JP6205590B2 - 変速機のロックアップ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、高速走行中に減速したときに燃費向上し得る自動変速機等のロックアップクラッチ制御装置に関する。

車両の減速時に燃費供給を止めるフューエルカットを行うことで燃費向上が図られている。このフューエルカットではエンジン回転数が所定回転以上のときに作動し、所定回転数を下回るときにはエンジン回転が復帰する。

従来、トルクコンバータとロックアップクラッチとを有する自動変速機や無段変速機（以下、「自動変速機等」）において、さらなる燃費向上のために減速時にロックアップクラッチを係合させることでエンジン回転数を高めに保持し、より低い車速までエンジンのフューエルカットする時間を延長させる方法が存在する（例えば特許第４５２６３７９号公報参照）。

しかしながら、減速時のロックアップでエンジンの回転数を高くするとエンジンのメカロスが増大し、車両の走行抵抗が増大するために、ロックアップなし時に比べて車両の減速度が大きくなる。したがって、必要以上に車速が低下し、車速を維持するためや所望位置に到達するために運転者が再度アクセル操作を行ってしまって、結果的に見ると減速時のロックアップをしている方が燃費を悪化させる場合もあり得る。

特許第４５２６３７９号公報

本発明は、上記課題に鑑み創作されたものであり、ロックアップによる過度の減速を防止しつつフューエルカット時間を長くとることができる自動変速機等のロックアップクラッチ制御装置の提供を目的とする。

本発明は、トルクコンバータとロックアップクラッチと有し、減速時に所定以上のエンジン回転数のときにフューエルカットを行う変速機の変速制御装置を提供する。この変速制御装置では車両の減速時に、トルクコンバータのタービン回転数が所定値ｒ２以上の場合にはロックアップクラッチを解放し、トルクコンバータのタービン回転数が所定値ｒ２未満の場合にはロックアップクラッチを締結し、 その後、ロックアップクラッチの締結又は開放状態を維持しながらエンジン回転数がｒ２より小さい所定値ｒ１未満になったときに、フューエルカットの終了およびロックアップクラッチが締結されている場合にロックアップクラッチの解放を行う。

本発明のロックアップクラッチ制御装置では元来、減速時にはロックアップクラッチを締結し、さらに減速時にエンジンが所定回転数以上であることを条件にフューエルカットを実行する制御構成を有していたが、上述するようにロックアップにより過度に減速してしまい再度アクセル操作を行うことを防止する必要があった。このため本発明では、ある程度以上の高速域ではロックアップしなかった場合、エンジン回転数がフューエルカット復帰条件を下回るほどは降下せず、ロックアップさせないことによる燃費低下よりもフューエルカット条件を維持することによる燃費向上の利点が大きいことがわかった。そこで、本発明ではタービン回転数が高い高速域ではロックアップクラッチを解放しロックアップ非作動になる制御を行っている。

一方、ある程度以下の低速域ではいずれにせよエンジン回転数がフューエルカット条件を下回ってエンジン回転が復帰するため従来通り、ロックアップによる燃費向上を優先することとしている。なお、ロックアップしなければエンジン回転数がフューエルカット条件を下回ってエンジン回転が復帰した場合、その状態で回転数減少中のタービンに同期しようとするとショックが大きいのでその点でもタービン回転数が低い低速域ではロックアップさせることが必要となる。

このように本発明では、減速時にフューエルカットを行う車両の場合にタービン回転数に応じてロックアップ作動の有無を決定することで、ロックアップによる過度の減速を防止しつつフューエルカット時間を長くとることができる。その結果、燃費を向上させることができる。

減速時にロックアップとフューエルカットとを実行した場合のタービン及びエンジン回転数の変化の時系列を示すグラフ図である。 図１の場合のエンジンおよびタービン回転の制御構成を示すフロー図である。 減速時にロックアップを実行せず、フューエルカットを実行した場合のタービン及びエンジン回転数の変化の時系列を示すグラフ図である。 本発明の場合のエンジンおよびタービン回転の制御構成を示すフロー図である。

以下、本発明の一実施形態に係る変速制御装置を説明する前提として減速時にロックアップとフューエルカットとを実行した場合のタービン及びエンジン回転数の変化と、そのときの従来のロックアップクラッチの制御方法について説明する。

図１は減速時にロックアップとフューエルカットとを実行した場合のタービン及びエンジン回転数の変化の時系列を示すグラフ図である。タービン回転数は実線、エンジン回転数（Ｅ／Ｇ回転数）は点線で表されており、時間ｔ１までは両者が重複している。車両がある程度の速度域で走行している場合、エンジン回転数とタービン回転数とは略同じ回転数である。一般に通常走行中は、ロックアップクラッチが係合しておりトルクコンバータのタービン及びポンプは直結状態になっている場合が多い。

