図1は、本発明が適用される車両10の概略構成を説明する図であると共に、車両10における各種制御の為の制御系統の要部を説明する図である。図1において、車両10は、エンジン12と、駆動輪14と、エンジン12と駆動輪14との間の動力伝達経路に設けられた車両用動力伝達装置16(以下、動力伝達装置16という)とを備えている。動力伝達装置16は、車体に取り付けられる非回転部材としてのケース18内に配設されたトルクコンバータ20及び自動変速機22、自動変速機22の出力回転部材である変速機出力軸24に連結されたプロペラシャフト26、そのプロペラシャフト26に連結された差動歯車装置(ディファレンシャルギヤ)28、その差動歯車装置28に連結された1対の車軸30等を備えている。動力伝達装置16において、エンジン12から出力される動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、トルクコンバータ20、自動変速機22、プロペラシャフト26、差動歯車装置28、及び車軸30等を順次介して駆動輪14へ伝達される。
エンジン12は、車両10の駆動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の公知の内燃機関である。このエンジン12は、後述する電子制御装置60によって吸入空気量、燃料供給量、点火時期等の運転状態が制御されることによりエンジントルクTeが制御される。
図2は、トルクコンバータ20や自動変速機22の一例を説明する骨子図である。尚、トルクコンバータ20や自動変速機22等は、自動変速機22の入力回転部材である変速機入力軸32の軸心RCに対して略対称的に構成されており、図2ではその軸心RCの下半分が省略されている。
図2において、トルクコンバータ20は、軸心RC回りに回転するように配設されており、エンジン12に連結されたポンプ翼車20p、及び変速機入力軸32に連結されたタービン翼車20tを備えている。トルクコンバータ20は、ポンプ翼車20pとタービン翼車20tとの間(すなわちトルクコンバータ20の入出力回転部材間)を直結可能な公知のロックアップクラッチLUを備えている。このように、トルクコンバータ20は、エンジン12と自動変速機22との間の動力伝達経路に設けられた、ロックアップクラッチLU付きの流体式伝動装置である。又、動力伝達装置16は、ポンプ翼車20pに連結された機械式のオイルポンプ34を備えている(図1参照)。オイルポンプ34は、エンジン12によって回転駆動されることにより、自動変速機22を変速制御したり、ロックアップクラッチLUを係合したり、動力伝達装置16の動力伝達経路の各部に潤滑油を供給したりする為の作動油圧を発生する(吐出する)。
ロックアップクラッチLUは、動力伝達装置16に備えられた油圧制御回路50(図1参照)から油圧(以下、LUクラッチ圧という)が供給されることにより摩擦係合させられる油圧式の摩擦クラッチである。ロックアップクラッチLUは、後述する電子制御装置60によってLUクラッチ圧が制御されることで、ロックアップクラッチLUが解放されるロックアップ解放状態(ロックアップオフ)、ロックアップクラッチLUが滑りを伴ってスリップ作動されるスリップ状態、及びロックアップクラッチLUが係合されるロックアップ状態(ロックアップオン)のうちの何れかの作動状態に切り替えられる。ロックアップクラッチLUがロックアップオフとされることにより、トルクコンバータ20はトルク増幅作用が得られる。又、ロックアップクラッチLUがロックアップオンとされることにより、ポンプ翼車20p及びタービン翼車20tが一体回転させられてエンジン12の動力が自動変速機22側へ直接的に伝達される。又、スリップ量Ns(=エンジン回転速度Ne−タービン回転速度Nt;スリップ回転速度、差回転速度とも称す)が目標スリップ量NstとなるようにロックアップクラッチLUがスリップ状態とされることにより、車両10の駆動(パワーオン)時には、エンジン回転速度Neの吹き上がりが抑制されたり、こもり音等のノイズが抑制される一方で、車両10の非駆動(パワーオフ)時には、目標スリップ量Nstでエンジン12のクランク軸が変速機入力軸32に対して追従回転させられて、例えばフューエルカット領域が拡大される。
自動変速機22は、エンジン12と駆動輪14との間の動力伝達経路の一部を構成する有段式の自動変速機である。自動変速機22は、複数組の遊星歯車装置と複数の係合装置とを有し、複数の係合装置のうちの所定の係合装置が係合されることによりギヤ比(変速比)γ(=AT入力回転速度Ni/AT出力回転速度No)が異なる複数のギヤ段(変速段)が選択的に形成される遊星歯車式の多段変速機である。自動変速機22は、公知の車両によく用いられる所謂クラッチツゥクラッチ変速を行う有段変速機である。
