JP5533710B2

JP5533710B2 - 車両用ロックアップクラッチの制御装置

Info

Publication number: JP5533710B2
Application number: JP2011019887A
Authority: JP
Inventors: 歩佐川; 善雄長谷川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-02-01
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-02-01
Also published as: JP2012159149A

Description

本発明は、車両用ロックアップクラッチの制御装置に関し、特に、ロックアップのハンチングを抑制してドライバビリティを向上させるための改良に関する。

エンジンと変速機との間に設けられたトルクコンバータと、係合によりそのトルクコンバータにおける入力回転部材と出力回転部材とを直結するロックアップクラッチとを、備え、予め定められたロックアップオン線及びロックアップオフ線からアクセル開度に基づいて前記ロックアップクラッチの係合状態を制御する車両用ロックアップクラッチの制御装置が知られている。また、斯かるロックアップクラッチの係合制御に関して、ハンチングを抑制して燃費の向上を図る技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載された車両の制御装置がそれである。この技術によれば、アクセル開度の変化によりロックアップオン線とロックアップオフ線とを繰り返し通過する（跨ぎ越す）ことによりロックアップのハンチング（ロックアップビジー）が発生するのを抑制するために、所定の領域内ではアクセル開度に対するスロットル弁の開度を抑制することで、摩擦係合装置によるハンチングを抑制して燃費の向上を可能とすることができる。

特開２０１０−４８３２１号公報

しかし、前述したような従来の技術では、前記所定の領域内ではアクセル開度に対するスロットル弁の開度が抑制されるため、ドライバビリティが悪化するという新たな不具合を生じさせるおそれがあった。このため、ロックアップのハンチングを抑制してドライバビリティを向上させる技術の開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ロックアップのハンチングを抑制してドライバビリティを向上させる車両用ロックアップクラッチの制御装置を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、エンジンと変速機との間に設けられたトルクコンバータと、係合によりそのトルクコンバータにおける入力回転部材と出力回転部材とを直結するロックアップクラッチとを、備え、予め定められたロックアップオン線及びロックアップオフ線からアクセル開度に基づいて前記ロックアップクラッチの係合状態を制御する車両用ロックアップクラッチの制御装置であって、アクセル開度の変化により前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線を通過する回数が増加するほど、アクセル開度に関するそれらロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大することを特徴とするものである。

このようにすれば、予め定められたロックアップオン線及びロックアップオフ線からアクセル開度に基づいてロックアップクラッチの係合状態を制御する車両用ロックアップクラッチの制御装置において、アクセル開度の変化により前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線を通過する回数が増加するほど、アクセル開度に関するそれらロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大するものであることから、アクセル開度に対して出力される駆動力を保証しつつロックアップのハンチングを好適に抑制することができる。すなわち、ロックアップのハンチングを抑制してドライバビリティを向上させる車両用ロックアップクラッチの制御装置を提供することができる。

本発明が好適に適用される車両の駆動装置及びその制御系統を説明する図である。図１の電子制御装置によるロックアップクラッチの係合状態の判定に用いられるロックアップ線図の一例を示す図である。図１の電子制御装置による本実施例のロックアップ線設定制御の要部を説明するフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明が好適に適用される車両の駆動装置１０及びその制御系統を説明する図である。図１に示すように、本実施例の駆動装置１０は、走行用の駆動源であるエンジン１２と、トルクコンバータ１４と、自動変速機１６とを、直列に備えて構成されており、上記エンジン１２と図示しない一対の駆動輪との間に設けられて、そのエンジン１２から出力される動力を駆動装置の他の一部を構成する差動歯車装置等を順次介して斯かる一対の駆動輪へ伝達する。

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ１４は、上記エンジン１２のクランク軸に連結された入力回転部材に相当するポンプ翼車１４ｐ、及びタービン軸を介して上記自動変速機１６に連結された出力回転部材に相当するタービン翼車１４ｔを備えており、流体を介して動力伝達を行う流体式動力伝達装置である。また、それらポンプ翼車１４ｐ及びタービン翼車１４ｔの間には、その係合により上記ポンプ翼車１４ｐ及びタービン翼車１４ｔを一体回転させるように構成されたロックアップクラッチ（直結クラッチ）１８が設けられている。このロックアップクラッチ１８は、後述する油圧制御回路２２によりその係合状態が解放、スリップ係合（半係合）、乃至完全係合の間で制御されるように構成されている。また、上記自動変速機１６は、例えば、予め定められた複数の変速段（変速比）の何れかが選択的に成立させられる有段式の自動変速機構であり、斯かる変速を行うための係合要素として複数の油圧式摩擦係合装置等を備えて構成されている。

