JPH01203755A - トルクコンバータのスリップ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 に関するものである。

（従来技術） 最近のトルクコンバータ、特に車両用トルクコンバータ
においては、ロックアツプクラッチを備えたものが多く
なっており、そのロックアツプクラッチは、一般に油圧
作動式とされ、運転領域に応じて締結状態（トルクコン
バータの人、出力部材を直結する状態）と締結解除状態
とに切換えられるようになっている。

ところで、このようなロックアツプクラッチを備えたト
ルクコンバータにおいては、自動的に変速段が切換えら
れる変速時には、ロックアツプクラッチを締結状態とし
ておくと、エンジン出力トルクと車輪側トルク差によっ
て変速ショクが生じる。このため、一般に変速時には、
上記ロックアツプクラッチを締結解除状態とし，トルク
コンバータを介してトルクを伝達する状態とすることに
より、上記トルク差を吸収して変速ショックを緩和しよ
うとしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、このようにロックアツプクラッチを締結解除し
ても、トルクコンバータトルク増倍作用によってトルク
比の変化が大きくある程度のシヨ、＋７りが生じること
は避は難かった。また、このように変速時ロックアツプ
クラッチを締結解除状態とするものでは変速直後再びロ
ックアツプクラ・ソチを締結する場合に変速ショックが
発生するという問題も有していた。

一方、例えば特開昭５７−３３２５３づ公報に示される
ように、トルク変動の吸収および燃費改善等のため、特
定運転領域では、Ｌ記ロックアツプクラッチをスリップ
状態（半クラツチ状態）として、トルクコンバータの入
力軸と出力軸との回転数差を設定値とするようにロック
アツプクラッチの締結力をフィードバック制御するよう
にしたものが知られている。

しかし、上記装置においては、上記特定領域以外で変速
が行なわれるときは、トルク増倍作用笠に起因したショ
ックが生じ、また、上記特定領域で変速が行なわれると
きも、上記回転数差に応じたフィードバック制御では、
変速の過程で入出力軸の回転数が大きく変化する結果、
制御が不安定となるとともに、回転数差は所定値に維持
できてもロックアツプクラッチの締結力を増大して回転
数差を維持しようとする過渡時には締結力が増大しすぎ
て必ずしも変速ショックを緩和するだめの適正値に維持
されない状態を生じることがあり、変速ショックの緩和
は充分に達成されていなかった。

この問題を解消するため、変速時にトルク比の変化を抑
えるような所定の締結力に維持することが考えられてい
るが、この締結力は変速の形態によって要求が異なって
いるものであり改善の余地が残っている。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので。

その目的は、変速形態にかかわらず変速時のショックを
充分に低減することができるトルクコンバータのスリ・
リブ制御装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段１作用）かかる目的を達
成するために本発明にあっては、 トルクコンバータの入力側と出力側との間に設けられる
ロックアツプクラッチの締結力を調整する締結力調整手
段と、 変速時に１ｔｊ記ロツクア・ツブクラッチが所定の締結
力となるように前記締結力調整手段を制御するフィード
フォワード制御手段と、 変速の形態を検出する変速形態検出手段と、前記所定の
締結力を、変速の形態に応じてトルク比の変化を抑える
ような所定値に補正する締結力補正手段と、 を備えることを特徴とするトルクコンバータのスリップ
制御装置、とした構成としてあり、具体的には第１１図
に示すようになっている。

この構成により、変速中は、トルクコンバータの入力側
と出力側との回転数差に関係なく、変速の形態に応じて
、タービントルクの急変を抑えるような適度な半クラツ
チ状態に保たれることとなる。このため、変速時におい
ては、変速形態にかかわらず、変速ショックを的確に抑
制することができることになる。　“ （実施例） 以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。

