JPWO2016006064A1

JPWO2016006064A1 - 車両のロックアップクラッチ制御装置

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Publication number: JPWO2016006064A1
Application number: JP2016532356A
Authority: JP
Inventors: 光平神谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2017-05-25
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: US9944286B2; WO2016006064A1; US20170151952A1; CN106662243A; JP6274313B2; CN106662243B; EP3168503A4; EP3168503A1; EP3168503B1

Abstract

コースティング走行状態からのアクセル踏み込み操作時、ショックの発生を低減すること。ロックアップクラッチ（３）を有するトルクコンバータ（４）を、エンジン（１）と無段変速機（６）の間に備えるエンジン車において、燃料カット制御部（１１ａ）と、ＣＶＴコントロールユニット（１２）と、を設ける。燃料カット制御部（１１ａ）は、アクセル足離しによるコースティング状態でエンジン（１）への燃料噴射を停止し、燃料リカバー許可に基づき燃料噴射を再開する。ＣＶＴコントロールユニット（１２）は、ロックアップクラッチ（３）のクラッチ締結容量を低下させるロックアップ解除制御と、変速機を変速させる変速制御と、の協調制御を行う。そして、ロックアップクラッチ（３）が締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作があると、ロックアップ解除タイミングと変速タイミングをずらす。

Description

本発明は、コースティング走行状態からのアクセル踏み込み操作時、ロックアップ解除制御と変速制御の協調制御を行う車両のロックアップクラッチ制御装置に関する。

従来、トルクコンバータ付き自動変速機車両において、ロックアップ締結状態からアクセルペダルを踏み込む際に、振動を防止するためにロックアップクラッチのスリップ制御を実施するスリップ制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２３３０９８号公報

しかしながら、従来装置にあっては、ロックアップ締結状態からコースティング状態で減速走行している際、アクセル踏み込み操作が行われると、振動を防止するロックアップ解除制御と、アクセル開度の上昇に伴う変速制御と、が同時に行われることがある。この場合、ロックアップ解除への移行途中での伝達トルクの変化と、変速によるイナーシャトルクの変化と、のタイミングが一致するため、トルク変化の上乗せ等により車両Ｇの変化が大きく発生し、運転者へショックを感じさせる、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、コースティング走行状態からのアクセル踏み込み操作時、ショックの発生を低減することができる車両のロックアップクラッチ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを、エンジンと変速機の間に備えた車両において、燃料カット制御手段と、ロックアップ解除/変速協調制御手段と、を設けた。
燃料カット制御手段は、アクセル足離しによるコースティング状態で前記エンジンへの燃料噴射を停止し、燃料リカバー許可に基づき燃料噴射を再開する。
ロックアップ解除/変速協調制御手段は、ロックアップクラッチのクラッチ締結容量を低下させるロックアップ解除制御と、変速機を変速させる変速制御と、の協調制御を行う。そして、ロックアップクラッチが締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作があると、ロックアップ解除タイミングと変速タイミングをずらす。
ここで、クラッチ締結容量を低下させるロックアップ解除制御には、ロックアップ締結からスリップ締結へ移行する制御と、ロックアップ締結からロックアップ解放へ移行する制御と、を含む。

よって、ロックアップクラッチが締結状態でのコースティング走行中（エンジンの燃料カット中）、アクセル踏み込み操作があると、ロックアップ解除タイミングと変速タイミングがずらされる。
すなわち、ロックアップ締結からロックアップ解除への移行途中での伝達トルク変化と、変速によるイナーシャトルク変化と、が発生するタイミングをずらすことで、車両挙動への影響が緩和され、運転者へショックを感じさせない。
この結果、コースティング走行状態からのアクセル踏み込み操作時、ショックの発生を低減することができる。

実施例１のロックアップクラッチ制御装置が適用されたエンジン車を示す全体システム図である。ＣＶＴコントロールユニットの変速制御で用いられ変速マップの一例を示す変速マップ図である。ＣＶＴコントロールユニットのロックアップクラッチ制御で用いられロックアップマップの一例を示すロックアップマップ図である。実施例１のロックアップクラッチ制御装置のＣＶＴコントロールユニットにて実行されるロックアップ解除/変速協調制御処理の流れを示すフローチャートである。実施例１のロックアップ解除/変速協調制御処理で用いられる領域判断マップの一例を示すマップ図である。ギア比に対する減速Ｇの関係を示す減速Ｇ特性図である。比較例のロックアップ解除/変速の同時制御を行なうコースト減速走行状態からのアクセル踏み込み操作時における回転数（エンジン回転数、タービン回転数）・エンジントルク・アクセル開度・車両Ｇの各特性を示すタイムチャートである。実施例１のロックアップ解除/変速協調制御を行なうコースト減速走行状態からのアクセル踏み込み操作時における回転数（エンジン回転数、タービン回転数）・エンジントルク・アクセル開度・車両Ｇの各特性を示すタイムチャートである。

以下、本発明の車両のロックアップクラッチ制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１における車両のロックアップクラッチ制御装置の構成を、「全体システム構成」、「ロックアップ解除/変速協調制御構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１のロックアップクラッチ制御装置が適用されたエンジン車を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。

