JP6380283B2

JP6380283B2 - 車両用制御装置

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Publication number: JP6380283B2
Application number: JP2015154739A
Authority: JP
Inventors: 圭吾松原; 永田　幸司; 幸司永田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-08-05
Filing date: 2015-08-05
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2035-08-05
Also published as: JP2017032108A

Description

本発明は、振動抑制用のダンパが設けられたロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた車両に適用される車両用制御装置に関するものである。

トルクコンバータに組み込まれたロックアップクラッチによってエンジンと自動変速機とを直結した場合には、エンジンのトルク変動に伴う捩り振動が自動変速機に伝わり、ＮＶ（Noise and Vibration）が大きくなる。このため、エンジンのトルク変動を吸収、減衰するダンパをロックアップクラッチに設けることが従来から行われている。

この種のダンパには、エンジントルクの大きさに応じて効率よく振動を吸収、減衰させるために、ばね定数の異なる複数のばねを組み合わせて、ダンパの捩れ角に応じてばね定数が切り替わるようにすることで、ダンパの捩り特性を複数の段階としたものがある。

しかしながら、複数の段階の捩り特性を有するダンパを用いた場合、ばね定数が切り替わる領域付近でエンジントルクが増減すると、これに併せてダンパのばね定数が段階的に増減し得るため、ダンパを介して駆動輪に伝達されるトルクが急激に増減し、車両の振動が発生するおそれがある。

そこで、例えば特許文献１には、ロックアップクラッチの係合状態において、機関トルクが所定のトルク領域に含まれたとき、機関トルクのトルク勾配が基準トルク勾配以上である場合は、機関トルクが所定のトルク領域外となるよう内燃機関を制御し、トルク勾配が基準トルク勾配未満である場合は、ロックアップクラッチを解放状態にするとともに、機関トルクが所定のトルク領域外となるよう内燃機関を制御する車両用制御装置が開示されている。

特開２０１３−１８１４８５号公報

しかしながら、上記特許文献１のものには、以下のような問題がある。

すなわち、上記特許文献１のものでは、ばね定数の切り替りが生ずる所定のトルク領域に機関トルクが含まれたとき、トルク勾配が基準トルク勾配未満である場合は、ロックアップクラッチを解放状態に、換言すると、ロックアップ制御を禁止するようにしている。このように、ロックアップ制御を禁止すると、伝達効率が落ちるため燃費が悪化するとともに、ロックアップ制御の有無により運転者に違和感を与えるためドライバビリティが低下するおそれがある。

また、上記特許文献１のものでは、運転者がアクセル操作等をしていないにも拘わらず、機関トルクが所定のトルク領域外となるよう内燃機関を制御することから、運転者に違和感を与えるためドライバビリティが低下するおそれがある。

本発明はかかる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、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた車両において、ダンパのばね定数の切り替わりによる振動を抑えつつ、燃費の悪化を抑制するとともにドライバビリティを向上させることにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る車両用制御装置では、振動発生領域において速やかにロックアップクラッチをスリップさせるために、事前にロックアップクラッチの係合圧を低減する領域を設定するとともに、発生する振動の大きさに応じてスリップ量および係合圧の低減量を決定するようにしている。

具体的には、本発明は、エンジンと、自動変速機と、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、を備える車両に用いられる車両用制御装置を対象としている。

そして、上記ロックアップクラッチは、上記自動変速機と当該ロックアップクラッチとの間の捩じれ角度に応じて、ばね定数が切り替わるダンパを有し、且つ、係合圧に応じて完全係合状態とスリップ係合状態とに切り替わるものであり、上記ばね定数が切り替わるエンジン回転数を含む領域である振動発生領域と、当該振動発生領域よりもエンジン回転数の低い領域である第１係合圧低減領域と、当該振動発生領域よりもエンジン回転数の高い領域である第２係合圧低減領域と、を設定する領域設定部と、上記完全係合状態で、エンジン回転数が上記振動発生領域にある場合は、上記ロックアップクラッチのスリップ量が目標スリップ量となるように、当該目標スリップ量に応じた係合圧低減量で上記係合圧を低減し、且つ、エンジン回転数が上記第１または第２係合圧低減領域にある場合は、当該係合圧低減量よりも小さい低減量で上記係合圧を低減する係合圧制御部と、を備え、上記目標スリップ量は、エンジントルクが大きいほど且つエンジン回転数が高いほど大きくなるように設定されることを特徴とするものである。

この構成では、ロックアップクラッチの完全係合状態において、振動発生領域にエンジン回転数が入れば、ロックアップクラッチが目標スリップ量でスリップするように、目標スリップ量に応じた係合圧低減量で係合圧を低減するので、ダンパのばね定数の切り替わりによる振動を抑えることができる。

