(57)【要約】【課題】  駆動トルクを制御でき、自由な加速度プロフィールを設定できるトルクコンバータのスリップ制御装置および方法を提供する。【解決手段】  目標スリップ回転演算部100は、目標駆動トルクTD*に対する駆動トルク不足分ΔTD*をトルクコンバータ１のトルク比tで補償するためのロックアップクラッチ２の目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定し、設定した目標スリップ回転指令値ωSLPTが得られるように目標ロックアップクラッチ締結容量TLUを制御する。【選択図】      図３
2010133488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと自動変速機との間に介装され、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータと、
車両の目標駆動トルクに対する駆動トルク不足分を前記トルクコンバータのトルク比で補償するための前記ロックアップクラッチの目標スリップ回転を設定する目標スリップ回転設定手段と、
設定された目標スリップ回転が得られるように前記ロックアップクラッチの締結容量を制御するスリップ制御手段と、
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。
【請求項２】
請求項１に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、エンジントルク、エンジン回転速度およびタービン回転速度に基づいて、前記目標駆動トルクを満足する目標スリップ回転を設定す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。
【請求項３】
請求項２に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、前記目標スリップ回転を、
Jeωe' = TE - TLU - Cωe2  …(A)
TD = tCωe2 + TLU  …(B)
Je：エンジンとトルクコンバータカバー等を含めた慣性モーメント
ωe：エンジン回転速度
ωt：タービン回転速度
TE：エンジントルク
TLU：ロックアップトルク
TD：駆動トルク（変速機入力前）
C：トルクコンバータのトルク容量係数
t：トルクコンバータのトルク比
上記２式(A),(B)に基づいて設定す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。
【請求項４】
請求項３に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、タービン回転速度ωtと速度比eに対するトルクコンバータのトルク増幅特性 ( t-1 )C( ωt / e )2を有するマップを備え、このトルク増幅特性マップを用い、
( t-1 )C( ωt / e )2 = TD* - TE  …(C)
上記式(C)に基づき、駆動トルク不足分（TD* - TE）とタービン回転速度ωtから目標スリップ回転を設定す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。
【請求項５】
請求項３に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、前記式(A),(B)に基づいて、前記駆動トルク不足分を補償する前記トルクコンバータの目標トルク比を設定し、設定した目標トルク比となるような前記目標スリップ回転を設定す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。
【請求項６】
請求項５に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、前記目標トルク比t*を、
t* = 1 + ( TD* - TE ) / Cωe2  …(D)
上記式(D)に基づいて設定す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。
【請求項７】
請求項３または請求項５に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、前記目標スリップ回転を、ロックアップクラッチ容量をゼロと想定し、エンジントルクと前記トルクコンバータのトルク容量とが釣り合う状態での速度比以上、かつ、１以下の範囲で目標速度比を算出し、算出した目標速度比に基づいて前記目標スリップ回転を設定す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。
【請求項８】
