JP6372501B2

JP6372501B2 - ロックアップクラッチ制御装置

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Publication number: JP6372501B2
Application number: JP2016033296A
Authority: JP
Inventors: 圭吾松原; 佐川　歩; 歩佐川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2036-02-24
Also published as: JP2017150562A; US20170240179A1; US10099698B2; DE102017103078A1; DE102017103078B4

Description

本発明は、トルクコンバーターに付設されたロックアップクラッチを車両の運転状態に応じて完全係合状態およびスリップ係合状態および完全解放状態の何れかに切り替えるためのロックアップクラッチ制御装置に関する。

複数の遊星歯車列と摩擦係合要素とを組み合わせた自動変速機を車両用内燃機関に接続する場合、通常、トルクコンバーターがこの内燃機関と自動変速機との間に組み入れられる。また、このような車両用のトルクコンバーターにロックアップクラッチを組み込み、車両の運転状態に応じてこれを完全係合状態およびスリップ係合状態および完全解放状態の何れかに切り替えることができるようにしたものが一般的となっている。特許文献１は、このようなロックアップクラッチが付設されたトルクコンバーターを自動変速機と共に搭載した車両の制御装置を開示する。この特許文献１においては、車両の減速度が減速度閾値以上の場合、ロックアップクラッチを係合状態から解放状態へと移行させてエンジンのストールを防止している。また、変速モードとしてスポーツ走行を選択している場合やアクセルペダルが踏み込まれている場合には、先の減速度閾値をより大きく変更し、ロックアップクラッチが解放状態へと移行しにくくなるようにしている。

特開２００９−０９７６０３号公報

近年、車両の燃費の向上を企図すべく、トルクコンバーターによるトルク増大効果が得られない車両の運転領域では、可能な限りロックアップクラッチを完全係合状態となるように制御している。また、ロックアップクラッチの完全係合が不可能な運転領域であっても、ロックアップクラッチを完全解放状態にする必要がある運転領域以外では、ロックアップクラッチをスリップ係合状態に維持するようにしている。これにより、エンジンからの駆動力の損失をできるだけ抑制し、燃費のさらなる向上が可能となる。この点に関し、上述した特許文献１においては、ロックアップクラッチがスリップ係合状態にある場合についての考察は何らなされていない。特に、車両の制動時以外、例えば個々の変速モードでの変速時にロックアップクラッチをどのような状態へと制御すべきかについての考察が見られない。

運転者によって選択された種々の変速モードでの自動変速機の変速時にロックアップクラッチの完全係合／スリップ係合／完全解放の状態を適切に切り替え、変速ショックの軽減を含め、より適合したドライバビリティーを確保することが望まれている。

本発明の目的は、変速時に従来のものよりも運転者によって選択された変速モードに対してより適合したドライバビリティーを確保することができるロックアップクラッチ制御装置を提供することにある。

本発明によるロックアップクラッチ制御装置は、エンジンと、このエンジンに接続するトルクコンバーターと、このトルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との間に組み込まれたロックアップクラッチと、前記トルクコンバーターを介して前記エンジンに接続し、第１の変速モードか、あるいはこの第１の変速モードに対し、同一変速段の領域が同一スロットル開度においてより高いエンジン回転速度側にずれた領域を持つ第２の変速モードが運転者によって選択可能な自動変速機とが車両に搭載されている。前記車両の運転状態に応じて前記ロックアップクラッチを完全係合状態およびスリップ係合状態および完全解放状態の何れかに切り替えるためのロックアップクラッチ制御装置は、前記第２の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチの完全係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチを完全係合状態に維持し、前記第２の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態に維持するか、あるいは完全係合状態へと移行させることを特徴とするものである。

本発明によるロックアップクラッチ制御装置において、前記第２の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる際に、前記トルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との回転差が所定回転差を越えている場合、ロックアップクラッチ制御装置は、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態に維持するのに対し、前記トルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との回転差が所定回転差以下の場合にはロックアップクラッチを完全係合状態へと移行させることが好ましい。

ロックアップクラッチ制御装置は、前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチの完全係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態へと移行させ、前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態に維持することが好ましい。ここで、前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチの完全係合状態にて変速段の切り替えが行われる際、ロックアップクラッチ制御装置は、前記トルクコンバーターのポンプインペラー側の回転速度に変化が生じた後に前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態へと移行させることが好ましい。