また、振動発生領域における係合圧の低減に先立ち、係合圧低減量よりも小さい低減量で係合圧を低減しておく領域として、振動発生領域よりもエンジン回転数の低い領域と高い領域とを設定することから、加速時においても減速時においても、ロックアップクラッチを速やかに目標スリップ量にてスリップさせることができる。

ここで、振動発生領域での振動は、エンジントルクが大きいと大きくなり、また、エンジン回転数が高いと大きくなる。この点、本発明では、エンジントルクが大きいほど且つエンジン回転数が高いほど大きくなるように目標スリップ量を設定することから、エンジンおよび自動変速機の状態を考慮した最小限のスリップ量にて大きな振動の発生を抑えることができる。

そうして、第１または第２係合圧低減領域では、最小限に設定された目標スリップ量に応じた係合圧低減量よりも小さい低減量で、ロックアップクラッチの係合圧を低減することから、係合圧の過剰な低減による燃費の悪化を抑えることができる。加えて、第１または第２係合圧低減領域では、相対的に低い係合圧による完全係合状態が実現されることから、運転者に違和感を与えることなくドライバビリティを向上させることができる。

なお、本発明における「自動変速機」は、例えば、遊星歯車機構と摩擦係合装置とを用いた有段変速機でもよいし、ベルト式等の無段変速機でもよい。例えば、本発明を有段変速機に適用する場合には、ギヤ比が大きい（低速ギヤ段である）ほど、車両に伝わる振動が大きくなるため、振動発生領域で振動が大きくなることから、目標スリップ量を、エンジントルクが大きいほど且つエンジン回転数が高いほど且つ自動変速機のギヤ段が低速ギヤ段であるほど大きくなるように設定することが好ましい。

以上、説明したように本発明に係る車両用制御装置によれば、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた車両において、ダンパのばね定数の切り替わりによる振動を抑えつつ、燃費の悪化を抑制するとともにドライバビリティを向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用制御装置が適用される車両の概略構成図である。自動変速機の一例を示すスケルトン図である。ダンパの捩り特性を示す図である。自動変速機における変速段毎の第１クラッチ〜第４クラッチ、第１ブレーキおよび第２ブレーキの係合状態を示した係合表である。エンジン回転数およびエンジントルクの関係における振動発生領域を示す図である。エンジン回転数と係合圧とスリップ量との関係を示す概念図である。目標スリップ量の算出に用いる制御マップを模式的に示す図である。振動発生回避制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る車両用制御装置が適用される車両１の概略構成図であり、図２は、自動変速機４の一例を示すスケルトン図である。なお、図２では、トルクコンバータ３および自動変速機４の回転中心軸に対して、下側半分を省略して上側半分のみを模式的に示している。

図１に示すように、車両１のパワートレーンは、エンジン２と、トルクコンバータ３と、自動変速機４と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）５と、ＥＣＴ＿ＥＣＵ（Electronic Controlled automatic Transmission＿ECU）６とから構成されている。なお、本実施形態では、エンジンＥＣＵ５とＥＣＴ＿ＥＣＵ６とが本発明の車両用制御装置に相当する。

以下、図１および図２を参照して、エンジン２、トルクコンバータ３、自動変速機４、エンジンＥＣＵ５およびＥＣＴ＿ＥＣＵ６について説明する。

−エンジン−
エンジン２は、外部から吸入する空気と、インジェクタ７から噴射される燃料とを適宜の比率で混合した混合気を燃焼させることにより、回転動力を発生するものである。インジェクタ７は、エンジンＥＣＵ５により制御される。エンジン２の出力軸であるクランクシャフト８は、トルクコンバータ３の入力軸に接続される。クランクシャフト８の回転数（エンジン回転数）は、エンジン回転数センサ５１によって検出される。

エンジン２に吸入される空気量は、電子制御式のスロットルバルブ９により調整される。スロットルバルブ９の開度（スロットル開度）は、エンジンＥＣＵ５がスロットルモータ１０をフィードバック制御することによって駆動制御され、スロットル開度センサ５０によって検出される。

−トルクコンバータ−
トルクコンバータ３は、エンジン２と自動変速機４との間に設けられていて、エンジン２から入力されたトルクを増大して自動変速機４に出力する機能を有する。トルクコンバータ３は、図２に示すように、ポンプインペラ１１と、タービンランナ１２と、ステータ１３と、ワンウェイクラッチ１４と、ロックアップクラッチ１５とを備えている。

ポンプインペラ１１は、クランクシャフト８に連結されている。タービンランナ１２は、自動変速機４の入力軸１８に連結されている。ポンプインペラ１１とタービンランナ１２とは、対向して配置されている。ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との対向部には、それぞれ多数のブレードが設けられているとともに、オイルが充填されている。ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間では、オイルを介して動力伝達が行われ、これにより、クランクシャフト８と自動変速機４の入力軸１８との間で動力伝達が行われる。