請求項３または請求項４に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、エンジン回転が変化している過渡状態では、エンジントルクからエンジン回転変化に費やすトルク分を差し引いた値を用いて前記目標スリップ回転を設定す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。
【請求項９】
請求項５または請求項６に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記目標スリップ回転設定手段は、エンジン回転が変化している過渡状態では、エンジントルクからエンジン回転変化に費やすトルク分を差し引いた値を用いて目標トルク比を設定す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。
【請求項１０】
請求項１に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置において、
エンジン回転が変化している過渡状態では、エンジンによるトルク制御を行う際、目標エンジントルクに対し、エンジン回転変化に費やすトルク分を上乗せした出力指令を出力するエンジン制御手段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。
【請求項１１】
エンジンと自動変速機との間に介装され、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータのスリップ制御方法において、
車両の目標駆動トルクに対する駆動トルク不足分を前記トルクコンバータのトルク比で補償するための前記ロックアップクラッチの目標スリップ回転を設定し、設定した目標スリップ回転が得られるように前記ロックアップクラッチの締結容量を制御す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータのスリップ制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トルクコンバータのスリップ制御装置では、ロックアップ時またはスリップロックアップ時、タービン回転速度が所望のプロフィールとなるように目標スリップ回転を設定している。上記説明の技術に関係する一例は、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−２１４２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術にあっては、タービン回転速度のプロフィールのみを考慮して目標スリップ回転を設定しているため、車両の駆動トルクを制御できない。特に、発進直後の駆動トルクはトルクコンバータ特性のみで決まるため、自由な加速度プロフィールを描くことができない。
【０００４】
本発明の目的は、駆動トルクを制御でき、自由な加速度プロフィールを設定できるトルクコンバータのスリップ制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明では、車両の目標駆動トルクに対する駆動トルク不足分をトルクコンバータのトルク比で補償するためのロックアップクラッチの目標スリップ回転を設定し、設定した目標スリップ回転が得られるようにロックアップクラッチの締結容量を制御する。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明のトルクコンバータのスリップ制御装置および方法にあっては、駆動トルクを制御でき、自由な加速度プロフィールを設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［駆動系の全体構成］
図１は、実施例１のトルクコンバータのスリップ制御装置のシステム構成図である。
トルクコンバータ１は、内部作動流体を介して入出力要素間で動力伝達を行うもので、図外のエンジンと自動変速機（無段変速機を含む。）との間に介装している。このトルクコンバータ１は、さらにトルクコンバータ出力要素と共に回転するロックアップクラッチ２を内蔵している。
【０００９】
このロックアップクラッチ２は、トルクコンバータ入力要素に締結されるとき、トルクコンバータ１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２は、その両側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２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よりも低くなる時ロックアップクラッチ２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とする。そして、後者締結に際しロックアップクラッチ２の締結力、つまりロックアップ容量は、上記差圧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２の締結力が増大してロックアップ容量を増大する。