前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチ制御装置は、変速段の切り替え前よりも前記トルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との回転差が大きくなるように制御することが好ましい。

前記ロックアップクラッチが完全解放状態にある場合、前記ロックアップクラッチ制御装置は、変速段の切り替えの如何に拘らず前記ロックアップクラッチを完全解放状態に維持することが好ましい。ここで、前記ロックアップクラッチが完全解放状態にある車両の運転状態は、エンジン冷却水温および自動変速機油の油温の少なくとも一方が第１の所定温度以下の場合か、あるいは自動変速機の油温が前記第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上の場合を含むことができる。

本発明のロックアップクラッチ制御装置によると、運転者が選択した第２の変速モードに関してより適合したドライバビリティーを自動変速機の変速時においても確保することができる。

第１の変速モードでの変速の際にロックアップクラッチが完全係合状態にある場合、これをスリップ係合状態へと移行させ、ロックアップクラッチがスリップ係合状態にある場合、これをスリップ係合状態に維持することにより、第１の変速モードに関しても、より適合したドライバビリティーを確保することができる。

本発明によるロックアップクラッチ制御装置を火花点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に応用した一実施形態におけるエンジンシステムの概念図である。図１に示した実施形態の主要な制御ブロック図である。図１に示した実施形態におけるギヤトレーンの模式図である。図３に示す実施形態における各変速段と、これらに対応して係合すべき摩擦係合要素との関係を表す変速係合表である。図３に示す実施形態において、アップシフトの場合のエンジン回転速度およびスロットル開度と各変速段との関係を表すシフト線図である。図３に示す実施形態において、ダウンシフトの場合のエンジン回転速度およびスロットル開度と各変速段との関係を表すシフト線図である。図３に示す実施形態におけるアクセル開度とスロットル開度との関係を模式的に表すグラフである。図３に示す実施形態において、ロックアップクラッチを完全係合／スリップ係合／完全解放するための油圧制御回路の主要部の構成を模式的に表す油圧回路図である。図３に示す実施形態において、エンジン回転速度およびスロットル開度と、車両の完全解放運転領域および完全係合運転領域およびスリップ係合運転領域との関係を模式的に表すマップである。図３に示す実施形態において、車両のスリップ係合運転領域にてアップシフトを行う際のエンジン回転速度およびスロットル開度とトルクコンバーターの目標スリップ量との関係を模式的に表すマップである。図３に示す実施形態において、車両のスリップ係合運転領域にてダウンシフトを行う際のエンジン回転速度およびスロットル開度とトルクコンバーターの目標スリップ量との関係を模式的に表すマップである。図３に示す実施形態において、本実施形態におけるロックアップクラッチの完全解放／スリップ係合／完全係合を切り換えるための制御手順を示すフローチャートである。

本発明によるロックアップクラッチ制御装置を火花点火方式の多気筒内燃機関が搭載された車両に応用した一実施形態について、図１〜図１２を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の適用対象となるものに対して要求される特性に応じ、その構成を適宜変更することが可能である。

本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図１に示し、このエンジンシステムにおける制御ブロックを図２に示す。なお、図１にはエンジンＥの円滑な運転のために必要とされる各種補機類などが便宜的に省略されている。

本実施形態におけるエンジンＥは、ガソリンやアルコールまたはこれらの混合物あるいは液化天然ガスなどの燃料を燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に直接噴射し、点火プラグ１３によって着火させる火花点火方式の多気筒内燃機関であるが、これに限定されない。燃料噴射弁１１から燃焼室１２内に供給される燃料の量および噴射タイミングならびにこれらの噴射割合は、運転者によるアクセルペダル１４の踏み込み量を含む車両の運転状態に基づいてＥＣＵ(Electronic Control Unit)１５により制御される。アクセルペダル１４の踏み込み量は、アクセル開度センサー１６により検出され、その検出情報がＥＣＵ１５に出力される。

燃焼室１２に臨む吸気ポート１７ａおよび排気ポート１７ｂが形成されたシリンダーヘッド１７には、吸気弁１８ａおよび排気弁１８ｂを含む図示しない動弁機構が組み込まれている。また、先の燃料噴射弁１１や燃焼室１２内の混合気を着火させる点火プラグ１３およびこの点火プラグ１３に火花を発生させるイグニッションコイル１９なども、このシリンダーヘッド１７に取り付けられている。