ステータ１３は、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との間に設けられている。ワンウェイクラッチ１４は、ステータ１３を自動変速機４のケース４ａに一方向の回転のみ許容して支承するものである。ステータ１３は、流体流から他方向の回転力を受けたときには、ワンウェイクラッチ１４によって自動変速機４のケース４ａに固定され、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２との回転速度の差が大きいときには、オイルの流れをポンプインペラ１１の回転を助ける方向に変換し、トルクを増大させる。

ロックアップクラッチ１５は、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２とを直結する完全係合状態と、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２とが滑りを伴って半係合されるスリップ係合状態と、ポンプインペラ１１とタービンランナ１２とを切り離す解放状態とに切り替え可能に構成されている。

ロックアップクラッチ１５が完全係合状態とされることにより、クランクシャフト８と自動変速機４の入力軸１８とが一体的に回転するが、ロックアップクラッチ１５と自動変速機４の入力軸１８との間には、ロックアップクラッチ１５と自動変速機４の入力軸１８との相対的な回転（捩れ）を許容する振動抑制用のダンパ１６が設けられている。

ダンパ１６は、複数種類の弾性部材（例えばコイルスプリング）を含んでいて、ロックアップクラッチ１５と自動変速機４の入力軸１８との間の捩れ角度（ダンパ１６の捩れ角）に応じて、ばね定数が切り替わるように構成されている。本実施形態の車両１では、ロックアップクラッチ１５が完全係合状態にあるときに、エンジントルクの変化に応じてダンパ１６の捩れ角が変化することで、ばね定数が変化するよう構成されている。具体的には、図３に示すように、ダンパ１６の捩れ角が「０」から「α（αは正の数）」までの範囲におけるばね定数は、「α」を超える範囲におけるばね定数よりも小さくなるようにダンパ１６が構成されている。すなわち、トルクコンバータ３に入力されるエンジントルクがＴαより大きくなると、ダンパ１６の特性が変化するようになっている。このように、ダンパ１６の捩り特性を複数の段階とすることで、エンジントルクの大きさに応じて効率よく振動を吸収、減衰させることができる。

−自動変速機−
自動変速機４は、エンジン２からトルクコンバータ３を介して入力軸１８に入力される回転動力を変速して駆動輪（図示せず）に連結された出力軸１９に出力する。なお、入力軸１８の回転数（トルクコンバータ３のタービン回転数Ｎｔ）は、タービン回転数センサ５２によって検出され、また、出力軸１９の回転数（出力軸回転数Ｎｏｕｔ）は、出力軸回転数センサ５３によって検出される。

自動変速機４は、図２に示すように、第１遊星歯車装置２２を主体とする第１変速部２０、第２および第３遊星歯車装置２３，２４を主体とする第２変速部２１、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２およびワンウェイクラッチＦ１などで構成されている。第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２の係合または解放は、エンジンＥＣＵ５、ＥＣＴ＿ＥＣＵ６および油圧制御回路１７によって制御される。

第１遊星歯車装置２２は、サンギヤＳ１と、複数のピニオンギヤＰ１と、ピニオンギヤＰ１を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ１と、ピニオンギヤＰ１を介してサンギヤＳ１と噛み合うリングギヤＲ１とを備えている。キャリアＣＡ１は入力軸１８に連結されており、入力軸１８と一体的に回転駆動可能となっている。サンギヤＳ１は回転不能に自動変速機４のケース４ａに固定されている。リングギヤＲ１は、入力軸１８に対して減速回転させられて、その回転を第２変速部２１に伝達する。

第２遊星歯車装置２３は、サンギヤＳ２と、ピニオンギヤＰ２と、ピニオンギヤＰ２を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ２と、ピニオンギヤＰ２を介してサンギヤＳ２と噛み合うリングギヤＲ２とを備えている。

第３遊星歯車装置２４は、サンギヤＳ３と、複数のピニオンギヤＰ２，Ｐ３と、ピニオンギヤＰ２，Ｐ３を自転および公転可能に支持するキャリアＣＡ３と、ピニオンギヤＰ２，Ｐ３を介してサンギヤＳ３と噛み合うリングギヤＲ３とを備えている。

サンギヤＳ２は、第１ブレーキＢ１を介して自動変速機４のケース４ａに選択的に連結されており、第１ブレーキＢ１が係合状態になると回転が停止され、第１ブレーキＢ１が解放状態になると回転可能な状態になる。また、サンギヤＳ２は、第３クラッチＣ３を介してリングギヤＲ１に選択的に連結されており、第３クラッチＣ３が係合状態になるとリングギヤＲ１と一体的に回転し、第３クラッチＣ３が解放状態になるとリングギヤＲ１と相対回転可能な状態になる。さらに、サンギヤＳ２は、第４クラッチＣ４を介してキャリアＣＡ１に選択的に連結されており、第４クラッチＣ４が係合状態になるとキャリアＣＡ１と一体的に回転し、第４クラッチＣ４が解放状態になるとキャリアＣＡ１と相対回転可能な状態になる。

