JP6834219B2 - 変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機構と、トルクコンバータと、変速クラッチとを備える変速機の制御装置に関する。

従来、エンジンと変速機構との間にトルクコンバータを備えた変速機が知られている。トルクコンバータには、入力側と出力側とを機械的に接続可能なロックアップクラッチを有するものがある。

近年では、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る変速機において、トルクコンバータと変速機構との間に、変速時における駆動力の断接を制御するための変速クラッチを備えた変速機が登場している。

トルクコンバータと、クラッチとを備える変速機における技術として、車速が低く且つ非変速時において、ロックアップクラッチをロックアップ状態とし、クラッチをスリップ状態とすることにより、ドライバビリティの向上を図りながら、燃費の向上を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２５７５１８号公報

例えば、車速が増加すると、トルクコンバータのロックアップクラッチを締結して、エンジンから駆動輪へのロックアップクラッチを介しての駆動力の伝達経路を確立する必要がある。トルクコンバータのロックアップクラッチの締結力は、例えば、ロックアップクラッチを駆動させるピストンを介して設けられたトルクコンバータ内の２つの油圧室のそれぞれに供給される作動油の圧力の差、すなわち、２つの油圧室の差圧によって制御される。このため、ロックアップクラッチは、応答性や、制御性が比較的悪い。このため、トルクコンバータのロックアップクラッチのみを制御して、ロックアップクラッチを締結する場合には、ロックアップクラッチを締結する際にショックが発生してしまう虞がある。

また、エンジンから駆動輪へのロックアップクラッチを介しての駆動力の伝達経路を確立することを迅速に行うことが要請されている。

そこで、本発明は、駆動源から駆動輪へのロックアップクラッチを介しての駆動力の伝達経路を確立する際において、ショックの発生を低減することのできるとともに、駆動力の伝達経路を迅速に確立することができる技術を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の一観点に係る変速機の制御装置は、変速機構と、駆動源と変速機構との間に設けられ、駆動源側に接続されたインペラと、変速機構側に接続されたタービンとを有し、作動油を介して前記インペラとタービンとの間の動力の伝達が可能であるとともに、駆動源側とタービンとの間を機械的に接続して動力の伝達を制御可能なロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、トルクコンバータと変速機構との間に配置され、トルクコンバータと変速機構との間での動力の伝達を制御可能な変速クラッチと、を有する変速機の制御装置であって、ロックアップクラッチは、ロックアップクラッチを押圧するピストンを介して設けられた第１油圧室と、第２油圧室との作動油の差圧により締結力を調整できるようになっており、変速クラッチが伝達可能な許容トルクが、駆動源に対してドライバが要求していると想定されるドライバ要求トルク以下のトルクに維持されている状態において、第１油圧室と第２油圧室との作動油の油圧の調整を開始させて、ロックアップクラッチを完全に締結させるロックアップクラッチ制御手段と、油圧の調整の開始後、タービンの回転数と変速機構のインプットシャフトの回転数との回転数差が所定の回転数以上になるまでの間、駆動源のトルクをドライバ要求トルクよりも大きいトルクに制御する駆動源制御手段と、を備える。

上記変速機の制御装置において、トルクコンバータのロックアップクラッチを締結する所定の条件を満たすか否かを判定する開始判定手段と、開始判定手段により所定の条件を満たすと判定された場合に、変速クラッチをスリップ状態として、変速クラッチにより伝達可能な許容トルクが、タービンのトルクに一致するように制御する第１クラッチ制御手段と、を更に備え、ロックアップクラッチ制御手段は、許容トルクがタービンのトルクに一致した場合に、ロックアップクラッチを締結するように、第１油圧室と第２油圧室との作動油の油圧の制御を開始させ、ロックアップクラッチ制御手段による油圧の制御の開始後、少なくともタービンの回転数と変速機構のインプットシャフトの回転数とに差が発生するまで、変速クラッチの許容トルクを、油圧の制御の開始時点のタービンのトルクと一致させるように、変速クラッチのスリップ状態を制御する第２クラッチ制御手段を更に備えるようにしてもよい。

また、上記変速機の制御装置において、ロックアップクラッチの締結が完全に行われた後において、駆動源のトルクをドライバ要求トルクよりも一時的に減少させ、その後、駆動源のトルクをドライバ要求トルクに変化させて、タービンの回転数と変速機構のインプットシャフトの回転数とを同期させるように制御する駆動源制御手段を更に備えるようにしてもよい。

また、上記変速機の制御装置において、ロックアップクラッチの締結が完全に行われた後において、変速クラッチの許容トルクを一時的に増加させ、その後、許容トルクをドライバ要求トルクに変化させて、タービンの回転数と変速機構のインプットシャフトの回転数とを同期させるように制御する同期制御手段を更に備えるようにしてもよい。

本発明によれば、駆動源から駆動輪へのロックアップクラッチを介しての駆動力の伝達経路を確立する際において、ショックの発生を低減することができるとともに、駆動力の伝達経路を迅速に確立することができる。