吸気ポート１７ａに連通するようにシリンダーヘッド１７に連結されて吸気ポート１７ａと共に吸気通路２０ａを画成する吸気管２０には、エアーフローメーター２１とスロットル弁２２とが組み込まれている。エアーフローメーター２１は、吸気通路２０ａを流れる吸気流量を検出してこれをＥＣＵ１５に出力する。このエアーフローメーター２１よりも吸気管２０の下流側に配されるスロットル弁２２は、アクセルペダル１４の踏み込み量に基づき、スロットルアクチュエーター２３を介して吸気通路２０ａの開度を調整する。本実施形態では、アクセルペダル１４の踏み込み動作と、スロットル弁２２の開閉動作とを機械的に切り離し、スロットルアクチュエーター２３を用いてスロットル弁２２の開閉動作を電気的に制御できるようにしているが、アクセルペダル１４とスロットル弁２２とを機械的に連結したものであってもよい。この場合には、スロットルアクチュエーター２３が不要となる。

ピストン２４が往復動するシリンダーブロック２５には、連接棒２６を介してピストン２４が連結されるクランク軸２７の回転位相、つまりクランク角を検出してこれをＥＣＵ１５に出力するクランク角センサー２８が取り付けられている。本実施形態では、このクランク角センサー２８からの情報に基づき、ＥＣＵ１５の運転状態判定部１５ａがエンジン回転速度Ｎ_Eを算出するようにしているが、エンジン回転速度センサーを独立に設けるようにしてもよい。

排気ポート１７ｂに連通するようにシリンダーヘッド１７に連結されて排気ポート１７ｂと共に排気通路２９ａを画成する排気管２９には、燃焼室１２内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化するための排気浄化装置３０が組み込まれている。

ＥＣＵ１５のエンジン制御部１５ｂは、運転状態判定部１５ａでの車両の運転状態に関する判定結果に基づき、上述した燃料噴射弁１１の作動や点火プラグ１３の点火時期ならびにスロットル弁２２の開度などを制御する。

本実施形態におけるエンジンＥから自動変速機４０に至るギヤトレーンを模式的に図３に示す。すなわち、本実施形態における車両に搭載されたエンジンＥの出力軸Ｅ_Oには、トルクコンバーター５０を介して自動変速機４０が接続し、この自動変速機４０の出力歯車４１が図示しない車両の駆動輪側に接続している。本実施形態における自動変速機４０は、第１〜第３の遊星歯車列６０〜８０と、油圧を用いて係合／解放を制御される６つの摩擦係合要素Ｃ１〜Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２とを具えている。

第１の遊星歯車列６０は、変速機ケース４２に固定された第１の太陽歯車６１と、この第１の太陽歯車６１とかみ合う第１の内側遊星歯車６２と、この第１の内側遊星歯車６２とかみ合う第１の外側遊星歯車６３と、これら第１の内側および外側遊星歯車６２，６３を回転自在に支持する第１のキャリア６４と、第１の外側遊星歯車６３とかみ合う第１の内歯歯車６５とで構成されている。第１のキャリア６４は、後述するトルクコンバーター５０のタービンランナー５１と共に変速機ケース４２に回転自在に支持された自動変速機４０の入力軸４３に対して一体的に連結されている。

第２および第３の遊星歯車列７０，８０は、遊星歯車とキャリアと内歯歯車（以下、それぞれ複合遊星歯車Ｍ_P，複合キャリアＭ_C，複合内歯歯車Ｍ_Iと記述する）とを共用した構成となっている。複合キャリアＭ_Cは、一方向クラッチＭ_Oを介して変速機ケース４２に支持され、この複合キャリアＭ_Cに回転自在に支持された複合遊星歯車Ｍ_Pは、自動変速機４０の出力歯車４１と一体の複合内歯歯車Ｍ_Iに取り囲まれた状態でこれとかみ合っている。

第２の遊星歯車列７０は、自動変速機４０の入力軸４３に対して回転自在に支持された内側中空軸７１と一体の第２の太陽歯車７２と、複合遊星歯車Ｍ_Pと共に複合キャリアＭ_Cに回転自在に取り付けられて第２の太陽歯車７２および複合遊星歯車Ｍ_Pにかみ合う内側遊星歯車７３とをさらに具えている。

第３の遊星歯車列８０は、内側中空軸７１に対して回転自在に支持された外側中空軸８１と一体の第３の太陽歯車８２と、この第３の太陽歯車８２とかみ合う先の複合遊星歯車Ｍ_Pと、複合キャリアＭ_Cと、複合内歯歯車Ｍ_Iとで構成されている。