【００１０】
差圧PA-PRは、周知のロックアップ制御バルブ３により制御し、このロックアップ制御バルブ３には、アプライ圧PAおよびレリーズ圧PRを向かい合わせに作用させ、さらにアプライ圧PAと同方向にばね３ａのばね力を、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PSをそれぞれ作用させる。
【００１１】
ロックアップ制御バルブ３は、これらによる力が釣り合うよう差圧PA-PRを決定する。ここで信号圧PSは、ポンプ圧PPを元圧としてロックアップソレノイド４がロックアップデューティDに応じて作り出すもので、トランスミッションコントローラ５は、ロックアップソレノイド４を通じて差圧PA-PRを制御する。
【００１２】
トランスミッションコントローラ５には、車両の走行状態やドライバの運転状況を示す信号、例えば、電源電圧センサ６からの信号、トルクコンバータ１への入力回転を検出するインペラ回転センサ７からの信号、タービン回転センサ８からの信号、出力軸回転センサ９からの信号、スロットル開度センサ１０からの信号、油温センサ１１からの信号などが入力され、その信号によりロックアップ締結や解除などの制御演算を行う。
【００１３】
コントローラ５は、制御演算結果に基づき、ロックアップソレノイド４の駆動デューティDを決定すると共に、電源電圧センサ６からの信号に応じてロックアップデューティDの補正を行う。
また、コントローラ５は、CANなどの車内通信網１３に接続しており、エンジンコントローラ（エンジン制御手段）１２などの他ユニットのコントローラと通信を行う。例えば、エンジンコントローラ１２からエンジントルク推定値などを受信する。
【００１４】
エンジンコントローラ１２は、スロットル開度、車速、エンジン回転速度などの車両状態から、出力すべき目標エンジントルクを算出する。そして、その目標エンジントルクに従い、エンジントルクを制御する。
【００１５】
［制御系の構成］
図２は、トランスミッションコントローラ５の制御ブロック図であり、トランスミッションコントローラ５は、目標スリップ回転演算部（目標スリップ回転設定手段）100と、前置補償器101A,101Bと、スリップ回転偏差演算部102と、実スリップ回転演算部103と、スリップ回転指令値演算部104と、目標コンバータトルク演算部105と、スリップ回転速度ゲイン演算部106と、目標ロックアップクラッチ締結容量演算部107と、エンジン出力トルク推定部108と、ロックアップクラッチ締結圧指令値演算部109と、ソレノイド駆動信号演算部110と、目標駆動力演算部111と、を備える。
【００１６】
目標スリップ回転演算部100は、目標駆動力演算部111で算出した変速機入力前の目標駆動トルクTD*と、エンジン出力トルク推定部108で算出したエンジントルクTEと、エンジン回転速度ωeと、タービン回転速度ωtとに基づいて、後述する目標スリップ回転設定処理を実施し、目標駆動トルクTD*を満足するような目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定する。なお、目標スリップ回転設定処理については後述する。
【００１７】
実スリップ回転演算部103は、トルクコンバータ１のポンプインペラの回転速度（インペラ回転速度）ωiからタービンランナの回転速度（タービン回転速度）ωtを減算してトルクコンバータ１の実スリップ回転ωSLPRを算出する。ここで、インペラ回転速度ωiはエンジン回転速度ωeと等価な速度であり、タービン回転速度ωtは変速機入力軸回転速度と等価な速度である。
【００１８】
前置補償器101A,101Bは、目標スリップ回転演算部100で算出した目標スリップ回転指令値ωSLPTを、設計者の意図する所望の応答となるように設定した補償用フィルタを通過させることにより、目標スリップ回転補正値を算出する。
【００１９】
まず、第１前置補償器101Aでは、目標スリップ回転指令値ωSLPTから下記の式(1)に基づいて第１の目標スリップ回転補正値ωSLPTC1を算出する。
ωSLPTC1 = GR(s) × ωSLPT  …(1)
ただし、GR(s)は規範モデルであり、設計者の意図する目標応答が得られるような伝達関数を設定する。
【００２０】
次に、第２前置補償器101Bでは、目標スリップ回転指令値ωSLPTから下記の式(2)に基づいて第２の目標スリップ回転補正値ωSLPTC2を算出する。
ωSLPTC2 = GM(s) × ωSLPT  …(2)
ただし、
GM(s) = GR(s) / P(s)  …(3)
