、スロットル弁開度ＴＶＯと車速ＶＳＰとに応じて予め設定されたロックアップ制御マップを参照し、ロックアップソレノイドの制御を介して前記ロックアップクラッチ40の締結状態を制御する。
【００２８】
また、本実施の形態においては、前記ロックアップ制御マップによるロックアップ制御に優先して、車両の減速度に応じたロックアップ制御を行うようになっている。
【００２９】
図４のフローチャートは、前記車両の減速度に応じたロックアップ制御の第１の実施形態を示すものであり、まず、Ｓ 11（減速度検出手段）では、車両の減速度を、単位時間当たりの車速ＶＳＰの変化量ΔＶＳＰ（ΔＶＳＰ＝単位時間前のＶＳＰ−最新のＶＳＰ）として演算する。尚、ΔＶＳＰ＝単位時間前のＶＳＰ−最新のＶＳＰとして演算するので、前記ΔＶＳＰは、減速時にプラスの値として算出され、加速時にはマイナスの値として演算されることになり、ΔＶＳＰが大きいほど減速度が大きいことになる。
【００３０】
Ｓ 12 （基準減速度設定手段）では、ロックアップクラッチ40のスリップ率に応じて基準減速度ΔＶＳＰthを可変に設定する。具体的には、図中に示すように、スリップ率が高いほど（締結力が弱いときほど）前記基準減速度ΔＶＳＰthとして大きな値を設定する。尚、前記スリップ率は、エンジン回転速度Ｎｅとタービン回転速度とから求めることができ、タービン回転速度は、タービンセンサを備えない場合には、車速ＶＳＰとギヤ比とから演算できる。
【００３１】
そして、Ｓ13では、前記Ｓ11で演算した減速度ΔＶＳＰと、前記Ｓ12でスリップ率に応じて設定した基準減速度ΔＶＳＰthとを比較する。ここで、減速度ΔＶＳＰが基準減速度ΔＶＳＰthよりも大きい場合には、Ｓ14（減速時ロックアップ制御手段）へ進み、ロックアップクラッチ40を強制的に解放状態に制御する。
【００３２】
Ｓ 14 では、そのときにロックアップクラッチ 40 がロックアップ状態（クラッチ直結状態）又はスリップロック状態に制御されているときには、強制的に解放状態に制御する。具体的には、ロックアップソレノイド 55 に出力するデューティ信号のＯＮデューティを強制的に０（又は最小値）にステップ変化させる。
【００３３】
ロックアップクラッチ40のスリップ率が高いときにはエンストし難いので、比較的大きな減速度になるまで強制的な解放制御を行わないようにして、ロックアップ領域の拡大を図り、スリップ率が低いとき（完全ロックアップ状態を含む）にはエンストし易いので、比較的小さい減速度から強制的な解放制御を行わせ、エンストの発生を確実に防止するものである。
【００３４】
図５のフローチャートは、前記車両の減速度に応じたロックアップ制御の第２の実施形態を示すものであり、Ｓ21では、前記Ｓ 11と同様にして減速度ΔＶＳＰを演算する。Ｓ22では、歯車式変速機４の変速段（変速比）に応じて基準減速度ΔＶＳＰthを可変に設定する。具体的には、図中に示すように、ハイギヤ側ほど前記基準減速度ΔＶＳＰthとして大きな値を設定する。
【００３５】
尚、変速機４が無段変速機である場合には、図６に示すように、そのときの変速比に応じて前記基準減速度ΔＶＳＰthを設定させれば良い。
【００３６】
そして、Ｓ23では、前記Ｓ21で演算した減速度ΔＶＳＰと、前記Ｓ22で変速段（変速比）に応じて設定した基準減速度ΔＶＳＰthとを比較する。ここで、減速度ΔＶＳＰが基準減速度ΔＶＳＰthよりも大きい場合には、Ｓ24（減速時ロックアップ制御手段）へ進み、Ｓ 14と同様にして、ロックアップクラッチ40を強制的に解放状態に制御する。
【００３７】
ハイギヤ側であるときにはエンストし難いので、比較的大きな減速度になるまで強制的な解放制御を行わないようにして、ロックアップ領域の拡大を図り、ローギヤ側ではエンストし易いので、比較的小さい減速度から強制的な解放制御を行わせ、エンストの発生を確実に防止するものである。尚、上記図４又は図５に示した基準減速度ΔＶＳＰ th を決定するためのパラメータであるスリップ率，変速比、更に車速のうちの複数を組 み合わせて、基準減速度ΔＶＳＰthを決定させても良い。
【００３８】
また、上記図４又は図５に示した実施の形態では、減速度ΔＶＳＰが基準減速度ΔＶＳＰthを越えたときに、ロックアップクラッチ40を完全に解放させる構成としたが、完全に解放させるのではなくエンストの回避が可能な低い範囲の所定締結力状態（所定のスリップロック状態）に移行させる構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る発明の基本構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態における車両駆動系のシステム構成図。
【図３】実施の形態におけるロックアップクラッチを詳細に示す断面図。
【図４】減速時ロックアップ制御の第１実施形態を示すフローチャート。
【図５】減速時ロックアップ制御の第２実施形態を示すフローチャート。
【図６】無段変速機を備える場合の制御特性を示す線図。
【符号の説明】
１…エンジン
２…自動変速機
３…トルクコンバータ
４…歯車式変速機
５…ソレノイドバルブ群
６…自動変速機用コントロールユニット
７…スロットル弁
８…スロットルセンサ
９…車速センサ
10…エンジン回転センサ

Claims (3)

1. エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に介装されたトルクコンバータの入力軸と出力軸とを機械的に直結するロックアップクラッチを備える自動変速機のロックアップ制御装置であって、
   車両の減速度を検出する減速度検出手段と、
   前記ロックアップクラッチのスリップ率及び／又は前記変速機の変速比に応じて基準減速度を可変に設定する基準減速度設定手段と、
   前記減速度が前記基準減速度よりも大きくなったときに、前記ロックアップクラッチにおける締結力を強制的に低下させる減速時ロックアップ制御手段と、
   を備えたことを特徴とする自動変速機のロックアップ制御装置。
2. 前記減速時ロックアップ制御手段が、前記ロックアップクラッチを完全解放状態にすることを特徴とする請求項１記載の自動変速機のロックアップ制御装置。
3. 前記減速時ロックアップ制御手段が、予め設定された締結力にまでロックアップクラッチの締結力を低下させることを特徴とする請求項１記載の自動変速機のロックアップ制御装置。

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