JP6568804B2 - 自動変速機の制御装置、及びその制御方法 - Google Patents

自動変速機の制御装置、及びその制御方法 Download PDF

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Description

本発明は自動変速機の制御装置、及びその制御方法に関するものである。
ロックアップクラッチに解放指示を出力しているにもかかわらず、トルクコンバータの入力軸の回転速度と出力軸の回転速度とが継続して等しい場合、ロックアップクラッチが解放できないON故障が発生している、と判定する制御装置が、特許文献1に開示されている。
特開平4−236846号公報
近年、燃費を向上するために、車両の発進時にのみロックアップクラッチを解放し、それ以外の時にはロックアップクラッチを締結する車両が増えている。言い換えると、ほとんどの運転領域でロックアップクラッチが締結され、極低車速の運転領域のみでロックアップクラッチが解放される車両が増えている。そのため、このような車両では、ロックアップクラッチを解放指示する機会が少なく、ロックアップクラッチのON故障を判定する機会が少なく、ON故障を早期に発見することが難しい、といった問題がある。
これに対し、例えばON故障を早期に発見するために、常走行中にロックアップクラッチに解放指示を出力したり、ロックアップ領域を狭くし、コンバータ領域を広くしたりすることによって、ON故障の判定機会を多くすることが可能である。しかし、トルクコンバータにおける伝達ロスが大きくなるので、燃費が悪化する、といった問題がある。
本発明はこのような問題を解決するために発明されたもので、燃費の悪化を防止すると共に、ON故障を早期に発見することを目的とする。
本発明のある態様に係る自動変速機の制御装置は、油圧により締結、解放する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自動変速機の制御装置であって、ックアップクラッチを解放する直前の油圧である締結保持油圧を、コースト走行時のロックアップクラッチ締結中に学習する学習部と、放指示に対してロックアップクラッチが締結状態で保持されるON故障が発生しているかを、学習部における締結保持油圧の学習中の指示油圧が予め定められた所定圧以下になったことに基づいて判定する判定部と、を備える。
本発明の別の態様に係る自動変速機の制御方法は、油圧により締結、解放する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自動変速機の制御方法であって、ックアップクラッチを解放する直前の油圧である締結保持油圧を、コースト走行時のロックアップクラッチ締結中に学習し、放指示に対してロックアップクラッチが締結状態で保持されるON故障が発生しているかを、締結保持油圧の学習中の指示油圧が予め定められた所定圧以下になったことに基づいて判定する。
これら態様によると、燃費を悪化させることなく、ON故障を早期に発見することができる。
図1は、本実施形態の車両の概略構成図である。 図2は、ロックアップクラッチの動作を説明する概略図である。 図3は、ロックアップクラッチの締結スケジュールを示すマップである。 図4は、コーストロックアップ容量学習制御を説明するフローチャートである。 図5は、コーストロックアップ容量学習制御を説明するタイムチャートである。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の車両の概略構成図である。車両は、エンジン1と、トルクコンバータ2と、無段変速機3と、ディファレンシャルギヤ装置4と、車輪5と、コントローラ12とを備える。
トルクコンバータ2は、エンジン1から回転が伝達されるポンプインペラ2aと、無段変速機3に回転を伝達するタービンランナ2bと、ポンプインペラ2aとタービンランナ2bとを直結可能なロックアップクラッチ2cとを備える。
ロックアップクラッチ2cは、アプライ圧PAとレリーズ圧PRとの差圧に応じて動作する。アプライ圧PAがレリーズ圧PRよりも低い場合には、ロックアップクラッチ2cは解放され、トルクコンバータ2はコンバータ状態となる。アプライ圧PAがレリーズ圧PRよりも高い場合には、ポンプインペラ2aとタービンランナ2bとが直結し、ロックアップクラッチ2cは締結され、トルクコンバータ2はロックアップ状態となる。アプライ圧PAとレリーズ圧PRとの差圧は、ロックアップ制御弁11によって調整される。なお、差圧を調整することで、ロックアップクラッチ2cを半締結し、トルクコンバータ2をスリップ状態にすることも可能である。
ロックアップ制御弁11では、一方の面に信号圧Ps、及びフィードバックされたレリーズ圧PRが作用し、反対側の面にフィードバックされたアプライ圧PA、及びバネ11aのバネ力Fsが作用する。信号圧Psは、ロックアップソレノイド13によって制御される。レギュレータ弁30からの油を直接、またはトルクコンバータレリーズ弁31を経由した油をアプライ圧PAに供給する。