本発明の一実施形態に係る変速機を示す模式的な構成図である。 本発明の一実施形態に係る変速機に相当するモデル及び変速機の各部の状態値を表す記号を示す図である。 本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ締結処理のフローチャートである。 図４（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部の回転数の時間変化を示す図である。図４（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部のトルクの時間変化を示す図である。 本発明の変形例に係るロックアップクラッチ締結処理のフローチャートである。 図６（Ａ）は、本発明の変形例に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部の回転数の時間変化を示す図である。図６（Ｂ）は、本発明の変形例に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部のトルクの時間変化を示す図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る変速機の制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の一実施形態に係る変速機を示す模式的な構成図である。

車両に備えられる変速機１は、駆動源の一例であるエンジン１０の出力軸１１に接続されている。

変速機１は、トルクコンバータ（トルコン）１２と、変速クラッチ２０と、変速機構３０と、制御装置２と、トルコン用作動油調整部８５と、クラッチ用作動油調整部８６と、変速調整部８７と、エンジン回転数センサ９２と、タービン回転数センサ９３と、インプットシャフト回転数センサ９４と、車速センサ９５（出力回転数センサともいう）と、アクセル開度センサ９６と、シフトポジションセンサ９７とを備えている。制御装置２は、エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）７０と、変速機電子制御装置（変速機ＥＣＵ）８０とを備えている。

ここで、変速機１の詳細を説明する前に、変速機１に相当するモデルと、変速機１の各部の状態値を表す記号を説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る変速機に相当するモデル及び変速機の各部の状態値を表す記号を示す図である。

図１に示す変速機１の制御に関わる部分については、図２に示すモデルのように表すことができる。本明細書においては、変速機１の各部の状態を示す状態値については、図２に示すように記号又は添字付き記号で表すこととする。

ここで、記号について説明すると、Ｔは、トルクを表し、ωは、回転数を表し、Ｉは、慣性モーメントを表し、ｉは、ギヤ比を表している。一方、記号に付けられる添字について説明すると、ｅは、エンジンを表し、ｌｃｋは、ロックアップクラッチを表し、ｉはインペラを表し、ｔは、タービンのシャフトを表し、ｃは、変速クラッチを表し、ｏは、変速機構のアウトプットシャフトを表し、ｌは、駆動輪側の負荷を表している。

図１の説明に戻り、トルクコンバータ１２は、エンジン１０の出力軸１１に接続されたインペラ１３と、インペラ１３と対向するように配置され、変速クラッチ２０の入力軸１９と接続されるタービン１４と、出力軸１１と入力軸１９（タービンのシャフト）との間を機械的に断接可能なロックアップクラッチ１５とを有する。ロックアップクラッチ１５は、ロックアップクラッチ１５を押圧して移動させるピストン１５Ａを有する。ピストン１５Ａは、トルクコンバータ１２内において、トルコン用作動油調整部８５から作動油が供給される第１油圧室１６と、第２油圧室１７とを画成している。ロックアップクラッチ１５は、トルコン用作動油調整部８５から第１油圧室１６に供給される作動油の油圧と、第２油圧室１７に供給される作動油の油圧との差圧に応じて、締結力を調整可能となっている。

ここで、本実施形態では、ロックアップクラッチ１５と出力軸１１側の部材とが接触して同一の回転数で回転しつつ、出力軸１１からのトルクがロックアップクラッチ１５を介して入力軸１９に伝達される状態を完全締結状態と称し、ロックアップクラッチ１５と出力軸１１側の部材とが接触して異なる回転数で回転しつつ、出力軸１１からのトルクがロックアップクラッチ１５を介して入力軸１９に伝達される状態をロックアップクラッチ１５のスリップ状態（半クラッチ状態）と称し、ロックアップクラッチ１５が入力軸１１側の部材と接触していない状態をロックアップクラッチ１５の断状態と称する。

変速クラッチ２０は、例えば、湿式クラッチであって、トルクコンバータ１２のタービン１４に接続された入力軸１９と一体回転する入力側ディスク２０Ａと、変速機３０のインプットシャフト３１と一体回転する出力側ディスク２０Ｂとを有し、入力側ディスク２０Ａと出力側ディスク２０Ｂとの間の駆動力の断接を行うことができるようになっている。変速クラッチ２０の締結力、すなわち、入力側ディスク２０Ａと出力ディスク２０Ｂとの間の締結力は、クラッチ用作動油調整部８６から供給される作動油の圧力により調整できるようになっている。本実施形態では、変速クラッチ２０を締結させるために作動油が供給される図示しない油圧室の容積が、ロックアップクラッチ１５の第１油圧室１６及び第２油圧室１７の容積よりも小さく、ロックアップクラッチ１５の締結力を調整する際に必要な作動油の量よりも、変速クラッチ２０の締結力を調整する際に必要な作動油の量の方が少なくなっているので、変速クラッチ２０の締結力を、ロックアップクラッチ１５の締結力よりも迅速かつ高精度に制御することができる。

ここで、本実施形態では、入力側ディスク２０Ａと出力側ディスク２０Ｂとが接触して同一の回転数で回転しつつ、入力側ディスク２０Ａから出力側ディスク２０Ｂにトルクが伝達される状態を完全締結状態と称し、入力側ディスク２０Ａと出力側ディスク２０Ｂとが異なる回転数で回転しつつ、入力側ディスク２０Ａから出力側ディスク２０Ｂにトルクが伝達される状態を変速クラッチ２０のスリップ状態（半クラッチ状態）と称し、入力側ディスク２０Ａと出力側ディスク２０Ｂとが機械的に接触していない状態を変速クラッチ２０の断状態と称する。