キャリアＣＡ２，ＣＡ３は、第２ブレーキＢ２を介して自動変速機４のケース４ａに選択的に連結されており、第２ブレーキＢ２が係合状態になると回転が停止され、第２ブレーキＢ２が解放状態になると回転可能な状態になる。また、キャリアＣＡ２，ＣＡ３は、第２クラッチＣ２を介して入力軸１８に選択的に連結されており、第２クラッチＣ２が係合状態になると入力軸１８と一体的に回転し、第２クラッチＣ２が解放状態になると入力軸１８に対して相対回転可能な状態になる。さらに、キャリアＣＡ２，ＣＡ３は、ワンウェイクラッチＦ１を介して自動変速機４のケース４ａに連結されており、その回転が一方向のみに規制されている。

リングギヤＲ２，Ｒ３は、出力軸１９に一体回転可能に連結されている。サンギヤＳ３は、第１クラッチＣ１を介してリングギヤＲ１に選択的に連結されており、第１クラッチＣ１が係合状態になるとリングギヤＲ１と一体的に回転し、第１クラッチＣ１が解放状態になると、リングギヤＲ１と相対回転可能な状態になる。

図４は、変速段（ギヤ段）毎の第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１および第２ブレーキＢ２の係合状態または解放状態を示した係合表である。なお、図４の係合表において、○印は「係合状態」を示し、空白は「解放状態」を示している。図４に示すように、自動変速機４において、第１クラッチＣ１およびワンウェイクラッチＦ１を係合させることで、変速比（変速比＝入力軸１８の回転速度／出力軸１９の回転速度）が最も大きい第１変速段（１ｓｔ）が成立する。エンジンブレーキ時には、第２ブレーキＢ２が係合される。第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１を係合させることで第２変速段（２ｎｄ）が成立する。第１クラッチＣ１および第３クラッチＣ３を係合させることで第３変速段（３ｒｄ）が成立し、第１クラッチＣ１および第４クラッチＣ４を係合させることで第４変速段（４ｔｈ）が成立する。第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２を係合させることで第５変速段（５ｔｈ）が成立し、第２クラッチＣ２および第４クラッチＣ４を係合させることで第６変速段（６ｔｈ）が成立する。そして、第２クラッチＣ２および第３クラッチＣ３を係合させることで第７変速段（７ｔｈ）が成立し、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を係合させることで第８変速段（８ｔｈ）が成立する。

−エンジンＥＣＵおよびＥＣＴ＿ＥＣＵ−
エンジンＥＣＵ５およびＥＣＴ＿ＥＣＵ６は、マイクロコンピュータを主体に構成された電子制御ユニットであって、ともにほぼ同様のハードウエア構成になっている。エンジンＥＣＵ５とＥＣＴ＿ＥＣＵ６とは、互いに信号を送受信可能に構成されており、ＥＣＴ＿ＥＣＵ６は必要に応じてエンジンＥＣＵ５からエンジン制御に関する種々の情報を取得する。

エンジンＥＣＵ５には、スロットル開度センサ５０からのスロットル開度を表わす信号や、エンジン回転数センサ５１からのエンジン回転数を表わす信号や、アクセル開度センサ５４からの運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を表わす信号等が入力される。一方、ＥＣＴ＿ＥＣＵ６には、タービン回転数センサ５２からのタービン回転数Ｎｔを表わす信号や、出力軸回転数センサ５３からの出力軸回転数Ｎｏｕｔを表わす信号等が入力される。

エンジンＥＣＵ５は、例えば、スロットルバルブ９のスロットル開度、インジェクタ７からの燃料噴射量等を制御することによりエンジン２の運転状態を制御するように構成されている。また、エンジンＥＣＵ５は、吸入空気量や燃料噴射量やエンジン回転数等に基づいて、エンジントルクを取得するように構成されている。一方、ＥＣＴ＿ＥＣＵ６は、自動変速機４の変速段を設定するソレノイド制御信号を油圧制御回路１７に出力し、このソレノイド制御信号に基づいて、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２およびワンウェイクラッチＦ１などが係合または解放されて、所定の変速段（１速〜８速）が形成される。

また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ６は、ロックアップクラッチ制御信号を油圧制御回路１７に出力し、このロックアップクラッチ制御信号に基づいて、ロックアップクラッチ１５の係合圧が増減されることにより、ロックアップクラッチ１５の完全係合状態とスリップ係合状態と解放状態とが切り替えられる。具体的には、油圧制御回路１７が、油圧の供給先を、ロックアップクラッチ１５に対してポンプインペラ１１側に画成されている係合側油室（図示せず）と、ロックアップクラッチ１５とコンバータカバー（図示せず）とにより画成されている解放側油室（図示せず）と選択的に切り替えることにより、ロックアップクラッチ１５の係合圧が増減する。