実施例１のロックアップクラッチ制御装置が適用されたエンジン車駆動系は、図１に示すように、エンジン１と、エンジン出力軸２と、ロックアップクラッチ３と、トルクコンバータ４と、変速機入力軸５と、無段変速機６（変速機）と、ドライブシャフト７と、駆動輪８と、を備えている。

前記ロックアップクラッチ３は、トルクコンバータ４に内蔵され、クラッチ解放によりトルクコンバータ４を介してエンジン１と無段変速機６を連結し、クラッチ締結によりエンジン出力軸２と変速機入力軸５を直結する。このロックアップクラッチ３は、後述するＣＶＴコントロールユニット１２からのL/U指令油圧に基づいて作り出されたL/U実油圧により、締結/スリップ締結/解放が制御される。

前記トルクコンバータ４は、ポンプインペラ４１と、ポンプインペラ４１に対向配置されたタービンランナ４２と、ポンプインペラ４１とタービンランナ４２の間に配置されたステータ４３と、を有する。このトルクコンバータ４は、内部に満たされた作動油が、ポンプインペラ４１とタービンランナ４２とステータ４３の各ブレードを循環することによりトルクを伝達する流体継手である。ポンプインペラ４１は、内面がロックアップクラッチ３の締結面であるコンバータカバー４４を介してエンジン出力軸２に連結される。タービンランナ４２は、変速機入力軸５に連結される。ステータ４３は、ワンウェイクラッチ４５を介して静止部材（トランスミッションケース等）に設けられる。

前記無段変速機６は、プライマリプーリとセカンダリプーリへのベルト接触径を変えることにより変速比を無段階に制御するベルト式無段変速機であり、変速後の出力回転はドライブシャフト７を介して駆動輪８へ伝達される。

実施例１のロックアップクラッチ制御装置が適用された制御系は、図１に示すように、エンジンコントロールユニット１１と、ＣＶＴコントロールユニット１２と、ＣＡＮ通信線１３と、を備えている。入力情報を得るセンサ類として、エンジン回転センサ１４と、タービン回転センサ１５（＝変速機入力回転センサ）と、変速機出力回転センサ１６（＝車速センサ）と、アクセル開度センサ１７と、セカンダリ回転数センサ１８と、プライマリ回転数センサ１９と、他のセンサ・スイッチ類２０と、を備えている。

前記エンジンコントロールユニット１１は、アクセル足離しによるコースティング状態でエンジン１への燃料噴射を停止し、燃料リカバー許可に基づき燃料噴射を再開する燃料カット制御を行う。この燃料カット制御は、エンジンコントロールユニット１１に有する燃料カット制御部１１ａにて実施される。燃料カット制御部１１ａは、ＣＶＴコントロールユニット１２からアクセル開度信号（ゼロ開度信号がアクセル足離しを示す。）や燃料リカバー許可を受け取る。

前記ＣＶＴコントロールユニット１２は、無段変速機６の変速比を制御する変速制御、ロックアップクラッチ３の締結/スリップ締結/解放を切り替えるロックアップクラッチ制御、コースティング状態からのアクセル踏み込み時のLU解除制御、等を行う。

変速制御は、ＣＶＴコントロールユニット１２に有する変速制御部１２ａにて実施される。例えば、図２に示す変速マップを用い、車速VSPとアクセル開度APOにより決まる運転点がLow変速比側やHigh変速比側に移動したとき、変速要求を出し、目標入力回転数（＝目標プライマリ回転数）を得るように変速比を変更する制御により行われる。

ロックアップクラッチ制御は、ＣＶＴコントロールユニット１２に有するロックアップクラッチ制御部１２ｂにて実施され、アクセル踏み込みによるドライブ走行状態での燃費向上を目的とし、図３に示すロックアップマップを用いて行われる。つまり、車速VSPとアクセル開度APOにより決まる運転点が図３のOFF→ON線を横切ったとき、LU締結要求を出し、解放状態のロックアップクラッチ３を締結する。一方、車速VSPとアクセル開度APOにより決まる運転点が図３のON→OFF線を横切ったとき、LU解除要求を出し、締結状態のロックアップクラッチ３を解放する。

LU解除制御は、ショック防止を目的とし、ＣＶＴコントロールユニット１２に有するLU解除制御部１２ｃにおいて実施される。このLU解除制御は、アクセル足離しのコースティング走行状態（LU締結状態、かつ、燃料カット中）でアクセル踏み込み操作が行われると、締結状態のロックアップクラッチ３へのクラッチ締結容量を低下し、解放状態又はスリップ締結状態にする。なお、エンジンコントロールユニット１１とＣＶＴコントロールユニット１２は、双方向に情報交換可能なＣＡＮ通信線１３により接続されている。また、「LU」は「ロックアップ」の略称として以下の説明や図面に用いる。