変速機構３０は、変速クラッチ２０の出力側ディスク２０Ｂと接続されたインプットシャフト３１から入力された駆動力を変速させて、図示しない駆動輪に接続されたアウトプットシャフト３２に伝達する。変速機構３０は、例えば、平行軸歯車式の変速機構（すなわち、マニュアルトランスミッション）、遊星歯車式の変速機構、又は無段変速機構であってよい。

トルコン用作動油調整部８５は、変速機ＥＣＵ８０の制御指示に従って、トルクコンバータ１２の第１油圧室１６に供給する作動油の圧力と、第２油圧室１７に供給する作動油の圧力とのそれぞれを調整する。

クラッチ用作動油調整部８６は、変速機ＥＣＵ８０の制御指示に従って、変速クラッチ２０の締結力を調整するために変速クラッチ２０に供給する作動油の圧力を調整する。

変速調整部８７は、変速機ＥＣＵ８０の制御指示に従って、変速機構３０の変速段の変更を行う。

エンジン回転数センサ９２は、エンジン１０の出力軸１１の回転数（エンジン回転数ω_ｅ）を検出し、エンジンＥＣＵ７０に出力する。タービン回転数センサ９３は、入力軸１９の回転数（タービン１４の回転数（タービン回転数ω_ｔ）と対応）を検出し、変速機ＥＣＵ８０に出力する。インプットシャフト回転数センサ９４は、インプットシャフト３１の回転数（インプットシャフト回転数ω_ｃ）を検出し、変速機ＥＣＵ８０に出力する。車速センサ９５は、アウトプットシャフト３２の回転数（アウトプットシャフト回転数ω_ｏ）を検出し、変速機ＥＣＵ８０に出力する。アウトプットシャフト回転数ω_ｏからは、車速を特定することができる。アクセル開度センサ９６は、アクセル開度を検出し、エンジンＥＣＵ７０に出力する。シフトポジションセンサ９７は、操作レバーにより指定（選択）された位置（シフトポジション）を検出し、変速機ＥＣＵ８０に出力する。操作レバーでは、例えば、車両の停車中に使用するＰ（パーキング）レンジ、車両の変速機をニュートラルにする際に選択するＮ（ニュートラル）レンジ、自動変速を行う際に選択するＤ（ドライブ）レンジ、変速を運転者の操作で行う際に選択するＭ（マニュアル）レンジ、Ｍレンジでのシフトアップを指定するためのプラス（＋）、Ｍレンジでのシフトダウンを指定するためのマイナス（−）等を選択することができる。

エンジンＥＣＵ７０は、主にエンジン１０の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うために、エンジンＥＣＵ７０には、各種センサ類（９２，９６）のセンサ値が入力される。なお、エンジンＥＣＵ７０は、変速機ＥＣＵ８０と通信ネットワークを介して接続されており、相互に各種情報を交換することができるようになっている。

エンジンＥＣＵ７０は、駆動源制御手段の一例としてのエンジン制御部７１を一部の機能要素として有する。

エンジン制御部７１は、エンジン１０における燃料噴射量等を制御してエンジン１０のトルク（エンジントルクＴ_ｅ）を制御する。例えば、エンジン制御部７１は、アクセル開度センサ９６からのアクセル開度や、車速（例えば、変速機ＥＣＵ８０から取得）に基づいて、エンジン１０に対してドライバが要求していると想定されるドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄ（ドライバ要求トルク）を決定し、変速機ＥＣＵ８０に出力する。また、エンジン制御部７１は、後述するロックアップ油圧制御開始時後、タービン回転数ω_ｔとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定の回転数以上になるまでの間、エンジントルクＴ_ｅをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも大きいトルクに制御し、タービン回転数ω_ｔとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定の回転数以上になった後は、エンジントルクＴ_ｅをインペラトルクＴ_ｉと一致させるように制御する。インペラトルクＴ_ｉは、Ｔ_ｉ＝Ｃ×ω_ｅ ^２により推定することができる。ここで、係数Ｃは、トルクコンバータ１２のポンプ容量係数であり、トルクコンバータ１２の設計値により定まる値である。

また、エンジン制御部７１は、ロックアップクラッチ１５の締結が完全に行われた後において、エンジントルクＴ_ｅをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも一時的に減少させ、その後、エンジントルクＴ_ｅをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄに変化させて、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとを同期させるように制御する。

変速機ＥＣＵ８０は、主にトルクコンバータ１２、変速クラッチ２０、変速機構３０の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うために、変速機ＥＣＵ８０には、各種センサ類（９３〜９５、９７）のセンサ値が入力される。

変速機ＥＣＵ８０は、開始判定手段の一例としての統括制御部８１と、ロックアップクラッチ制御手段の一例としてのトルコン制御部８２と、第１クラッチ制御手段及び第２クラッチ制御手段の一例としてのクラッチ制御部８３と、変速制御部８４とを一部の機能要素として有する。