ｉ止璽滅 第１図において、ｌはエンジン、２は自動変速機であり
、エンジン１の出力が自動変速機２を介して、図示を略
す駆動輪へ伝達される。

自動変速機２は、トルクコンバータ３と遊星歯車式多段
変速機構４とから構成されている。このトルクコンバー
タ３は、後述するロックアツプクラッチを備え、ロック
アツプ用のソレノイド５を制御することにより、ロック
アツプクラッチがＯＮ（締結）、ＯＦＦ’（締結解除）
と共に、所定の滑り対象とされた半クラツチ状態とされ
る。また、変速機構４は、実施例では１ｒ１進４段とさ
れ、既知のように複数個の変速用ソレノイド６に対する
励磁、消磁の組合せを変更することにより、所望の変速
段とされる。勿論、」二記各ソレノイド５．６は、ロッ
クアツプ用あるいは変速用の油圧式アクチュエータの作
動態様を切換えるものである。

第１図中１０はマイクロコンピュータを利用して構成さ
れた制御ユニットで、これには各センサあるいはスイッ
チ１１〜１６からの信号が入力される。上記センサ１１
は、スロットル開度を検出するものである。センサ１２
は車速を検出するものである。センサ１３はエンジン回
転数すなわち後述するトルクコンバータ３の人力部材と
してのポンプの回転数を検出するものである。センサ１
４は、自動変速機２の現在のギア位置すなわち変速段を
検出するものである。センサ１５はタービン回転数すな
わちトルクコンバータ３の出力部材の回転数を検出する
ものである。センサ１６は、ロックアツプクラッチ用の
作動油の温度を°検出するものである。また、制御ユニ
ット１０からは、萌記各ソレノイド５．６に出力される
。

なお、制御ユニットＩＯは、基本的にＣＩ）　（Ｊ　。

ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＬＯＣＫ　（ソフトタイマ）を備え
る他、Ａ／ＤあるいはＤ／Ａ変換器さらには入出力イン
ターフェイスを有するが、これ等はマイクロコンピュー
タを利用する場合の既知の構成なので、その説明は省略
する。なお、以下の説明で用いる変速特性（マツプ）等
は、制御ユニットＩＯの１１０Ｍに記憶されているもの
である。

五及りコンバータおよびその°１−「１１次に、第２図
によりロックアツプクラッチ付きのトルクコンバータの
構造とその制御用油圧回路について説明する。トルクコ
ンバータ３は、エンジン出力軸３２に結合されたケース
３３内の一側部に固設されて、エンジン出力軸３２と−
・体回転するポンプ３４（入力部材）と、該ポンプ３４
と対向するようにケース３３内の他側部に回転自在に備
えられて、ポンプ３４の回転により作動油を介して回転
駆動されるタービン３５（出力部材）と、ポンプ３４と
タービン３５との間に介設されて、ポンプ回転数に対す
るタービン回転数の速度比が所定値以下の時にトルク増
大作用を行うステータ３６と、タービン３５とケース３
３との間に介設されたロックアツプクラッチ３７とを有
する。そして、タービン３５の回転がタービンシャフト
により出力されて変速歯車機構４に入力されるようにな
っており、また上記ロックアツプクラッチ３７がこのタ
ービンシャフト３８に連結されてケース３３に対して締
結された時に、該ケース３３を介して上記エンジン出力
軸３２とタービンシャフト３８とを直結するようになっ
ている。

このトルクコンバータ３には、オイルポンプ５０から吐
出された油が、ソレノイド２１にて制御される調圧弁５
１を介してメインライン３９に導かれ、ロックアツプバ
ルブ４０及びコンバータインライン４１を介して作動油
として導入されるようになっており、この作動油の圧力
によって上記ロックアツプクラッチ３７が常時締結方向
に付勢されていると共に、該クラッチ３７とケース３３
との間の空間４２には、上記ロックアツプバルブ４０か
ら導かれたロックアツプ解放ライン４３が接続され、該
ライン４３から上記空間４２内に油圧（解放圧）が導入
された時にロックアツプクラッチ３７が解放されるよう
になっている。また、このトルクコンバータ３には保圧
弁４４を介してオイルクーラ４５に作動油を送り出すコ
ンバータアウトライン４６が接続されている。

一方、上記ロックアツプバルブ４０は、スプール４０ａ
とこれを図面上、右方へ付勢するスプリング４０ｂとを
有すると共に、上記ロックアツプ解放ライン４３が接続
されたボート４０ｃの両側に、メインライン３９が接続
された調圧ボート４０ｄとドレンボート４０ｅとが設け
られている。