［ロックアップ解除/変速協調制御構成］
図４は、実施例１のＣＶＴコントロールユニット１２にて実行されるロックアップ解除/変速協調制御処理の流れを示す（ロックアップ解除/変速協調制御手段）。以下、ロックアップ解除/変速協調制御処理構成をあらわす図４の各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、アクセル足離しのコースティング状態、かつ、燃料カット中であるか否かを判断する。YES（コースティングかつ燃料カット中）の場合はステップＳ２へ進み、NO（コースティングかつ燃料カット中以外）の場合はエンドへ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのコースティング状態、かつ、燃料カット中であるとの判断に続き、アクセルペダルが踏まれたか否かを判断する。YES（アクセルON）の場合はステップＳ３へ進み、NO（アクセルOFF）の場合はエンドへ進む。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのアクセルONであるとの判断に続き、アクセル踏み込み操作により推定されるエンジントルクと、ダウン変速制御の実施により推定されるマイナス側イナーシャトルクと、を演算する。そして、図５に示す領域判断マップＭ１を用い、２つの推定演算値により決まるトルク点が属する領域により車両状態を判断する。つまり、アクセルが踏み込まれた時にショックを発生させる領域（図５の領域判断マップＭ１で同時制御領域Ｂ又は協調制御領域Ｃ）であるか否かを判断する。YES（同時制御領域Ｂ又は協調制御領域Ｃ）の場合はステップＳ４へ進み、NO（変速制御領域Ａ）の場合はステップＳ１１へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３での同時制御領域Ｂ又は協調制御領域Ｃであるとの判断に続き、ステップＳ３と同様に、図５に示す領域判断マップＭ１を用い、変速タイミングとLU解除タイミングをずらすべき領域（協調制御領域Ｃ）であるか否かを判断する。YES（協調制御領域Ｃ）の場合はステップＳ５へ進み、NO（同時制御領域Ｂ）の場合はステップＳ１２へ進む。

ステップＳ５では、ステップＳ４での協調制御領域Ｃであるとの判断に続き、LU解除制御を開始すると共に、タイマーカウントを開始し、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのLU解除制御開始＆タイマーカウント開始、或いは、ステップＳ８でのタイマーカウント値≦閾値であるとの判断に続き、スリップ回転数（＝エンジン回転数Ne−タービン回転数Nt）が、予め設定したスリップ回転閾値を超えたか否かを判断する。YES（スリップ回転数＞閾値）の場合はステップＳ１０へ進み、NO（スリップ回転数≦閾値）の場合はステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、ステップＳ６でのスリップ回転数≦閾値であるとの判断に続き、アクセル踏み込み操作時であるにもかかわらず、燃料リカバーを禁止し、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、ステップＳ７での燃料リカバー禁止に続き、ステップＳ５でカウント開始したタイマーカウント値が、予め設定したタイマー閾値を超えているか否かを判断する。YES（タイマーカウント値＞閾値）の場合はステップＳ１０へ進み、NO（タイマーカウント値≦閾値）の場合はステップＳ６へ戻る。

ステップＳ１０では、ステップＳ６、ステップＳ８のうち、何れか一つのステップでのYESの判断に続き、燃料リカバーを許可すると共に、変速制御を開始し、エンドへ進む。

ステップＳ１１では、ステップＳ３での変速制御領域Ａであるとの判断に続き、ロックアップクラッチ３を締結状態に維持したままで、変速制御を開始すると共に、燃料リカバーを許可し、エンドへ進む。

ステップＳ１２では、ステップＳ４での同時制御領域Ｂであるとの判断に続き、変速制御とLU解除制御を同時に開始すると共に、タイマーカウントを開始し、ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２での同時制御開始＆タイマーカウント開始、或いは、ステップＳ１５でのタイマーカウント値≦閾値であるとの判断に続き、スリップ回転数（＝エンジン回転数Ne−タービン回転数Nt）が、予め設定したスリップ回転閾値を超えたか否かを判断する。YES（スリップ回転数＞閾値）の場合はステップＳ１７へ進み、NO（スリップ回転数≦閾値）の場合はステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３でのスリップ回転数≦閾値であるとの判断に続き、アクセル踏み込み操作時であるにもかかわらず、燃料リカバーを禁止し、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５では、ステップＳ１４での燃料リカバー禁止に続き、ステップＳ１２でカウント開始したタイマーカウント値が、予め設定したタイマー閾値を超えているか否かを判断する。YES（タイマーカウント値＞閾値）の場合はステップＳ１７へ進み、NO（タイマーカウント値≦閾値）の場合はステップＳ１３へ戻る。

ステップＳ１７では、ステップＳ１３、ステップＳ１５のうち、何れか一つのステップでのYESの判断に続き、燃料リカバーを許可し、エンドへ進む。

次に、作用を説明する。
実施例１のロックアップクラッチ制御装置における作用を、「比較例の課題」、「ロックアップ解除/変速協調制御処理作用」、「ロックアップ解除/変速協調制御作用」、「領域判断による制御切り替え作用」、「ロックアップ解除検知作用」に分けて説明する。

［比較例の課題］
LU解除制御と変速制御がそれぞれ独立に行われる比較例の課題を、図６及び図７に示すタイムチャートに基づき説明する。

トルクコンバータ付き自動変速機車両において、アクセル足離しのコースティング状態（燃料カット中）での減速走行中にアクセルペダルが踏まれるとする。このとき、変速制御側では、図２に示す変速マップ上において、アクセル足離し減速走行中に動作点Ｄから動作点Ｅへ進み、動作点Ｅにてアクセルペダルの踏み込みによりアクセル開度が大きくなると動作点Ｆへ進む。したがって、動作点Ｅから動作点Ｆへの移行により目標入力回転数が高くなり、ダウン変速要求が出される。一方、LU解除制御側では、アクセルペダルを踏み込む際に、ショック防止のため、ロックアップ締結状態からスリップ締結状態、或いは、ロックアップ解放状態へと移行するLU解除要求が出される。そこで、アクセル足離しのコースティング状態（燃料カット中）での減速走行中にアクセルペダルが踏まれたとき、LU解除要求とダウン変速要求にしたがって、同時期タイミングにてLU解除制御とダウン変速制御を開始するものを比較例とする。ここで、同時期タイミングとは、２つの制御開始タイミングが一致する場合と僅かなタイミングずれがある場合を含む。