ロックアップソレノイド13は、図2に示すように一定圧であるパイロット圧Ppを元圧としてコントローラ12から送信されるデューティ信号Dに基づいて信号圧Psを制御する。
信号圧Psが上昇するにつれて、アプライ圧PAが高くなり、アプライ圧PAがレリーズ圧PRよりも高くなると、ロックアップクラッチ2cが締結し、トルクコンバータ2はロックアップ状態となる。一方、ロックアップ状態から信号圧Psが低下し、アプライ圧PAがレリーズ圧PRよりも低くなると、ロックアップクラッチ2cが解放され、トルクコンバータ2はコンバータ状態となる。このように、ロックアップクラッチ2cの締結解放状態は、デューティ信号Dを制御し、信号圧Psを制御することで変更される。
トルクコンバータ2がロックアップ状態となっている場合、ロックアップクラッチ2cを介して伝達可能なトルク、つまりロックアップ容量が差圧に応じて変更される。差圧が大きいほどロックアップクラッチ2cの締結力が大きくなり、ロックアップ容量が大きくなる。トルクコンバータ2で所望の締結力(ロックアップ容量)が発生するように、信号圧Psが制御される。
コントローラ12は、CPU、ROM、RAMなどによって構成されており、ROMに格納されたプログラムをCPUによって読み出すことによって、各機能が発揮される。
コントローラ12には、エンジン1のスロットル開度TVOを検出するスロットル開度センサ21からの信号、車速VSPを検出する車速センサ22からの信号、エンジン1の出力軸の回転速度Neを検出するエンジン回転センサ23からの信号、タービンランナ2bの回転速度Ntを検出するタービン回転センサ24からの信号、アクセルペダル14が踏み込まれていない時にONとなるアイドルスイッチ25からの信号、アクセルペダル開度APOを検出するアクセル開度センサ26からの信号が入力される。
ロックアップクラッチ2cを締結すると、ポンプインペラ2aとタービンランナ2bとが直結するので、トルクコンバータ2における伝達ロスがなくなり、エンジン1における燃費を向上することができる。ロックアップクラッチ2cの締結解放状態は、図3に示すように車速VSPとスロットル開度TVOとに基づいて切り替えられる。図3においてはロックアップクラッチ2cを解放状態から締結状態へ切り替える締結切替線を実線で示し、締結状態から解放状態へ切り替える解放切替線を破線で示す。図3において例えば車速VSPが高くなり、締結切替線を跨ぐとロックアップクラッチ2cが締結される。また、例えば車速VSPが低くなり、解放切替線を跨ぐとロックアップクラッチ2cが解放される。本実施形態では、燃費を向上するために、解放切替線を極低車速に設定し、ロックアップクラッチ2cを締結するロックアップ領域を低車速側に拡大している。
しかし、ロックアップクラッチ締結のための車速を低下させることによってロックアップ領域を拡大すると、ロックアップクラッチ2cの解放指示を出力する機会が、例えば車両停止直前だけになるなど、少なくなり、解放指示に対してロックアップクラッチ2cが締結した状態で保持されるON故障の発生を検知する機会が少なくなる。
そこで、本実施形態では、以下において説明するコーストロックアップ容量学習制御時にON故障判定を行い、ON故障が発生した場合にON故障を早期に発見可能とする。
コーストロックアップ容量とは、エンジン1がパワーオフの状態で車輪5側から駆動力が入力されるコースト走行中にアプライ圧PAとレリーズ圧PRとの差圧をロックアップクラッチ2cが締結する最小差圧、つまりロックアップクラッチ2cを解放する直前の信号圧Psとした際のロックアップ容量である。コースト走行中に、ロックアップ容量をコーストロックアップ容量とすることで、コースト走行中に車両が急減速した場合に、ロックアップクラッチ2cを直ぐに解放し、エンジンストールが発生することを防止することができる。
コーストロックアップ容量学習制御とは、コースト走行中に上記するコーストロックアップ容量を学習、つまりロックアップクラッチ2cを解放する直前の信号圧Ps(締結保持油圧)を学習する制御であって、所定の条件が成立する毎に行われており、経時変化などがあっても、コースト走行中は常に上記の最小差圧を保つために行われる制御である。
次に、本実施形態のコーストロックアップ容量学習制御について図4のフローチャートを用いて説明する。
ステップS100では、コントローラ12は、コーストロックアップ容量学習条件を満たすかどうか判定する。コーストロックアップ容量学習条件は、信号圧Psの制御に影響する故障が発生していないと判定可能な条件である。具体的には、コントローラ12は、車速センサ22、タービン回転センサ24、油温センサで故障が発生していないかどうか、油温が所定油温範囲内であるかどうか、などを判定する。そして、コントローラ12は、例えば、各センサで故障が発生しておらず、かつ油温が所定油温範囲内である場合にコーストロックアップ容量学習条件を満たすと判定する。コーストロックアップ容量学習条件を満たす場合には処理はステップS101に進み、コーストロックアップ容量学習条件を満たさない場合には今回の処理は終了する。
