JP4598005B2 - 車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に車両用自動変速機の制御装置に関し、特に、キックダウン前に所定の変速段でロックアップクラッチをスリップ制御する車両用自動変速機の制御装置に関する。

通常、トルクコンバータを有する自動変速機においては、燃費向上を目的として所定の変速段でエンジン回転数が所定回転数以上のときに、エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを直結するロックアップクラッチが一般的に設けられている。

従来は、ロックアップクラッチ締結特性線をシフトマップ中に設定し、この締結特性線より高車速側でロックアップクラッチを締結するように制御すると共に、キックダウン時には、アクセル開度がロックアップクラッチ締結特性線より大きくなった時点でロックアップクラッチの締結を解除するように制御していた。

また、登坂走行時には、ロックアップクラッチ締結特性線を高車速側にずらし、ロックアップクラッチの締結を高車速側に限定するように制御していた。
特開平５−１８０３２８号公報

上述したように、従来はロックアップクラッチ締結特性線をシフトマップ中に固定的に設定していたため、ロックアップクラッチ締結特性線を高車速側に設定してロックアップ領域を狭く設定した場合はスムーズな走行が可能となるが、燃費が悪化する。

逆に、ロックアップ領域を広く設定した場合は、燃費は改善されるがスムーズな走行が困難となり、燃費とドライバビリティの両立が困難であるという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、キックダウン時にロックアップクラッチをスリップ制御することにより、スムーズな走行と低燃費を両立可能な車両用自動変速機の制御装置を提供することである。

請求項１記載の発明によると、エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを機械的に直結するロックアップクラッチを有し、該出力軸と入力軸との間に介装されたトルクコンバータと、スロットル開度及び車速に応じて決定される所定運転領域時に、前記ロックアップクラッチを所定締結力で締結するロックアップクラッチ締結制御手段とを備えた車両用自動変速機の制御装置において、ダウンシフト線と該ダウンシフト線よりスロットル開度を所定の幅低開度側にずらしたスリップ開始線により画成される前記ロックアップクラッチのスリップ領域を、車速に応じて予め定められた複数変速特性に対して設定したシフトマップを具備し、前記スリップ領域でのスリップ制御中でないと判定された場合に、変速段と勾配に応じてアクセルペダル開度の所定変化量が設定された算出マップを有し、前記算出マップから現在の変速段と勾配に応じた所定変化量を検索した後、現在のアクセルペダル開度に前記検索した所定変化量を加算し、該加算した値にてダウンシフトするか否かを判定するダウンシフト判定を行い、前記ダウンシフト判定が肯定された場合に、前記ロックアップクラッチ締結制御手段により前記ロックアップクラッチをスリップ制御することを特徴とする車両用自動変速機の制御装置が提供される。

請求項２記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記ロックアップクラッチのスリップ制御の開始から所定時間の間にダウンシフトをしない場合には、ロックアップクラッチのスリップ制御を中断してロックアップクラッチを締結することを特徴とする車両用自動変速機の制御装置が提供される。

請求項３記載の発明によると、請求項１又は２記載の発明において、前記所定の幅は平坦路では狭く、登坂路では広く設定することを特徴とする車両用自動変速機の制御装置が提供される。
請求項４記載の発明によると、請求項１記載の発明において、前記所定値は走行路の勾配に応じて設定されることを特徴とする車両用自動変速機の制御装置が提供される。

請求項１記載の発明によると、キックダウン時に、最適なスロットル開度でロックアップクラッチをスリップさせることができるため、スムーズな走行と低燃費を両立できる。

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制御を中断してロックアップクラッチを締結することにより、燃費の向上を期待できる。

請求項３記載の発明によると、ロックアップクラッチスリップ制御の幅を登坂度合いに応じて持ち替えることにより、平坦路及び登坂路双方のドライバビリティを向上できる。
請求項４記載の発明によると、勾配によってロックアップクラッチスリップ制御の幅を算出するので、必要時にのみスリップ制御をすることが可能で伝達ロスを最小限に設定することができる。