第１の遊星歯車列６０の第１の内歯歯車６５と、第２の遊星歯車列７０の第２の太陽歯車７２を一端側に形成した内側中空軸７１の他端側とは、摩擦係合要素としての第１のクラッチＣ１を介して接続している。また、複合キャリアＭ_Cと自動変速機４０の入力軸４３とは摩擦係合要素としての第２のクラッチＣ２を介して接続している。さらに、第１の遊星歯車列６０の第１の内歯歯車６５および第１のキャリア６４と、第３の遊星歯車列８０の第３の太陽歯車８２を一端側に形成した外側中空軸８１の他端側とは、摩擦係合要素としての第３および第４のクラッチＣ３，Ｃ４を介してそれぞれ接続している。

第３の遊星歯車列８０の第３の太陽歯車８２を一端側に設けた外側中空軸８１の他端側と、変速機ケース４２との間には摩擦係合要素としての第１のブレーキＢ１が設けられている。また、複合キャリアＭ_Cと変速機ケース４２との間には摩擦係合要素としての第２のブレーキＢ２が設けられている。

各変速段と摩擦係合要素Ｃ１〜Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２の係合／非係合状態との関係を図４の係合表に示すが、本発明においては、自動変速機４０自体の構成に関しては何ら限定事項を含まないので、上述した実施形態以外のあらゆる自動変速機を採用することが可能である。また、このような自動変速機に代え、段階的に変速比を変更し得るＣＶＴ(Continuously Variable Transmission)を採用することも当然可能である。

本実施形態では、運転者が図示しない車室内に配された変速モード選択スイッチ３１を操作して変速モードをスポーツモードか、ノーマルモードか、マイルドモードの何れかに選択できるようにしている。ノーマルモードおよびマイルドモードならびにスポーツモードにおけるアップシフトの場合のシフト線図を図５に示し、ダウンシフトの場合のシフト線図を図６に示す。図５，図６中、ノーマルモードおよびマイルドモードを実線で表し、スポーツモードを破線でそれぞれ示している。本発明における第２の変速モードとしてのスポーツモードは、本発明における第１の変速モードとしてのノーマルモードに対して同一変速段の領域が同一スロットル開度においてより高いエンジン回転速度側にずれた領域を持つ。マイルドモードのシフト線図はノーマルモードと全く同じであるが、ノーマルモードでのアクセル開度に対するスロットル開度の割合をノーマルモードよりもより低開度となるように設定している。このため、マイルドモードではノーマルモードよりも変速しにくくなっており、変速時に発生するショックの大きさをノーマルモードよりもさらに小さくすることが可能である。このようなアクセル開度とスロットル開度との関係を模式的に図７に示すが、図中の実線がノーマルモード、破線がスポーツモード、一点鎖線がマイルドモードを表している。図７からも明らかなように、スポーツモードではアクセル開度に対応するスロットル開度がノーマルモードよりもより高開度となるように設定されていることが理解されよう。

ＥＣＵ１５の油圧制御部１５ｃは、エンジン回転速度とスロットル開度とに基づき、運転者によって選択された変速モードでの対応した変速段が達成されるように、油圧制御回路９０を介して自動変速機４０の摩擦係合要素Ｃ１〜Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２ならびに後述するロックアップクラッチ５６の係合／解放などを制御する。

本実施形態では変速モードとしてスポーツおよびノーマルおよびエコモードの何れか１つを選択できるようにしたが、これに限らず、変速モードがスポーツおよびノーマルの２つだけであってもよい。また、必要に応じて任意のモードを自由に設定することも可能で0 る。このように、変速モードのパターンや、各変速モードにおけるアクセル開度とスロットル開度との関係はあくまで一例であり、要求される目的などに応じて任意に変更し得るものであることは言うまでもない。

本実施形態におけるトルクコンバーター５０は、ポンプインペラー５２と、タービンランナー５１と、ステーター５３と、これらを収容するトルクコンバーターケース５４とを具えた一般的なものである。トルクコンバーターケース５４に一体的に設けられたポンプインペラー５２と対向するタービンランナー５１は、自動変速機４０の入力軸４３に連結されている。タービンランナー５１とポンプインペラー５２との間に介在するステーター５３は、一方向クラッチ５５を介して変速機ケース４２に取り付けられている。タービンランナー５１とトルクコンバーターケース５４との間には、油圧を利用してポンプインペラー５２とタービンランナー５１とを一体的に接続し得るロックアップクラッチ５６が設けられている。このロックアップクラッチ５６の係合／係合解除を行うため、エンジンＥの出力軸Ｅ_Oに連結されたトルクコンバーターケース５４には、自動変速機油を給排するための２つのポート、すなわち係合解除ポート５７および係合ポート５８が設けられている。