また、図１に示すように、前記駆動装置１０には、前記エンジン１２の出力制御、前記自動変速機１６の自動変速制御、及び前記ロックアップクラッチ１８の係合制御等、その駆動装置１０に関する各種制御を行うための電子制御装置２０が備えられている。この電子制御装置２０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記エンジン１２の出力制御、前記自動変速機１６の自動変速制御、前記ロックアップクラッチ１８の係合・解放制御等を実行するように構成されており、必要に応じて前記エンジン１２の制御用と前記自動変速機１６乃至ロックアップクラッチ１８の制御用等に分けて構成される。

図１に示すように、上記電子制御装置２０には、車両の各部に設けられてその車両の状態を示す各種センサからの信号が入力されるようになっている。すなわち、車速センサ２４により検出された前記自動変速機１６の出力回転速度に対応する車速Ｖを表す車速信号、スロットルセンサ２６により検出された図示しない電子スロットル弁の開度θ_THを表すスロットル開度信号、エンジン回転速度センサ２８により検出された前記エンジン１２の回転速度Ｎ_eすなわち前記ポンプ翼車１４ｐの回転速度を表すエンジン回転速度信号、及びタービン回転速度センサ３０により検出された前記自動変速機１６の入力回転速度すなわち前記タービン翼車１４ｔの回転速度を表すタービン回転速度信号等がそれぞれ供給されるようになっている。ここで、上記スロットルセンサ２６により検出される電子スロットル弁の開度θ_THは、図示しないアクセルペダルの操作量（踏込量）に応じたアクセル開度Ａ_CCに対応するものとなる。

また、前記電子制御装置２０からは、車両の各部における作動を制御するための信号が出力されるようになっている。すなわち、前記エンジン１２の出力制御のためのエンジン出力制御指令信号Ｓ_Eとして、例えば図示しない電子スロットル弁の開閉を制御するためのスロットルアクチュエータを駆動するスロットル信号、燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、及び点火装置による前記エンジン１２の点火時期を制御するための点火時期信号等が出力される。また、前記自動変速機１６の変速制御を行うために、前記油圧制御回路２２を介してその自動変速機１６に備えられた油圧アクチュエータの駆動を制御するための制御信号が出力される。また、前記ロックアップクラッチ１８の係合状態を制御するために、前記油圧制御回路２２に備えられたロックアップ制御用リニアソレノイド弁ＳＬＵを介して前記トルクコンバータ１４に供給される油圧を制御するための制御信号が出力される。

前記電子制御装置２０は、予め記憶装置３２に記憶された関係から車両の走行状態（運転状態）に基づいて前記ロックアップクラッチ１８の係合制御を行う。例えば、予め定められて上記記憶装置３２に記憶されたロックアップ線図から、運転者の出力要求量を表す前記スロットルセンサ２６により検出されるスロットル弁開度θ_TH或いはアクセル操作量θ_ACC、及び前記車速センサ２４により検出される車速Ｖに基づいて、前記ロックアップクラッチ１８が係合させられるべきか或いは開放させられるべきかを判定し、その判定結果に基づいて前記油圧制御回路２２に備えられた前記リニアソレノイド弁ＳＬＵ等を介して前記ロックアップクラッチ１８の係合状態（係合圧）を制御する。

図２は、前記電子制御装置２０によるロックアップクラッチ１８の係合状態の判定に用いられるロックアップ線図の一例を示す図である。図２に示すように、斯かるロックアップ線図には、例えばスロットル弁開度θ_TH及び車速Ｖに基づいて、前記ロックアップクラッチ１８を解放させる解放領域（トルコン領域）及びそのロックアップクラッチ１８を係合させる係合領域（ロックアップ領域）が定められており、解放領域から係合領域への移行（解放から係合への切替）を判定するロックアップオン線（L/U_ON線）を実線で、係合領域から解放領域への移行（係合から解放への切替）を判定するロックアップオフ（L/U_OFF線）線を一点鎖線でそれぞれ示している。すなわち、図２に示すロックアップ線図では、前記ロックアップクラッチ１８の解放から係合への切替を判定する関係（ロックアップオン線）と、係合から解放への切替を判定する関係（ロックアップオフ線）との間にヒステリシスが設けられており、前記スロットル弁開度θ_TH及び車速Ｖの変化によりその関係を繰り返し通過する（跨ぎ越す）ことによるロックアップハンチング（ロックアップクラッチ１８の係合と解放が繰り返されること）が抑制されるようになっている。