ステップS101では、コントローラ12は、車両がコースト走行中であるかどうか判定する。具体的には、コントローラ12は、アイドルスイッチ25からの信号がONであるかどうか判定する。コントローラ12は、アクセルペダル14が踏み込まれておらず、アイドルスイッチ25からの信号がONである場合にコースト走行中であると判定する。なお、スロットル開度センサ21、アクセル開度センサ26からの信号に基づいて、車両がコースト走行中であるかどうか判定してもよい。車両がコースト走行中である場合には処理はステップS102に進み、車両がコースト走行中ではない場合には今回の処理は終了する。
ステップS102では、コントローラ12は、現在記憶している学習値PLeを読み出す。なお、学習値PLeが設定されていない場合には、予め設定された初期値を読み出す。
ステップS103では、コントローラ12は、信号圧Psを設定する。具体的には、コントローラ12は、今回の処理で初めて信号圧Psを設定する場合には、読み出した学習値PLeにオフセット値を加算した値を、信号圧Psとして設定し、信号圧Psがロックアップ制御弁11に作用するように、デューティ信号Dを制御する。オフセット値は予め設定された値である。また、後述するステップS107、またはステップS108から処理が戻って来た場合には、現在設定されている信号圧Psから所定値を減算した値を新たな信号圧Psとして設定し、ロックアップ制御弁11に作用するように、デューティ信号Dを制御する。所定値は予め設定された値である。
ステップS104では、コントローラ12は、エンジン回転センサ23からの信号と、タービン回転センサ24からの信号とに基づいてトルクコンバータ2の入出力軸間の回転速度差ΔNの絶対値を算出する。
ステップS105では、コントローラ12は、算出した回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1よりも大きいかどうか判定する。所定回転速度差N1はロックアップクラッチ2cが解放されたと判定可能な回転速度差である。ロックアップクラッチ2cが締結されている場合には、回転速度差ΔNはゼロであり、解放されると回転速度差ΔNがゼロではなくなる。なお、所定回転速度差N1は、ロックアップクラッチ2cが解放されたと判定可能な最小回転速度差とすることが望ましい。コントローラ12は、回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1以下の場合には、ロックアップクラッチ2cが解放されていないと判定する。回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1よりも大きい場合には処理はステップS106に進み、回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1以下の場合には処理はステップS108に進む。
ステップS106では、コントローラ12は、タイマーを作動させて、回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1よりも大きくなった時点からの経過時間Tを計測する。なお、経過時間Tは回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1以下となるとリセットされる。
ステップS107では、コントローラ12は、経過時間Tが第1所定時間T1以上となったかどうか判定する。第1所定時間T1は、予め設定された時間であり、回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1よりも大きくなり、ロックアップクラッチ2cが解放されたと正確に判定可能となる時間である。このように経過時間Tが第1所定時間T1以上となったかどうか判定することで、ロックアップクラッチ2cの解放誤検知を防止することができる。コントローラ12は、経過時間Tが第1所定時間T1以上となると、ロックアップクラッチ2cが解放されたと判定する。経過時間Tが第1所定時間T1以上となった場合には処理はステップS109に進み、経過時間Tが第1所定時間T1よりも短い場合には処理はステップS103に戻り、上記処理が繰り返される。
ステップS108では、コントローラ12は、信号圧Psが所定圧P1以下であるかどうか判定する。所定圧P1は、ON故障判定閾値であり、製造誤差、経年劣化があったとしても、ON故障が発生していない場合にはロックアップクラッチ2cが解放されるべき信号圧Ps(解放圧)に設定されている。なお、所定圧P1をON故障が発生していない場合にロックアップクラッチ2cが解放されるよりもさらに低い信号圧、例えば、レリーズ圧PR−アプライ圧PA>所定差圧となるような信号圧としてもよい。信号圧Psが所定圧P1以下である場合には処理はステップS109に進み、信号圧Psが所定圧P1よりも高い場合には処理はステップS103に戻り、上記処理が繰り返される。