また、該バルブ４０の図面上、右側の端部には上記スプ
ール４０ａにパイロット圧を作用させる制御ライン４７
が接続されていると共に、この制御ライン４７から分岐
されたドレンライン４８にはスリップ量調整手段として
のソレノイド（デユーティソレノイドバルブ）５が設置
されている。このソレノイド５は、入力信号（デユーテ
ィ率）に応じて、ドレンライン４８を全開から全閉まで
の間で連続可変的に変化させる。そして、このパイロッ
ト圧が上記ロックアツプバルブ４０のスプール４０ａに
スプリング４０ｂの付勢力ζ対向する方向に印加される
と共に、該スプール４０ａにはスプリング４０ｂの付勢
力と同方向に口・ツクアップ解放ライン４３内の解放圧
が作用するようにな・っており、これらの油圧ないし付
勢力の力関係によってスプール４０ａが移動して、上記
ロックアツプ解放ライン４３がメインライン３９（調圧
ボート４０ｄ）又はドレンボート４０ｅに連通される。

なお、デユーデイ率が最大値の時に制御ライン４７から
のドレン屓が最大となって、パイロット圧ないし解放圧
が最小となることによりロックアツプクラッチ３７が完
全に締結され、またデユーティ率が最小値の時にｔ記ド
レン量が最小となって、パイロット圧ないし解放圧が最
大となることによりロックアツプクラッチ３７が完全に
解放されるようになっている。そして、最大値と最小値
の中間のデユーティ率としたときにはロックアツプクラ
ッチ３７が半クラツチ状態とされる。

【１′ユニツト１０の；′　六　　− 前記制御ユニット１０には、第３図に示す変速特性およ
びロックアツプ特性が予じめ記憶されている。この第３
図において、領域■がクラッチ３７が完全に締結される
ロックアップＯＮ領域であり、領域■がロックアツプク
ラッチ３７が完全に切断されるロックアツプＯＦ　Ｆ・
’領域である。そして、領域１１よりも低車速側に設定
された領域Ｉが、ロックアツプクラッチをスリップさせ
てトルクコンバータ３の入力側と出力側の回転数差を目
標値とするようにロックアツプクラッチ、締結力をフィ
ードバック制御するスリップ領域である。そして、これ
等領域Ｉ、ＩＩ、［１１は、第３図では加速時に最適な
ものとして設定してあり、減速時における各領域は別途
設定されていて、変速時以外はこのような領域設定に従
ってロックアツプクラッチ７の制御が行なわれるように
なっている。なお、変速制御そのものは、従来と同様に
して行われる。

上記変速時以外のスリップ領域Ｉにおけるフィードバッ
ク制御においては、先ず、ポンプ３４の回転数とタービ
ン３５の回転数との回転数差により実際のスリップ量が
求められる。そして、この実際のスリップ量の目標スリ
ップ量に対する偏差に応じて、例えばＰＩ−Ｄあるいは
Ｐ　Ｉ　−ＰＤ制御によりフィードバック量が求められ
る。そして、このフィードバック量を第４図に示すマツ
プに照らして、修正制御晴としての修正デユーティ率Δ
Ｄが求められる。このΔＤ決定のための基礎となる油温
は、実施例では、デユーティ率の変化に対するロックア
ツプクラッチ３７用の作動油圧の変化が線形となるよう
に安定する８０℃のときとしである。そして、フィード
バック用の修正デユーティ率ΔＤが、前回、ソレノイド
５に出力されていたデユーティ率りに加算されて、Ｄ＋
△Ｄのデユーティ率のものが、今回、ソレノイド５に出
力されることになる。

変速時については、トルクコンバータ３（ロックアツプ
クラッチ３７）の制御方式が変更される。すなわち、変
速時においては、ロックアツプクラッチ３７を半クラツ
チ状態とし、そのロックアツプクラッチ３７に、トルク
コンバータ３の入力側と出力側との回転数差に関係なく
、変速形態に応じた適度な締結力をフィードフォワード
制御によってそれぞれ生じさせるようにして、締結力を
変化させることなく変速時にロックアツプクラッチを締
結解除状態とするものに対してトルク比（タービントル
ク／ポンプトルク）の変動を抑え、これにより、変速形
態にかかわりな（、変速ショックを的確に低減するよう
になっている。

