JP4116991B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は自動変速機の制御装置に関し、特に、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを備えるものに関する。

ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータでは、ロックアップクラッチの前後差圧（ロックアップ差圧）を制御することで、ロックアップクラッチの締結・開放を行っており、コンバータ状態からロックアップ状態へ移行する際には、所定の初期差圧から徐々に差圧を上昇させてコンバータ状態からスリップ状態へ移行した後にロックアップクラッチの締結を行っている。

このようなロックアップクラッチの制御では、低車速からロックアップを行って燃費を向上させるものが知られている（特許文献１）。
特開２００２−２０５５７６号

しかしながら、上記従来例では、発進後ロックアップ状態を維持したまま自動変速機の変速機比をＬｏ側へ変更して伝達トルクを増幅しているが、発進後に登り坂に差し掛かった時などにトルクが不足した場合には、ロックアップクラッチが急速に締結されることになる。これは発進直後に登坂路に差し掛かり、伝達トルクが低下するとともにロックアップクラッチの油圧制御がオープン制御されているためである。この状態で登坂路走行が続くと車速が減速し、車速がこもり音発生速度を越えて走行している状態からこもり音発生速度領域まで減速するとこもり音が発生するという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、こもり音の発生を防ぐことを目的とする。

本発明は、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、車速を検出し、車両の加減速状態を判断する車速検出手段と、エンジンと自動変速機の間に介装されるとともにロックアップクラッチを備えたトルクコンバータと、車速と加減速状態に応じて、前記ロックアップクラッチを締結するためのロックアップ締結特性及び前記ロックアップクラッチを開放するためのロックアップ開放特性を備え、前記ロックアップ締結／開放特性に基づき前記ロックアップクラッチの締結及び開放を指令するロックアップ指令信号を送信するロックアップ指令手段と、前記ロックアップ指令信号に基づいて、前記ロックアップクラッチの締結と開放とを制御するロックアップ制御手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、前記ロックアップ指令手段は、低速側での前記ロックアップクラッチの締結及び開放を制御するための第１ロックアップ締結／開放特性と、高速側での前記ロックアップクラッチの締結及び開放を制御するための第２ロックアップ締結／開放特性とを備え、検出した車速が第１しきい値以上となった時に前記第１ロックアップ締結特性に基づき前記ロックアップクラッチの締結を指令するロックアップ指令信号を前記ロックアップ制御手段に送信し、検出した車速が前記第２ロックアップ開放特性より大きい第２しきい値以上となった時に前記第２ロックアップ開放特性に切り換えるロックアップ指令信号を前記ロックアップ制御手段に送信する。

本発明によれば、ロックアップクラッチの開放を制御するロックアップ開放特性を車速に応じて選択することができるため、発進直後には低速側の第１ロックアップ開放特性に基づいてロックアップクラッチの締結が開始され、その後車両が加速後に減速してこもり音が生じる車速域まで減速しても、高速側の第２ロックアップ開放特性に基づいてロックアップクラッチが開放されるため、こもり音を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のシステム構成を示す概略図である。

この図１において、エンジン３にはトルクコンバータ５を備えた自動変速機４が連結され、トルクコンバータ５にはロックアップクラッチ６が配設されて運転状態に応じてロックアップ（ロックアップクラッチ締結状態）またはアンロックアップ（ロックアップクラッチ開放状態）を行うものである。

トルクコンバータ５は、トルクコンバータ出力要素（タービン）と共に回転するロックアップクラッチ６を内蔵し、このロックアップクラッチ６は、トルクコンバータ入力要素（インペラ）に締結されるとき、トルクコンバータ５を入出力要素間が直結されたロックアップ状態にするものとする。

ロックアップクラッチ６は、その両側（前後）におけるトルクコンバータアプライ圧Ｐａとトルクコンバータレリーズ圧Ｐｒとの差圧Ｐａ−Ｐｒに応動し、レリーズ圧Ｐｒがアプライ圧Ｐａよりも高いとロックアップクラッチ６は開放されてトルクコンバータ入出力要素間を直結せず、レリーズ圧Ｐｒがアプライ圧Ｐａよりも低くなる時にロックアップクラッチ６は締結されてトルクコンバータ入出力要素間を直結するものである。

そして、上記後者の締結に際して、ロックアップクラッチ６の締結力、つまりロックアップ容量は、上記の差圧Ｐａ−Ｐｒにより決定し、この差圧が大きい程ロックアップクラッチ６の締結力が増大してロックアップ容量を増大する。