ステップS109では、コントローラ12は、学習値PLeを更新し、新たな学習値PLeを記憶する。コントローラ12は、回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1よりも大きく、かつその状態が第1所定時間T1継続した場合には、回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1よりも大きくなった時の信号圧Psからオフセット圧を減算した値を新たな学習値PLeとして記憶する。この記憶した学習値PLeは、ロックアップクラッチ2cが解放された時の信号圧Psに対応し、この信号圧Psにオフセット圧を加算した信号圧Psが出力されると、ロックアップ容量を、ロックアップクラッチ2cが解放される直前のコーストロックアップ容量とすることができる。このようにして、車両の状態に応じたコーストロックアップ容量を学習することができる。また、コントローラ12は、信号圧Psが所定圧P1以下となった場合には、所定圧P1以下となった時の信号圧Psからオフセット圧を減算した値を新たな学習値PLeとして記憶する。
ステップS110では、コントローラ12は、信号圧Psを、新たな学習値PLeにオフセット値を加算した値に設定し、信号圧Psがロックアップ制御弁11に作用するように、デューティ信号Dを制御する。これにより、これ以降のコースト走行中は、新たに設定した信号圧Psに保持される。
ステップS111では、コントローラ12は、ステップS108において信号圧Psが所定圧P1以下であると判定されたかどうか判定する。ステップS108において信号圧Psが所定圧P1以下であると判定された場合には処理はステップS112に進み、ステップS108において信号圧Psが所定圧P1以下であると判定されていない場合、すなわちステップS107において経過時間Tが第1所定時間T1以上となったと判定された場合には今回の処理は終了する。
ステップS112では、コントローラ12は、ON故障が発生していると判定し、本判定結果をコントローラ12で記憶する。
次にコーストロックアップ容量学習制御について図5のタイムチャートを用いて説明する。なお、ここでは、コースト走行中にエンジン1への燃料噴射を中止する燃料カットを実行している。
時間t0において、走行中にアクセルペダル14の踏み込みがなくなり、アイドルスイッチ25がONになり、コースト走行を開始する。これにより、燃料カットが実行される。しかし、実際には燃料カットは、アクセルペダル14の踏み込みがなくなってから第2所定時間後に実行される。また、燃料カットが実行されるまでの間、エンジン1から出力されるトルクは小さく、不安定な状態となることがある。そのため、実際に燃料カットが実行されるまでの間、信号圧Psをロックアップクラッチ2cが解放されない第2所定圧で第2所定時間保持する。
第2所定時間が経過し、時間t1になると、信号圧Psを、記憶している学習値PLeにオフセット圧を加算した値まで低下させる。ここでは、信号圧Psがアンダーシュートすることを防止するために、信号圧Psを最初は比較的大きなゲインで低下させ、その後比較的小さなゲインで低下させる。
時間t2において、信号圧Psが、学習値PLeにオフセット圧を加算した値となると、その値から所定値に基づいて信号圧Psを徐々に低下させる。
時間t3において、回転速度差ΔNが所定回転速度差N1以下となると、タイマーを作動させ、経過時間Tの計測を開始する。
時間t4において、経過時間Tが第1所定時間T1となると、ロックアップクラッチ2cが解放されたと判定され、回転速度差ΔNが所定回転速度差N1となった時の信号圧Psからオフセット圧を減算した値を新たな学習値PLeとして記憶する。また、信号圧Psを、新たな学習値PLeにオフセット圧を加算した値まで高くする。ここでは、信号圧Psが、以前の学習値PLeよりも低い信号圧Psまで低下してロックアップクラッチ2cが解放され、新たな学習値PLeは、以前の学習値PLeよりも低くなっている。そのため、新たな学習値PLeにオフセット圧を加算した値は、時間t2における学習値PLeにオフセット圧を加算した値よりも低くなる。
時間t5において、アクセルペダル14が踏み込まれるとコースト走行を終了し、通常走行に移行する。
時間t6において、再びアクセルペダル14の踏み込みがなくなり、アイドルスイッチ25がONになり、コースト走行を開始する。ここでは、時間t5から時間t6までの間にON故障が発生したものとする。信号圧Psは、前回のコースト走行時と同様に第2所定圧で第2所定時間保持される。
第2所定時間が経過し、時間t7になると、信号圧Psを、前回学習した学習値PLeにオフセット圧を加算した値まで低下させる。
時間t8において、信号圧Psが、前回学習した学習値PLeにオフセット圧を加算した値となると、その値(初期油圧)から所定値に基づいて信号圧Psを徐々に低下させる。ON故障が発生すると、信号圧Psを低下させてもロックアップクラッチ2cが締結した状態に保持されるので、回転速度差ΔNはゼロのままである。