まず、コースティング状態からのアクセル踏み込み操作時、ロックアップクラッチを締結状態のままにしておくと、前後Ｇの変動によるショック（「チップインショック」と呼ばれる。）が発生する。その原因は、下記の通りである。
(a)エンジンリカバートルクによるトルクを直結のロックアップクラッチで伝える。
(b)ドライブシャフトがマイナストルクからプラストルクに変化する際のガタ打ちによるショックを車両に伝える。
このため、コースティング状態からのアクセル踏み込み操作がなされると、トルクコンバータの流体継手機能が発揮されるように、ロックアップクラッチを解放/スリップ締結することで、伝達トルクの変動を吸収し、ショックを防止する。

しかし、ロックアップ締結状態/コースティング状態で減速している際には、図６に示すように、変速比がよりLOW側にあるほど減速Ｇが大きくなる。そして、減速Ｇが大きい状態でLU解除制御を実施すると、マイナストルクが一気に解放されることになるため、減速Ｇの変化が大きくなる。このような場合にダウン変速を同時に実施すると、回転系のイナーシャトルクによるマイナストルクが上乗せされてロックアップ解除時の減速Ｇ変化がさらに大きくなり、運転者がショックと感じるような車両挙動へと増長させている。

運転者がショックと感じる車両Ｇ変化を、図７に示すタイムチャートにより以下説明する。なお、図７において、時刻t1まではLUコースティング減速走行区間であり、時刻t1はアクセル踏み込み時刻である。そして、時刻t1〜t2はLU解除制御＆変速制御区間を示し、時刻t2〜t3はLU締結制御区間を示し、時刻t3以降はLUドライブ状態での走行区間を示す。

アクセル踏み込み時刻t1でLU解除制御とダウン変速制御を同時に行うと、図７の矢印Ｈで囲まれる車両Ｇ特性に示すように、ダウン変速による変速イナーシャトルクがマイナス側（減速側）に出て、車両Ｇの低下が増長される。その直後、LU解除と燃料リカバーが重なると、図７の矢印Ｉで囲まれる車両Ｇ特性に示すように、一気にマイナストルクが解放されて車両Ｇの上昇が増長され、車両Ｇの引き込みと押し出しによるＧ変動ショックが発生する。このとき、変速比がLOW側であるほど、コースティング時の減速Ｇが大きくなるので、上記ショックがより発生しやすくなる。

［ロックアップ解除/変速協調制御処理作用］
上記課題を解決する実施例１のロックアップ解除/変速協調制御処理作用を、図４のフローチャートに基づき説明する。

アクセル足離しのコースティング状態、かつ、燃料カット中であるとき、アクセルペダルが踏まれると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４へと進む。ステップＳ３では、アクセルが踏み込まれた時にショックを発生させる領域（図５の同時制御領域Ｂ又は協調制御領域Ｃ）であるか否かが判断される。ステップＳ４では、変速タイミングとLU解除タイミングをずらすべき領域（協調制御領域Ｃ）であるか否かが判断される。そして、ステップ３又はステップＳ４での領域判断により、下記のように、変速制御モードと、同時制御モードと、協調制御モードと、に分かれる。

（変速制御モード：Ｓ１１）
ステップＳ３にてアクセルが踏み込まれた時にショックを発生させない領域（変速制御領域Ａ）と判断されると、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ３からステップＳ１１→エンドへと進む。そして、ステップＳ１１では、ロックアップクラッチ３を締結状態に維持したままで、変速制御が開始されると共に、燃料リカバーが許可される。

（同時制御モード：Ｓ１２〜Ｓ１７）
ステップＳ３にてアクセルが踏み込まれた時にショックを発生させる領域（同時制御領域Ｂ又は協調制御領域Ｃ）であると判断され、次のステップＳ４にて変速タイミングとLU解除タイミングをずらすべき領域（協調制御領域Ｃ）ではないと判断される。このときは、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ３からステップＳ４→ステップＳ１２→ステップＳ１３→ステップＳ１４→ステップＳ１５へと進む。ステップＳ１２では、変速制御とLU解除制御が同時に開始されると共に、タイマーカウントが開始される。制御開始直後はスリップ回転数≦閾値であるため、ステップＳ１３からステップＳ１４へ進み、燃料リカバーが禁止される。そして、ステップＳ１３のスリップ回転数条件、ステップＳ１５の時間条件のうち、一つのLU解除検知条件が成立するまで、ステップＳ１３→ステップＳ１４→ステップＳ１５へと進む流れが繰り返される。一つのLU解除検知条件が成立すると、ステップＳ１３（又はステップＳ１５）からステップＳ１７へと進み、ステップＳ１７では、燃料リカバーが許可される。