上述したロックアップクラッチ５６を係合および解放するための本実施形態における油圧制御回路９０の主要部の構成を模式的に図８に示す。エンジンＥには機械式油ポンプ３２が連結され、従って機械式油ポンプ３２はエンジンＥの作動と連動して作動する。この機械式油ポンプ３２によって発生し、調圧弁９１により調圧されるライン圧は、ロックアップクラッチ５６の係合解除ポート５７および係合ポート５８に供給される。

機械式油ポンプ３２とトルクコンバーター５０の係合ポート５８および係合解除ポート５７と間には、ロックアップクラッチ５６の接続状態を切り換えるための電磁切換弁９２が配されている。また、この電磁切換弁９２と機械式油ポンプ３２との間には、ロックアップクラッチ５６の係合解除ポート５７に供給される油圧を調整するための電磁比例減圧弁９３が配されている。本実施形態における電磁切換弁９２は、非通電時にライン圧をトルクコンバーター５０の係合解除ポート５７に供給すると共にトルクコンバーター５０の係合ポート５８を排油側に接続し、トルクコンバーター５０を完全解放状態にする。逆に、通電時にライン圧をトルクコンバーター５０の係合ポート５８に供給すると共に電磁比例減圧弁９３を介してライン圧を係合解除ポート５７に供給する。この時、電磁比例減圧弁９３の作動を制御することにより、ロックアップクラッチ５６を完全係合状態またはスリップ係合状態にすることができる。つまり、上述したＥＣＵ１５の油圧制御部１５ｃ，機械式油ポンプ３２，トルクコンバーター５０の係合解除ポート５７および係合ポート５８，油圧制御回路９０の電磁切換弁９２や電磁比例減圧弁９３などが本発明におけるロックアップクラッチ制御装置として機能する。

ロックアップクラッチ５６の完全係合状態は、係合解除ポート５７とライン圧がそのまま供給される係合ポート５８との差圧が最大となる状態である。また、この明細書におけるスリップ係合状態とは、ロックアップクラッチ５６の機械的摩擦力を伴ってトルクコンバーター５０のポンプインペラー５２とタービンランナー５１とが相対回転する状態を意味する。

以下、ロックアップクラッチ５６が完全係合状態となる車両の運転領域を完全係合運転領域と記述し、ロックアップクラッチ５６がスリップ係合状態となる車両の運転領域をスリップ係合運転領域と記述する。また、ロックアップクラッチ５６が完全解放状態となる車両の運転領域を完全解放運転領域と記述する。

ロックアップクラッチ５６が完全解放状態となる車両の完全解放運転領域は、以下に列挙するａ）〜ｃ）の運転状態の何れかを少なくとも含むが、これらに限定されない。
ａ）車両が完全係合運転領域またはスリップ係合運転領域にない場合
ｂ）冷却水温または自動変速機油の油温が低すぎる場合
ｃ）自動変速機油の油温が高すぎる場合
車両の完全係合運転領域は、基本的にエンジン回転速度が所定以上、例えばエンジン回転速度が上昇する場合には毎分３４００回転以上、エンジン回転速度が下降する場合には毎分３３００回転以上となる領域であるが、これに限定されない。また、車両のスリップ係合運転領域は、エンジン回転速度が例えば毎分１２００回転以上であって、かつスロットル開度が所定以下、例えばスロットル開度が増大する場合には２５％以下、スロットル開度が低減する場合には３０％以下となる領域の領域であるが、これに限定されない。これら車両の完全係合運転領域およびスリップ係合運転領域は、図９に示す如きマップとしてＥＣＵ１５に記憶されており、ＥＣＵ１５の油圧制御部１５ｃは、エンジン回転速度およびスロットル開度に基づき、油圧制御回路９０を介してロックアップクラッチ５６の完全係合／スリップ係合／完全解放を切り換える。