であり、GM(s)はフィードフォワード補償器、P(s)は制御対象であるロックアップクラッチ２のスリップ回転部をモデル化した伝達関数である。
【００２１】
スリップ回転偏差演算部102は、第１前置補償器101Aで算出した第１の目標スリップ回転補正値ωSLPTC1と、実スリップ回転演算部103で算出した実スリップ回転速度ωSLPRとの間のスリップ回転偏差ωSLPERを、下記の式(4)に基づいて算出する。
ωSLPER = ωSLPTC1 - ωSLPR  …(4)
【００２２】
スリップ回転指令値演算部104は、スリップ回転偏差演算部102で算出したスリップ回転偏差ωSLPERを無くす（ゼロとする）ために、比例・積分制御（PI制御）により構成されたフィードバック補償器により、第１スリップ回転指令値ωSLPC1を、下記の式(5)に基づいて算出する。
ωSLPC1 = KP × ωSLPER + （ KI / S ） × ωSLPER  …(5)
ただし、
KP：比例制御定数
KI：積分制御定数
S：微分演算子
【００２３】
そして、スリップ回転指令値演算部104は、第１スリップ回転指令値ωSLPC1と第２前置補償器101Bで算出した第２目標スリップ回転補正値ωSLPTC2とを加算することで、スリップ回転指令値ωSLPCを算出する。
ωSLPC = ωSLPC1 + ωSLPTC2  …(6)
【００２４】
スリップ回転速度ゲイン演算部106は、例えば、図４に示すようなスリップ回転ゲインマップを参照して現在のタービン回転速度ωtに対応したスリップ回転ゲインgSLPCを検索して求める。図４のスリップ回転ゲインマップでは、タービン回転速度ωtに対してスリップ回転ゲインgSLPCが反比例する特性としている。
【００２５】
目標コンバータトルク演算部105は、タービン回転速度ωtのときに、スリップ回転指令値演算部104で算出したスリップ回転指令値ωSLPCを達成するための目標コンバータトルクtCNVCを、下記の式(7)に基づいて算出する。
tCNVC = ωSLPC / gSLPC  …(7)
【００２６】
エンジン出力トルク推定部108は、例えば、図５に示すようなエンジン全性能マップを用いて、エンジン回転数NEおよびスロットル開度TVOから、エンジントルクマップ値TESを検索し、これにエンジンの動特性を時定数TEDの一次遅れとした場合のフィルタを通過させて、エンジントルク推定値TEを、下記の式(8)に基づいて算出する。
TE = TES / ( 1 + TED × S )  …(8)
ここで、エンジントルク推定値TEは、CANなどの車内通信網１３により得られる情報から算出してもよい。
【００２７】
目標ロックアップクラッチ締結容量演算部107は、エンジン出力トルク推定部108で算出したエンジントルク推定値TEから、目標コンバータトルク演算部105で算出した目標コンバータトルクTCNVCを減算して目標ロックアップクラッチ締結容量TLUを算出する。
TLU = TE - TCNVC  …(9)
【００２８】
ロックアップクラッチ締結圧指令値演算部109は、例えば、図６に示すようなロックアップクラッチ締結容量マップを参照し、現在の目標ロックアップクラッチ締結容量TLUを達成するためのロックアップクラッチ締結圧指令値PLUCを検索する。
【００２９】
ソレノイド駆動信号演算部110は、実際のロックアップクラッチ締結圧をロックアップクラッチ締結圧指令値演算部109で算出したロックアップクラッチ締結圧指令値PLUCにするためのロックアップデューティSDUTYを決定する。
【００３０】
目標駆動力演算部111は、スロットル開度TVOと車速VSPに基づき、例えば、図７に示すような目標駆動トルクマップから目標駆動トルクTD*を算出する。
ここで、目標駆動トルクTD*は、車両状態に応じて、エンジントルクTEに対しゲインKTDを掛けた値KTD × TEとしてもよい。
【００３１】
［目標スリップ回転設定処理］
図３は、目標スリップ回転演算部100による目標スリップ回転設定処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。
【００３２】
ステップS01では、下記の式(10)に基づいて、エンジン回転速度ωeの変化量Δωe（微分値または近似微分値）を算出し、ステップS02へ移行する。
Δωe = sωe or Δωe = sωe / ( Tcs + 1 )  …(10)
ここで、Tcは近似微分の時定数である。
【００３３】
ステップS02では、下記の式(11)に基づいて、制御演算用エンジントルク補正値dTEを算出し、ステップS03へ移行する。
dTE = KdTe × JeΔωe  …(11)
ここで、Jeはエンジンのイナーシャモーメント、KdTeは効果を最適にするゲインを示す。
【００３４】
