JP2007040476A

JP2007040476A - 自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP2007040476A
Application number: JP2005226921A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Asami; 友弘浅見; Toshio Sugimura; 敏夫杉村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2007-02-15

Abstract

【課題】変速時において、イナーシャ相の開始タイミングとロックアップクラッチの解放タイミングとを適切に合わせて、変速ショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立する。
【解決手段】ＥＣＴ＿ＥＣＵは、イナーシャ相の開始タイミングに対して、ロックアップクラッチの解放タイミングが遅いといえる場合には、ロックアップクラッチの解放を開始するタイミングを規定する学習値Ｌを小さくするように補正するステップ（Ｓ１８０）と、イナーシャ相の開始タイミングに対して、ロックアップクラッチの解放タイミングが早いといえる場合には、学習値Ｌを大きくするように補正するステップ（Ｓ２００）とを含む、プログラムを実行する。学習値Ｌが小さくされるとロックアップクラッチの解放指示を出力するタイミングが早くされる。学習値Ｌが大きくされるとロックアップクラッチの解放指示を出力するタイミングが遅くされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特に、トルクコンバータの入力側と出力側とを直結可能なロックアップクラッチを備えた自動変速機の制御装置に関する。

従来より、ロックアップクラッチを備えた自動変速機が知られている。このロックアップクラッチは、燃費改善のために所定の走行状態において係合される。ロックアップクラッチが係合されることにより、トルクコンバータの入力側と出力側とが直結され、トルクコンバータにおける駆動力の伝達ロスが抑制される。その反面、ロックアップクラッチを係合した状態で自動変速機の変速を行なうと、変速ショックが生じ得る。そのため、自動変速機の変速中には、係合していたロックアップクラッチが一時的に解放される。

特開平５−１７２２３９号公報（特許文献１）は、ロックアップ状態での変速時における変速ショックを防止することができる自動変速機のロックアップ制御装置を開示する。この公報に記載のロックアップ制御装置は、トルクコンバータの入力側と出力側とをロックアップ制御量に応じて機械的に直結可能なロックアップクラッチを備え、所定の運転領域でロックアップ制御量を増大してロックアップクラッチを締結するようにした自動変速機のロックアップ制御装置である。このロックアップ制御装置は、ロックアップクラッチの締結中の変速指令を検知する変速指令検知部と、変速指令の検知時にロックアップ制御量をロックアップクラッチが滑らない範囲で最低の初期中間値まで低下させる第１のロックアップ制御量設定部と、変速指令の検知後にトルク相からイナーシャ相への移行を検知するイナーシャ相検知部と、イナーシャ相の検知後にロックアップ制御量を初期中間値から徐々に低下させてロックアップクラッチを滑り状態とする第２のロックアップ制御量設定部とを含む。

この公報に記載のロックアップ制御装置によれば、ロックアップクラッチの締結中における変速指令の検知時にロックアップ制御量をロックアップクラッチが滑らない範囲で最低の初期中間値まで低下させて、待機する。その後、イナーシャ相への移行を検知してからロックアップ制御量を初期中間値から徐々に低下させてロックアップクラッチを滑り状態とする。これにより、適切なタイミングで応答良くかつ滑らかに滑り状態に移行させて、ショックの発生を防止することができる。
特開平５−１７２２３９号公報

しかしながら、特開平５−１７２２３９号公報に記載のロックアップ制御装置のように、イナーシャ相が開始したことを検知してからロックアップクラッチを解放するようにした場合、作動油の応答遅れ等によりロックアップクラッチの解放が遅れてしまい、変速ショックが発生し得るという問題点があった。そこで、自動変速機への変速指示後、予め定められた時間が経過した後にロックアップクラッチを解放させ始め、イナーシャ相の開始タイミングに合わせてロックアップクラッチの解放を完了させることが考えられる。しかしながら、部品のバラツキや経時変化によりイナーシャ相の開始タイミングやロックアップクラッチの解放タイミングは異なり得る。そのため、イナーシャ相の開始タイミングに合わせてロックアップクラッチの解放を完了させることは困難である。ロックアップクラッチの解放が早すぎる場合は、燃費等が悪化し得る。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、イナーシャ相の開始タイミングとロックアップクラッチの解放タイミングとを適切に合わせて、変速ショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立することができる自動変速機の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機の制御装置は、トルクコンバータの入力側と出力側とを直結可能なロックアップクラッチを備えた自動変速機を制御する。この制御装置は、自動変速機への変速指示から予め定められた時間が経過したときにロックアップクラッチの解放を指示するための指示手段と、ロックアップクラッチの解放を検知するための解放検知手段と、自動変速機におけるイナーシャ相の開始を検知するための開始検知手段と、イナーシャ相の開始が検知されるタイミングとロックアップクラッチの解放が検知されるタイミングとの差を小さくするように、予め定められた時間を補正するための補正手段とを含む。