図１は本発明の制御装置を搭載した車両の全体構成図である。この車両は前輪駆動車であって、エンジン２のトルクが自動変速機４を介して伝達される左右一対の駆動輪６ａ，６ｂと、走行に伴って回転する左右一対の従動輪８ａ，８ｂとを備える。エンジン２のクランクシャフト１０と自動変速機４のメインシャフト１２との間には、公知のトルクコンバータ１４が介装されている。

図３を参照すると、ロックアップクラッチＯＦＦ時のトルクコンバータ１４の油圧回路図が示されている。図４はロックアップクラッチＯＮ時のトルクコンバータ１４の油圧回路図である。

図３に示すように、トルクコンバータ１４はクランクシャフト１０に接続されたポンプインペラ１６と、メインシャフト１２に接続されたタービンランナ１８と、固定部に一方向クラッチ２２を介して支持されたステータ２０と、ポンプインペラ１６及びタービンランナ１８を結合可能なロックアップクラッチ２４とを備えている。

ロックアップクラッチ２４はトルコンカバー２６の内面に当接可能なクラッチピストン２８を備えており、クラッチピストン２８の両側に第１油室３０及び第２油室３２が形成されている。

第１油室３０に圧油が供給されてクラッチピストン２８がトルコンカバー２６に当接するとロックアップクラッチ２４が係合し、クランクシャフト１０のトルクが直接メインシャフト１２に伝達される。

一方、第２油室３２に圧油が供給されてクラッチピストン２８がトルコンカバー２６から離間するとロックアップクラッチ２４が係合解除し、クランクシャフト１０とメインシャフト１２との機械的な連結が遮断される。

トルクコンバータ１４の油圧回路は、オイルタンク３４から作動油を汲み上げるオイルポンプ３６と、オイルポンプ３６からの作動油を所定のレギュレータ圧に調圧するレギュレータバルブ３８を含んでいる。

ロックアップシフトバルブ４０は、ロックアップクラッチ２４の非係合時には、トルクコンバータ１４の第２油室３２にレギュレータ圧を伝達するとともに第１油室３０をオイルタンク３４に接続し、ロックアップクラッチ２４の係合時にはトルクコンバータ１４の第１油室３０にレギュレータ圧を伝達するとともに第２油室３２を後述するロックアップコントロールバルブ４２に接続する。

ロックアップコントロールバルブ４２は、第２油室３２からロックアップシフトバルブ４０を介して供給された作動油の圧力を逃がし、第２油室３２の圧力を調整することによりロックアップクラッチ２４の係合力を制御する。

ロックアップタイミングバルブ４４は、高車速時にスロットル圧により作動してロックアップコントロールバルブ４２を作動させることにより、第２油室３２を大気に開放してロックアップクラッチ２４を完全に係合させる。

第１ソレノイドバルブ４６は、オン／オフ制御されるもので、そのオフ時にモジュレータ圧をロックアップシフトバルブ４０の左端に伝達して該ロックアップシフトバルブ４０のスプールを右動させることにより、トルクコンバータ１４の第２油室３２にレギュレータ圧を伝達するとともに第１油室３０をオイルタンク３４に接続し、ロックアップクラッチ１４の係合を解除する。

第１ソレノイドバルブ４６がオンすると、モジュレータ圧を逃がしてロックアップシフトバルブ４０のスプールを左動させることにより、トルクコンバータ１４の第１油室３０にレギュレータ圧を伝達するとともに第２油室３２をロックアップコントロールバルブ４２に接続し、ロックアップクラッチ２４を係合させる。

第２ソレノイドバルブ４８はリニアソレノイドバルブであって、そのオフ時にモジュレータ圧でロックアップコントロールバルブ４２のスプール及びロックアップタイミングバルブ４４のスプールを右方向に付勢し、そのオン時にモジュレータ圧を逃がして上述した付勢力を解除する。

ロックアップコントロールバルブ４２の開度は、第２ソレノイドバルブ４８に供給する電流値を変化させることにより無段階に制御可能であり、ロックアップコントロールバルブ４２の開度を増加させると、トルクコンバータ１４の第２油室３２の背圧が減少してロックアップクラッチ２４の係合力が増加する。