ステップS03では、エンジン出力トルク推定部108で算出したエンジントルク推定値TEと、ステップS02で算出した制御演算用エンジントルク補正値dTEから、以下の式(12)に基づいて、制御演算用エンジントルクTE_adjを算出し、ステップS04へ移行する。
TE_adj = TE + dTE  …(12)
【００３５】
ステップS04では、目標駆動力演算部111で算出した目標駆動トルクTD*と、ステップS3で算出した制御演算用エンジントルクTE_adjから、駆動トルク不足分ΔTD*を算出し、ステップS05へ移行する。
ΔTD* = TD* - TE_adj  …(13)
【００３６】
ステップS05では、タービン回転速度ωtとステップS04で算出した駆動トルク不足分ΔTD*から、例えば、図８に示すような目標変速比マップを参照し、下記の式(14)を満足する目標速度比候補値e*cを算出し、ステップS06へ移行する。
( t-1 )C( ωt / e*c )2 = TD* - TE_adj  …(14)
ここで、Cはトルクコンバータ１のトルク容量係数、tはトルクコンバータ１のトルク比である。
【００３７】
図８の目標変速比マップは、例えば、図１０，１１に示すようなトルクコンバータ特性（トルク容量係数Cとトルク比t）から、タービン回転速度ωtに対するトルクコンバータ１のトルク増幅分を描いた図９のトルクコンバータ１のトルク増幅特性図を参照して求めることができる。
図９のトルクコンバータのトルク増幅特性は、式(14)の左辺に相当する。
【００３８】
ここで、式(14)に代えて、下記の式(15)から目標トルク比t*を算出し、算出した目標トルク比t*から、図１２に示すトルク比−速度比変換マップを参照して目標速度比候補値e*cを算出してもよい。
t* = 1 + ( TD* - TE_adj ) / Cωe2  …(15)
なお、図１２のトルク比−速度比変換マップは、図１１のトルクコンバータのトルク比特性より求められる。
【００３９】
ステップS06では、エンジン出力トルク推定部108算出したエンジントルクTEとタービン回転速度ωtから、図１３に示す目標速度比制限値マップに従い、目標速度比の下限値e*minを算出し、ステップS07へ移行する。
ここで、図１３の目標速度比制限値マップは、図１０に示すトルクコンバータ１のトルク容量係数Cとタービン回転速度ωtに対してトルク容量を描いた図１４から求まる。これは、ロックアップ開放状態（TLU=0Nm）で、最もエンジン回転が吹け上がる、つまり速度比の低い状態になり、これ以下の速度比は実現できないことを示す。そして、この速度比以上となるよう、目標速度比を制限する必要がある。つまり、このステップS06では、下記の式(16)を満たす速度比を算出していることになる。
TE = C( ωt / e)2  …(16)
【００４０】
ステップS07では、（ステップS05で算出した目標速度比候補値e*cがステップS06で算出した目標速度比の下限値e*minよりも大きいか否かを判定する。YESの場合にはステップS08へ移行し、NOの場合にはステップS09へ移行する。
【００４１】
ステップS08では、e*c ＞ e*minの状態であるため、目標速度比e*を下記の式(17)から求め、ステップS10へ移行する。
e* = e*c  …(17)
【００４２】
ステップS09では、e*c ≦ e*minの状態であるため、目標速度比e*を下限値e*minで制限し、ステップS10へ移行する。
e* = e*min  …(18)
【００４３】
ステップS10では、ステップS09までに算出した目標速度比e*と、タービン回転速度ωtより、下記の式(19)に基づいて、目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出し、リターンへ移行する。
ωSLPT = ωe* - ωt
= ωt( 1 - e* ) / e*  …(19)
ここで、目標エンジン回転速度相当値ωe* = ωt / e*を表す。
【００４４】
［エンジントルク補正処理］
図１５は、エンジン回転数変化時におけるエンジンコントローラ１２によるエンジントルク補正処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
【００４５】
ステップS50では、図１６に示す目標エンジントルク算出マップに従い、車速VSPとスロットル開度TVOから、目標エンジントルク候補値TE*cを算出し、ステップS51へ移行する。
【００４６】
ステップS51では、下記の式(20)に基づいて、エンジン回転変化量Δωe（微分値または近似微分値）を算出し、ステップS52へ移行する。
Δωe = sωe or Δωe = sωe / ( Tcs + 1 )  …(20)
ここで、Tcは近似微分の時定数である。
【００４７】