なお、本実施形態では、エンジンＥＣＵ７０と、変速機ＥＣＵ８０とは、別のハードウエアとして構成した例を示しているが、エンジンＥＣＵ７０と、変速機ＥＣＵ８０とを一体のハードウエアで構成してもよく、また、エンジンＥＣＵ７０の機能要素と、変速機ＥＣＵ８０の機能要素とを、２つ以上のハードウエアに分散させて設けるようにしてもよい。

統括制御部８１は、ロックアップクラッチ１５を締結させてエンジン１０から駆動輪までの駆動力の伝達経路を確立する処理（ロックアップクラッチ締結処理）を統括して制御する。統括制御部８１は、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５を締結する所定の条件を満たすか否かを判定し、所定の条件を満たす場合には、その旨をクラッチ制御部８３に通知する。ロックアップクラッチ１５を締結する所定の条件としては、例えば、エンジン回転数ω_ｅが、ロックアップクラッチ１５を締結するとトルクコンバータ１２の図示しないダンパが共振してしまう回転数よりも高い所定の回転数となったこととしてもよい。なお、統括制御部８１が実行する他の処理については、後述する。

トルコン制御部８２は、許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致した場合（クラッチ制御部８３から許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致した旨の通知を受け取った場合）に、ロックアップクラッチ１５を締結するように、トルコン用作動油調整部８５の図示しないバルブをオンにすることにより、第１油圧室１６と第２油圧室１７との作動油の油圧の制御を開始する。ここで、ロックアップクラッチ１５を締結するように、トルコン用作動油調整部８５により、第１油圧室１６と第２油圧室１７との作動油の油圧の制御を開始した時を、ロックアップ油圧制御開始時ということとする。なお、トルコン制御部８２が実行する他の処理については、後述する。

クラッチ制御部８３は、統括制御部８１からトルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５を締結する所定の条件を満たす旨の通知を受けた場合に、変速クラッチ２０をスリップ状態として、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃが、タービントルクＴ_ｔに一致するように制御する。ここで、許容トルクＴ_ｃについては、予め実験的に把握されている、変速クラッチ２０における、クラッチ用作動油調整部８６により供給されている作動油の油圧と、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃとの関係に基づいて、クラッチ用作動油調整部８６から供給される作動油の油圧を特定可能な情報（作動油の油圧そのもの、又は、作動油圧を調整するバルブを制御する電流量等）から特定することができる。また、タービントルクＴ_ｔについては、予め把握されている、トルクコンバータ１２における、エンジン回転数ω_ｅとタービン回転数ω_ｔとの速度比に対応するトルク比ｔｒと、トルクコンバータ１２の設計により決まるポンプ容量係数Ｃと、センサから検出されたエンジン回転数ω_ｅとを用いて特定することができる。より具体的には、タービントルクＴ_ｔは、Ｔ_ｔ＝ｔｒ×Ｃ×ω_ｅ ^２により特定することができる。

また、クラッチ制御部８３は、許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致したか否か判定し、許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致した場合には、その旨をトルコン制御部８２に通知する。

また、クラッチ制御部８３は、ロックアップ油圧制御開始時後、少なくともタービン回転数ω_ｔとインプットシャフト回転数ω_ｃとに差が発生するまで（例えば、ロックアップクラッチ１５が完全に締結されるまで）、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを、ロックアップ油圧制御開始時のタービントルクＴ_ｔ（目標クラッチトルクＴ_ＦＬＵ）と一致させるように、クラッチ用作動油調整部８６により変速クラッチ２０に供給する作動油の油圧を調整することにより、変速クラッチ２０のスリップ状態を制御する。なお、本実施形態では、ロックアップ油圧制御開始時のタービントルクＴ_ｔである目標クラッチトルクＴ_ＦＬＵは、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも低いトルクとなっている。なお、クラッチ制御部８３が実行する他の処理については、後述する。

変速制御部８４は、シフトポジションセンサ９７から送信される操作レバーの指定位置、アクセル開度（エンジンＥＣＵ７０から取得）、車速センサ９５からの車速等の情報に基づいて、変速が必要であるか否かを判定し、変速が必要であれば変速先の変速段を特定し、変速機構３０をその変速段に設定するように変速調整部８７に制御指示を出力する。

次に、変速機１におけるロックアップクラッチ締結処理について説明する。ロックアップクラッチ締結処理は、ロックアップクラッチ１５をロックアップ（完全締結）させることを伴うエンジン１０から駆動輪までの駆動力伝達経路を確立する処理である。

図３は、本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ締結処理のフローチャートである。図４（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部の回転数の時間変化を示す図である。図４（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部のトルクの時間変化を示す図である。なお、図４における時間軸の１、２、・・・は、制御フェーズ１、制御フェーズ２、・・・を示している。

ロックアップクラッチ締結処理は、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５が締結されていない場合、例えば、車両の発進直後や、車両の速度が低下した場合等に実行される。ロックアップクラッチ締結処理における初期の状態は、制御フェーズにおける制御開始前フェーズであり、制御開始前フェーズにおいては、変速クラッチ２０は、完全に締結されている状態となっている。

制御開始前フェーズは、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５が断状態であり、変速クラッチ２０が完全に締結されている状態である。制御開始前フェーズにおいては、変速機１における運動方程式は、以下に示す式（１）、式（２）、式（３）で表すことができる。