前記電子制御装置２０は、基本的には、上述した図２に示すようなロックアップ線図から、前記車速センサ２４により検出される車速Ｖ及び前記スロットルセンサ２６により検出される運転者の出力要求量を表すスロットル弁開度θ_TH（アクセル操作量θ_ACC）に基づいて、前記ロックアップクラッチ１８を解放させる解放制御乃至そのロックアップクラッチ１８を係合させる係合制御の何れかを実行する。また、本実施例においては特に説明しないが、必要に応じて前記ロックアップクラッチ１８をスリップ係合（半係合）させるフレックスロックアップ制御を実行するものであってもよい。

すなわち、前記電子制御装置２０は、前記記憶装置３２に記憶されたロックアップ線図から車両の走行状態に基づいて解放領域（トルコン領域）であると判断された場合には、前記油圧制御回路２２に備えられたリニアソレノイド弁ＳＬＵを介して前記トルクコンバータ１４の係合油室乃至解放油室に供給される油圧を制御することで、前記ロックアップクラッチ１８を解放させる（非係合状態とする）。また、前記ロックアップ線図から車両の走行状態に基づいて係合領域（ロックアップ領域）であると判断された場合には、前記油圧制御回路２２に備えられたリニアソレノイド弁ＳＬＵを介して前記トルクコンバータ１４の係合油室乃至解放油室に供給される油圧を制御することで、前記ロックアップクラッチ１８を係合（完全係合）させる。

ここで、前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスに関して、従来の技術ではそのヒステリシスを十分にとることができず比較的狭い設定とされる場合が多かった。すなわち、前記ロックアップクラッチ１８を備えたトルクコンバータ１６では、トルク増幅作用があるトルコン状態（ロックアップクラッチ１８の解放状態）とトルク増幅作用がないロックアップ状態（ロックアップクラッチ１８の係合状態）とで、同じスロットル開度θ_THに対応して出力される駆動力に差が生じることが考えられる。斯かる点を前提として、前記ロックアップ線図の設計は本来、前記トルコン状態及びロックアップ状態それぞれの駆動力を考慮して行われるものであるが、燃費を優先しようとすると以下の制約によりヒステリシスを拡大する必要が生じる。すなわち、（ａ）ロックアップオン線は、モード中の燃費が稼げるように極力高スロットル開度側に設定されるべきであり、（ｂ）ロックアップクラッチ１８のトルク容量の許す限り可及的に高スロットル開度側に設定されるべきであるという設計上の制約から、必然的に前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスが狭くなる場合が多かった。

上記事情を背景として、本実施例の電子制御装置２０は、アクセル開度Ａ_CC及びスロットル弁開度θ_TH等の出力要求量（図２に縦軸で示す関係値）の変化により図２に実線で示すロックアップオン線及び一点鎖線で示すロックアップオフ線を通過する回数が増加するほど、上記出力要求量に関するそれらロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大する制御を行う。例えば、図２に破線矢印で示すように、図示しないアクセルペダルの踏み込み（踏み増し）により前記ロックアップクラッチ１８の解放が判定された後、車速が略一定（ロックアップ解放判定時点の車速との速度差が所定値未満）のままアクセルペダルが踏み戻されて前記ロックアップクラッチ１８の係合が判定された時点をトリガとし、それ以降、同様の操作が予め定められた回数（例えば、２〜３回）以上続いた場合にロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大する制御を行う。