ステップS52では、下記の式(21)に基づいて、目標エンジントルクTD*の補正値dTE*を算出し、ステップS53へ移行する。
dTE* = JeΔωe  …(21)
【００４８】
ステップS53では、ステップS50で求めた目標エンジントルク候補値TE*cと、ステップS52で求めた目標エンジントルクTD*の補正値dTE*とから、下記の式(22)に基づいて、目標エンジントルクTE*を算出し、ステップS54へ移行する。
TE* = TE*c + dTE*  …(22)
【００４９】
以上のように、エンジントルク補正処理では、ステップS50で基本となる目標エンジントルク候補値TE*cを算出し、ステップS51でエンジン回転数の変化量を算出し、ステップS52でエンジン回転変化中の補正トルク分を算出する。そして、ステップS53で回転変化に費やされるトルク分も考慮し、目標エンジントルクTE*を算出する。
【００５０】
次に、作用を説明する。
無段変速機を含む自動変速機の動力伝達系に挿入されたトルクコンバータのロックアップ制御は、トルクコンバータのすべりに起因する燃費の悪化を低減するために、トルク増大作用や変速ショック吸収機能を必要としない運転領域において、ロックアップクラッチを用いてトルクコンバータの入出力要素間を直結状態とする。この状態はロックアップモードと称される。
【００５１】
この他に、入出力要素間を完全開放し、流体を介してトルク伝達を行うコンバータモードと、ロックアップクラッチを半締結状態とし、所定のスリップ状態を維持するスリップモードとを合わせて３つの動作モードを設定し、運転状態に応じて各動作モードを適宜切り替えている。そして、この動作モードの切り替えは、ロックアップ差圧を変化させることにより行い、ロックアップクラッチは、最小圧の場合はコンバータ状態、最大圧の場合はロックアップ状態となるように設計されている。
【００５２】
このうち、スリップモードにおいて設定した目標スリップ回転と実際のスリップ回転とが等しくなるようにロックアップ差圧を制御するスリップ制御と呼ばれ手法は、様々な方法が提案されている。
【００５３】
その一例として、例えば、特許第３２３０４６５号公報には、エンジントルクから目標スリップ回転相当のコンバータトルクを差し引くことで、目標スリップ回転を実現するために必要なロックアップ締結容量を算出し、これを差圧指令値に変換することでスリップ制御を行う手法が開示されている。
【００５４】
また、目標スリップ相当のコンバータトルクを算出する方法として、特許第３１８３２３５号公報に記載されたフィードバック補償器や特許第３２４０９７９号公報に記載された前置補償器を組み合わせ、制御系を２自由度として構成することにより制御性能を高める手法が提案されている。
これにより、制御途中でスロットル開度が変化した場合においても、エンジントルク変化分の補償が行われるため、実スリップ回転が目標スリップ回転から大きく外れることなく制御できる。
【００５５】
目標スリップ回転の設定方法に関係する技術としては、例えば、特開２００４−１４４２６２号公報、特開２００５−２１４２８３号公報に記載の方法等が提案されている。これらは、基本的にはスリップ状態からロックアップ状態へ移行するにあたり、ロックアップ締結ショックを抑えるよう滑らかにロックアップクラッチをつなぐことを目的としている。
【００５６】
例えば、特開２００５−２１４２８３号公報には、スリップ制御開始時のスリップ回転から最終的な目標である所定のスリップ回転に向けて、プライマリ回転（タービン回転と等価である。）の上昇分を考慮しながら目標スリップ回転を設定すること、およびエンジン回転の落ち込みが所定回転数以内となるように目標スリップ回転を補正することが開示されている。
【００５７】
ところが、上記従来のスリップ制御装置では、エンジン回転やプライマリ回転については所望のプロフィールが得られるものの、駆動トルクについては何ら考慮されていないため、駆動トルクを制御できない。特に、発進直後の駆動トルクはトルクコンバータ特性のみで決まるため、自由な加速度プロフィールを描くことができない。
【００５８】
［トルクコンバータによる目標駆動トルクの補償作用］
これに対し、実施例１の目標スリップ回転設定処理では、ステップS04で標駆動トルクTD*に対する駆動トルク不足分ΔTD*を算出し、ステップS05で目標駆動トルクTD*を満足し得る目標速度比e*の候補値e*cを算出する。続いて、ステップS06で目標速度比e*の取り得る制限範囲の下限値を算出し、ステップS07で目標速度比e*と制限範囲とを比較する。次に、ステップS08とステップS09で制限範囲を考慮した目標速度比e*を算出し、ステップS10で目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出する。
【００５９】