逆に、ロックアップコントロールバルブ４２の開度を減少させると、トルクコンバータ１４の第２油室３２の背圧が増加して、ロックアップクラッチ２４の係合力が減少する。

図１を再び参照すると、エンジン２にはエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段５０が設けられるとともに、自動変速機４にはメインシャフト回転数Ｎｍを検出するメインシャフト回転数検出手段５２と、シフトポジションＰを検出するシフトポジション検出手段５４が設けられている。

エンジン２の吸気通路５６に介装されたスロットル弁５８には、スロットル開度θ_ＴＨを検出するスロットル開度検出手段６０が設けられている。さらに、従動輪である左右の後輪８ａ，８ｂには車速Ｖを検出する車速検出手段６２が設けられている。

５３は車両が走行している路面の勾配を検出する勾配検出手段であり、本実施形態では車両の前後加速度Ｇから勾配を演算するＧセンサが用いられている。しかし、勾配検出手段５３は水平面に対する車体の傾斜角を直接検出するものであってもの良い。

図２は、各検出手段からの信号を制御プログラムに基づいて演算処理し、第１，第２ソレノイドバルブ４６，４８を駆動してトルクコンバータ１４の速度比を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）６４を示している。

この電子制御ユニット６４は、演算処理を行うための中央処理装置（ＣＰＵ）６６と、制御プログラムや各種テーブル等のデータを格納しているリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）６８と、各検出手段の出力信号や演算結果を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７０を有している。

電子制御ユニット６４は更に、エンジン回転数検出手段５０、メインシャフト回転数検出手段５２、勾配検出手段５３、シフトポジション検出手段５４、スロットル開度検出手段６０及び車速検出手段６２が接続される入力回路７２と、第１ソレノイドバルブ４６及び第２ソレノイドバルブ４８が接続される出力回路７４を有している。

しかして、電子制御ユニット６４は、入力回路７２を介して入力される各種信号と、ＲＯＭ６８に格納されたデータとを後述する制御プログラムに基づいてＣＰＵ６６で演算処理し、最終的に出力回路７４を介して第１，第２ソレノイドバルブ４６，４８に供給する電流値を制御する。これにより、ロックアップクラッチ２４の係合力を変化させてトルクコンバータ１４の速度比を制御することができる。

次に、図５のフローチャートを参照して、本発明実施形態に係るキックダウン前ロックアップクラッチのスリップ制御について詳細に説明する。まず、ステップＳ１０において、ロックアップクラッチ（ＬＣ）がスリップ制御中か否か、即ちキックダウン前ＬＣスリップ制御中フラグＦ＿ＬＣＯＦＰＫＤがセットされているか否かを判定する。

ロックアップクラッチがスリップ制御中でないと判定された場合には、ステップＳ１１へ進んでキックダウン前ＬＣスリップ判断ΔＡＰ量ＤＡＰＰＫＤを検索する。このＤＡＰＰＫＤは現在の変速段が５速の場合には走行路の勾配の程度に応じて例えば図６のように設定されており、４速の場合には例えば図７のように設定されている。

図６及び図７において、Ｎは平坦路、Ｌは軽登坂路、Ｍは中登坂路、Ｈは重登坂路、Ｈ２は二重登坂路をそれぞれ示している。例えば図６において、０．２はスロットル開度が０．２／８、０．５はスロットル開度が０．５／８を示している。

再び図５のフローチャートを参照すると、ステップＳ１１でＤＡＰＰＫＤを検索した後、ステップＳ１２へ進んでＤＡＰＰＫＤが０か否かを判定する。ステップＳ１２でＤＡＰＰＫＤが０でないと判定された場合には、ステップＳ１３へ進んで現在のアクセル開度（ＡＰ開度）＋ＤＡＰＰＫＤでダウンシフトするか否かを判定する。

ステップＳ１３が肯定判定の場合には、ステップＳ１４へ進んで今まで締結されていたロックアップクラッチのスリップ制御を開始する。更に、キックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御中フラグＦ＿ＬＣＯＦＰＫＤを１にセットし、タイマＡを所定時間にセットする。