時間t9において、信号圧Psが、所定圧P1となると、所定圧P1を新たな学習値PLeとして記憶する。また、信号圧Psを、新たな学習値PLeにオフセット圧を加算した値まで高くする。今回のコースト走行では、一旦、前回のコースト走行中に学習した学習値PLeにオフセット圧を加算した値まで信号圧Psを低下させた後に、所定値に基づいて信号圧Psを徐々に低下させている。これに対し、前回のコースト走行と同様に信号圧Psを低下させる(この信号圧Psを図5では破線で示す。)と、時間t9よりも長い時間t10において、信号圧Psが、所定圧P1となり、このタイミングでON故障が検知される。そのため、本実施形態を用いず、時間t9から時間t10までの間にコースト走行が終了した場合、ON故障を検知することができない。一方、本実施形態では、時間t9でON故障を検知することができ、ON故障を早期に検知することができる。
本発明の実施形態の効果について説明する。
コーストロックアップ容量学習時にロックアップクラッチ2cのON故障判定を行うので、ロックアップ領域を狭めることなく、ON故障判定の発生を検知する機会を多くすることができる。そのため、ON故障が発生した場合に、ON故障を早期に検知することができる。すなわち、ON故障が発生している場合、車速VSPが極低車速まで低下するなど、運転状態がロックアップクラッチ2cを解放するコンバータ領域に入るまで待つことなく、コースト走行中にON故障を検知することができる。また、ロックアップ領域を狭めずに、ON故障判定を行うことができるので、エンジン1における燃費が悪化することを防止することができる。
信号圧PsがON故障判定閾値である所定圧P1以下となっても回転速度差ΔNの絶対値が所定回転速度差N1よりも高くならない場合に、ON故障が発生していると判定する。これにより、製造誤差、経年劣化があっても、ON故障を確実に検知することができる。
コーストロックアップ容量学習制御はロックアップクラッチ2cを解放する信号圧Psを新たに学習した場合、次回の学習時には、新たに学習した学習値PLeにオフセット圧を加算した値まで一旦低下させた後にその値から信号圧Psを徐々に低下させる制御である。そして、コーストロックアップ容量学習制御のときにあわせてロックアップクラッチ2cのON故障判定を行うことにより、例えばドライブ状態のときの締結状態を維持する油圧から所定勾配で油圧を徐々に低下させる場合などと比べ、ON故障が発生した場合に、学習値PLeにオフセット圧を加算した油圧から低下させることとなるので、信号圧PsがON故障判定閾値である所定圧P1以下となるまでの時間を短くすることができる。すなわちON故障を早期に検知することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
上記実施形態では、無段変速機を一例として説明したが、これに限られることはなく、有段変速機であってもよい。
1 :エンジン
2 :トルクコンバータ
2a :ポンプインペラ
2b :タービンランナ
2c :ロックアップクラッチ
3 :無段変速機
12 :コントローラ(学習部、判定部)

Claims (4)

  1. 油圧により締結、解放する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自動変速機の制御装置であって、
    記ロックアップクラッチを解放する直前の油圧である締結保持油圧を、コースト走行時のロックアップクラッチ締結中に学習する学習部と、
    放指示に対して前記ロックアップクラッチが締結状態で保持されるON故障が発生しているかを、前記学習部における前記締結保持油圧の学習中の指示油圧が予め定められた所定圧以下になったことに基づいて判定する判定部と、
    を備える自動変速機の制御装置。
  2. 請求項1に記載の自動変速機の制御装置であって、
    前記判定部は、指示圧が、前記ロックアップクラッチを解放する圧以下となると、前記ON故障が発生していると判定する、
    自動変速機の制御装置。
  3. 請求項1に記載の自動変速機の制御装置であって、
    前記学習部は、前記学習を行った場合、次回の学習時に、学習した締結保持油圧に基づいた初期油圧から油圧を低下させる、
    自動変速機の制御装置。
  4. 油圧により締結、解放する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自動変速機の制御方法であって、
    記ロックアップクラッチを解放する直前の油圧である締結保持油圧を、コースト走行時のロックアップクラッチ締結中に学習し、
    放指示に対して前記ロックアップクラッチが締結状態で保持されるON故障が発生しているかを、前記締結保持油圧の学習中の指示油圧が予め定められた所定圧以下になったことに基づいて判定する、
    自動変速機の制御方法。
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