差圧Ｐａ−Ｐｒは、周知のロックアップコントロールバルブ（ロックアップ制御手段）７により制御し、このロックアップコントロールバルブ７には、アプライ圧Ｐａおよびレリーズ圧Ｐｒを相互に対向するように作用させ、更にアプライ圧Ｐａと同方向にバネの付勢力を、またレリーズ圧Ｐｒと同方向にばね力を作用させ、同時にレリーズ圧Ｐｒと同方向に信号圧Ｐｓｏｌをそれぞれ作用させる。

ロックアップコントロールバルブ７は、これら油圧とバネの付勢力が釣り合うよう差圧Ｐａ−Ｐｒを決定する。

ここでロックアップコントロールバルブ７にかかる信号圧Ｐｓｏｌは、ポンプ圧Ｐｐを元圧としてロックアップソレノイド８がＡＴコントローラ１が出力するデューティ信号（ロックアップ指令信号）Ｄｕｔｙに応じて作り出すものである。

マイクロコンピュータなどで構成されるＡＴコントローラ（ロックアップ指令手段）１は、車両の運転状態に応じてデューティ信号Ｄｕｔｙを決定し、ロックアップソレノイド８を介して差圧Ｐａ−Ｐｒを制御する。

ＡＴコントローラ１には、車両の走行状態やドライバーの運転状況を示す信号、例えば、自動変速機４に設けた入力軸回転センサ１６からの入力軸回転速度Ｎｉ、トルクコンバータ５への入力回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）を検出するインペラ回転センサ１１からのポンプインペラ回転速度Ｎｐ、アクセル操作量センサ１４からのアクセル操作量ＡＰＯ（またはスロットル開度ＴＶＯ）、車速センサ１３からの車速ＶＳＰが入力される。

また、ＡＴコントローラ１はエンジンコントローラ２からエンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅを受信する。

そして、ＡＴコントローラ１は、これらの検出信号によりロックアップクラッチ６の締結や開放あるいはスリップなどの制御を行う。

ＡＴコントローラ１は、車両の運転状態に応じてスムースロックアップ（以下、ＳＭ−Ｌ／Ｕという。）オン（締結）制御を行うもので、このＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御は、例えば、スロットル開度ＴＶＯの変化が少なく、かつ車速ＶＳＰが緩やかに上昇する際に、コンバータ状態からスリップ状態を経てロックアップクラッチ６の締結を行うものである。

本発明では、発進後の低車速からロックアップを行う自動変速機に関するものであり、例えば、このような自動変速機では、車速ＶＳＰ＝２０Ｋｍ／ｈでロックアップを完了させるために、発進直後の車速ＶＳＰ＝５Ｋｍ／ｈ程度でＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御を開始する。本発明は、このＳＭ−Ｌ／Ｕ制御中のこもり音の発生を防止するものである。

図２を用いて、こもり音の発生条件をスロットル開度ＴＶＯと車速ＶＳＰの関係を用いて説明する。こもり音は、低車速、例えば１１Ｋｍ／ｈ以下で発生し、対してＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御は、５Ｋｍ／ｈ以上で実施される。即ち、こもり音の発生速度領域とロックアップ制御実施領域とが共存する領域が存在することになる。

ここで、ＳＭ−Ｌ／Ｕ制御の状態を示すＳＭ−Ｌ／Ｕ特性線には、ロックアップクラッチを締結状態にするオン（締結）特性線と、開放状態にするオフ（開放）特性線とがある。ＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御の開始状態を示すＳＭ−Ｌ／Ｕオン特性線は、前述のように加速時に車速ＶＳＰ＝５Ｋｍ／ｈ（図中Ｖ１で示す。）でロックアップクラッチ６を締結する制御を開始するように設定されている。一方、ＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御の終了状態を示すＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線は、ロックアップクラッチ６を開放する制御を開始するための特性で、例えば、減速時の車速ＶＳＰ＝３Ｋｍ／ｈ（図中Ｖ３で示す。）でロックアップクラッチ６を開放する制御を開始するように設定され、エンジンがストールすることを防止する。なお、説明の便宜上、これら極低速のＳＭ−Ｌ／Ｕオン／オフ特性線を発進時（第１）ＳＭ−Ｌ／Ｕオン／オフ特性線という。