また、アクセル開度を基準アクセル開度、即ちキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御開始時アクセル開度ＡＰＰＫＤＳに設定する。ステップＳ１４でロックアップクラッチのスリップ制御を開始すると、エンジン回転数が上昇するためロックアップクラッチ締結によるリニアリティの低下を防止することができ、スムーズな走行と低燃費を両立できる。

ステップＳ１２でＤＡＰＰＫＤが０と判定された場合には、図６及び図７においてロックアップクラッチをスリップ制御させる必要のない領域であるので、本処理を終了する。また、ステップＳ１３が否定判定の場合にも、本処理を終了する。

ステップＳ１４でロックアップクラッチの制御を開始すると、次回のタイミングのステップＳ１０においてロックアップクラッチスリップ制御中と判定されるため、ステップＳ１５へ進んでキックダウン（ＫＤ）したか否かを判定する。

キックダウンしたと判定された場合には、ステップＳ１６へ進んで本発明のスリップ制御を終了する。すなわち、ロックアップクラッチを締結し、キックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御中フラグＦ＿ＬＣＯＦＰＫＤを０にリセットする。

ステップＳ１５が否定判定の場合には、ステップＳ１７へ進んでタイマＡが経過したか否かを判定する。タイマＡが経過したと判定された場合には、ステップＳ１６へ進んで本発明のスリップ制御を終了する。

ステップＳ１７が否定判定の場合には、ステップＳ１８へ進んでアクセルペダルを戻したか否か、即ちＡＰ開度＜ＡＰＰＫＤＳ−ＤＡＰＰＫＤＦが成立するか否かを判定する。ここで、ＤＡＰＰＫＤＦはキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御終了ΔＡＰ量である。

ステップＳ１８が肯定判定の場合には、ステップＳ１６へ進んで本発明のロックアップクラッチのスリップ制御を終了し、ロックアップクラッチを再締結すると共に、キックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御中フラグＦ＿ＬＣＯＦＰＫＤを０にリセットする。

次に、図８を参照すると、本発明実施形態に係る平坦路シフトマップでのキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御領域の一例が示されている。図８において、太線がロックアップクラッチスリップ制御開始線を示している。

本実施形態では、６速から５速へのキックダウン時のロックアップクラッチスリップ制御領域７６と、５速から４速へのキックダウン時のロックアップクラッチスリップ制御領域７８と、２速から１速へのキックダウン時のロックアップクラッチスリップ制御領域８０が設定されている。

このシフトマップから明らかなように、ロックアップクラッチをスリップさせずに加速できる状況では、ロックアップクラッチをスリップさせないように制御する。すなわち、各ダウンシフト線とロックアップクラッチスリップ制御開始線は一致している。

一方、ロックアップクラッチスリップ制御領域７６，７８，８０では、ダウンシフト線の手前でロックアップクラッチをスリップさせることにより、エンジン回転数を上げて駆動力を増加させることができ、ロックアップクラッチ締結によるリニアリティの低下を防止することができる。

図９を参照すると、急登坂路（重登坂路）シフトマップでの本発明実施形態に係るロックアップクラッチスリップ制御領域が示されている。本実施形態では、５速から４速へのキックダウン時にロックアップクラッチスリップ制御領域８２が設定され、４速から３速へのキックダウン時にロックアップクラッチスリップ制御領域８４が設定され、３速から２速へのキックダウン時にロックアップクラッチスリップ制御領域８６が設定され、２速から１速へのキックダウン時にロックアップクラッチスリップ制御領域８８が設定されている。

図９において、図８と同様に、太線はロックアップクラッチスリップ制御開始線を示している。図８と図９を比較すると明らかなように、登坂時は加速できない領域が増えるので、平坦路よりも浅いアクセル開度でロックアップクラッチのスリップ制御を開始するように制御する。即ち、登坂路ではロックアップクラッチのスリップ制御領域の幅を平坦路よりも広く設定する。