第１の発明によると、自動変速機への変速指示から予め定められた時間が経過したときにロックアップクラッチの解放が指示され、たとえば、エンジン回転数とタービン回転数との差から、ロックアップクラッチの解放が検知される。また、たとえば、タービン回転数から（タービン回転数の落ち込みから）、自動変速機におけるイナーシャ相の開始が検知される。このとき、イナーシャ相の開始に対して、ロックアップクラッチが解放される（ロックアップクラッチの解放が完了する）タイミングが過度に遅いと、変速ショックが発生し得る。逆に、イナーシャ相の開始に対して、ロックアップクラッチが解放されるタイミングが過度に早いと、トルクコンバータにおいて駆動力の伝達ロスが生ずる時間が多くなり、燃費が悪化し得る。そこで、イナーシャ相の開始が検知されるタイミングとロックアップクラッチの解放が検知されるタイミングとの差を小さくするように、ロックアップクラッチの解放を開始するために予め定められた時間が補正される。たとえば、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも遅い場合、予め定められた時間が短くなるように補正される。逆に、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも早い場合、予め定められた時間が長くなるように補正される。これにより、ロックアップクラッチの解放タイミングがイナーシャ相の開始タイミングに対して過度に遅くなったり、早くなったりすることを抑制することができる。そのため、イナーシャ相の開始タイミングとロックアップクラッチの解放タイミングとを適切に合わせて、変速ショックの抑制と燃費悪化の抑制とを両立することができる自動変速機の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、補正手段は、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも遅い場合、予め定められた時間を短くするように補正するための手段を含む。

第２の発明によると、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも遅い場合、ロックアップクラッチの解放を開始するために予め定められた時間が短くなるように補正される。これにより、イナーシャ相の開始に比べて、ロックアップクラッチが解放されるタイミングが遅くなり過ぎることを抑制することができる。そのため、変速ショックを抑制することができる。

第３の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、補正手段は、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも早い場合、予め定められた時間を長くするように補正するための手段を含む。

第３の発明によると、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも早い場合、ロックアップクラッチの解放を開始するために予め定められた時間が長くなるように補正される。これにより、イナーシャ相の開始に比べて、ロックアップクラッチが解放されるタイミングが早くなり過ぎることを抑制することができる。そのため、燃費の悪化を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。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を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＵ(Electronic Control Unit)１０００により実現される。より具体的には、ＥＣＵ１０００に含まれるＥＣＴ（Electrically Controlled Transmission）＿ＥＣＵ１０２０が実行するプログラムにより実現される。なお、本実施の形態では、自動変速機を、トルクコンバータを備え、遊星歯車式変速機構から構成される自動変速機として説明する。

図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、遊星歯車式変速機構３００と、ＥＣＵ１０００とから構成される。

エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサ４００により検知されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。

トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００と遊星歯車式変速機構３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４１０により検知される。遊星歯車式変速機構３００の出力軸回転数ＮＯＵＴは、出力軸回転数センサ４２０により検知される。

図２に自動変速機の作動表を示す。図２に示す作動表によると、摩擦要素であるクラッチ要素（図中のＣ１〜Ｃ４）や、ブレーキ要素（Ｂ１〜Ｂ４）、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ０〜Ｆ３）が、どのギヤ段の場合に係合および解放されるかを示している。車両の発進時に使用される１速時には、クラッチ要素（Ｃ１）、ワンウェイクラッチ要素（Ｆ０、Ｆ３）が係合する。これらのクラッチ要素の中で、特に、クラッチ要素Ｃ１を入力クラッチ３１０という。この入力クラッチ３１０は、前進クラッチやフォワードクラッチとも呼ばれ、図２の作動表に示すように、パーキング（Ｐ）ポジション、後進走行（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション以外の、車両が前進するための変速段を構成する際に係合状態で使用される。

これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンＥＣＵ１０１０と、自動変速機を制御するＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０とを含む。

ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、タービン回転数センサ４１０からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、出力軸回転数センサ４２０から出力軸回転数ＮＯＵＴを表わす信号が入力される。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、エンジンＥＣＵ１０１０から、エンジン回転数センサ４００にて検知されたエンジン回転数ＮＥを表わす信号と、スロットルポジションセンサにて検知されたスロットル開度を表わす信号と、シフトポジションセンサ４３０にて検知されたシフトレバー１０１２の位置を表す信号と、アクセル開度センサ４４０にて検知されたアクセルペダル１０１４の踏み込み量を表す信号とが入力される。