このような設定状態で、停車状態からアクセルを踏み込んで発進加速し、車速ＶＳＰが５Ｋｍ／ｈ以上となるとＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御が開始され、差圧Ｐａ−Ｐｒが上昇する。そして加速状態が維持され、例えば、車速ＶＳＰ＝２０Ｋｍ／ｈでロックアップが完了する。しかしながらこもり音が発生する速度（図中Ｖ４で示す。例えば、１１Ｋｍ／ｈ）を超えて加速し、ロックアップが完了する前に、例えば車両が登坂路に差し掛かり、走行抵抗が増大し、車速が減速し始めると（加速状態から減速状態への切り換わりを点Ａで示す。）、車速ＶＳＰが再びこもり音領域に入り、こもり音が発生する恐れが生じることになる。

ここで、こもり音を防止するため、ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ制御の開始速度をこもり音が発生しない車速ＶＳＰ＝１１Ｋｍ／ｈを超えて設定するように発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線を変更してもよいが、この場合には発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオン特性線が高速側に変更されるため、ロックアップ領域がより高速側となり、燃料消費量低減の観点から好ましくない。

そこで本発明では、車速に応じてＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線を発進時特性線と通常時特性線とで切り換えることで、こもり音を防止するとともに、ロックアップ制御領域を維持して燃費を向上させる。具体的には、車速ＶＳＰ＝５ｋｍ／ｈでロックアップ制御をオンし、車速ＶＳＰ＝３ｋｍ／ｈでロックアップ制御をオフする発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕ特性線と、より高車速の車速でロックアップ制御をオン／オフする通常時（第２）ＳＭ−Ｌ／Ｕ特性線とを備える。ここで、通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線が設定された車速ＶＳＰ＝１１ｋｍ／ｈは、こもり音発生領域の上限速度である。なお、この設定車速は、こもり音発生領域の上限速度に限られず、上限速度に一定値を加算してもよい。

そして発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線が通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線に切り換わるしきい値は、例えばこもり音発生領域の上限速度１１ｋｍ／ｈに、制御時のハンチングを防止するためのヒステリシス分、例えば３ｋｍ／ｈを加算して設定した速度である。

そして、車両が発進し、ＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御状態で、車速ＶＳＰ＝１４ｋｍ／ｈで発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線が通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線に切り換わり、車両が走行中に、登坂路走行等によって減速状態となり、車速ＶＳＰが１１ｋｍ／ｈまで減速した時に通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ制御により、トルクコンバータ６を開放制御する。このように発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ制御から通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ制御への切り換えをこもりの発生領域より高速側で実施し、通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線をこもり音発生領域の上限車速に設定したので、こもり音上限車速でロックアップオフ制御を実施して、トルクコンバータ６を開放してこもり音の発生を防止する。

また、車両の速度ＶＳＰが１４ｋｍ／ｈ未満で減速状態となった時には、発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御が継続される。そして車両の減速状態が継続して、車速ＶＳＰが発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線が設定された車速ＶＳＰ＝３ｋｍ／ｈ未満となった時に発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ制御により、エンジンストールを防止する。この場合にはこもり音の発生は防止できないが、エンジンストールを防止することができる。

次に、図３を用いて、ＡＴコントローラ１で行われるＳＭ−Ｌ／Ｕオン／オフ制御の一例を示すフローチャートである。この処理は、アクセルペダルが開状態で所定の周期（例えば、数１０ｍｓｅｃ）で繰り返して実行される。

まずＳ１では、車速ＶＳＰを検出し、読み込んで車両の加速状態を判断し、Ｓ２では加速状態で、検出した車速ＶＳＰが第１しきい値Ｖ１以上か否かを判定する。加速状態で車速ＶＳＰがＶ１以上であればＳ３に進み、Ｖ１未満であれば処理を終了する。ここで第１しきい値Ｖ１は、発進時のＳＭ−Ｌ／Ｕオン特性線に設定する速度であり、発進時のＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御を開始する速度である。

Ｓ３では、発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御を開始するため、デューティ信号をロックアップコントロールバルブ７に送信し、差圧Ｐａ−Ｐｒを上昇する。

続くＳ４では、発進時のＳＭ−Ｌ／Ｕオン制御中の実車速ＶＳＰが第１しきい値Ｖ１より大きい第２しきい値Ｖ２以上か否かを判定する。車速ＶＳＰがＶ２以上であればＳ５へ進む一方、車速ＶＳＰがＶ２未満の場合はＳ８に進む。しきい値Ｖ２は、こもり音が発生する上限車速にヒステリシス分の速度を加算した値に基づき設定される車速である。