−振動発生回避制御−
次に、エンジンＥＣＵ５およびＥＣＴ＿ＥＣＵ６により実行される振動発生回避制御について説明する。なお、以下の説明では、エンジンＥＣＵ５およびＥＣＴ＿ＥＣＵ６を「エンジンＥＣＵ５等」ともいう。

本実施形態では、上述の如く、ダンパ１６の捩り特性を複数の段階とすることで、エンジントルクの大きさに応じて効率よく振動を吸収、減衰させるようにしている。もっとも、複数の段階の捩り特性を有するダンパ１６を用いた場合、ばね定数が切り替わる領域付近でエンジントルクが増減すると、これに併せてダンパ１６のばね定数が段階的に増減し得るため、ダンパ１６を介して駆動輪に伝達されるトルクが急激に増減し、車両１の振動が発生するおそれがある。なお、ばね定数が切り替わることで振動が発生する領域（以下、振動発生領域ともいう）２７は、図５に示すように、比較的高負荷なエンジントルクの範囲に限定されている。また、この比較的高負荷なトルク領域内のエンジントルクを出力し得るエンジン回転数は限られており、比較的低回転なエンジン回転数の範囲とされる。すなわち、振動発生領域２７は、特に低回転かつ高負荷領域に存在する。

そこで、本実施形態では、振動発生領域２７において速やかにロックアップクラッチ１５をスリップさせて振動発生を回避するために、事前に（振動発生領域２７に入る前に）係合圧を低減する領域を設定するようにしている。具体的には、エンジンＥＣＵ５等は、ダンパ１６のばね定数が切り替わるエンジン回転数を含む領域である振動発生領域２７と、振動発生領域２７よりもエンジン回転数の低い領域である第１係合圧低減領域２６と、振動発生領域２７よりもエンジン回転数の高い領域である第２係合圧低減領域２８と、第１係合圧低減領域２６よりも更にエンジン回転数の低い領域である第１振動非発生領域２５と、第２係合圧低減領域２８よりも更にエンジン回転数の高い領域である第２振動非発生領域２９と、を設定するように構成されている。つまり、本実施形態では、エンジンＥＣＵ５等が本発明で言うところの「領域設定部」としての機能を有する。

そうして、エンジンＥＣＵ５等は、振動発生領域２７においてロックアップクラッチ１５をスリップさせるとともに、第１および第２係合圧低減領域２６，２８において事前に係合圧を低減する。もっとも、必要以上に係合圧を低減すると、伝達効率が落ちるため燃費が悪化するとともに、運転者に違和感を与えるためドライバビリティが低下するおそれがある。

そこで、エンジンＥＣＵ５等は、発生するであろう振動の大きさに応じて、ロックアップクラッチ１５のスリップ量を決定するようにしている。この点、エンジントルクが大きいと、入力トルクが大きくなるため、振動発生領域２７で振動が大きくなる。また、エンジン回転数が高いと、トルクコンバータ３のトルク比が大きくなり、入力トルクが大きくなるため、振動発生領域２７で振動が大きくなる。さらに、ギヤ比が大きい（低速ギヤ段である）程、車両１に伝わる振動が大きくなるため、振動発生領域２７で振動が大きくなる。

それ故、エンジンＥＣＵ５等は、エンジントルクが大きいほど且つエンジン回転数が高いほど且つ自動変速機４のギヤ段が低速ギヤ段であるほど大きくなるように目標スリップ量Ｓｔを設定するように構成されている。そうして、エンジンＥＣＵ５等は、ロックアップクラッチ１５の完全係合状態で、エンジン回転数が振動発生領域２７にある場合は、ロックアップクラッチ１５のスリップ量が目標スリップ量Ｓｔとなるように、目標スリップ量Ｓｔに応じた係合圧低減量ΔＰで係合圧を低減するように構成されている。これにより、エンジン２および自動変速機４の状態を考慮した最小限のスリップ量にて大きな振動の発生を抑えることができる。なお、係合圧低減量ΔＰとは、通常のロックアップクラッチ１５の完全係合状態における係合圧と、ロックアップクラッチ１５を目標スリップ量Ｓｔだけスリップさせるのに必要な係合圧との差を意味する。

また、エンジンＥＣＵ５等は、エンジン回転数が第１または第２係合圧低減領域２６，２８にある場合は、係合圧低減量ΔＰよりも小さい低減量で係合圧を低減するように構成されている。これにより、係合圧の過剰な低減が抑えられるので、燃費の悪化を抑制することができるとともに、相対的に低い係合圧によって完全係合状態が維持されるので、運転者に違和感を与えることなくドライバビリティを向上させることができる。