ここで、制御開始前フェーズにおいて、ドライバによりアクセルが踏まれてアクセル開度が大きくなった場合を例にして、ロックアップクラッチ締結処理の各ステップを説明する。制御開始前フェーズにおいて、アクセル開度が大きくなると、図４（Ａ）及び図（Ｂ）に示すように、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄが高くなり、エンジントルクＴ_ｅが高くなるように制御される。この結果、タービントルクＴ_ｔが上昇し、エンジン回転数ω_ｅ、インプットシャフト回転数ω_ｃが上昇する。なお、本実施形態では、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄが高くなって所定の値で一定となるようにアクセル開度が維持されている場合を例に説明する。

統括制御部８１は、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５を締結する所定の条件（例えば、エンジン回転数ω_ｅが、トルクコンバータ１２の図示しないダンパが共振してしまう回転数よりも高い所定の回転数であること）を満たすか否かを判定する（ステップＳ１１）。この結果、所定の条件を満たさない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、制御開始前フェーズのままであるので、統括制御部８１は、ステップＳ１１を再び実行する。

一方、所定の条件を満たす場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、制御フェーズは、制御開始前フェーズから制御フェーズ１に移り、統括制御部８１は、所定の条件を満たす旨をクラッチ制御部８３に通知する。

所定の条件を満たす旨の通知を受けたクラッチ制御部８３は、変速クラッチ２０をスリップ状態として、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃが、タービントルクＴ_ｔに一致するようにする制御を開始する（ステップＳ１２）。

制御フェーズ１においては、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５が断状態であり、変速クラッチ２０がスリップ状態であるので、変速機１における運動方程式は、式（１）、式（２）、式（３）で表すことができる。

制御フェーズ１においては、許容トルクＴ_ｃが、タービントルクＴ_ｔに一致するように制御されているので、図４（Ｂ）に示すように、許容トルクＴ_ｃが、徐々に減少してタービントルクＴ_ｔに近づくこととなる。

次いで、クラッチ制御部８３は、許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致したか否か判定し（ステップＳ１３）、許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致していない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、制御フェーズ１のままであるので、クラッチ制御部８３は、ステップＳ１３を再び実行する。

一方、許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致した場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、制御フェーズは、制御フェーズ２に移り、クラッチ制御部８３は、その旨をトルコン制御部８２に通知する。

トルコン制御部８２は、クラッチ制御部８３から許容トルクＴ_ｃがタービントルクＴ_ｔに一致した旨の通知を受け取った場合には、ロックアップクラッチ１５のロックアップを開始する、すなわち、ロックアップクラッチ１５を締結するように、トルコン用作動油調整部８５の図示しないバルブをオンにすることにより、第１油圧室１６と第２油圧室１７との作動油の油圧の制御を開始する（ステップＳ１４）。なお、この時点が、ロックアップ油圧制御開始時となる。これにより、ロックアップクラッチ１５により伝達可能なトルク（ロックアップクラッチ許容トルクＴ_ｌｃｋ）が徐々に上昇することとなる。なお、ロックアップクラッチ許容トルクＴ_ｌｃｋは、トルコン用作動油調整部８５により、第１油圧室１６と第２油圧室１７との差圧を制御することにより得られるものであり、詳細な制御が困難であって、制御への応答が不明であるので、図４（Ｂ）に示すように変化しているとは限らない。

次いで、制御フェーズは、制御フェーズ３に移り、クラッチ制御部８３は、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを、ロックアップ油圧制御開始時のタービントルクＴ_ｔ（目標クラッチトルクＴ_ＦＬＵ）と一致させるように、クラッチ用作動油調整部８６により変速クラッチ２０に供給する作動油の油圧を調整することにより、変速クラッチ２０のスリップ状態を制御することを開始する（ステップＳ１５）。ここで、目標クラッチトルクＴ_ＦＬＵは、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも低いトルクとなっている。したがって、変速クラッチ２０の後段側には、大きなトルクの変化が生じないので、ロックアップクラッチ許容トルクＴ_ｌｃｋが上昇しても大きなショックが発生しないので、ショックの発生を低減することができる。また、許容トルクＴ_ｃを、タービン回転数ω_ｔの増加により大きく低下してしまうタービントルクＴ_ｔではなく、一定の値である目標クラッチトルクＴ_ＦＬＵに一致させるように制御しているので、変速クラッチ２０の後段側のトルクが大きく低下してしまうことを防止できる。

また、エンジン制御部７１は、エンジントルクＴ_ｅをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも大きいトルクになるように、具体的には、エンジン回転数ω_ｅが現在よりも高い所定の回転数となるように制御する（ステップＳ１６）。なお、このステップを実行するためには、エンジン回転数ω_ｅを現在の回転数よりも高い回転数にできる、すなわち、エンジントルクＴ_ｅを上げることができる状態にあることが前提となる。なお、このような状態でない場合には、ステップＳ１６を実行せずに後続のステップを実行するようにすればよい。このようにエンジントルクＴ_ｅを制御することにより、エンジン回転数ω_ｅとタービン回転数ω_ｔとの回転数差を大きくしてタービントルクＴ_ｔを上昇させることができる。この結果、タービン回転数ω_ｔを上昇させる時間を短縮することができる。