（協調制御モード：Ｓ５〜Ｓ１０）
ステップＳ３にてアクセルが踏み込まれた時にショックを発生させる領域（同時制御領域Ｂ又は協調制御領域Ｃ）であると判断され、次のステップＳ４にて変速タイミングとLU解除タイミングをずらすべき領域（協調制御領域Ｃ）であると判断される。このときは、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ３からステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進む。ステップＳ５では、変速制御に先行してLU解除制御のみが開始されると共に、タイマーカウントが開始される。制御開始直後はスリップ回転数≦閾値であるため、ステップＳ６からステップＳ７へ進み、燃料リカバーが禁止される。そして、ステップＳ６のスリップ回転数条件、ステップＳ８の時間条件のうち、一つのLU解除検知条件が成立するまで、ステップＳ６→ステップＳ７→ステップＳ８へと進む流れが繰り返される。一つのLU解除検知条件が成立すると、ステップＳ６（又はステップＳ８）からステップＳ１０へと進み、ステップＳ１０では、変速制御が開始されると共に、燃料リカバーが許可される。

［ロックアップ解除/変速協調制御作用］
上記のように、実施例１では、ロックアップクラッチ３が締結状態でのコースティング走行中（エンジン１の燃料カット中）、アクセル踏み込み操作があると、LU解除タイミングと変速タイミングをずらす協調制御を行う構成とした。

この実施例１におけるロックアップ解除/変速協調制御作用を、図８のタイムチャートに基づき以下説明する。なお、図８において、時刻t1まではLUコースティング減速走行区間であり、時刻t1はアクセル踏み込み時刻である。そして、時刻t1〜t2はLU解除制御区間を示し、時刻t2〜t3はダウン変速制御区間を示し、時刻t3〜t4はLU締結制御区間を示し、時刻t4以降はLUドライブ状態での走行区間を示す。

アクセル踏み込み時刻t1でLU解除制御を先に行うと、まず、トルクコンバータ４が流体継手状態になるので、ダウン変速時の変速イナーシャトルクをトルクコンバータ４で吸収できる。そして、LU解除検知時刻t2でダウン変速制御を行っても変速イナーシャトルクが車両Ｇの変動を増長しない。このため、図８の矢印Ｊで囲まれる車両Ｇ特性に示すように、車両Ｇが滑らかに増大し、Ｇ変動によるショックの発生が抑えられる。

すなわち、ロックアップ締結から解除時の伝達トルクの変化と、変速によるイナーシャトルク変化のタイミングをずらすことで、車両挙動への影響を緩和し、運転者へショックを感じさせない。この結果、コースティング走行状態からのアクセル踏み込み操作時、ショックの発生が低減される。

実施例１では、ロックアップクラッチ３が締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作によりLU解除要求とダウン変速要求が出されると、LU解除制御を先に開始し、LU解除が検知された後、ダウン変速制御を開始する構成とした。
すなわち、LU解除制御を先に開始し、LU解除が検知されるまでダウン変速制御を停止することで、LU解除状態でダウン変速制御が開始されることになり、ダウン変速時のイナーシャトルクがトルクコンバータ４により吸収できる。よって、LU解除/ダウン変速が同時の場合や先にダウン変速を開始する場合よりも車両挙動への影響を緩和し、運転者へショックを感じさせない。

［領域判断による制御切り替え作用］
図５に示す領域判断マップＭ１は、エンジントルク軸と変速イナーシャトルク軸による２軸座標面を、領域Ａ（変速制御領域）と領域Ｂ（同時制御領域）と領域Ｃ（協調制御領域）に分けている。

領域Ａは、LU解除しなくてもショックが発生しない領域である。この領域Ａは、図５に示すように、エンジントルクが大きく出ている領域やマイナス側イナーシャトルクが小さい領域に設定される。

領域Ｂは、ダウン変速タイミングとLU解除タイミングは一緒でも良いがLU解除をしないとショックが発生する領域である。この領域Ｂは、図５に示すように、エンジントルクが領域Ａよりも小さく出ている領域であって、変速比がLOW側でありマイナス側イナーシャトルクが大きいほどエンジントルクが高い側にオフセットした領域に設定される。

領域Ｃは、ダウン変速とLU解除を同時に行うとショックが発生する領域である。この領域Ｃは、図５に示すように、エンジントルクが領域Ｂよりもさらに小さく出ている領域であって、変速比がLOW側でありマイナス側イナーシャトルクが大きいほどエンジントルクが高い側まで拡大された領域に設定される。

領域Ｂ，Ｃで起こる共通のショック原因は、燃料カットリカバー時のショック、又は、ドライブシャフト軸上のトルクがマイナスからプラス側によぎる際の駆動系のガタ打ちショックである。共通のショック対策がLU解除制御であり、ロックアップクラッチ３を締結状態からクラッチを滑らせる、又は、クラッチを解放することで、ショックが発生するようなトルク変動をトルクコンバータ４で吸収してショックを低減させる。

