JP4334394B2

JP4334394B2 - 自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP4334394B2
Application number: JP2004106539A
Authority: JP
Inventors: 達也今村; 寛関谷; 敏司飯田; 興治土肥
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: US7328095B2; US20050222737A1; JP2005291346A

Description

本発明は自動変速機の制御装置に関し、特に、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを備えるものに関する。

ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータでは、ロックアップクラッチの前後差圧（ロックアップ差圧）を制御することで、ロックアップクラッチの締結・開放を行っており、コンバータ状態からロックアップ状態へ移行する際には、所定の初期差圧から徐々に差圧を上昇させてコンバータ状態からスリップ状態へ移行した後にロックアップクラッチの締結を行っている。

このようなロックアップクラッチの制御では、低車速からロックアップを行って燃費を向上させるものが知られている（特許文献１）。

この従来例では、
特開２００２−２０５５７６号

しかしながら、上記従来例では、登り坂などで車速が伸びない場合には、ロックアップ状態を維持したまま自動変速機の変速機比をＬｏ側へ変更して伝達トルクを増幅しているが、登り坂の発進時などでトルクが不足した場合には、最Ｌｏ変速比で発進を行うため、さらに変速比をＬｏ側へ変更することができず、低車速でロックアップを開始すると車速が伸びないばかりか、こもり音が発生するという問題があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、低車速からロックアップを行う際に車速の伸びを確保するとともに、こもり音の発生を防ぐことを目的とする。

本発明は、エンジンと自動変速機の間に介装されるとともにロックアップクラッチを備えたトルクコンバータと、車両の運転状態に基づいて、前記ロックアップクラッチに供給する差圧指令値を演算して、前記トルクコンバータのコンバータ状態とロックアップ状態とをスリップ状態を介して切り換えるロックアップ制御手段と、車両の発進後に、車速が予め設定した低車速を超えたときには、前記ロックアップ制御手段にロックアップの指令を行う早期ロックアップ指令手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、早期ロックアップ指令手段がロックアップの指令を行った後に、車速の上昇状態が、予め設定した値を上回って上昇していることを監視する車速監視手段と、前記監視した車速の上昇状態が予め設定した値を上回らず、車速の上昇が鈍化したときには、前記ロックアップ制御手段に対してロックアップの解除を指令してコンバータ状態へ移行させる車速回復手段と、を備え、車速監視手段は、早期ロックアップ指令手段のロックアップ指令からの経過時間に応じて到達すべき車速閾値を予め設定し、所定の周期で検出した車速と、車速を検出した時点の経過時間に対応する車速閾値とを比較する。

本発明によれば、発進直後に所定の低車速を超えるとロックアップが開始され、車速が予め設定した値を上回って上昇する場合には、低車速からのロックアップにより燃費の向上を図ることができる。一方、急な登り坂などの発進で、車速の上昇が予め設定した値を下回ると、ロックアップが解除されてコンバータ状態へ移行するので、トルクの増幅とエンジン回転速度の上昇により速やかに車速を上昇させて、こもり音の発生を防止し、車両の動力性能を確保できるのである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のシステム構成を示す概略図である。

この図１において、エンジン３にはトルクコンバータ５を備えた自動変速機４が連結され、トルクコンバータ５にはロックアップクラッチ６が配設されて運転状態に応じてロックアップ（締結状態）またはアンロックアップ（開放状態）を行うものである。

トルクコンバータ５は、トルクコンバータ出力要素（タービン）と共に回転するロックアップクラッチ６を内蔵し、このロックアップクラッチ６は、トルクコンバータ入力要素（インペラ）に締結されるとき、トルクコンバータ５を入出力要素間が直結されたロックアップ状態にするものとする。

ロックアップクラッチ６は、その両側（前後）におけるトルクコンバータアプライ圧Ｐａとトルクコンバータレリーズ圧Ｐｒとの差圧Ｐａ−Ｐｒに応動し、レリーズ圧Ｐｒがアプライ圧Ｐａよりも高いとロックアップクラッチ６は開放されてトルクコンバータ入出力要素間を直結せず、レリーズ圧Ｐｒがアプライ圧Ｐａよりも低くなる時にロックアップクラッチ６は締結されてトルクコンバータ入出力要素間を直結するものである。