図２においては、ヒステリシス拡大後のロックアップオン線をビジー防止用ロックアップオン線として破線で示している。すなわち、前記電子制御装置２０は、好適には、車速Ｖが略一定のままスロットル開度θ_THの変化によりロックアップオン線及びロックアップオフ線を跨ぎ越した回数（車速が略一定である間の累積回数）が予め定められた回数（例えば、２〜３回）以上となった場合、ロックアップオフ線に対してロックアップオン線を低スロットル開度側（低出力要求量側）に移行させることによりそれらロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大する。なお、図２においてはヒステリシス拡大後の単一のビジー防止用ロックアップオン線を例示しているが、前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線を跨ぎ越した回数に応じて複数段階でヒステリシスを拡大したり、通過回数に比例して連続的（リニア）に前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間の面積を大きくしたりといった制御が行われるものであってもよい。

また、前記電子制御装置２０は、ロックアップビジーが判定された時点すなわち車速Ｖが略一定のままスロットル開度θ_THの変化によりロックアップオン線及びロックアップオフ線を跨ぎ越した回数が予め定められた回数以上となったことが判定された時点における車速Ｖ₀を基準として、現在の車速ＶとそのＶ₀との差が予め定められた既定値（車速ヒステリシス）ΔＶ以上となった時点（Ｖ₀±ΔＶの範囲から逸脱した段階）で前記ヒステリシスの拡大を解除する。すなわち、図２に破線で示すヒステリシス拡大後のビジー防止用ロックアップオン線から実線で示す通常時のロックアップオン線へ移行（復帰）させる制御を行う。換言すれば、前記車速センサ２４により検出される車速Ｖが上記ロックアップビジー判定時の車速Ｖ₀±ΔＶの範囲内である間は、前記ヒステリシス拡大後のロックアップ線図を用いて前記ロックアップクラッチ１８の係合状態を判定する制御を継続する。

図３は、前記電子制御装置２０による本実施例のロックアップ線設定制御の要部を説明するフローチャートであり、所定の周期で繰り返し実行されるものである。

先ず、ステップ（以下、ステップを省略する）Ｓ１において、略一定の車速帯で予め定められた規定回数（設定回数）以上のロックアップビジーが発生したか否か、すなわちアクセル開度Ａ_CCの変化により前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線を通過する回数が上記規定回数以上となったか否かが判断される。このＳ１の判断が否定される場合には、それをもって本ルーチンが終了させられるが、Ｓ１の判断が肯定される場合には、Ｓ２において、アクセル開度Ａ_CCに関するそれらロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大する制御が実行される。次に、Ｓ３において、現在（その時点）の車速Ｖが、ロックアップビジーの判定（Ｓ１の肯定）が行われて制御が開始された時点における車速Ｖ₀との速度差が所定値ΔＶ（車速ヒステリシス）の範囲内すなわちＶ₀±ΔＶの範囲内であるか否かが判断される。このＳ３の判断が否定される場合には、Ｓ３の判断が繰り返されることにより待機させられるが、Ｓ３の判断が肯定される場合には、Ｓ４において、前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスが通常時の設定すなわちＳ２における拡大前の設定に復帰させられた後、本ルーチンが終了させられる。

このように、本実施例によれば、予め定められたロックアップオン線及びロックアップオフ線からアクセル開度Ａ_CCに基づいてロックアップクラッチ１８の係合状態を制御する電子制御装置２０において、アクセル開度Ａ_CCの変化により前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線を通過する回数が増加するほど、アクセル開度Ａ_CCに関するそれらロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大するものであることから、アクセル開度Ａ_CCに対して出力される駆動力を保証しつつロックアップのハンチングを好適に抑制することができる。すなわち、ロックアップのハンチングを抑制してドライバビリティを向上させるロックアップクラッチ１８の電子制御装置２０を提供することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１２：エンジン、１４：トルクコンバータ、１４ｐ：ポンプ翼車（入力回転部材）、１４ｔ：タービン翼車（出力回転部材）、１６：自動変速機、１８：ロックアップクラッチ、２０：電子制御装置

Claims

エンジンと変速機との間に設けられたトルクコンバータと、係合により該トルクコンバータにおける入力回転部材と出力回転部材とを直結するロックアップクラッチとを、備え、予め定められたロックアップオン線及びロックアップオフ線からアクセル開度に基づいて前記ロックアップクラッチの係合状態を制御する車両用ロックアップクラッチの制御装置であって、
アクセル開度の変化により前記ロックアップオン線及びロックアップオフ線を通過する回数が増加するほど、アクセル開度に関するそれらロックアップオン線及びロックアップオフ線相互間のヒステリシスを拡大するものであることを特徴とする車両用ロックアップクラッチの制御装置。