領域Ｂ，Ｃのうち領域Ｂは、ダウン変速によるイナーシャトルクのショックへの影響が無視できる領域である。例えば、アップシフト変速する場合、又は、ダウン変速での変速量が小さくて、変速によるイナーシャトルクが減速Ｇを増長しない場合がある。他には、燃料リカバー後に減速Ｇが落ち込むようなトルク出力よりもエンジントルクが大きく出ている場合は、減速Ｇの落ち込みが発生しなくなるので、ダウン変速をLU解除制御と同時に行っても問題ない。

これに対し、領域Ｃは、図７の比較例特性に示すように、LU解除タイミングとダウン変速タイミングを同じにすると、ショックが発生する領域、つまり、LU解除タイミングとダウン変速タイミングをずらさないとショックが発生してしまう領域である。

実施例１では、コースティング走行中にアクセル踏み込み操作が判断されると、LU解除しなければショックを発生させる領域Ｂ，Ｃを判断するステップＳ３と、ステップＳ３によりNOと判断されると変速制御を開始するステップＳ１１と、を有する構成とした。
すなわち、LU解除しなくてもショックの発生がない領域Ａと判断されると、ロックアップクラッチ３を締結状態のままでダウン変速制御が開始されるし、燃料リカバーも許可される。したがって、ショックの問題が無い車両状態では、アクセル踏み込み操作に対し、応答良い再加速性が得られる。

実施例１では、ステップＳ３によりYESと判断されると、LU解除タイミングと変速タイミングをずらすべき領域Ｃを判断するステップＳ４を有する。そして、ステップＳ４によりNOと判断されると、LU解除制御と変速制御を同時に開始するステップＳ１２〜Ｓ１７を有する。ステップＳ４によりYESと判断されると、ロックアップ解除タイミングと変速タイミングをずらす制御を行うステップＳ５〜Ｓ１０と、を有する構成とした。
すなわち、目標変速先に応じて、変速イナーシャトルクがLU解除(スリップ含む）と同時に実施しても車両挙動に影響を与えないかどうかを判断し、影響を与えないと判断された場合はLU解除(スリップ含む）と変速を同時に行う。元々、アップ変速時のイナーシャトルクがプラス側に出て運転者がショックを感じないようなシーンでは、同時制御を実施しないので加速性能を保てる。また、ダウン変速時においては、あるアクセル開度以上のエンジントルク出力が大きい領域では、LU解除後もトルクが出力されて変速イナーシャトルクとLU解除による解除後の減速Ｇの落ち込みを打ち消すことができるので、車両挙動への影響が小さくなり、運転者にショックを感じさせない。このような場合においては、変速を早くLOW側に変速させた方が、加速フィーリングが良くなり、LU解除終了を待たずに変速を同時にさせた方がよく、それを実現することができる。
したがって、同時制御でもショックの問題がなければ、LU解除と変速の同時制御を選択する余地を持たせておくことで、アクセル踏み込み操作に対する加速フィーリングの向上を達成することができる。

実施例１では、エンジントルク軸と変速イナーシャトルク軸による２軸座標面を、領域Ａ（変速制御領域）と領域Ｂ（同時制御領域）と領域Ｃ（協調制御領域）に分けた領域判断マップＭ１を有する。そして、ステップＳ３，Ｓ４は、アクセル踏み込み操作により推定されるエンジントルクと、変速制御の実施により推定されるマイナス側イナーシャトルクと、を演算する。領域判断マップＭ１にて２つの推定演算値により決まるトルク点が属する領域により車両状態を判断する構成とした。
すなわち、図５に示す領域判断マップＭ１を用いた領域判断により、変速制御モード（ステップＳ１１）と、同時制御モード（ステップＳ１２〜Ｓ１７）と、協調制御モード（ステップＳ５〜Ｓ１０）と、を切り替えるようにしている。
したがって、領域判断マップＭ１を用いた簡単な領域判断により車両状態が精度よく推定され、変速制御/同時制御/協調制御のうち、車両状態に応じた最適な制御モードを選択することができる。

［ロックアップ解除検知作用］
ステップＳ６でスリップ回転数が予め設定したスリップ回転数閾値を超えたかどうかを判断する。スリップ回転数が閾値を超えたということは、ロックアップクラッチ３が解除(スリップ）したと判定できるので、ステップＳ１０で燃料カットリカバーを許可し、ダウン変速を開始して制御終了とする。こうすることで、変速イナーシャによる影響でショックが発生することを回避することができると共に、燃料カットリカバーショックを確実に回避できる。ここで、スリップ回転数閾値は、ショックが発生しないクラッチ滑りを示す値を予め設定しておく。なお、スリップ回転数がスリップ回転閾値を超えない場合は、LU解除(スリップ)していないので、燃料カットリカバーによるショックを避けるために燃料カットリカバーを禁止する（ステップＳ７）。

そして、ステップＳ８では、LU解除制御を開始した際にセットしたタイマー値がタイマー閾値を超えたかどうかを判断する。タイマー閾値を超えていない場合はステップＳ９へ進み、タイマー閾値を超えた場合は、ステップＳ１０へ進み、燃料カットリカバーを許可して変速を開始して制御終了とする。この場合はショックが発生してしまう可能性があるが、アクセルを踏み込んでもトルクが出ないことの方が運転者にとって、不安や違和感を与えるので、燃料カットリカバーを許可すると同時に変速制御を開始させ制御終了とする。ここで、タイマー閾値は、運転者に不安や違和感を与えないような時間に設定する。こうすることで、LU解除(スリップ)制御が何らかの原因で作動しない、或いは、うまくいかない場合でも、燃料カットリカバーしないことがなくなり、ドライバーに不安や違和感を与えるようなことは起こらない。