そして、上記後者の締結に際して、ロックアップクラッチ６の締結力、つまりロックアップ容量は、上記の差圧Ｐａ−Ｐｒにより決定し、この差圧が大きい程ロックアップクラッチ６の締結力が増大してロックアップ容量を増大する。

差圧Ｐａ−Ｐｒは、周知のロックアップコントロールバルブ７により制御し、このロックアップコントロールバルブ７には、アプライ圧Ｐａおよびレリーズ圧Ｐｒを相互に対向するように作用させ、更にアプライ圧Ｐａと同方向にバネの付勢力を、またレリーズ圧Ｐｒと同方向にばね力を作用させ、同時にレリーズ圧Ｐｒと同方向に信号圧Ｐｓolをそれぞれ作用させる。

ロックアップコントロールバルブ７は、これら油圧とバネの付勢力が釣り合うよう差圧Ｐａ−Ｐｒを決定する。

ここでロックアップコントロールバルブ７にかかる信号圧Ｐｓｏｌは、ポンプ圧Ｐｐを元圧としてロックアップソレノイド８がデューティ信号Ｄｕｔｙに応じて作り出すものである。

マイクロコンピュータなどで構成されるＡＴコントローラ１は、車両の運転状態に応じてデューティ信号Ｄｕｔｙを決定し、ロックアップソレノイド８を介して差圧Ｐａ−Ｐｒを制御する。

ＡＴコントローラ１には、車両の走行状態やドライバーの運転状況を示す信号、例えば、自動変速機４に設けた入力軸回転センサ１６からの入力軸回転速度Ｎｉ、トルクコンバータ５への入力回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）を検出するインペラ回転センサ１１からのポンプインペラ回転速度Ｎｐ、アクセル操作量センサ１４からのアクセル操作量ＡＰＯ（またはスロットル開度ＴＶＯ）、車速センサ１３からの車速ＶＳＰが入力される。

また、ＡＴコントローラ１はエンジンコントローラ２からエンジン回転速度Ｎｅ、エンジントルクＴｅを受信する。

そして、ＡＴコントローラ１は、これらの検出信号によりロックアップクラッチ６の締結や解放あるいはスリップなどの制御を行う。

ＡＴコントローラ１は、車両の運転状態に応じてスムーズロックアップを行うもので、このスムーズロックアップは、例えば、アクセル操作量ＡＰＯの変化が少なく、かつ車速ＶＳＰが緩やかに上昇する際に、コンバータ状態からスリップ状態を経てロックアップクラッチ６の締結を行うものである。

本発明では、発進後の低車速からロックアップを行うものであり、例えば、車速ＶＳＰ＝２５Km/hでロックアップを完了させるためには、発進直後の車速ＶＳＰ＝１０Km/h程度でスムースロックアップを開始する。この発進直後のスムースロックアップの期間中では、車速ＶＳＰの伸びを優先的に確保して運転性の低下とこもり音の発生を防止するものである。

次に、図２は、ＡＴコントローラ１で行われる発進直後のスムースロックアップ制御の一例を示すフローチャートである。この処理は、ロックアップが完了するまで、あるいは、スムースロックアップが解除されるまで、所定の周期（例えば、数十msec）で繰り返して実行される。

Ｓ１では、実際の車速ＶＳＰを読み込んで、Ｓ２において、車速ＶＳＰがスムースロックアップを開始する所定の車速Ｖ１に達したか否かを判定する。車速Ｖ１に達していればＳ３へ進む一方、車速ＶＳＰ＜Ｖ１の場合にはそのまま処理を終了する。なお、スムースロックアップＯＮ制御の開始条件としては、車速ＶＳＰにアクセル操作量ＡＰＯの条件を加えてもよい。

Ｓ３ではスムースロックアップの制御中であることを示すスムースロックアップフラグＦｌｕがＯＮであるかを判定する。ＯＮでない場合には、スムースロックアップを開始するためにＳ１４へ進んで加速不足フラグＦαがＯＮでなければ、Ｓ１５に進んでスムースロックアップフラグＦｌｕをＯＮにセットするとともに、Ｓ１６で監視用のタイマＴｍｒとカウンタＣｎｔをクリアし、次回の処理からスムースロックアップ制御を実行する。なお、加速不足フラグＦαがＯＮの場合には、後述するＳ１３のスムースロックアップＯＦＦ制御へ進む。

