JP3694401B2

JP3694401B2 - 自動変速機のロックアップ制御装置

Info

Publication number: JP3694401B2
Application number: JP11213598A
Authority: JP
Inventors: 弘之湯浅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-04-22
Filing date: 1998-04-22
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2018-04-22
Also published as: JPH11303985A

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、車両用の自動変速機において、自動変速機油（以下、ＡＴＦと略す）の温度上昇を抑制するためのロックアップ制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、流体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を締結させる運転領域であるロックアップ領域を、ＡＴＦの温度上昇を抑制すべく変更する構成としたロックアップ制御装置が知られている。
【０００３】
例えば、特開昭６２−２０５８２９号公報には、油温センサで検出されるＡＴＦ温度が高いときに、ロックアップ領域を拡大する構成の開示がある。
また、特開平５−３０２６７１号公報には、車両の荷重を計測する荷重センサの信号に基づき、荷重が大きいときにロックアップ領域を低車速側に拡大する構成の開示がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の荷重増大は、流体トルクコンバータのスリップを増大させることになって、このスリップによる発熱がＡＴＦの温度上昇を招くことになるが、スリップによる発熱は荷重増大以外の要因によっても発生するため、荷重変化のみからＡＴＦの温度上昇を抑制するためのロックアップ領域の拡大を行わせると、荷重以外の要因による温度上昇に対応してロックアップ領域を制御することができないという問題があった。
【０００５】
一方、油温センサを備えるシステムであれば、ＡＴＦの温度上昇を抑制するためのロックアップ領域の制御を最適に行わせることが可能であるが、温度センサを設けることで、コストアップになってしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、温度センサを設けることなく、流体トルクコンバータの発熱によってＡＴＦの温度上昇が生じる走行条件を的確に判断して、ロックアップ領域の制御を行えるロックアップ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】
そのため、請求項１記載の発明は、図１に示すように構成される。
図１において、流体トルクコンバータは、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に介装され、ロックアップクラッチは、流体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クラッチである。
【０００７】
スリップ回転数検出手段は、前記流体トルクコンバータにおけるスリップ回転数を検出する。また、エンジン負荷検出手段は、エンジン負荷を検出する。そして、ロックアップ領域変更手段は、前記流体トルクコンバータの入力軸回転数が出力軸回転数よりも高い加速時においてのみ、前記エンジン負荷が大きくなるほど、かつ、前記スリップ回転数が大きくなるほど、前記ロックアップクラッチを締結させるロックアップ領域をより低車速側に拡大する。
【０００９】
かかる構成によると、エンジン負荷が大きくなるほど、かつ、スリップ回転数が大きくなるほど、即ち、流体トルクコンバータにおける発熱が大きくなるほど、より低車速側からロックアップが行われるようにする。また、流体トルクコンバータの入力軸回転数（エンジンの出力軸回転数）が出力軸回転数よりも高い加速時においては、ロックアップ領域の変更を行うが、逆に、流体トルクコンバータの入力軸回転数（エンジンの出力軸回転数）が出力軸回転数よりも低い状態、即ち、エンジンが駆動輪側から回されるような減速状態では、ロックアップ領域の変更は行わない。
【００１０】
請求項２記載の発明では、前記ロックアップ領域変更手段が、前記スリップ回転数の加重平均値と前記エンジン負荷の加重平均値とから前記ロックアップ領域を変更する構成とした。かかる構成によると、一時的にスリップ回転数，エンジン負荷が大きくなってもＡＴＦの温度上昇に結びつかないので、平均的にスリップ回転数，エンジン負荷が大きな状況を、スリップ回転数，エンジン負荷の加重平均値から判断し、ロックアップ領域を制御する。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、流体トルクコンバータの発熱が大きいときほど、より低車速側からロックアップを行わせることができ、以って、無用なロックアップ領域の拡大を回避しつつ、ＡＴＦの温度上昇を確実に抑制できると共に、エンジンが駆動輪側から回されるような状態であって、比較的流体トルクコンバータの負荷が小さい状態で無用にロックアップ領域が変更されることを回避できるという効果がある。
【００１３】
請求項２記載の発明によると、一時的なスリップ回転数，エンジン負荷の増大に影響されることなく、ロックアップ領域の拡大が真に要求される状態においてのみ、ロックアップ領域を変更させることができるという効果がある。
【００１５】
【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。
この自動変速機２は、エンジン１の出力側に介在する流体トルクコンバータ３と、この流体トルクコンバータ３を介して連結され、エンジン出力トルクがこの流体トルクコンバータ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。尚、歯車式変速機４を、無段変速機に置き換えても良い。
【００１６】
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。前記自動変速機用コントロールユニット６は、エンジンルーム内や車室内に設置する構成であっても良いし、また、自動変速機２のオイルパン内に収容する構成であっても良い。
前記各種のセンサとしては、エンジン１の吸入空気量を調整するスロットル弁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の回転数Ｎｅ（rpm)を検出するエンジン回転センサ10（クランク角センサ）と、流体トルクコンバータ３のタービン回転数Ｎｔ（rpm)を検出するタービンセンサ11が設けられている。
【００１７】