上記のように、実施例１では、LU解除制御が開始されると、
(a) スリップ回転数が、予め設定された閾値を超えたというスリップ回転数条件
(b) LU解除制御が開始からの経過時間が、予め設定された閾値を超えたという時間条件
のうち、何れか一つの条件成立により、ロックアップクラッチ３がロックアップ解除状態なったタイミングであることを検知する構成とした。
したがって、運転者に違和感を与えることなく、ロックアップクラッチ３が解除され始めたタイミングを検知することができる。なお、(a),(b)は、それぞれ下記の作用を示す。
(a) ロックアップトルク容量が低下することでスリップし始めるので、確実にロックアップクラッチ３が解除され始めたことを検知することができる。
(b) あまりにロックアップ解除が遅れて変速が遅れると運転者に違和感（ヘジテーション）を与えることになるが、そのようなことを防ぐことが可能となる。
なお、本発明の元々の目的はリカバーショックや、プラストルクになった際のガタ打ちショックのための対策なので、エンジントルクが出力されたら変速を開始させるようにしても良い。変速を遅くすると(b)と同様に違和感を与えることになる。

実施例１では、LU解除制御が開始されるとエンジン１の燃料リカバーを禁止し、ロックアップクラッチ３がLU解除状態なったタイミングであることが検知されると、燃料リカバーを許可する構成とした。
すなわち、LU解除制御が開始されると燃料リカバーを禁止し、LU解除(スリップ含む）の検知をするまで燃料リカバーしない。
したがって、エンジントルク条件(c)の成立を遅らせ、基本的にスリップ回転数条件(a)の成立を待って燃料リカバーを許可することで、リカバーショックやガタ打ちショックを回避することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のロックアップクラッチ制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) ロックアップクラッチ３を有するトルクコンバータ４を、エンジン１と変速機（無段変速機６）の間に備えた車両（エンジン車）において、
アクセル足離しによるコースティング状態でエンジン１への燃料噴射を停止し、燃料リカバー許可に基づき燃料噴射を再開する燃料カット制御手段（燃料カット制御部１１ａ）と、
ロックアップクラッチ３のクラッチ締結容量を低下させるロックアップ解除制御（LU解除制御部１２ｃ）と、変速機を変速させる変速制御（変速制御部１２ａ）と、の協調制御を行うロックアップ解除/変速協調制御手段（ＣＶＴコントロールユニット１２）と、を設け、
ロックアップ解除/変速協調制御手段（ＣＶＴコントロールユニット１２）は、ロックアップクラッチ３が締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作があると、ロックアップ解除タイミングと変速タイミングをずらす（図８）。
このため、コースティング走行状態からのアクセル踏み込み操作時、ショックの発生を低減することができる。

(2) ロックアップ解除/変速協調制御手段（ＣＶＴコントロールユニット１２）は、ロックアップクラッチ３が締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作によりロックアップ解除要求（LU解除要求）とダウン変速要求が出されると、ロックアップ解除制御（LU解除制御）を先に開始し、ロックアップ解除（LU解除）を検知した後、ダウン変速制御を開始する（図８）。
このため、(1)の効果に加え、LU解除/ダウン変速が同時の場合や先にダウン変速を開始する場合よりも車両挙動への影響が緩和され、運転者にショックを感じさせない協調制御を達成することができる。

(3) ロックアップ解除/変速協調制御手段（ＣＶＴコントロールユニット１２）は、変速とロックアップ解除を同時に実施しても、変速イナーシャトルクが車両挙動に影響を与えないかどうかを判断し（図４のＳ４）、車両挙動に影響を与えないと判断された場合（図４のＳ４でNO）、ロックアップ解除制御と変速制御を同時に行う（図４のＳ１２〜Ｓ１７）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、同時制御でもショックの問題がなければ、LU解除と変速の同時制御を選択する余地を持たせておくことで、アクセル踏み込み操作に対する加速フィーリングの向上を達成することができる。

(4) ロックアップ解除/変速協調制御手段（ＣＶＴコントロールユニット１２）は、ロックアップ解除制御が開始されると（図４のＳ４）、
(a) エンジン回転数とタービン回転数の差回転数であるスリップ回転数が、予め設定された閾値を超えたというスリップ回転数条件（図４のＳ６）
(b) LU解除制御が開始されてからの経過時間が、予め設定された閾値を超えたという時間条件（図４のＳ８）
のうち、何れか一つの条件成立により、ロックアップクラッチ３がロックアップ解除状態なったタイミングであることを検知する。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、運転者に違和感を与えることなく、ロックアップクラッチ３が解除され始めたタイミングを検知することができる。

(5) ロックアップ解除/変速協調制御手段（ＣＶＴコントロールユニット１２）は、ロックアップ解除制御（LU解除制御）が開始されるとエンジン１の燃料リカバーを禁止し（図４のＳ７，Ｓ１４）、ロックアップクラッチ３がロックアップ解除状態なったタイミングであることが検知されると、燃料リカバーを許可する（図４のＳ１０，Ｓ１７）。
このため、(4)の効果に加え、エンジントルク条件(c)の成立を遅らせ、基本的にスリップ回転数条件(a)の成立を待って燃料リカバーを許可することで、リカバーショックやガタ打ちショックを回避することができる。