Ｓ５ではＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線を発進時特性線から通常時特性線に切り換える。そして次のステップＳ６で検出した実車速ＶＳＰが第４しきい値Ｖ４以下かどうかを判定する。第４しきい値Ｖ４以下であればステップＳ７に進み、越えていれば制御を終了する。ステップＳ７では、通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線に基づいてロックアップクラッチを開放制御する。このような制御により、Ｓ４の実車速ＶＳＰが、例えば登坂路等でエンジントルクが不足して減速し、こもり音が発生する速度領域、すなわち車速Ｖ４以下に達しても、こもり音が発生する速度領域の上限速度（＝Ｖ４）に設定された通常時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線に基づき、ロックアップクラッチ６を開放するため、こもり音が発生することを防止できる。

Ｓ８では、減速時の実車速ＶＳＰが第３しきい値Ｖ３以下か否か判定する。Ｖ３以下であればＳ９に進み、車速ＶＳＰがＶ３を越えている場合には、現状の制御状態を維持して制御を終了する。ここで第３しきい値Ｖ３は、発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性線に基づきロックアップクラッチを開放制御に切り換えるためのしきい値であり、通常、第１のしきい値Ｖ１より低く設定され、エンジンストールを防止する観点から設定される速度である。

Ｓ９では、ＳＭ−Ｌ／Ｕ特性線を発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオフ特性に切り換える。発進時特性に切り換えることにより、この状態から加速する際に、発進時ＳＭ−Ｌ／Ｕオン特性線に沿ってロックアップ制御を開始することができる。

以上のように、本発明によれば、こもり音の発生を防止できるので、運転性に優れたロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有する自動変速機の制御装置に適用することができる。

本発明の一実施形態を示す駆動系のブロック図である。 本発明の制御内容を説明する図である。 ＡＴコントローラで行われるＳＭ−Ｌ／Ｕ制御の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ ＡＴコントローラ
４ 自動変速機
５ トルクコンバータ
６ ロックアップクラッチ
７ ロックアップコントロールバルブ
８ ロックアップソレノイド

Claims (6)

1. スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
   車速を検出し、車両の加減速状態を判断する車速検出手段と、
   エンジンと自動変速機の間に介装されるとともにロックアップクラッチを備えたトルクコンバータと、
   車速と加減速状態に応じて、前記ロックアップクラッチを締結するためのロックアップ締結特性及び前記ロックアップクラッチを開放するためのロックアップ開放特性を備え、
   前記ロックアップ締結／開放特性に基づき前記ロックアップクラッチの締結及び開放を指令するロックアップ指令信号を送信するロックアップ指令手段と、
   前記ロックアップ指令信号に基づいて、前記ロックアップクラッチの締結と開放とを制御するロックアップ制御手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、
   前記ロックアップ指令手段は、
   低速側での前記ロックアップクラッチの締結及び開放を制御するための第１ロックアップ締結／開放特性と、高速側での前記ロックアップクラッチの締結及び開放を制御するための第２ロックアップ締結／開放特性とを備え、
   検出した車速が第１しきい値以上となった時に前記第１ロックアップ締結特性に基づき前記ロックアップクラッチの締結を指令するロックアップ指令信号を前記ロックアップ制御手段に送信し、
   検出した車速が前記第２ロックアップ開放特性より大きい第２しきい値以上となった時に前記第２ロックアップ開放特性に切り換えるロックアップ指令信号を前記ロックアップ制御手段に送信することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記ロックアップ指令手段は、
   車両減速時に検出した車速と前記第１しきい値より小さい第３しきい値とを比較し、
   前記検出した車速が前記第３しきい値を下回る場合に前記第１ロックアップ開放特性に基づきロックアップクラッチの開放を指令する指令信号をロックアップ制御手段に送信することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記第１しきい値は、ロックアップ完了車速に応じて設定されるロックアップクラッチの締結を開始する車速であることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記第２しきい値は、こもり音が発生する車速領域に応じて設定される車速であることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
5. 前記第３しきい値は、エンジンストールが発生する車速領域に応じて設定される、第１しきい値より低速の車速であることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
6. 前記第２しきい値は、こもり音が発生する車速領域の上限値に対して一定の車速を加算した車速であることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。

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