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（図５参照）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。
【００１８】
また、前記流体トルクコンバータ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を締結することによって流体トルクコンバータ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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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（図５参照）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・解放を制御する。
【００２３】
また、本実施の形態においては、ＡＴＦの温度上昇を抑制するために、前記ロックアップ領域を変更するようになっており、係るロックアップ領域の変更制御を、図４のフローチャートに従って説明する。
図４のフローチャートにおいて、Ｓ１では、［エンジン回転数Ｎｅ］−［タービン回転数Ｎｔ］として、流体トルクコンバータ３におけるスリップ回転数Ｎｓ（rpm)を算出する（スリップ回転数検出手段）。従って、スリップ回転数Ｎｓは、エンジン回転数Ｎｅがタービン回転数Ｎｔよりも高いときにプラスの値として算出され、エンジン回転数Ｎｅがタービン回転数Ｎｔよりも低いエンジンブレーキ状態では、マイナスの値に算出されるようになっている。尚、タービンセンサ11を備えない場合には、車速ＶＳＰとギヤ比とからタービン回転数Ｎｔを算出するようにしても良い。
【００２４】
Ｓ２では、前記Ｓ１で今回算出されたスリップ回転数Ｎｓと、前回までの加重平均値Ｎｓavとを加重平均し、その結果を新たな加重平均値Ｎｓavとする。
Ｓ３では、スロットルセンサ８で検出されるスロットル弁７の開度ＴＶＯを、エンジン負荷を代表する値として読み込む（エンジン負荷検出手段）。尚、変速段の決定にスロットル開度ＴＶＯを用いるので、エンジン負荷を代表する値として本実施形態ではスロットル開度ＴＶＯを用いるが、この他、電子制御燃料噴射装置における基本燃料噴射量や吸入空気量を、エンジン負荷を示す値として用いる構成であっても良い。
【００２５】
そして、Ｓ４では、前記Ｓ３で今回読み込まれたスロットル開度ＴＶＯと、前回までの加重平均値ＴＶＯavとを加重平均し、その結果を新たな加重平均値ＴＶＯavとする。
Ｓ５では、予め前記スリップ回転数Ｎｓの加重平均値Ｎｓav及びスロットル開度ＴＶＯの加重平均値ＴＶＯavに応じてロックアップ領域の低車速化度合いを記憶したマップを参照し、ロックアップ領域の変更を設定する。
【００２６】
具体的には、図４中に示すように、スリップ回転数Ｎｓの加重平均値Ｎｓavがマイナスのときには、ロックアップ領域は変更せず、スリップ回転数Ｎｓの加重平均値Ｎｓavがプラスのときには、加重平均値Ｎｓavの値が大きいときほど、かつ、加重平均値ＴＶＯavが大きいときほど、ロックアップ領域をより低車速側に拡大する設定を行う。
【００２７】
一般的に、一般道，渋滞路，高速道路に比較して登坂路においては、スリップ回転数Ｎｓ及びスロットル開度ＴＶＯ（エンジン負荷）の平均的な値が共に高い状態になり、このときには、流体トルクコンバータ３の負荷が大きく発熱量が多くなるので、ＡＴＦの温度も一般道，渋滞路，高速道路を走行している場合に較べて高くなる。同様に、車両の乗員数や積載重量の増加によって車両の荷重が多くなっている場合も、スリップ回転数Ｎｓ及びスロットル開度ＴＶＯ（エンジン負荷）の平均的な値が登坂路と同様な傾向を示し、流体トルクコンバータ３の発熱によってＡＴＦ温度が上昇する。
【００２８】
従って、スリップ回転数Ｎｓ及びスロットル開度ＴＶＯ（エンジン負荷）の平均的な値から、流体トルクコンバータ３の負荷が大きく、流体トルクコンバータ３の発熱によってＡＴＦの温度が上昇する状態を判断することができ、スリップ回転数Ｎｓが高いほど、また、スロットル開度ＴＶＯが大きいほど、ＡＴＦの温度上昇が高いものと推定できる。
【００２９】
Ｓ６では、前記Ｓ５における設定に応じてロックアップ領域を変更する（ロックアップ領域変更手段）。即ち、Ｓ５でロックアップ領域をより低車速側に拡大する設定が行われた場合には、図５に示すように、ロックアップを行う最小車速を各スロットル開度ＴＶＯ毎に規定するロックアップ線を、低車速側にシフトさせて、ロックアップ領域の拡大を図る。従って、前記Ｓ５で加重平均値Ｎｓav及び加重平均値ＴＶＯavに応じてロックアップ領域の低車速化度合いを設定するときに、前記ロックアップ線をシフトさせるときの車速幅を低車速化度合いとして設定させれば良い。
【００３０】
ロックアップ領域を低車速側に拡大すれば、ロックアップが行われる機会、即ち、流体トルクコンバータ３の入力軸と出力軸とが機械的に直結されてスリップの発生しない状態が増え、流体トルクコンバータ３の発熱による温度上昇を抑制し得る。
尚、ロックアップ制御マップを変更する代わりに、ロックアップ制御マップを参照するときの車速ＶＳＰを増大補正するようにして、結果的により低車速側からロックアップが行われるようにしても良い。
【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】実施の形態におけるロックアップ領域の制御を示すフローチャート。
【図５】実施の形態におけるロックアップ制御マップを示す線図。
【符号の説明】
１エンジン
２自動変速機
３流体トルクコンバータ
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
11 タービンセンサ

Claims

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流体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、
前記流体トルクコンバータにおけるスリップ回転数を検出するスリップ回転数検出手段と、
エンジン負荷を検出するエンジン負荷検出手段と、
前記流体トルクコンバータの入力軸回転数が出力軸回転数よりも高い加速時においてのみ、前記エンジン負荷が大きくなるほど、かつ、前記スリップ回転数が大きくなるほど、前記ロックアップクラッチを締結させるロックアップ領域をより低車速側に拡大するロックアップ領域変更手段と、
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。
前記ロックアップ領域変更手段が、前記スリップ回転数の加重平均値と前記エンジン負荷の加重平均値とから前記ロックアップ領域を変更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。