すなわち、実施例１の目標スリップ回転設定処理では、目標駆動トルクTD*に対する駆動トルク不足分ΔTD*をトルクコンバータ１のトルク比tで補償するためのロックアップクラッチ２の目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定し、設定した目標スリップ回転指令値ωSLPTが得られるように目標ロックアップクラッチ締結容量TLUを制御する。
【００６０】
このため、実施例１の目標スリップ回転設定処理では、従来はコンバータモードにおけるトルクコンバータ特性のみで決まっていた駆動トルクを任意に設定でき、所望の加速特性をロックアップクラッチ２の締結状態で操作できる。また、トルクコンバータ特性の範囲内で、一定の駆動トルクを保持でき、加速性能を維持できる。
【００６１】
［車両状態に応じた目標スリップ回転の設定作用］
まず、実施例１の目標スリップ回転指令値ωSLPTの算出ロジックについて説明する。
エンジンの運動方程式と駆動トルクの関係式を下記の式(A),(B)に示す。
Jeωe' = TE - TLU - Cωe2  …(A)
TD = tCωe2 + TLU  …(B)
ここで、Jeはエンジンとトルクコンバータカバー等を含めた慣性モーメントである。
【００６２】
式(A),(B)より、
( t-1 )Cωe2 = TD - TE + Jeωe'  …(23)
( t-1 )C( ωt / e )2 = TD - TE + Jeωe'  …(24)
と表すことができる。
【００６３】
さらに、式(24)のTDに目標駆動トルクTD*を設定すると、ステップS05において、目標速度比候補値e*cを算出する式(14)となる。
( t-1 )C( ωt / e*c )2 = TD* - TE_adj  …(14)
【００６４】
式(14)において、目標速度比候補値e*cは、駆動トルク不足分ΔTD*とタービン回転速度ωt、すなわち、目標駆動トルクTD*、エンジントルク推定値TE、エンジン回転速度ωeおよびタービン回転速度ωtから算出でき、目標速度比候補値e*cを求めることで、目標速度比e*を満足する目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出できる。
【００６５】
つまり、エンジントルク推定値TE、エンジン回転速度ωeおよびタービン回転速度ωtから目標駆動トルクTD*を満足する目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出することで、所望の目標駆動トルクTD*を達成するロックアップクラッチ２のスリップ回転を達成できる。
【００６６】
そして、目標スリップ回転演算部100では、タービン回転速度ωtと速度比eに対するトルクコンバータ１のトルク増幅特性図をマップ（図９）としてあらかじめ持っており、このマップの特性を、式(14)の左辺( t-1 )C( ωt / e )2の特性としている。
【００６７】
このため、駆動力不足分ΔTD*とタービン回転数ωtとから、目標駆動トルクTD*とエンジントルクTEとの差を埋めるような速度比（目標速度比e*）を求めることができ、演算負荷の軽減および目標スリップ回転指令値算出の高速化を図ることができる。
【００６８】
ここで、目標駆動トルクTD*とエンジントルクTEの差分、つまり駆動トルク不足分ΔTD*をトルクコンバータ１の速度比で補うということは、以下のようにトルク比を決めることにつながる。まず、式（14）を書き直すと、下記の式(25)のように表せる。
( t-1 )Cωe2 = TD* - TE_adj  …(25)
式(25)から、トルク比tについて解くと、目標トルク比t*を求める式(15)となる。
t* = 1 + ( TD* - TE_adj ) / Cωe2  …(D)
【００６９】
式(15)は、下記の式(26)のように表すことができる。
t = １ + ( TD* - TE + Jeωe' ) / Cωe2…(26)
つまり、エンジントルクTE、エンジン回転速度ωeおよびタービン回転速度ωtとから、目標駆動トルクTD*を得るために必要なトルクコンバータ１の目標トルク比t*を算出できるため、算出した目標トルク比t*となるようなスリップ状態を達成する目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出することで、所望の目標駆動トルクTD*を達成するロックアップクラッチ２のスリップ回転を達成できる。
【００７０】
［目標速度比e*の制限作用］
実施例１の目標スリップ回転設定処理では、式(16)に基づいて算出した下限値e*minにより目標速度比e*の下限値を制限する。すなわち、ステップS07で目標速度比候補値e*cと下限値e*minとを比較し、e*c ＞ e*minの場合はステップS08へと進んで目標速度比候補値e*cを目標速度比e*とし、e*c ≦ e*minの場合はステップS09へと進んで下限値e*minを目標速度比e*とする。