時間ｔ０でアクセルＯＦＦにより減速が開始されると、これに応じてエンジン回転数とタービン回転数とが減少していく。減速を確認するとロックアップクラッチが作動する（元々、作動し係合している場合も同様）。ロックアップクラッチが解放された状態（ロックアップ非作動）の場合は後述の図３で示すようにエンジン回転数が先行して減少し、タービン回転数がこれに追従して減少するのに対して、ロックアップクラッチが係合した状態（ロックアップ作動）の場合はエンジン回転数とタービン回転数とは同じ回転数を維持しながら減少していきタービン回転数の減少スピードが大きくなる。

また、時間ｔ０で減速が開始されるとフューエルカット（Ｆ／Ｃｕｔ）が実行される。フューエルカットとはエンジンブレーキ状態等において無駄な燃料消費を回避すべくエンジンへの燃料供給をカットする方法である。このフューエルカットは所定のエンジン回転数ｒ１が上回っていることを条件に実行される（フューエルカット復帰の場合は後述）。エンジン回転数に下限を設けたのは所謂エンストを防止するためである。したがって、図１のグラフ図は、時間ｔ０でエンジン及びタービン回転数がｒ２であった状態で減速が開始し、両者同じ減少率で回転数が減少していきフューエルカット条件であるエンジン回転数ｒ１まで到達する。フューエルカット条件であるエンジン回転数の下限値ｒ１は１，０００ｒｐｍ前後である場合が多い。

時間ｔ１を経過すると、タービン回転数は引き続き減少する。一方、エンジン回転数は時間ｔ１で前述のフューエルカット条件である下限値ｒ１に到達するとフューエルカットが終了し再度、燃料供給が行われる（Ｆ／Ｃｕｔ終了）。図１では時間ｔ１でエンジン回転数が一旦上昇している様子がわかる。

図２では、図１の場合のエンジンおよびタービン回転の制御構成を示すフロー図である。まず、減速開始判定としてアクセルＯＦＦか否か判定する（ＳＴＥＰ１１１）。これはスロットルＯＮ／ＯＦＦ信号で判定される。アクセルＯＦＦの場合にはロックアップ作動が実行されロックアップクラッチが係合する（ＳＴＥＰ１１３）。

次に、フューエルカット条件の判定が行われる（ＳＴＥＰ１１５）。前述するようにフューエルカットはエンジン回転数が所定値ｒ１を上回っていると実行され（Ｆ／Ｃｕｔ実行）、一旦所定値ｒ１を下回ると終了し（Ｆ／Ｃｕｔ終了）、ｒ３を超えると再び実行される（Ｆ／Ｃｕｔ復帰）ものである。例えばＦ／Ｃｕｔ終了するエンジン回転数ｒ１は１，０００ｒｐｍ程度であり、再びＦ／Ｃｕｔ復帰するエンジン回転数ｒ３は１，２００ｒｐｍ程度である。エンジン回転数がｒ１を上回る場合にはフューエルカットの実行がされる（ＳＴＥＰ１１６）。一方、エンジン回転数がｒ１を下回るとフューエルカットが一旦終了し、エンジンへの燃料供給が再開され（ＳＴＥＰ１１７）、ロックアップクラッチが解放される（ＳＴＥＰ１１８）。そして、エンジン回転数がｒ３を上回ると（ＳＴＥＰ１１９）、再びフューエルカットが開始される（ＳＴＥＰ１２０）。なお、図１のグラフ図の例では図２のＳＴＥＰ１２０のフューエルカット復帰はなされていない。

以上、減速時にフューエルカットの実行およびロックアップ作動がなされる場合におけるエンジンおよびタービン回転数の変化と制御フローを説明してきたが、前述したように減速開始し、ロックアップ作動がなされた場合、エンジン回転数の減少に追従してタービン回転数が必要以上に減少してしまう場合がある。実際にはこのような場合、車両は運転者の予測よりも早く減速してしまったり、予想停止位置よりも手前で停止しそうになったりして、無駄に再度アクセルＯＮする必要がある場合がある。

このため本発明では高速域では減速時にロックアップ作動をさせないようにしている。図３は減速時にロックアップを実行せず、フューエルカットを実行した場合のタービン及びエンジン回転数の変化の時系列を示すグラフ図である。図３もタービン回転数は実線、エンジン回転数（Ｅ／Ｇ回転数）は点線で表されている。

時間ｔ０でアクセルＯＦＦにより減速が開始すると、これに応じてエンジン回転数とタービン回転数とが減少していく。減速を確認しても図１と異なりロックアップクラッチは作動させない（元々、作動し係合している場合は解放する）。ロックアップクラッチが解放された状態（ロックアップ非作動）の場合はエンジン回転数が先行して減少し、タービン回転数がこれに追従して減少する。