これら回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および遊星歯車式変速機構３００の出力軸に取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、トルクコンバータ２００の入力軸、トルクコンバータ２００の出力軸および遊星歯車式変速機構３００の出力軸の僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。さらに、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０には、車速センサ４５０にて検知された車速を表す信号が入力される。

図３および図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ１０００のＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機の変速が必要であるか否かを判別する。変速が必要であるか否かは、たとえばアクセル開度と車速とをパラメータとして規定された変速線図に基づいて判別される。変速が必要である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機への変速指示を出力する。Ｓ１２０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機への変速指示を出力してからの経過時間のカウントを開始する。

Ｓ１３０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ロックアップクラッチ２１０が係合状態であるか否かを判別する。ロックアップクラッチ２１０を係合するか否かはＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０自体が決定しているため、ロックアップクラッチ２１０が係合状態であるか否かはＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の内部で判別される。ロックアップクラッチ２１０が係合状態である場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０に移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１４０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機への変速指示を出力してからの経過時間が、設定時間Ｔ＋学習値Ｌを超えたか否かを判別する。自動変速機への変速指示を出力してからの経過時間が、設定時間Ｔ＋学習値Ｌを超えた場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０に移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ１４０に戻される。

Ｓ１５０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ロックアップクラッチ２１０の解放指示を出力する。すなわち、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、ロックアップクラッチ２１０の係合油圧の指示値を低減せしめて、ロックアップクラッチ２１０の解放を開始する。

Ｓ１６０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、自動変速機の変速指示を出力してから自動変速機においてイナーシャ相が開始するまでの時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴおよび自動変速機の変速指示を出力してからロックアップクラッチ２１０が解放するまでの時間ＴＬＵＯＦＦを計測する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、たとえば、タービン回転数ＮＴの低下率がしきい値よりも大きくなった場合、イナーシャ相が開始したと判別し、自動変速機の変速指示を出力してからイナーシャ相が開始したと判別するまでの時間を、時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴとして計測する。また、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、たとえば、エンジン回転数ＮＥとタービン回転数ＮＴとの差がしきい値よりも大きい時間が予め定められた時間以上継続した場合、ロックアップクラッチ２１０が解放したと判別し、自動変速機の変速指示を出力してからロックアップクラッチ２１０が解放したと判別するまでの時間を、時間ＴＬＵＯＦＦとして計測する。

Ｓ１７０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴ−時間ＴＬＵＯＦＦ＜しきい値−αであるか否かを判別する。すなわち、ロックアップクラッチ２１０が解放される目標タイミング（時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴ−しきい値）よりも、ロックアップクラッチ２１０の解放タイミングが遅いか否かを判別する。なお、αは不感帯を設けるために予め定められた定数である。

時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴ−時間ＴＬＵＯＦＦ＜しきい値−αである場合（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、ロックアップクラッチ２１０の解放タイミングはイナーシャ相の開始タイミングに対して過度に遅いと判別されて、処理はＳ１８０に移される。もしそうでないと（Ｓ１７０にてＮＯ）、処理はＳ１９０に移される。

Ｓ１８０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、学習値Ｌが小さくなるように補正する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、たとえば、学習値Ｌから予め定められた値だけ減算することにより、学習値Ｌを小さくするように補正する。

Ｓ１９０にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴ−時間ＴＬＵＯＦＦ＞しきい値＋αであるか否かを判別する。すなわち、ロックアップクラッチ２１０が解放される目標タイミング（時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴ−しきい値）よりも、ロックアップクラッチ２１０の解放タイミングが早いか否かを判別する。時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴ−時間ＴＬＵＯＦＦ＞しきい値＋αである場合（Ｓ１９０にてＹＥＳ）、ロックアップクラッチ２１０の解放タイミングがイナーシャ相の開始タイミングに対して過度に早いと判別されて、処理はＳ２００に移される。もしそうでないと（Ｓ１９０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２００にて、ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、学習値Ｌが大きくなるように補正する。ＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０は、たとえば、学習値Ｌに予め定められた値を加算することにより、学習値Ｌを大きくするように補正する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵ１０２０の動作について説明する。

変速線図から、変速が必要であると判別された場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、自動変速機への変速指示が出力され（Ｓ１１０）、自動変速機への変速指示を出力してからの経過時間のカウントが開始される（Ｓ１２０）。

このとき、ロックアップクラッチ２１０が係合状態であれば、変速時において変速ショックが顕著になり得る。変速ショックを抑制するため、ロックアップクラッチ２１０が係合状態である場合（Ｓ１３０にてＹＥＳ）において、自動変速機への変速指示を出力してからの経過時間が、設定時間Ｔ＋学習値Ｌを超えた場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、ロックアップクラッチ２１０への解放指示が出力される（Ｓ１５０）。これにより、ロックアップクラッチ２１０の係合油圧の指示値が低減せしめられ、ロックアップクラッチ２１０の解放が開始される。