自動変速機22は、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置36と、ラビニヨ型に構成されているシングルピニオン型の第2遊星歯車装置38及びダブルピニオン型の第3遊星歯車装置40とを同軸線上(軸心RC上)に有し、変速機入力軸32の回転を変速して変速機出力軸24から出力する。自動変速機22は、第1遊星歯車装置36、第2遊星歯車装置38、及び第3遊星歯車装置40の各回転要素(サンギヤS1,S2,S3、キャリヤCA1,CA2,CA3、リングギヤR1,R2,R3)が、直接的に或いは係合装置を介して間接的(或いは選択的)に、一部が互いに連結されたり、変速機入力軸32、ケース18、或いは変速機出力軸24に連結されている。
前記複数の係合装置は、摩擦係合装置やワンウェイクラッチF1である。上記摩擦係合装置は、クラッチC1,C2,C3,C4、及びブレーキB1,B2(以下、特に区別しない場合は単に摩擦係合装置B,Cという)である。摩擦係合装置B,Cは、油圧アクチュエータにより押圧される湿式多板型のクラッチやブレーキ、油圧アクチュエータによって引き締められるバンドブレーキなどにより構成される、油圧式の摩擦係合装置である。摩擦係合装置B,Cは、油圧制御回路50(図1参照)内のソレノイドバルブ等からの油圧によりそれぞれのトルク容量(すなわちクラッチトルク)が変化させられることで、それぞれ係合と解放とが切り替えられる。
自動変速機22は、後述する電子制御装置60によって摩擦係合装置B,Cの係合と解放とが制御されることで、図3の係合作動表に示すように、運転者のアクセル操作や車速V等に応じて前進8段、後進1段の各ギヤ段が形成される。図3の「1st」-「8th」は前進ギヤ段としての第1速ギヤ段−第8速ギヤ段、「Rev」は後進ギヤ段、「N」は何れのギヤ段も形成されないニュートラル状態、「P」はニュートラル状態且つ機械的に変速機出力軸24の回転が阻止(ロック)される状態を意味している。各ギヤ段に対応する自動変速機22のギヤ比γは、第1遊星歯車装置36、第2遊星歯車装置38、及び第3遊星歯車装置40の各歯車比(=サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)ρ1、ρ2、ρ3によって適宜定められる。
図3の係合作動表は、上記各ギヤ段と係合装置の各作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「◎」は被駆動時(エンジンブレーキ時)に係合、空欄は解放をそれぞれ表している。自動変速機22では、一体的に連結されたキャリヤCA2及びキャリヤCA3とケース18との間に、それらキャリヤCA2及びキャリヤCA3の正回転(変速機入力軸32と同じ回転方向)を許容しつつ逆回転を阻止するワンウェイクラッチF1がブレーキB2と並列に設けられている。従って、エンジン12側から駆動輪14側を回転駆動する駆動時には、ブレーキB2を係合しなくても、ワンウェイクラッチF1の自動係合により第1速ギヤ段「1st」が形成される。
図1に戻り、車両10は、例えばロックアップクラッチLUの作動状態の切替制御などに関連する動力伝達装置16の制御装置を含む電子制御装置60を備えている。よって、図1は、電子制御装置60の入出力系統を示す図であり、又、電子制御装置60による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。電子制御装置60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車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置60は、エンジン12の出力制御、自動変速機22の変速制御、ロックアップクラッチLUのロックアップ制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン出力制御用、油圧制御用(変速制御用)等に分けて構成される。