以上により、本実施形態では、エンジンＥＣＵ５等が本発明で言うところの「係合圧制御部」としての機能を有する。

図６は、本実施形態におけるエンジン回転数（上段）と係合圧（中段）とスリップ量（下段）との関係を示す概念図である。先ず、振動発生領域２７から遠い第１および第２振動非発生領域２５，２９では、図６の中段に示すように係合圧をＰ₁のままにして、ロックアップクラッチ１５の完全係合状態を維持する。この場合には、図６の下段に示すようにロックアップクラッチ１５の滑りは当然生じない。

次に、例えば、加速時にエンジン回転数が第１係合圧低減領域２６に入った場合や、減速時にエンジン回転数が第２係合圧低減領域２８に入った場合には、図６の中段に示すように係合圧をＰ₁からＰ₀まで下げて、ロックアップクラッチ１５の完全係合状態を維持する。これは、係合圧がＰ₀を超えていれば係合圧がＰ₁未満でもロックアップクラッチ１５の完全係合状態を維持可能であることから、エンジン回転数が振動発生領域２７に入った場合に、速やかにロックアップクラッチ１５を目標スリップ量Ｓｔでスリップさせることができるように、燃費の悪化を生じない程度に事前に係合圧を低減することを意味している。なお、この場合には、図６の下段の実線で示すように、スリップが生じず完全係合状態が維持されるのが理想的であるが、係合圧を極力下げるため、図６の下段の二点鎖線で示すように、極めて小さいスリップが生じることもある。もっとも、滑りが極めて小さいので燃費が大幅に悪化することや、運転者に違和感を与えることはない。

次に、目標スリップ量Ｓｔおよび係合圧低減量ΔＰの具体的な算出方法について説明する。エンジンＥＣＵ５等は、現在（判定時）のエンジン回転数が振動発生領域２７にある場合は、現在のエンジン回転数、現在のエンジントルクおよび現在のギヤ段に基づき、エンジンＥＣＵ５に記憶された、図７に例示する制御マップを用いて、振動発生回避に必要な目標スリップ量Ｓｔを取得する。

図７に例示する制御マップは、エンジン回転数およびエンジントルクとの関係における目標スリップ量Ｓｔを示すものであり、図７中のＡ、Ｂ、ＣおよびＤは、それぞれ目標スリップ量Ｓｔを示している。なお、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの大小関係は、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄとなっている。このような制御マップは、自動変速機４のギヤ段が低速ギヤ段であるほど目標スリップ量Ｓｔが大きくなるように各ギヤ段について作成されており、本実施形態では、８枚の制御マップがエンジンＥＣＵ５に記憶されている。

ここで、図７に例示する制御マップは、エンジン回転数が高いほど大きくなるように目標スリップ量Ｓｔを設定するという要件に反しているようにも見える。しかしながら、図５に示すようにエンジン回転数とエンジントルクとの間には一定の相関関係があり、単純にエンジン回転数およびエンジントルクを別個独立のパラメータとして目標スリップ量Ｓｔを算出するとエンジン回転数を二重評価することになる。そうして、制御マップは、このことを加味して作成されたものであり、エンジン回転数が高いほど大きくなるように目標スリップ量Ｓｔを設定するという要件には反していない。

このようにして、目標スリップ量Ｓｔを取得すると、エンジンＥＣＵ５等は、目標スリップ量Ｓｔと、トルクコンバータ３の諸元によって定まる容量係数Ｃと、エンジントルクＴｅと、に基づき、下記の（式１）を用いて、クラッチ必要トルクＴｃを算出する。

Ｔｃ＝Ｓｔ×Ｓｔ×Ｃ＋Ｔｅ・・・（式１）
そうして、エンジンＥＣＵ５等は、クラッチ必要トルクＴｃに対応するロックアップクラッチ１５の係合圧を実現できるような係合圧低減量ΔＰを算出する。エンジンＥＣＵ５等は、かかる係合圧低減量ΔＰに対応する制御信号を油圧制御回路１７に出力し、この制御信号に基づいて、ロックアップクラッチ１５の係合圧が低減される。

一方、エンジン回転数が第１および第２係合圧低減領域２６，２８にある場合には、係合圧低減量ΔＰよりも小さい低減量であれば、どのように低減量を定めてもよい。例えば、予め所定の低減量を定めておき、図６の中段に示すように、係合圧をＰ₁からＰ₀まで一気に低減してもよいし、これとは異なり、所定の低減率を定めておき、係合圧を連続的または段階的に低減してもよい。この点、本実施形態では、第１および第２係合圧低減領域２６，２８においても振動発生領域２７と同様に、制御マップを用いて目標スリップ量Ｓｔ１，Ｓｔ２を取得するとともに、（式１）を用いてクラッチ必要トルクＴｃ１，Ｔｃ２を算出し、かかるクラッチ必要トルクＴｃ１，Ｔｃ２に基づいて係合圧の低減量ΔＰ１，ΔＰ２を算出するようにしている。