冷却水温または自動変速機油の油温が低すぎる場合、例えばこれらの水温や油温が２０℃以下の場合にはエンジンＥの出力トルクが安定しないので、ロックアップクラッチ５６を完全解放状態にする。また、自動変速機４０の油温が高すぎる場合、例えば１２０℃以上の場合には、ロックアップクラッチ５６を構成する摩擦材の耐久性の低下が懸念されるため、ロックアップクラッチ５６を完全解放状態にする。このような観点から、本実施形態ではエンジン冷却水の温度を検出してこれをＥＣＵ１５に出力する水温センサー３３と、自動変速機油の油温を検出してこれをＥＣＵ１５に出力する油温センサー３４とが設けられている。

車両のスリップ係合運転領域におけるトルクコンバーター５０のポンプインペラー５２とタービンランナー５１との回転差、すなわちトルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮは、車両の運転状態に応じた適切な値が選択される。このため、トルクコンバーター５０のポンプインペラー５２側およびタービンランナー５１側の回転速度をそれぞれ検出してこれらをＥＣＵ１５に出力するトルコン入力軸回転速度センサー３５およびトルコン出力軸回転速度センサー３６が設けられている。車両のスリップ係合運転領域におけるトルクコンバーター５０の目標スリップ量ΔＮ_Rは、エンジン回転速度とスロットル開度とに基づいて設定された図１０，図１１に示す如きマップとしてＥＣＵ１５にあらかじめ記憶されている。ＥＣＵ１５の油圧制御部１５ｃは、係合解除ポート５７に供給される圧油の油圧を電磁比例減圧弁９３にて調整することにより、トルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮを図９，図１０から取得される目標スリップ量ΔＮ_Rへと制御することができる。図９，図１０中の括弧内の数字は、スリップ係合運転領域にて変速制御を行う際の目標スリップ量ΔＮ_Sを示している。

なお、ロックアップクラッチ５６を完全解放状態またはスリップ係合状態から完全係合状態へと移行させる場合、係合解除ポート５７に供給される圧油の油圧が漸次低下して係合時のショックが発生しないように、電磁比例減圧弁９３の作動が制御される。

本実施形態では、車両の完全係合運転領域にて変速操作が行われる場合、車両の運転状態に応じてロックアップクラッチ５６をスリップ係合状態に移行させる制御が実行される。また、車両のスリップ係合運転領域にて変速操作が行われる場合、車両の運転状態に応じてロックアップクラッチ５６の目標スリップ量ΔＮ_RをΔＮ_Sへとさらに増大させる制御が実行される。換言すると、車両の完全解放運転状態にて変速操作が実行される場合、上述した制御は実行されない。

より具体的には、ノーマルモードが選択された状態で変速段の切り替えを行う際にロックアップクラッチ５６が完全係合状態にある場合、これをスリップ係合状態へと移行させて変速時に発生するショックを軽減させる。また、ロックアップクラッチ５６がスリップ係合状態にある場合、変速段の切り替え前よりもトルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮが大きくなるように、ロックアップクラッチ５６のスリップ係合状態を変更する。一方、スポーツモードが選択された状態で変速段の切り替えを際にロックアップクラッチ５６が完全係合状態にある場合、これを完全係合状態に維持して変速操作を早期に完了させる。また、ロックアップクラッチ５６がスリップ係合状態にあって、トルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮが所定スリップ量（以下、これをスリップ閾量と記述する）Ｎ_Dを越えている場合、ロックアップクラッチ５６をスリップ係合状態に維持して過大な変速ショックの発生を回避する。逆に、トルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮがスリップ閾量Ｎ_D以下の場合、完全係合状態へと移行させて変速操作を早期に完了させる。

このような本実施形態におけるロックアップクラッチ５６の制御手順を図１２に示すフローチャートに基づいて説明すると、まずＳ１１のステップにて車両が完全解放運転領域にあるか否かを判定する。ここで、車両が完全解放運転領域にあると判定した場合には、Ｓ１２のステップに移行してロックアップクラッチ５６を完全解放状態にする。しかる後、Ｓ１１のステップに戻って車両が完全解放運転領域から抜け出すのを待つ。

先のＳ１１のステップにて車両が完全解放運転領域にない、すなわち車両が完全係合運転領域またはスリップ係合運転領域にあると判定した場合には、Ｓ１３のステップに移行し、変速指令に基づいて変速制御が開始されたか否かを判定し、変速制御が開始されたと判断した場合には、Ｓ１４のステップに移行して運転者が変速モードとしてスポーツモードを選択しているか否かをさらに判定する。また、Ｓ１３のステップにて変速制御が開始されていないと判断した場合には、再びＳ１１のステップに戻って上述した処理を繰り返す。