電子制御装置60には、車両10が備える各種センサ(例えばエンジン回転速度センサ70、入力回転速度センサ72、出力回転速度センサ74、アクセル開度センサ76、スロットル弁開度センサ78など)により検出された検出信号に基づく各種実際値(例えばエンジン回転速度Ne、タービン回転速度Ntに対応する変速機入力軸32の回転速度であるAT入力回転速度Ni、車速Vに対応する変速機出力軸24の回転速度であるAT出力回転速度No、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度θacc、電子スロットル弁の開度であるスロットル弁開度θthなど)が、それぞれ供給される。又、電子制御装置60からは、エンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号Se、自動変速機22の変速に関する油圧制御の為の油圧制御指令信号Sat、ロックアップクラッチLUの作動状態の切替制御の為の油圧制御指令信号Sluなどが、それぞれ出力される。この油圧制御指令信号Satは、摩擦係合装置B,Cの各々の油圧アクチュエータへ供給される各油圧を調圧する各ソレノイドバルブを駆動する為の指令信号(油圧指令値)であり、油圧制御回路50へ出力される。又、油圧制御指令信号Sluは、LUクラッチ圧を調圧するソレノイドバルブを駆動したり、油路を切り替えるリレーバルブを作動させる為の油圧を出力するソレノイドバルブを駆動したりする為の指令信号であり、油圧制御回路50へ出力される。
電子制御装置60は、エンジン出力制御手段すなわちエンジン出力制御部62、変速制御手段すなわち変速制御部64、及びロックアップクラッチ制御手段すなわちロックアップクラッチ制御部66を備えている。
エンジン出力制御部62は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係(例えば駆動力マップ)にアクセル開度θacc及び車速V(AT出力回転速度No等も同意)を適用することで要求駆動力Fdemを算出する。エンジン出力制御部62は、伝達損失、補機負荷、自動変速機22のギヤ比γ等を考慮して、その要求駆動力Fdemが得られるように、エンジン12の出力制御を行うエンジン出力制御指令信号Seをスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置などへ出力する。
変速制御部64は、予め定められた関係(変速マップ、変速線図)に車速V(AT出力回転速度No等も同意)及びスロットル弁開度θth(アクセル開度θaccや要求駆動力Fdem等も同意)を適用することで自動変速機22の変速を判断する(すなわち自動変速機22にて形成するギヤ段を判断する)。変速制御部64は、その判断したギヤ段を形成するように、自動変速機22の変速に関与する摩擦係合装置B,Cを係合及び/又は解放させる油圧制御指令信号Satを油圧制御回路50へ出力して、自動変速機22の変速を実行する。
ロックアップクラッチ制御部66は、車速V(AT出力回転速度No等も同意)及びスロットル弁開度θth(アクセル開度θaccや要求駆動力Fdem等も同意)を変数としてロックアップオフ領域、スリップ作動領域、ロックアップオン領域を有する予め定められた関係(ロックアップ領域線図)に、車速V及びスロットル弁開度θthを適用することで何れの領域であるかを判断し、判断した領域に対応する作動状態にロックアップクラッチLUの作動状態を制御する。ロックアップクラッチ制御部66は、ロックアップオフ領域であると判断した場合には、ロックアップオフとする為の油路とする油圧制御指令信号Sluを油圧制御回路50へ出力する。ロックアップクラッチ制御部66は、ロックアップオン領域であると判断した場合には、ロックアップオンとする為の油路とすると共に、エンジントルクTeを伝達可能なトルク容量(すなわちクラッチトルクTlu)が得られる為のLUクラッチ圧をロックアップクラッチLUへ供給する油圧制御指令信号Sluを油圧制御回路50へ出力して、ロックアップ制御を実行する。
ロックアップクラッチ制御部66は、スリップ作動領域であると判断した場合には、ロックアップオンとする為の油路とすると共に、目標スリップ量Nstを実現するのに必要なクラッチトルクTluが得られる為のLUクラッチ圧をロックアップクラッチLUへ供給する油圧制御指令信号Sluを油圧制御回路50へ出力して、スリップ制御を実行する。ロックアップクラッチ制御部66は、目標スリップ量Nstを実現するクラッチトルクTluを、次式(1)を用いて算出する。次式(1)において、Cはトルクコンバータ20のハード諸元である容量係数であり、Teはエンジントルクである。スリップ制御は、燃費向上やドライバビリティ向上を図るロックアップ制御を実行するロックアップ作動領域を拡大する為の制御であるが、ロックアップオンに伴って発生するこもり音等のノイズを抑制する制御でもある。その為、目標スリップ量Nstは、図4に示すように、ロックアップオンに伴うノイズに対して不利となる、エンジントルクTeが大きい領域程、又、エンジン回転速度Neが低い領域程、大きな値とされる。目標スリップ量Nstは、ノイズに対して十分有利に働くスリップ量Nstとして、図4に示すような関係(目標スリップ量マップ)が例えば自動変速機22のギヤ段毎に予め定められている。このように、ロックアップクラッチ制御部66は、ロックアップクラッチLUへ供給するLUクラッチ圧を大きくすることでロックアップクラッチLUをスリップ作動又は係合する。尚、スリップ制御は、上述したようにロックアップ作動領域を拡大する為の制御であり、広義にはロックアップ制御に含まれる。