例えば、第１係合圧低減領域２６では、振動発生領域２７よりもエンジン回転数が低いことから、エンジントルクも振動発生領域２７のエンジントルクよりも小さくなる（図５参照）。それ故、制御マップから取得される目標スリップ量Ｓｔ１は、振動発生領域２７の目標スリップ量Ｓｔよりも小さくなり、クラッチ必要トルクＴｃ１も振動発生領域２７のクラッチ必要トルクＴｃよりも小さくなる。よって、第１係合圧低減領域２６では、振動発生領域２７の係合圧低減量ΔＰよりも小さい低減量ΔＰ１で係合圧が低減されることになる。

また、第２係合圧低減領域２８では、例えば、振動発生領域２７よりも高速ギヤ段であることから、制御マップから取得される目標スリップ量Ｓｔ２は、振動発生領域２７の目標スリップ量Ｓｔよりも小さくなる。一方、エンジントルクは最大エンジントルクに達しており振動発生領域２７のエンジントルクとほぼ等しい（図５参照）。それ故、クラッチ必要トルクＴｃ２も振動発生領域２７のクラッチ必要トルクＴｃよりも小さくなる。よって、第２係合圧低減領域２８でも、振動発生領域２７の係合圧低減量ΔＰよりも小さい低減量ΔＰ２で係合圧が低減されることになる。

次に、具体的な振動発生回避制御の例を図８のフローチャートを参照して説明する。図８の制御ルーチンはエンジンＥＣＵ５等において実行される。

先ず、ステップＳ１では、エンジンＥＣＵ５等が、ロックアップクラッチ１５が完全係合状態か否かを判定する。なお、ロックアップクラッチ１５が係合状態であるか否かは、例えば、エンジン回転数とタービン回転数Ｎｔとの差が予め定められた閾値以下であるかにより判断することができる。

このステップＳ１での判定がＮＯの場合、すなわち、ロックアップクラッチ１５が完全係合状態ではない場合には、ダンパ１６のばね定数が切り替わっても振動が発生するおそれがないので、そのまま（ロックアップクラッチ１５がスリップ係合状態または解放状態のまま）振動発生回避制御を終了する。一方、ステップＳ１での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ２に進む。

次のステップＳ２では、エンジンＥＣＵ５等が、現在のエンジン回転数が第１または第２係合圧低減領域２６，２８内か否かを判定する。このステップＳ２での判定がＮＯの場合には、ステップＳ３に進み、エンジンＥＣＵ５等が、現在のエンジン回転数が振動発生領域２７内か否かを判定する。

このステップＳ３での判定がＮＯの場合、例えば、現在のエンジン回転数が第１または第２振動非発生領域２５，２９内である場合には、ダンパ１６のばね定数が切り替わるおそれがないので、そのまま（ロックアップクラッチ１５が完全係合状態のまま）振動発生回避制御を終了する。

一方、ステップＳ２での判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ４に進み、エンジンＥＣＵ５等が、現在のエンジン回転数、現在のエンジントルクおよび現在のギヤ段に基づき、制御マップを用いて目標スリップ量Ｓｔ１（またはＳｔ２）を取得する。

次のステップＳ５では、エンジンＥＣＵ５等が、目標スリップ量Ｓｔ１（またはＳｔ２）と、容量係数Ｃと、エンジントルクＴｅと、に基づき、上記（式１）を用いて、クラッチ必要トルクＴｃ１（またはＴｃ２）を算出する。

次のステップＳ６では、エンジンＥＣＵ５等が、クラッチ必要トルクＴｃ１（またはＴｃ２）に基づいて係合圧の低減量ΔＰ１（またはΔＰ２）を算出し、次のステップＳ７では、エンジンＥＣＵ５等が、低減量ΔＰ１（またはΔＰ２）に基づきロックアップクラッチ１５の係合圧を低減する。これにより、エンジン回転数が振動発生領域２７に入った場合に、ロックアップクラッチ１５を目標スリップ量Ｓｔでスリップさせることが可能な係合圧を、速やかに実現できる状態が形成される。