Ｓ１４のステップにてスポーツモードが選択されていると判断した場合には、Ｓ１５のステップに移行して車両がスリップ係合運転領域にあるか否かを判定する。ここで車両がスリップ係合運転領域にあると判断した場合には、Ｓ１６のステップに移行してトルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮがスリップ閾量Ｎ_Dよりも大きいか否かを判定する。ここでトルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮがスリップ閾量Ｎ_Dよりも大きい、すなわち多少の変速ショックがあってもかまわないと判断した場合には、Ｓ１７のステップに移行して変速制御が完了したか否かを判定する。ここで、変速制御が完了している、すなわち変速段の切り換えが終わっていると判断した場合には、Ｓ１１のステップに戻って上述した処理を繰り返す。また、先のＳ１５のステップにて車両がスリップ係合運転領域にはない、すなわち車両が完全係合運転領域にあると判断した場合には、Ｓ１７のステップに移行して上述した処理を繰り返す。

Ｓ１６のステップにてトルクコンバーター５０のスリップ量ΔＮがスリップ閾量Ｎ_D以下である、すなわちロックアップクラッチ５６を完全係合状態に移行しても余り大きなショックが発生しないと判断した場合には、Ｓ１８のステップに移行する。そして、ロックアップクラッチ５６を完全係合状態へと切り換え、Ｓ１７のステップに移行して上述した処理を繰り返す。

このように、運転者がスポーツモードを選択している状態で完全係合運転領域またはスリップ係合運転領域にて変速操作が行われる場合、変速ショックの発生をある程度許容し、変速操作が俊敏に行われるようになっている。

一方、先のＳ１７のステップにて変速制御が完了していないと判断した場合には、再びＳ１４のステップに戻り、運転者がスポーツモードを引き続き選択しているか否か、すなわち変速制御中に運転者が変速モードを変更したか否かを判定する。ここで運転者がスポーツモードを選択していないと判断した場合には、Ｓ１９のステップに移行して今度は運転者がノーマルモードを選択しているか否かを判定する。ここでノーマルモードが選択されていると判断した場合には、Ｓ２０のステップに移行して車両が完全係合運転領域にあるか否かを判定する。そして、車両が完全係合運転領域にあると判断した場合には、Ｓ２１のステップに移行して車両のスリップ係合運転領域に対応したトルクコンバーター５０の目標スリップ量ΔＮ_Rを取得した後、Ｓ２２のステップにてエンジン回転速度Ｎ_Eが変化したか否かを判定する。ここでエンジン回転速度Ｎ_Eが変化した、すなわちアップシフトにあってはエンジン回転速度Ｎ_Eが低下し、ダウンシフトにおいてはエンジン回転速度Ｎ_Eが上昇し始めたと判断した場合には、Ｓ２３のステップに移行する。そして、取得した目標スリップ量ΔＮ_Rとなるように、ロックアップクラッチ５６をスリップ係合状態に制御し、先のＳ１７のステップに移行して上述した処理を繰り返す。

また、Ｓ２０のステップにて車両が完全係合運転領域にない、すなわちスリップ係合運転領域にあると判断した場合には、Ｓ２４のステップに移行する。そして変速ショックの発生を抑えるために先の目標スリップ量ΔＮ_Rよりも値の大きなトルクコンバーター５０の目標スリップ量ΔＮ_Sを取得した後、Ｓ２２のステップに移行して上述した処理を繰り返す。

このように、運転者がノーマルモードを選択している状態で完全係合運転領域にて変速操作が行われる場合、エンジン回転速度Ｎ_Eが変化するのを待ってロックアップクラッチ５６をスリップ係合状態へと制御している。また、運転者がノーマルモードを選択している状態でスリップ係合運転領域にて変速操作が行われる場合、エンジン回転速度Ｎ_Eが変化するのを待ってより大きな目標スリップ量ΔＮ_Sにてロックアップクラッチ５６をスリップ係合状態に制御している。このため、変速時にスポーツモードよりも変速ショックを少なくすることができる。なお、上述したエンジン回転速度Ｎ_Eに代えてトルコン入力軸回転速度センサー３５からの検出情報を利用することも当然可能である。