次に、図１０のタイムチャートを参照して、本発明実施形態に係るキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御の具体例について説明する。図１０において、ＳＨは変速段である。

まず、時間ｔ１において、ＡＰ開度＋ＤＡＰＰＫＤでダウンシフトすると判断されるので、キックダウン手前ΔＡＰ＝ＤＡＰＰＫＤでロックアップクラッチのスリップ制御を開始する。

時間ｔ２でキックダウンするため、ロックアップクラッチのスリップ制御を終了し、ロックアップクラッチを再締結する。時間ｔ３でアップシフト線を超えるので、１段アップシフトする。

時間ｔ４でキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御開始アクセル開度ＡＰＰＫＤＳとなるため、ロックアップクラッチのスリップ制御を開始する。破線９０で示すようにアクセルペダルを戻すと、時間ｔ５でアクセル開度の変化がキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御終了ΔＡＰ量＝ＤＡＰＰＤＫＦとなるので、破線９２で示すようにロックアップクラッチのスリップ制御を解除し、ロックアップクラッチを再締結する。

一方、矢印９４で示すように時間ｔ６でタイマＡが経過すると、ロックアップクラッチのスリップ制御を解除し、ロックアップクラッチを再締結する。

本発明のキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御装置を搭載した車両の全体構成図である。 電子制御ユニットのブロック図である。 ロックアップクラッチＯＦＦ時のトルクコンバータの油圧回路図である。 ロックアップクラッチＯＮ時のトルクコンバータの油圧回路図である。 本発明実施形態に係るキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御の制御シーケンスを示すフローチャートである。 変速段が５速のときの車速及び走行路の勾配の程度に応じたキックダウン前ロックアップクラッチスリップ判断ΔＡＰ量の設定例を示す図である。 変速段が４速のときの車速及び走行路の勾配の程度に応じたキックダウン前ロックアップクラッチスリップ判断ΔＡＰ量の設定例を示す図である。 平坦路シフトマップでのロックアップクラッチスリップ制御領域の一例を示す図である。 急登坂路シフトマップでのロックアップクラッチスリップ制御領域の一例を示す図である。 本発明実施形態に係るキックダウン前ロックアップクラッチスリップ制御を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０ クランクシャフト
１２ メインシャフト
１４ トルクコンバータ
２４ ロックアップクラッチ
４６ 第１ソレノイドバルブ
４８ 第２ソレノイドバルブ（リニアソレノイドバルブ）
７６〜８８ ロックアップクラッチスリップ制御領域

Claims (3)

1. エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸とを機械的に直結するロックアップクラッチを有し、該出力軸と入力軸との間に介装されたトルクコンバータと、
   スロットル開度及び車速に応じて決定される所定運転領域時に、前記ロックアップクラッチを所定締結力で締結するロックアップクラッチ締結制御手段とを備えた車両用自動変速機の制御装置において、
   ダウンシフト線と該ダウンシフト線よりスロットル開度を所定の幅低開度側にずらしたスリップ開始線により画成される前記ロックアップクラッチのスリップ領域を、車速に応じて予め定められた複数変速特性に対して設定したシフトマップを具備し、
   前記スリップ領域でのスリップ制御中でないと判定された場合に、
   変速段と勾配に応じてアクセルペダル開度の所定変化量が設定された算出マップを有し、
   前記算出マップから現在の変速段と勾配に応じた所定変化量を検索した後、現在のアクセルペダル開度に前記検索した所定変化量を加算し、
   該加算した値にてダウンシフトするか否かを判定するダウンシフト判定を行い、前記ダウンシフト判定が肯定された場合に、前記ロックアップクラッチ締結制御手段により前記ロックアップクラッチをスリップ制御することを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。
2. 前記ロックアップクラッチのスリップ制御の開始から所定時間の間にダウンシフトをしない場合には、ロックアップクラッチのスリップ制御を中断してロックアップクラッチを締結することを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機の制御装置。
3. 前記所定の幅は平坦路では狭く、登坂路では広く設定することを特徴とする請求項1又は２記載の車両用自動変速機の制御装置。