また、時間ｔ０で減速が開始されるとフューエルカット（Ｆ／Ｃｕｔ）が実行される。図３のグラフ図は、時間ｔ０でエンジン及びタービン回転数がｒ２であった状態で減速が開始し、エンジン回転数が先にフューエルカット条件であるエンジン回転数の下限値ｒ１まで到達する。フューエルカット条件に到達する時間ｔ２は遅くなる。したがって、ロックアップ作動させない場合の方が再度の燃料供給までの時間が遅く、高速域から減速する場合は通常、フューエルカット終了まで到達することはなく常にフューエルカット状態を維持できるため燃費性能が向上する。なお、フューエルカット条件であるエンジン回転数の下限値ｒ１は図１と同様、１，０００ｒｐｍ前後である場合が多い。

一方、本発明ではフューエルカット終了に至る可能性のある低速域では図１に示すように最初からロックアップ作動を実行する。低速域ではロックアップの有無にかかわらずエンジン回転数がフューエル条件を下回ってしまう結果になるので、ロックアップによる燃費向上を優先するためである。

換言すれば、本発明では車両の高速域ではロックアップ作動させず図３のようなエンジン・タービン回転数の変化をするように制御し、低速域ではロックアップ作動させて図１のようなエンジン・タービン回転数の変化をするように制御している。

図４では、本発明の場合のエンジンおよびタービン回転の制御構成を示すフロー図である。まず、減速開始判定としてアクセルＯＦＦか否か判定する（ＳＴＥＰ１１）。これは図２と同様にスロットルＯＮ／ＯＦＦ信号で判定される。アクセルＯＦＦの場合には車両が高速域を走行しているか低速域を走行しているかを判定する。具体的にはタービン回転数が所定値ｒ２以上か否かを判定する（ＳＴＥＰ１２）。通常、ｒ２は２，０００〜２，５００ｒｐｍである。

タービン回転数がｒ２を上回っている場合は高速域としてロックアップ作動が実行されずロックアップクラッチが解放される（ＳＴＥＰ１３）。タービン回転数がｒ２を下回っている場合は低速域としてロックアップ作動が実行されロックアップクラッチが係合する（ＳＴＥＰ１４）。

次に、フューエルカット条件の判定が行われる（ＳＴＥＰ１５）。前述するようにフューエルカットはエンジン回転数が所定値ｒ１を上回っていると実行され（Ｆ／Ｃｕｔ実行）、一旦所定値ｒ１を下回ると終了し（Ｆ／Ｃｕｔ終了）、ｒ３を超えると再び実行される（Ｆ／Ｃｕｔ復帰）ものである。例えばＦ／Ｃｕｔ終了するエンジン回転数ｒ１は１，０００ｒｐｍ程度であり、再びＦ／Ｃｕｔ復帰するエンジン回転数ｒ３は１，２００ｒｐｍ程度である。エンジン回転数がｒ１を上回る場合にはフューエルカットの実行がされる（ＳＴＥＰ１６）。一方、エンジン回転数がｒ１を下回るとフューエルカットが一旦終了し、エンジンへの燃料供給が再開され（ＳＴＥＰ１７）、ロックアップクラッチが解放される（ＳＴＥＰ１８）。そして、エンジン回転数がｒ３を上回ると（ＳＴＥＰ１９）、再びフューエルカットが開始される（ＳＴＥＰ２０）。

以上、本発明のロックアップクラッチ制御装置では、減速時にフューエルカットを行う車両の場合にタービン回転数に応じてロックアップ作動の有無を決定することで、ロックアップによる過度の減速を防止しつつフューエルカット時間を長くとることができる。その結果、燃費を向上させることができる。

以上、本発明のロックアップ制御装置についての実施形態およびその概念について説明してきたが本発明はこれに限定されるものではなく特許請求の範囲および明細書等に記載の精神や教示を逸脱しない範囲で他の変形例、改良例が得られることが当業者は理解できるであろう。

Claims (1)

1. トルクコンバータとロックアップクラッチとを有し、減速時に所定以上のエンジン回転数のときにフューエルカットを行うロックアップクラッチ制御装置であって、
   車両の減速時に、
   トルクコンバータのタービン回転数が所定値ｒ２以上の場合にはロックアップクラッチを解放し、
   トルクコンバータのタービン回転数が所定値ｒ２未満の場合にはロックアップクラッチを締結し、
   その後、ロックアップクラッチの締結又は開放状態を維持しながらエンジン回転数がｒ２より小さい所定値ｒ１未満になったときに、フューエルカットの終了およびロックアップクラッチが締結されている場合にロックアップクラッチの解放を行う、制御を行うロックアップクラッチ制御装置。