Tlu = C×Nst2+Te …(1)
ところで、ロックアップクラッチLUに関わるハード(例えばロックアップクラッチLUの摩擦材や作動油等)の経年変化などに起因して、ロックアップクラッチLUのスリップ作動中に、ジャダと称されるスリップ作動に伴う車両振動が発生する可能性がある。ジャダが発生する領域でスリップ制御を禁止したり、スリップ量Nsを増やしてロックアップオフ側に制御することでジャダの発生を抑制した場合、燃費が悪化する可能性があったり、又、ドライバビリティにおいてダイレクト感が低下することでの違和感を運転者に与える可能性がある。
そこで、電子制御装置60は、ロックアップクラッチLUのスリップ作動中にジャダが発生した場合には、LUクラッチ圧をジャダ発生時よりも大きくし、スリップ量Nsを減らしてロックアップオン側に制御することでジャダの発生を抑制する。この際、電子制御装置60は、ロックアップオンに伴うノイズに対して不利となる領域程、LUクラッチ圧を大きくするときの増大分を小さくし、スリップ量Nsの減少代を小さくしてロックアップオン側に移行し難くすることでノイズの発生を抑制する。つまり、ジャダ発生時にはスリップ量Nsを小さくして(LUクラッチ圧を大きくして)ジャダの発生を抑制するが、スリップ量Nsを小さくし過ぎるとノイズに対して不利となる為、ノイズに厳しい領域程、スリップ量Nsの低下代(LUクラッチ圧の増加代)を小さくする。
以上説明した実施態様を実現する為に、電子制御装置60は、振動発生判定手段すなわち振動発生判定部67、及び油圧設定手段すなわち油圧設定部68を更に備えている。
振動発生判定部67は、ロックアップクラッチ制御部66によるロックアップクラッチLUのスリップ作動中に、そのスリップ作動に伴う車両振動であるジャダが発生しているか否かを判定する。振動発生判定部67は、入力回転速度センサ72や出力回転速度センサ74の検出値(AT入力回転速度NiやAT出力回転速度No)において、ジャダが発生していると判断できる周波数として予め定められた特有の振動数が出ているか否かを判定することで、ジャダが発生しているか否かを判定する。
油圧設定部68は、振動発生判定部67によりジャダが発生していると判定された場合には、ロックアップクラッチ制御部66がロックアップクラッチLUをスリップ作動するときのLUクラッチ圧を、ジャダが発生していると判定された時点の油圧よりも大きな値に設定する。油圧設定部68は、現在設定されている目標スリップ量Nstを小さくすることでLUクラッチ圧を大きくする。この際、油圧設定部68は、ロックアップオンに伴うノイズに対して不利となる、エンジントルクTeが大きい領域程、又、エンジン回転速度Neが低い領域程、各々、目標スリップ量Nstを小さくするときの低下代を小さくする。すなわち、油圧設定部68は、図5に示すように、エンジントルクTeが大きい程、又、エンジン回転速度Neが低い程、各々、LUクラッチ圧を大きくするときの増大分である油圧加算値を小さくするように、現在設定されている目標スリップ量Nstを変更する。具体的には、油圧設定部68は、ジャダが発生していると判定された場合には、そのときのエンジントルクTe及びエンジン回転速度Neにて定められる領域における目標スリップ量Nstを現在値よりも小さな値に書き替える。油圧設定部68は、同じギヤ段における他の領域における目標スリップ量Nstを、図5に示すような油圧加算値の傾向となるように、現在値よりも小さな値に書き替える。油圧設定部68は、ジャダが発生したギヤ段の目標スリップ量マップ(図4参照)における各領域の目標スリップ量Nstを書き替えて、次回以降のロックアップクラッチ制御部66によるロックアップクラッチLUのスリップ作動時に用いられる学習値として記憶する。変更した目標スリップ量Nstを領域毎に格納して更新していくことで、領域毎にジャダ抑制とノイズ抑制とのバランスを取った目標スリップ量Nstに収束させられる。尚、学習値は、前記式(1)を用いて算出した、目標スリップ量Nstを実現するクラッチトルクTluが得られる為のLUクラッチ圧でも良い。
図6は、電子制御装置60の制御作動の要部すなわちロックアップクラッチLUのスリップ作動に際して、スリップ量Nsを増加させることなく、ジャダ発生の抑制とノイズ発生の抑制とを両立する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば車両10の走行中に繰り返し実行される。