一方、先のＳ１９のステップにて運転者がノーマルモードを選択していない、すなわちマイルドモードを選択していると判断した場合には、Ｓ２５のステップに移行して車両が完全係合運転領域にあるか否かを判定する。そして、車両が完全係合運転領域にあると判断した場合には、Ｓ２６のステップに移行して車両のスリップ係合運転領域に対応したトルクコンバーター５０の目標スリップ量ΔＮ_Rを取得した後、Ｓ２３のステップに移行する。そして、取得した目標スリップ量ΔＮ_Rとなるように、ロックアップクラッチ５６をスリップ係合状態に制御し、先のＳ１７のステップに移行して上述した処理を繰り返す。

また、Ｓ２５のステップにて車両が完全係合運転領域にない、すなわちスリップ係合運転領域にあると判断した場合には、Ｓ２７のステップに移行する。そして変速ショックの発生を抑えるために先の目標スリップ量ΔＮ_Rよりも値の大きなトルクコンバーター５０の目標スリップ量ΔＮ_Sを取得した後、Ｓ２３のステップに移行して上述した処理を繰り返す。

このように、運転者がマイルドモードを選択している状態で完全係合運転領域にて変速操作が行われる場合には、直ちにロックアップクラッチ５６をスリップ係合状態へと制御し、スリップ係合運転領域にて変速操作が行われる場合には、より大きな目標スリップ量ΔＮ_Sにてロックアップクラッチ５６を直ちにスリップ係合状態に制御している。このため、変速時にスポーツモードやノーマルよりも変速ショックをさらに少なくすることができる。

なお、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のない構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。

Ｅエンジン
１５ＥＣＵ
１５ａ運転状態判定部
１５ｂエンジン制御部
１５ｃ油圧制御部
３１変速モード選択スイッチ
３２機械式油ポンプ
４０自動変速機
５０トルクコンバーター
５１タービンランナー
５２ポンプインペラー
５６ロックアップクラッチ
９０油圧制御回路
９２電磁切換弁
９３電磁比例減圧弁

Claims

エンジンと、このエンジンに接続するトルクコンバーターと、このトルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との間に組み込まれたロックアップクラッチと、前記トルクコンバーターを介して前記エンジンに接続し、第１の変速モードか、あるいはこの第１の変速モードに対し、同一変速段の領域が同一スロットル開度においてより高いエンジン回転速度側にずれた領域を持つ第２の変速モードが運転者によって選択可能な自動変速機とが車両に搭載され、前記車両の運転状態に応じて前記ロックアップクラッチを完全係合状態およびスリップ係合状態および完全解放状態の何れかに切り替えるためのロックアップクラッチ制御装置であって、このロックアップクラッチ制御装置は、
前記第２の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチの完全係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチを完全係合状態に維持し、
前記第２の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態に維持するか、あるいは完全係合状態へと移行させることを特徴とするロックアップクラッチ制御装置。
前記第２の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる際に、前記トルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との回転差が所定回転差を越えている場合、ロックアップクラッチ制御装置は、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態に維持するのに対し、前記トルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との回転差が所定回転差以下の場合にはロックアップクラッチを完全係合状態へと移行させることを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチ制御装置。
ロックアップクラッチ制御装置は、
前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチの完全係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態へと移行させ、
前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態に維持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロックアップクラッチ制御装置。
前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチの完全係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、ロックアップクラッチ制御装置は、前記トルクコンバーターのポンプインペラー側の回転速度に変化が生じた後に前記ロックアップクラッチをスリップ係合状態へと移行させることを特徴とする請求項３に記載のロックアップクラッチ制御装置。
前記第１の変速モードが選択され、かつ前記ロックアップクラッチのスリップ係合状態にて変速段の切り替えが行われる場合、前記ロックアップクラッチ制御装置は、変速段の切り替え前よりも前記トルクコンバーターのポンプインペラー側とタービンランナー側との回転差が大きくなるように制御することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のロックアップクラッチ制御装置。
前記ロックアップクラッチが完全解放状態にある場合、前記ロックアップクラッチ制御装置は、変速段の切り替えの如何に拘らず前記ロックアップクラッチを完全解放状態に維持することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載のロックアップクラッチ制御装置。
前記ロックアップクラッチが完全解放状態にある車両の運転状態は、エンジン冷却水温および自動変速機油の油温の少なくとも一方が第１の所定温度以下の場合か、あるいは自動変速機の油温が前記第１の所定温度よりも高い第２の所定温度以上の場合を含むことを特徴とする請求項６に記載のロックアップクラッチ制御装置。