以上、本発明の車両のロックアップクラッチ制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、ロックアップ解除/変速協調制御手段として、ロックアップクラッチ３が締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作があると、LU解除制御を先に開始し、LU解除を検知した後、ダウン変速制御を開始する例を示した。しかし、ロックアップ解除/変速協調制御手段としては、ダウン変速制御を先に開始し、変速イナーシャフェーズの終了を検知した後、LU解除制御を開始するような例としても良い。すなわち、ロックアップ解除タイミングと変速タイミングをずらすものであれば良い。

実施例１では、ロックアップ解除/変速協調制御手段として、車両挙動の予測判断に基づき、変速制御/同時制御/協調制御を使い分ける例を示した。しかし、ロックアップ解除/変速協調制御手段としては、変速制御/協調制御を使い分ける例としても良いし、又、ロックアップクラッチが締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作があると、必ず協調制御を行うような例としても良い。

実施例１では、ロックアップ解除/変速協調制御手段として、LU解除制御が開始されると、スリップ回転数条件と時間条件のうち、何れか一つの条件成立により、ロックアップクラッチ３がLU解除状態なったタイミングであることを検知する例を示した。しかし、ロックアップ解除/変速協調制御手段としては、LU解除制御が開始されると、２つの条件に、例えば、エンジントルク条件等の他の条件を加えてロックアップクラッチ３がLU解除状態なったタイミングであることを検知する例としても良い。また、何れか一つの条件を用い、一つの条件の成立/不成立によりロックアップクラッチ３がLU解除状態なったタイミングであることを検知する例としても良い。

実施例１では、ロックアップ解除/変速協調制御手段として、LU解除制御が開始されるとエンジン１の燃料リカバーを禁止し、ロックアップクラッチ３がロックアップ解除状態なったタイミングであることが検知されると、燃料リカバーを許可する例を示した。しかし、ロックアップ解除/変速協調制御手段としては、LU解除制御が開始されるとエンジンの燃料リカバーを許可する例としても良い。

実施例１では、本発明のロックアップクラッチ制御装置を、無段変速機を搭載したエンジン車に適用する例を示した。しかし、本発明のロックアップクラッチ制御装置は、駆動源にエンジンが搭載された車両であれば、ハイブリッド車に対しても適用することができるし、変速機としても、有段階の変速を行う自動変速機であっても良い。要するに、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを、エンジンと変速機の間に備えた車両であれば適用できる。

Claims

ロックアップクラッチを有するトルクコンバータを、エンジンと変速機の間に備えた車両において、
アクセル足離しによるコースティング状態で前記エンジンへの燃料噴射を停止し、燃料リカバー許可に基づき燃料噴射を再開する燃料カット制御手段と、
前記ロックアップクラッチのクラッチ締結容量を低下させるロックアップ解除制御と、前記変速機を変速させる変速制御と、の協調制御を行うロックアップ解除/変速協調制御手段と、を設け、
前記ロックアップ解除/変速協調制御手段は、前記ロックアップクラッチが締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作があると、ロックアップ解除タイミングと変速タイミングをずらす
ことを特徴とする車両のロックアップクラッチ制御装置。
請求項１に記載された車両のロックアップクラッチ制御装置において、
前記ロックアップ解除/変速協調制御手段は、前記ロックアップクラッチが締結状態でのコースティング走行中、アクセル踏み込み操作によりロックアップ解除要求とダウン変速要求が出されると、ロックアップ解除制御を先に開始し、ロックアップ解除が検知された後、ダウン変速制御を開始する
ことを特徴とする車両のロックアップクラッチ制御装置。
請求項１又は２に記載された車両のロックアップクラッチ制御装置において、
前記ロックアップ解除/変速協調制御手段は、変速とロックアップ解除を同時に実施しても、変速イナーシャトルクが車両挙動に影響を与えないかどうかを判断し、車両挙動に影響を与えないと判断された場合、ロックアップ解除制御と変速制御を同時に行う
ことを特徴とする車両のロックアップクラッチ制御装置。
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載された車両のロックアップクラッチ制御装置において、
前記ロックアップ解除/変速協調制御手段は、ロックアップ解除制御が開始されると、
(a) エンジン回転数とタービン回転数の差回転数であるスリップ回転数が、予め設定された閾値を超えたというスリップ回転数条件
(b) ロックアップ解除制御が開始されてからの経過時間が、予め設定された閾値を超えたという時間条件
のうち、何れか一つの条件成立により、前記ロックアップクラッチがロックアップ解除状態なったタイミングであることを検知する
ことを特徴とする車両のロックアップクラッチ制御装置。
請求項６に記載された車両のロックアップクラッチ制御装置において、
前記ロックアップ解除/変速協調制御手段は、ロックアップ解除制御が開始されると前記エンジンの燃料リカバーを禁止し、前記ロックアップクラッチがロックアップ解除状態なったタイミングであることが検知されると、燃料リカバーを許可する
ことを特徴とする車両のロックアップクラッチ制御装置。