ステップＳ７において低減量ΔＰ１（またはΔＰ２）に基づきロックアップクラッチ１５の係合圧を低減すると、再びステップＳ２に戻る。そうして、エンジン回転数が第１または第２係合圧低減領域２６，２８内にある間は、ステップＳ４〜Ｓ７が繰り返されることで、低減量ΔＰ１（またはΔＰ２）が更新され、エンジン回転数が振動発生領域２７に入った場合に、ロックアップクラッチ１５を目標スリップ量Ｓｔでスリップさせることが可能な係合圧を速やかに実現できる状態が維持される。なお、上述の如く、係合圧低減量ΔＰは、通常のロックアップクラッチ１５の完全係合状態における係合圧を基準とするものであるから、この場合の更新とは、低減量ΔＰ１にて低減された係合圧を更に低減量ΔＰ１で低減するのではなく、ステップＳ７において低減される前の係合圧を基準にして、低減量ΔＰ１にて低減が行われる。

一方、ステップＳ２での判定がＮＯであってもステップＳ３での判定がＹＥＳの場合、例えば、エンジン回転数が上昇し振動発生領域２７に入った場合には、ステップＳ４に進む。そうして、エンジン回転数が振動発生領域２７内にある間は、ステップＳ４〜Ｓ７が繰り返されることで、係合圧低減量ΔＰが更新され、ダンパ１６のばね定数が切り替わっても振動発生を回避できる状態が維持される。

なお、一旦上昇したエンジン回転数が下降する場合も想定されることから、このような制御は、例えば、エンジン回転数が上昇して振動発生領域２７を超えて第２係合圧低減領域２８に入った後も継続される。つまり、本実施形態では、エンジン回転数が振動発生領域２７または第１若しくは第２係合圧低減領域２６，２８にある間は、所定時間毎に係合圧の低減量ΔＰ，ΔＰ１，ΔＰ２が更新される。

そうして、例えば、エンジン回転数が上昇または下降し、ステップＳ２およびステップＳ３での判定が共にＮＯになった場合には、振動発生回避制御を終了する。エンジンＥＣＵ５等は、係合圧を振動発生回避制御前の状態に戻し、ロックアップクラッチ１５を完全係合状態とする。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神または主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態では、本発明を８段変速の自動変速機４に適用したが、変速段は特に限定されない。

また、上記実施形態では、図７に例示する制御マップを用いて目標スリップ量Ｓｔを取得するようにしたが、エンジントルクが大きいほど且つエンジン回転数が高いほど且つ自動変速機４のギヤ段が低速ギヤ段であるほど大きくなるように目標スリップ量Ｓｔが設定されるのであれば、これに限らず、例えば、計算式により目標スリップ量Ｓｔを算出したり、他形式の制御マップに基づいて目標スリップ量Ｓｔを取得したりしてもよい。

さらに、上記実施形態では、本発明を有段の自動変速機４に適用したが、これに限らず、変速比を無段階的に連続変化させて伝達可能なＣＶＴ（Continuously Variable Transmission、無段変速機）に本発明を適用してもよい。この場合には、図７に例示する制御マップと同様の制御マップを用いて、エンジントルクが大きいほど且つエンジン回転数が高いほど大きくなるように目標スリップ量Ｓｔを設定すればよい。これにより、上記実施形態と同様に、ダンパ１６のばね定数の切り替わりによる振動を抑えつつ、燃費の悪化を抑制するとともにドライバビリティを向上させることができる。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、ダンパのばね定数の切り替わりによる振動を抑えつつ、燃費の悪化を抑制するとともにドライバビリティを向上させることができるので、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを備えた車両の車両用制御装置に適用して極めて有益である。

１車両
２エンジン
３トルクコンバータ
４自動変速機
５エンジンＥＣＵ（車両用制御装置）
６ＥＣＴ＿ＥＣＵ（車両用制御装置）
１５ロックアップクラッチ
１６ダンパ
２６第１係合圧低減領域
２７振動発生領域
２８第２係合圧低減領域

Claims

エンジンと、自動変速機と、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、を備える車両に用いられる車両用制御装置であって、
上記ロックアップクラッチは、上記自動変速機と当該ロックアップクラッチとの間の捩じれ角度に応じて、ばね定数が切り替わるダンパを有し、且つ、係合圧に応じて完全係合状態とスリップ係合状態とに切り替わるものであり、
上記ばね定数が切り替わるエンジン回転数を含む領域である振動発生領域と、当該振動発生領域よりもエンジン回転数の低い領域である第１係合圧低減領域と、当該振動発生領域よりもエンジン回転数の高い領域である第２係合圧低減領域と、を設定する領域設定部と、
上記完全係合状態で、エンジン回転数が上記振動発生領域にある場合は、上記ロックアップクラッチのスリップ量が目標スリップ量となるように、当該目標スリップ量に応じた係合圧低減量で上記係合圧を低減し、且つ、エンジン回転数が上記第１または第２係合圧低減領域にある場合は、当該係合圧低減量よりも小さい低減量で上記係合圧を低減する係合圧制御部と、を備え、
上記目標スリップ量は、エンジントルクが大きいほど且つエンジン回転数が高いほど大きくなるように設定されることを特徴とする車両用制御装置。