具体例をもって説明すると、変速の形態としてシフトア
ップする場合には、第５図に示すように、エンジン回転
数ＥＳＰは、変速中、トルクコンバータ３のすべりによ
りタービン回転数１’ＳＰに比べて変化が小さ（なり、
タービン回転数ＴＳＰは、急激に下ってエンジン回転数
ＥＳＰとの差が拡がることになる。このため、シフトア
ップの場合には、フィードフォワード制御によってデユ
ーティ率を変更してロックアツプクラッチ３７の締結力
を増大させ所定の締結力とし、トルクコンバータのすべ
り量を抑制してエンジン回転数Ｌ−，ＳＰを第５図の破
線で示すよう下げるようににしている。これにより、締
結力を変化させることなくトルク比の変化を抑えてター
ビントルクの急変を防止、するとともにショックの吸収
を確実に行なうことができ、変速ショックを低減するこ
とができることになる。

一方、変速の形態としてシフトダウンする場合には、第
６図に示すように、エンジン回転数ＥＳＰは、前述のシ
フトアップの場合同様、タービン回転数”１”ＳＰに比
べて変化が小さくなるが、タービン回転数”ｒｓｐは急
激に上ってエンジン回転数ＥＳＰとの差か狭まることに
なる。このため、前述のシフトアップの場合のように、
ロックアツプクラッチ３７の締結力を増すとエンジン回
転数ＥＳＰがタービン回転数Ｔ］’に近づいて極端な場
合はロックアツプされる可能性もあることから、シフト
ダウンの場合はシフトアップの場合とは異ならせ、デユ
ーティ率を変更して、締結力をほとんど発生しないよう
にするのがよい。しかし、変速後の状、　態（ロックア
ツプＯＮ、スリップ、ロックアツプ０ＦＦ）に移行する
場合の制御性からデユーティ率をシフトアップの場合よ
りも低い所定値に保持するのが好ましい（第９圓中、Ｄ
４参照）、。

尚、アクセル踏込みによるシフトダウン時には、第７図
に示すように、エンジン回転数ＥＳＰの方がタービン回
転数ＴＳＰに比べて大きく変化することになるが、この
場合にはフィードフォワード制御により、この場合に応
じた所定の締結力を作用させて、例えばエンジン回転数
１ｊ：ＳＰを第７図の破線に示すように変化させること
になる。これにより、前述の場合同様、締結力を変化さ
せることなくトルク比の急変を防ぐとともに、ショック
吸収を確実に行なって変速ショックを抑えることもでき
る。

また、本実施例においては、変速の種類（１−２速、２
−３速、３−４速）に応じてデユーティ率が変更され変
速の種類に応じた締結力となるようになっている。これ
は各変速段間のギヤ比が異なっており、トルク比の変化
等に伴なうトルク変動の車輪への伝達量がギヤ比に応じ
て異なるからである。この場合、ギヤ比は、例えばｌ速
２．８０．２速１．５４．３速１．００．４速０．７０
のように設定され、低速側の変速はど大きくなっている
。このため、第９図に示すように、デユーティ率は、低
速側での変速から高速側での変速に向うに従って、Ｄｚ
　、Ｄ２　、Ｄ８＋の順で大きくされ、ロックアツプク
ラッチ３７の締結力は、高速側の変速はど大きくなって
いる。さらに、変速の種類毎に変速段相互のギヤ比の間
隙が異なっており、同°じ状態（同−重速、同一エンジ
ン回転）で変速しても、第８図に示すように、タービン
回転数変化幅ＡＴＳＰ、エンジン回転数変化幅ΔＥＳＰ
が異なり（第８図中、実線と破線とは別の変速種類を示
す）、トルク比の変化量が異なってくるため、変速ショ
ックの度合も異なってくることになる。従ってこれらを
考慮してトルク比の変化を抑えるように締結力を補正す
ることが望ましい。