一方、Ｓ３の判定でスムースロックアップフラグＦｌｕがＯＮの場合には、Ｓ４で監視用のタイマＴｍｒをインクリメントした後、Ｓ５においてタイマＴｍｒの値が所定期間ΔＴに達したか否かを判定する。

タイマＴｍｒの値が所定期間ΔＴに達していればＳ６に進み、達していない場合にはＳ１０へ進んでロックアップクラッチ６を滑らかに締結するスムースロックアップＯＮ制御を行う。

一方、タイマＴｍｒの値が所定期間ΔＴに達した場合には、Ｓ６に進んでカウンタＣｎｔの値をインクリメントした後、Ｓ７へ進んで、図３に示すように予め設定されたテーブルから、カウンタＣｎｔの値に応じた車速閾値Ｖｓｓを検索する。図３のテーブルは、発進後に所定の車速Ｖ１を超えてから所定期間ΔＴ毎に車速ＶＳＰの伸びを監視するために、カウンタＣｎｔの値、換言すれば、スムースロックアップＯＮ制御の開始からの経過時間毎に、正常な発進であれば十分到達可能な車速を、車速閾値Ｖｓｓ（Ｃｎｔ）として設定したものである。

次に、Ｓ８では上記Ｓ７で検索した発進直後のスムースロックアップＯＮ制御開始からの経過時間に対応する車速閾値Ｖｓｓと現在の車速ＶＳＰを比較して、現在の車速ＶＳＰが車速閾値Ｖｓｓ（Ｃｎｔ）よりも大きければ、車速ＶＳＰの伸びが正常であると判定してＳ９へ進み、次回の処理に備えてタイマＴｍｒをクリアし、再び０からタイマＴｍｒをカウントする準備を行う。その後、Ｓ１０に進んで、運転状態に応じたロックアップ差圧を決定してロックアップクラッチの締結制御を実施する。

一方、上記Ｓ８の判定で、現在の車速ＶＳＰがスムースロックアップＯＮ制御開始からの経過時間に対応する車速閾値Ｖｓｓ（Ｃｎｔ）未満の場合には、車速ＶＳＰの伸びが低下したと判定してＳ１１に進み、スムースロックアップフラグＦｌｕをＯＦＦに設定してから、加速不足フラグＦαをＯＮにセットする。そして、Ｓ１３に進んでスムースロックアップＯＦＦ制御を開始する。なお、スムースロックアップＯＦＦ制御は、締結途中または締結状態のロックアップクラッチ６を徐々に開放するもので、ロックアップクラッチ６が完全に解放された時点で終了する。また、加速不足フラグＦαは次回の停車時にリセットされる。

以上の制御により、車両が発進してからスムースロックアップＯＮ制御の開始後に車速ＶＳＰの伸びが予め設定した値を下回ると、締結途中のロックアップクラッチ６はスムースロックアップＯＮ制御を解除してスムースロックアップＯＦＦ制御に移行する。これにより、ロックアップクラッチ６をコンバータ状態に移行させて、自動変速機４への入力トルクを増大させて車速ＶＳＰを上昇させることができる。つまり、車速ＶＳＰを十分上昇させるのに必要なトルクがない場合には、低車速でのロックアップを回避して、車速ＶＳＰの伸びを確保する。このためこもり音が発生することはなく、車両の運転性と動力性能を確保することができる。

上記制御によるロックアップクラッチ６への差圧指令値と車速ＶＳＰ、スムースロックアップフラグＦｌｕ及び加速不足フラグＦαの関係を図３に示す。

車両が発進して車速ＶＳＰが上昇し、スムースロックアップＯＮ制御の開始条件である所定の車速Ｖ１に達する時刻Ｔ０では、スムースロックアップフラグＦｌｕがＯＮとなり、これに伴って差圧指令値も所定のパターンで上昇してロックアップクラッチ６の締結が開始される。