制御フェーズ２及び制御フェーズ３においては、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５がスリップ状態であり、変速クラッチ２０がスリップ状態であるので、変速機１における運動方程式は、式（４）、式（５）、式（３）で表すことができる。

制御フェーズ３においては、エンジン回転数ω_ｅを比較的高い所定の回転数まで上昇させ、タービントルクＴ_ｔをできるだけ高い状態となるように維持するので、エンジン回転数ω_ｅを所定値まで上昇させていない場合に比してタービン回転数ω_ｔが速く上昇することとなる。

次いで、統括制御部８１は、タービン回転数ω_ｔがインプットシャフト回転数ω_ｃよりも高い回転数となったか否かを判定し（ステップＳ１７）、タービン回転数ω_ｔがインプットシャフト回転数ω_ｃよりも高い回転数でない場合（ステップＳ１７：ＮＯ）には、制御フェーズ３のままであるので、統括制御部８１は、ステップＳ１７を再び実行する。

一方、タービン回転数ω_ｔがインプットシャフト回転数ω_ｃよりも高い回転数となった場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）には、制御フェーズは、制御フェーズ４に移り、統括制御部８１は、タービン回転数ω_ｔとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定値より大きくなったか否かを判定し（ステップＳ１８）、回転数差が所定値よりも大きくなっていない場合（ステップＳ１８：ＮＯ）には、統括制御部８１は、ステップＳ１８を再び実行する。

一方、タービン回転数ω_ｔとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定値よりも大きくなった場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）には、統括制御部８１は、その旨をエンジン制御部７１に通知する。

タービン回転数ω_ｔとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定値よりも大きくなった旨を受け取ったエンジン制御部７１は、エンジントルクＴ_ｅをインペラトルクＴ_ｉと一致させるように制御する（ステップＳ１９）。

なお、ステップＳ１９の時点においては、クラッチ制御部８３は、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを、目標クラッチトルクＴ_ＦＬＵと一致させるようにする制御を継続して実行している。したがって、変速クラッチ２０の後段側には、大きなトルクの変化が生じないので、ロックアップクラッチ許容トルクＴ_ｌｃｋが上昇しても大きなショックが発生することがなく、ショックの発生を低減することができる。

制御フェーズ４においては、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５がスリップ状態であり、変速クラッチ２０がスリップ状態であるので、変速機１における運動方程式は、式（４）、式（６）、式（７）で表すことができる。

制御フェーズ４においては、エンジン回転数ω_ｅが比較的高い所定の回転数で維持されているので、タービン回転数ω_ｔの上昇が比較的速く、エンジントルクＴ_ｅを低下させた後には、エンジン回転数ω_ｅとタービン回転数ω_ｔとが早期に一致するようになる。この結果、制御フェーズ２から、エンジン回転数ω_ｅとタービン回転数ω_ｔとが一致するまでに要する時間を、制御フェーズ３及び制御フェーズ４においてエンジントルクＴ_ｅを増加させない場合に比して、効果的に短縮することができる。

次いで、統括制御部８１は、タービン回転数ω_ｔがエンジン回転数ω_ｅと同じ回転数となったか否かを判定し（ステップＳ２０）、タービン回転数ω_ｔがエンジン回転数ω_ｅと同じ回転数でない場合（ステップＳ２０：ＮＯ）には、制御フェーズ４のままであるので、統括制御部８１は、ステップＳ２０を再び実行する。

一方、タービン回転数ω_ｔがエンジン回転数ω_ｅと同じ回転数となった場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）には、ロックアップクラッチ１５の締結が完全に行われたと考えられるので、制御フェーズは、制御フェーズ５に移り、統括制御部８１は、タービン回転数ω_ｔがエンジン回転数ω_ｅと同じ回転数となった旨をエンジン制御部７１とクラッチ制御部８３に通知する。

エンジン制御部７１は、エンジントルクＴ_ｅをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも一時的に減少させ、その後、エンジントルクＴ_ｅをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄに変化させて、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとを同期させるように制御する。本実施形態では、エンジン制御部７１は、式（８）を満たすように制御する（ステップＳ２１）。なお、ω^・ _ｅｃ（式（８）では、ωの上に１つのドット（・）、明細書では便宜的にこの様に表記する）は、予め設定されたエンジン回転角速度の目標値を示しており、図４（Ａ）に示すエンジン回転数ω_ｅの低下速度に相当する値となっている。このように、エンジントルクＴ_ｅを一時的に低下させるので、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとを迅速に同期させることができる。

また、クラッチ制御部８３は、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄと一致させるように上昇させる（ステップＳ２１）。ここで、上記したように、エンジントルクＴ_ｅを一時的に低下させるので、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄと一致させるように上昇させる際におけるショックの発生を抑えることができる。

制御フェーズ５においては、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５が完全に締結された状態であり、変速クラッチ２０がスリップ状態であるので、変速機１における運動方程式は、式（９）、式（７）で表すことができる。

制御フェーズ５においては、エンジントルクＴ_ｅがドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも一時的に減少し、その後、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄに一致する。また、許容トルクＴ_ｃは、徐々に上昇していき、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄと一致する。また、エンジン回転数ω_ｅ（タービン回転数ω_ｔと同じ）は、低下していきインプットシャフト回転数ω_ｃに徐々に近づく。