１４′ユニツト１０の　′　デ１　フローチ　−ト次に
上述した変速時におけるフィードフォワード制御を行う
場合の具体例について、第１Ｏ図に示すフローチャート
を参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＳはステッ
プを示す。

先ず、Ｓｌにおいて、各センサ１１〜１６からの各信号
が読込まれる。次いで、Ｓ２において変速中であるか否
かが判別される。この判別においては、ギヤ位置に基づ
いて変速開始時点を調べるとともに、変速によるエンジ
ン回転数もしくはタービン回転数の変化を予測値と比較
することによって変速終了時点を調べ、この変速開始時
点から変速終了時点までの間を変速中と判定する。

（以下余白） Ｓ２がＮｏのときには、再びＳ２に戻されることになる
一方、Ｓ２がＹＥＳのときには、ロックアツプ制御のど
の領域にあるか否かにかかわりなく、フィードフォワー
ド制御を行なうべきと判断され、その場合の変速形態が
どのようになっているかを判別するため、Ｓ３において
シフトアップか否かが判別される。そして、このＳ３の
判別でＹＥＳのときには、Ｓ４において１速から２速に
なったか否が判別され、Ｓ４がＹＥＳときには、Ｓ５に
おいて１速から２速へのシフトアップ時のデユーティ率
Ｄ１が所定時間設定されて（第９図参照）、Ｓ６におい
て、デユーティ率Ｄ１の下でロックアツプクラッチ３７
が油圧制御されることになる。

前記Ｓ４がＮｏのときには、Ｓ７において２速から３速
にシフトアップされたか否かが判別され、Ｓ７がＹＥＳ
のときには、Ｓ８において２速から３速へのシフトアッ
プ時のデユーティ率Ｄ２が所定時間設定されて（第９図
参照）、前記Ｓ６に進むことになる。

前記Ｓ７がＮｏのときには、Ｓ９において、３速から４
速へのシフトアップ時のデユーティ率Ｄ３が所定時間設
定されて（第９図参照）、前記Ｓ６に進むことになる。

前記Ｓ３がＮｏのときには、シフトダウンと判断され、
５１０において、シフトダウン時のデユーティ率Ｄ４が
所定時間設定されて（第９図参照）、前記Ｓ６に進むこ
とになる。

以上実施例について説明したが、ロックアツプクラッチ
の作動油圧を調整するためのソレノイド５は、比例ソレ
ノイド等、適宜のものを採択し得る。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、変速中に
おいては、変速形態にかかわりなく変速ショックを的確
に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 第２図はトルクコンバータとその油圧回路の一例を示す
図。 第３図は変速特性とロックアツプ特性とを示す特性図。 第４図はフィードバック發に対応した修正デユーティ率
の設定例を示す図。 第５図はシフトアップの場合におけるエンジン回転数と
タービン回転数の特性を示す特性線図。 第６図はシフトダウンの場合におけるエンジン回転数と
タービン回転数の特性を示す特性線図。 ｆＪＳ７図はアクセル踏込みによるシフトダウンの場合
におけるエンジン回転数とタービン回転数の特性を示す
特性線図。 第８図は変速の種類に応じたエンジン回転数とタービン
回転数の特性を示す特性線図。 第９図は変速の形態とデユーティ率との関係を示す図。 第１Ｏ図は本発明の制御例を示すフローチャート。 第１１図は本発明の全体構成図。 ３：トルクコンバータ ５：ソレノイド １０：制御ユニット ３７：ロックアツプクラッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トルクコンバータの入力側と出力側との間に設け
   られるロックアップクラッチの締結力を調整する締結力
   調整手段と、 変速時に前記ロックアップクラッチが所定の締結力とな
   るように前記締結力調整手段を制御するフィードフォワ
   ード制御手段と、 変速の形態を検出する変速形態検出手段と、前記所定の
   締結力を、変速の形態に応じてトルク比の変化を抑える
   ような所定値に補正する締結力補正手段と、 を備えることを特徴とするトルクコンバータのスリップ
   制御装置。