スムースロックアップＯＮ制御の開始後は、所定時間ΔＴ毎にカウンタＣｎｔがインクリメントされ、このカウンタＣｎｔの値に応じた車速閾値Ｖｓｓ（Ｃｎｔ）と、現在の車速ＶＳＰとの比較が行われ、実際の車速ＶＳＰが車速閾値Ｖｓｓ（Ｃｎｔ）を上回っている限りスムースロックアップＯＮ制御が継続する。そして、順調に車速ＶＳＰが上昇した場合には、図中破線で示すように車速ＶＳＰと差圧指令値が上昇してスムースロックアップが完了する。

一方、急な登り坂での発進などで、車速ＶＳＰの伸びが低下した場合は、図中実線で示すように、時刻Ｔ１では、スムースロックアップＯＮ制御の開始から４回目の車速ＶＳＰの監視が行われ、この時点の車速ＶＳＰが、車速閾値Ｖｓｓ（４）未満であった場合には、スムースロックアップＯＮ制御が中止され、これに代わってスムースロックアップＯＦＦ制御が始まる。

この結果、差圧指令値は所定パターンで徐々に低下してロックアップクラッチ６を完全に解放させる。ロックアップクラッチ６の開放に伴ってトルクコンバータ５はコンバータ状態となって入力トルクを増幅するとともにエンジン回転速度Ｎｅも上昇するので、登り坂などでの高負荷に応じて車速ＶＳＰの伸びを確保して車両の動力性能を維持するとともに、トルクが不足している状況でのロックアップを回避することでこもり音の発生を防止することができる。

なお、参考例としては、図５で示すように、加速度を検出して予め設定した閾値αｓを下回ったときに車速ＶＳＰの伸びの鈍化を判定し、上記と同様にスムースロックアップＯＮ制御を中止してスムースロックアップＯＦＦ制御へ移行するようにしても良い。

なお、加速の検出は、車速ＶＳＰの微分値を用いても良いし、加速センサを設けて加速度を検出しても良い。

以上のように、本発明によれば、発進直後の車速の伸びを確保しながら、こもり音の発生を防止できるので、運転性に優れたロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有する自動変速機の制御装置に適用することができる。

本発明の一実施形態を示す駆動系のブロック図である。ＡＴコントローラ１で行われる制御の一例を示すフローチャートである。スムースロックアップＯＮ制御中に車速ＶＳＰの伸びが鈍化したときの様子を示すグラフで、車速ＶＳＰ、差圧指令値、スムースロックアップフラグＦｌｕ、加速不足フラグＦαと時間との関係を示す。カウンタＣｎｔの値に応じた車速閾値Ｖｓｓのテーブルである。スムースロックアップＯＮ制御中に車速ＶＳＰの伸びが鈍化したときの様子を示すグラフで、車速ＶＳＰ、差圧指令値、加速度、加速不足フラグＦαと時間との関係を示す。

符号の説明

１ＡＴコントローラ
４自動変速機
５トルクコンバータ
６ロックアップクラッチ

Claims

エンジンと自動変速機の間に介装されるとともにロックアップクラッチを備えたトルクコンバータと、
車両の運転状態に基づいて、前記ロックアップクラッチに供給する差圧指令値を演算して、前記トルクコンバータのコンバータ状態とロックアップ状態とをスリップ状態を介して切り換えるロックアップ制御手段と、
車両の発進後に、車速が予め設定した低車速を超えたときには、前記ロックアップ制御手段にロックアップの指令を行う早期ロックアップ指令手段と、
を備えた自動変速機の制御装置において、
前記早期ロックアップ指令手段がロックアップの指令を行った後に、車速の上昇状態が、予め設定した値を上回って上昇していることを監視する車速監視手段と、
前記監視した車速の上昇状態が、前記予め設定した値を上回らず、車速の上昇が鈍化したときには、前記ロックアップ制御手段に対してロックアップの解除を指令してコンバータ状態へ移行させる車速回復手段と、
を備え、
前記車速監視手段は、早期ロックアップ指令手段のロックアップ指令からの経過時間に応じて到達すべき車速閾値を予め設定し、所定の周期で検出した車速と、車速を検出した時点の経過時間に対応する車速閾値とを比較することを特徴とする自動変速機の制御装置。