次いで、統括制御部８１は、エンジン回転数ω_ｅとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定値（ステップＳ１８の所定値とは無関係）よりも小さくなったか否かを判定し（ステップＳ２２）、エンジン回転数ω_ｅとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定値よりも小さくなっていない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、制御フェーズ５のままであるので、統括制御部８１は、ステップＳ２２を再び実行する。

一方、エンジン回転数ω_ｅとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定値よりも小さくなった場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、変速クラッチ２０を完全に締結したとしても締結する際のショックが比較的少ないと考えられるので、制御フェーズは、制御フェーズ６に移り、統括制御部８１は、エンジン回転数ω_ｅとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定値よりも小さくなった旨をクラッチ制御部８３に通知する。

また、クラッチ制御部８３は、クラッチ用作動油調整部８６により変速クラッチ２０に供給する作動油の油圧を調整することにより、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを、変速クラッチ２０が完全に締結された際のトルク（完全締結時トルクＴ_ＭＡＸ）と一致させるようにする（ステップＳ２３）。

次いで、統括制御部８１は、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃが、完全締結時トルクＴ_ＭＡＸと一致したか否かを判定し（ステップＳ２４）、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃが、完全締結時トルクＴ_ＭＡＸと一致していない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）には、変速クラッチ２０が完全に締結されておらず、制御フェーズ６のままであるので、統括制御部８１は、ステップＳ２４を再び実行する。

一方、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃが、完全締結時トルクＴ_ＭＡＸと一致した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）には、変速クラッチ２０が完全に締結されたことを意味し、トルクコンバータ１２のロックアップクラッチ１５を介してのエンジン１０から駆動輪までの駆動力伝達経路が完全に確立されたことを意味しているので、統括制御部８１は、エンジン制御部７１を通常の制御状態に戻し、ロックアップクラッチ締結処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る制御装置２によると、トルコン制御部８２が、変速クラッチ２０が伝達可能な許容トルクＴ_ｃが、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも低いトルクに維持されている状態において、第１油圧室１６と第２油圧室１７との作動油の油圧の調整を開始させて、ロックアップクラッチ１５を完全に締結させ、エンジン制御部７１が油圧の調整の開始後、タービン回転数ω_ｔとインプットシャフト回転数ω_ｃとの回転数差が所定の回転数以上になるまでの間、エンジントルクＴ_ｅをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも大きいトルクに制御するようにしたので、エンジントルクＴ_ｅを上昇させても、変速クラッチ２０の後段側には、大きなトルクの変化が生じず、大きなショックが発生することがなく、また、タービン回転数ω_ｔの上昇を速くすることができ、エンジン回転数ω_ｅとタービン回転数ω_ｔとを早期に同期させることができ、ロックアップを伴う駆動力の伝達経路を迅速に確立することができる。

次に、変形例に係る変速機１について説明する。なお、上記した実施形態に係る変速機と同様な部分には同様な符号を付し、異なる点を中心に説明する。

変形例に係る変速機１のクラッチ制御部８３は、同期制御手段の一例であり、ロックアップクラッチ１５の締結が完全に行われた後において、クラッチ用作動油調整部８６により変速クラッチ２０に供給する作動油の油圧を調整することにより、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを一時的に増加させ、その後、許容トルクＴ_ｃをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄに変化させて、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとを同期させるように制御する。

次に、変形例に係る変速機１におけるロックアップクラッチ締結処理について説明する。

図５は、本発明の変形例に係るロックアップクラッチ締結処理のフローチャートである。図６（Ａ）は、本発明の変形例に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部の回転数の時間変化を示す図である。図６（Ｂ）は、本発明の変形例に係るロックアップクラッチ締結処理の各フェーズにおける各部のトルクの時間変化を示す図である。なお、図６における時間軸の１、２、・・・は、制御フェーズ１、制御フェーズ２、・・・を示している。

ステップＳ２０において、タービン回転数ω_ｔがエンジン回転数ω_ｅと同じ回転数となった場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）には、ロックアップクラッチ１５の締結が完全に行われたと考えられるので、制御フェーズは、制御フェーズ５に移り、統括制御部８１は、タービン回転数ω_ｔがエンジン回転数ω_ｅと同じ回転数となった旨をクラッチ制御部８３に通知する。ここで、統括制御部８１と、クラッチ制御部８３とは、変速機ＥＣＵ８０に設けられているので、通信による遅延の影響なしに、その旨をクラッチ制御部８３に迅速に通知することができる。

クラッチ制御部８３は、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを一時的に増加させ、その後、許容トルクＴ_ｃをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄに変化させて、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとを同期させるように制御する。本実施形態では、クラッチ制御部８３は、式（１０）を満たすように制御する（ステップＳ２５）。