図6において、先ず、ロックアップクラッチ制御部66の機能に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、ロックアップ制御の実行中(特には、ロックアップクラッチLUのスリップ作動中)であるか否かが判定される。このS10の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このS10の判断が肯定される場合は振動発生判定部67の機能に対応するS20において、スリップ作動に伴う車両振動であるジャダが発生しているか否かが判定される。このS20の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられる。このS20の判断が肯定される場合は油圧設定部68の機能に対応するS30において、振動(ジャダ)発生領域(エンジントルクTe、エンジン回転速度Ne、ギヤ段等)が特定される。次いで、油圧設定部68の機能に対応するS40において、現在設定されている目標スリップ量Nstが小さくされ、前記式(1)を用いてその目標スリップ量Nstを実現するクラッチトルクTluが算出され、クラッチトルクTluが得られるようにLUクラッチ圧が強められる。次いで、油圧設定部68の機能に対応するS50において、振動発生領域以外の他の領域における目標スリップ量Nstが変更され、エンジントルクTeが大きい領域程、又、エンジン回転速度Neが低い領域程、油圧加算値が小さくされた、LUクラッチ圧が算出される。次いで、油圧設定部68の機能に対応するS60において、変更された目標スリップ量Nst(又はS50にて算出されたLUクラッチ圧)が学習値として格納され、次回以降のロックアップクラッチLUのスリップ作動時に用いられる。
上述のように、本実施例によれば、ロックアップクラッチLUのスリップ作動中にそのスリップ作動に伴う車両振動であるジャダが発生した場合には、ロックアップクラッチLUへ供給するLUクラッチ圧がジャダ発生時のLUクラッチ圧よりも大きくされるので、スリップ量Nsが低下させられて(すなわちロックアップオン側へ制御されて)、ジャダの発生が抑制される。その際、ロックアップオンに伴うノイズに対して不利となる、エンジントルクTeが大きい領域程、又、エンジン回転速度Neが低い領域程、各々、LUクラッチ圧を大きくするときの油圧加算値が小さくされるので、ノイズに対して不利となる領域程、スリップ量Nsの低下が抑制されて(すなわちロックアップオン側へLUクラッチ圧が大きくされることが抑制されて)、ノイズの発生が抑制される。よって、ロックアップクラッチLUのスリップ作動に際して、スリップ量Nsを増加させることなく、ジャダ発生の抑制とノイズ発生の抑制とを両立することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、LUクラッチ圧を大きくすることでロックアップクラッチLUをスリップ作動又は係合したが、このLUクラッチ圧は、摩擦板をピストンにて押圧することで係合させられるロックアップクラッチLUにおけるそのピストンにかかる油圧であっても良いし、係合側油室内の油圧と解放側油室内の油圧の差圧により作動させられるロックアップクラッチLUにおける係合側油室内への油圧又はその差圧であっても良い。
また、前述の実施例では、目標スリップ量Nstを変更することでLUクラッチ圧が変更されたが、この態様に限らない。例えば、エンジントルクTe及びエンジン回転速度Neにて定められる領域毎に予め定められたゲインを所定の油圧加算値に掛けることでLUクラッチ圧を変更する態様でも良い。
また、前述の実施例では、車両10の駆動力源としてエンジン12を例示したが、この態様に限らない。例えば、前記駆動力源は、電動機等の他の原動機をエンジン12と組み合わせて採用することもできる。又、エンジン12の動力は、トルクコンバータ20を介して自動変速機22へ伝達されたが、この態様に限らない。例えば、トルクコンバータ20に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。又、車両10の自動変速機として遊星歯車式の自動変速機22を例示したが、この態様に限らない。例えば、自動変速機は、常時噛み合う複数対の変速ギヤを2軸間に備える公知の同期噛合型平行2軸式変速機であってアクチュエータによりギヤ段が自動的に切換られる同期噛合型平行2軸式自動変速機、その同期噛合型平行2軸式自動変速機であって入力軸を2系統備える公知のDCT(Dual Clutch Transmission)、又は公知のベルト式等の無段変速機などであっても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。