このとき、自動変速機の変速時におけるイナーシャ相の開始に対して、ロックアップクラッチ２１０が解放される（ロックアップクラッチ２１０の解放が完了する）タイミングが過度に遅いと、変速ショックが発生し得る。

逆に、イナーシャ相の開始に対して、ロックアップクラッチ２１０が解放されるタイミングが過度に早いと、トルクコンバータ２００において駆動力の伝達ロスが生ずる時間が多くなり、燃費が悪化し得る。

そこで、自動変速機の変速指示を出力してから自動変速機においてイナーシャ相が開始するまでの時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴから自動変速機の変速指示を出力してからロックアップクラッチ２１０が解放するまでの時間ＴＬＵＯＦＦを減算した時間が、しきい値−αよりも小さい場合（Ｓ１７０にてＹＥＳ）、学習値Ｌが小さくされる（Ｓ１８０）。

すなわち、イナーシャ相が開始するタイミングに対して、ロックアップクラッチ２１０が解放するタイミングが過度に遅いといえる場合には、自動変速機への変速指示を出力してからロックアップクラッチ２１０の解放指示を出力するまでの時間が短くされる。これにより、ロックアップクラッチ２１０が解放するタイミングを早めて、イナーシャ相が開始するタイミングとロックアップクラッチ２１０が解放するタイミングとのズレを小さくすることができる。そのため、変速ショックの発生を抑制することができる。

また、自動変速機の変速指示を出力してから自動変速機においてイナーシャ相が開始するまでの時間ＴＩＮＡＳＴＡＲＴから自動変速機の変速指示を出力してからロックアップクラッチ２１０が解放するまでの時間ＴＬＵＯＦＦを減算した時間が、しきい値＋αよりも大きい場合（Ｓ１９０にてＹＥＳ）、学習値Ｌが大きくされる（Ｓ２００）。

すなわち、イナーシャ相が開始するタイミングに対して、ロックアップクラッチ２１０が解放するタイミングが過度に早いといえる場合には、自動変速機への変速指示を出力してからロックアップクラッチ２１０の解放指示を出力するまでの時間が長くされる。これにより、ロックアップクラッチ２１０が解放されるタイミングを遅くして、イナーシャ相が開始するタイミングとロックアップクラッチ２１０が解放するタイミングとのズレを小さくすることができる。そのため、燃費の悪化を抑制することができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＴ＿ＥＣＵによれば、イナーシャ相が開始するタイミングに対して、ロックアップクラッチが解放されるタイミングが過度に遅いといえる場合には、ロックアップクラッチの解放指示を出力するタイミングが早くされる。これにより、ロックアップクラッチが解放するタイミングを早めて、イナーシャ相が開始するタイミングとロックアップクラッチが解放するタイミングとのズレを小さくすることができる。そのため、変速ショックの発生を抑制することができる。また、イナーシャ相が開始するタイミングに対して、ロックアップクラッチが解放するタイミングが過度に早いといえる場合には、ロックアップクラッチの解放指示を出力するタイミングが遅くされる。これにより、ロックアップクラッチが解放されるタイミングを遅くして、イナーシャ相が開始するタイミングとロックアップクラッチが解放するタイミングとのズレを小さくすることができる。そのため、燃費の悪化を抑制することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御ブロック図である。図１に示す自動変速機の作動表である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その２）である。

符号の説明

１００エンジン、２００トルクコンバータ、２１０ロックアップクラッチ、３００遊星歯車式変速機構、４００エンジン回転数センサ、４１０タービン回転数センサ、１０００ＥＣＵ、１０１０エンジンＥＣＵ、１０２０ＥＣＴ＿ＥＣＵ。

Claims

トルクコンバータの入力側と出力側とを直結可能なロックアップクラッチを備えた自動変速機の制御装置において、
前記自動変速機への変速指示から予め定められた時間が経過したときに前記ロックアップクラッチの解放を指示するための指示手段と、
前記ロックアップクラッチの解放を検知するための解放検知手段と、
前記自動変速機におけるイナーシャ相の開始を検知するための開始検知手段と、
イナーシャ相の開始が検知されるタイミングと前記ロックアップクラッチの解放が検知されるタイミングとの差を小さくするように、前記予め定められた時間を補正するための補正手段とを含む、自動変速機の制御装置。
前記補正手段は、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも遅い場合、前記予め定められた時間を短くするように補正するための手段を含む、請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
前記補正手段は、ロックアップクラッチの解放を検知したタイミングが、予め設定された目標タイミングよりも早い場合、前記予め定められた時間を長くするように補正するための手段を含む、請求項１に記載の自動変速機の制御装置。