なお、ω^・ _ｅｃ（式（１０）では、ωの上に１つのドット（・）、明細書では便宜的にこの様に表記する）は、予め設定されたエンジン回転角速度の目標値を示しており、図６（Ａ）に示すエンジン回転数ω_ｅの低下速度に相当する値となっている。このように、許容トルクＴ_ｃを一時的に増加させるので、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとを迅速に同期させることができる。ここで、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとを同期するためには、例えば、エンジン１０のトルクを制御することも考えられるが、本実施形態では、エンジン１０のトルク制御よりも応答遅れが少ない変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを制御するようにしているので、タービン回転数ω_ｔと、インプットシャフト回転数ω_ｃとをより早期に同期させることができるとともに、その際に発生するショックの発生を効果的に低減することができる。

以上説明したように、変形例に係る制御装置２によると、クラッチ制御部８３が、ロックアップクラッチ１５の締結が完全に行われた後において、変速クラッチ２０の許容トルクＴ_ｃを一時的に増加させ、その後、許容トルクＴ_ｃをドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄに変化させて、タービン回転数ω_ｔと変速機構３０のインプットシャフト回転数ω_ｃとを同期させるように制御するようにしたので、ロックアップクラッチ１５のロックアップを伴う駆動力の伝達経路の確立を迅速に行うことができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、目標クラッチトルクＴ_ＦＬＵは、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄよりも低いトルクとなっていたが、本発明はこれに限られず、ドライバ要求エンジントルクＴ_ｅｄと同じトルクであってもよい。

また、上記実施形態では、駆動源としてエンジン１０を例にあげていたが、本発明はこれに限られず、例えば、駆動源を電気モータとしてもよく、また、駆動源をエンジンと電気モータとを組み合わせたものとしてもよい。

１ 変速機
２ 制御装置
１０ エンジン
１１ 出力軸
１２ トルクコンバータ
１３ インペラ
１４ タービン
１５ ロックアップクラッチ
１５Ａ ピストン
１６ 第１油圧室
１７ 第２油圧室
１９ 入力軸
２０ 変速クラッチ
３０ 変速機構
７０ エンジンＥＣＵ
７１ エンジン制御部
８０ 変速機ＥＣＵ
８１ 統括制御部
８２ トルコン制御部
８３ クラッチ制御部
８４ 変速制御部
８５ トルコン用作動油調整部
８６ クラッチ用作動油調整部
８７ 変速調整部
９２ エンジン回転数センサ
９３ タービン回転数センサ
９４ インプットシャフト回転数センサ
９５ 車速センサ
９６ アクセル開度センサ
９７ シフトポジションセンサ

Claims (3)

1. 変速機構と、駆動源と前記変速機構との間に設けられ、前記駆動源側に接続されたインペラと、前記変速機構側に接続されたタービンとを有し、作動油を介して前記インペラと前記タービンとの間の動力の伝達が可能であるとともに、前記駆動源側と前記タービンとの間を機械的に接続して動力の伝達を制御可能なロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、前記トルクコンバータと前記変速機構との間に配置され、前記トルクコンバータと前記変速機構との間での動力の伝達を制御可能な変速クラッチと、を有する変速機の制御装置であって、
   前記ロックアップクラッチは、前記ロックアップクラッチを押圧するピストンを介して設けられた第１油圧室と、第２油圧室との作動油の差圧により締結力を調整できるようになっており、
   前記変速クラッチが伝達可能な許容トルクが、前記駆動源に対してドライバが要求していると想定されるドライバ要求トルク以下のトルクに維持されている状態において、前記第１油圧室と前記第２油圧室との作動油の油圧の調整を開始させて、前記ロックアップクラッチを完全に締結させるロックアップクラッチ制御手段と、
   前記油圧の調整の開始後、前記タービンの回転数と前記変速機構のインプットシャフトの回転数との回転数差が所定の回転数以上になるまでの間、前記駆動源のトルクを前記ドライバ要求トルクよりも大きいトルクに制御する駆動源制御手段と、
   を備える変速機の制御装置。
2. 前記トルクコンバータの前記ロックアップクラッチを締結する所定の条件を満たすか否かを判定する開始判定手段と、
   前記開始判定手段により所定の条件を満たすと判定された場合に、前記変速クラッチをスリップ状態として、前記変速クラッチにより伝達可能な許容トルクが、前記タービンのトルクに一致するように制御する第１クラッチ制御手段と、を更に備え、
   前記ロックアップクラッチ制御手段は、前記許容トルクが前記タービンのトルクに一致した場合に、前記ロックアップクラッチを締結するように、前記第１油圧室と前記第２油圧室との作動油の油圧の制御を開始させ、
   前記ロックアップクラッチ制御手段による前記油圧の制御の開始後、少なくとも前記タービンの回転数と前記変速機構のインプットシャフトの回転数とに差が発生するまで、前記変速クラッチの許容トルクを、前記油圧の制御の開始時点の前記タービンのトルクと一致させるように、前記変速クラッチの前記スリップ状態を制御する第２クラッチ制御手段を更に備える
   請求項１に記載の変速機の制御装置。
3. 前記ロックアップクラッチの締結が完全に行われた後において、前記駆動源のトルクを前記ドライバ要求トルクよりも一時的に減少させ、その後、前記駆動源のトルクを前記ドライバ要求トルクに変化させて、前記タービンの回転数と前記変速機構の前記インプットシャフトの回転数とを同期させるように制御する駆動源制御手段を更に備える
   請求項１又は請求項２に記載の変速機の制御装置。

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