【００７１】
これは、ロックアップクラッチ容量がゼロであるロックアップ開放状態（TLU=0Nm）を想定し、エンジントルクTEとトルク容量C( ωt / e)2とが釣り合う状態での速度比以上となる目標速度比e*を算出することを意味している。
【００７２】
エンジン回転が最も吹け上がるのは、エンジントルクTEとトルクコンバータのトルク容量C( ωt / e)2とが釣り合う状態のときである。つまり、速度比eは最も低い状態になる。このときの速度比e*minよりも低い状態は、エンジントルクTEが一定であれば実現不可能な状態であるため、目標スリップ回転指令値ωSLPTは、下限値e*minよりも高い速度比に基づいて設定する必要がある。
【００７３】
例えば、実施例１において、スリップ回転指令値演算部104では、第１の目標スリップ回転補正値ωSLPTC1と実スリップ回転速度ωSLPRとの偏差（スリップ回転偏差ωSLPER）を無くすためのフィードバック補償器を備えている。ここで、上記目標速度比e*の制限を実施しない場合、スリップ回転偏差ωSLPERが大きくなり、フィードバック制御器の積分器に不要な値が蓄積され、制御系の演算負荷が大きくなる。
これに対し、上記目標速度比e*の制限を実施することにより、フィードバック制御器の積分器に不要な積分値が蓄積される等、制御系の負荷軽減を図ることができる。
【００７４】
［エンジントルク補正作用］
実施例１の目標スリップ回転設定処理では、目標駆動トルクTD*から制御演算用エンジントルクTE_adjを減算した値に基づいて目標速度比e*を算出している（式(14)または式(15)参照）。ここで、制御演算用エンジントルクTE_adjは、エンジントルクTEと制御演算用エンジントルク補正値dTEとを加算した値であり、制御演算用エンジントルク補正値dTEは、エンジン回転速度の変化量Δωeから求めた値である。
【００７５】
つまり、エンジン回転速度ωeが変化している過渡状態では、エンジントルクTEからエンジン回転変化に費やすトルク分dTEを差し引いた値に基づいて目標速度比e*を算出し、目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定している。
【００７６】
エンジン回転が変化している過渡時、エンジンが出力するトルクから、回転変化に費やす分が差し引かれた値が、トルクコンバータ１に入力される。つまり、式(24)に示したように、エンジントルクTEに対してJeωe'だけ、トルクコンバータ入力トルクは小さくなる。このため、このような過渡状態では、駆動トルクもこの分だけズレが生じてしまい、所望の駆動トルク（目標駆動トルクTD*）を忠実に実現できなくなる。
【００７７】
よって、目標駆動トルクTD*から制御演算用エンジントルクTE_adjを減算した値に基づいて目標速度比e*を算出し、目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定することにより、目標駆動トルクTD*に対する実際の駆動トルクのズレを小さく抑えることができる。
【００７８】
実施例１のエンジントルク補正処理では、目標エンジントルク候補値TE*cと目標エンジントルクの補正値dTE*とを加算して目標エンジントルクTE*を算出する。ここで、補正値dTE*は、エンジン回転変化量Δωeに慣性モーメントJeを掛け合わせた値である。
【００７９】
つまり、エンジン回転が変化している過渡状態では、エンジンによるトルク制御を行う際、目標エンジントルクTE*に対し、エンジン回転変化に費やすトルク分dTE*を上乗せした出力指令を出力する。
【００８０】
上述したように、エンジン回転が変化している過渡時、トルクコンバータ１およびロックアップクラッチ２に入力されるトルクは、エンジントルクTEよりもJeωe'だけ小さな値となってしまう。
【００８１】
このような状態でエンジンのトルク制御を行う際、このエンジン回転変化分dTE*だけエンジンの目標エンジントルクTE*に上乗せし、エンジントルクを出力することができれば、当初目標としたエンジントルクをトルクコンバータ１およびロックアップクラッチ２に入力することができ、実際の駆動トルクを目標駆動トルクTD*により近付けることができる。
【００８２】
次に、各タイムチャートを用いて実施例１の作用を具体的に説明する。
まず、実施例１の対策（目標駆動トルクに基づく目標スリップ回転の設定）を適用せずに、停車状態からアクセル開度一定で発進加速を行った場合の結果を図１７に示す。
【００８３】
例えば、タービン回転速度の上昇を考慮して目標スリップ回転を設定する場合、発進直後にはロックアップクラッチを操作しないため、発進性能はトルクコンバータ特性のみで決まる。このため、発進直後から時刻t1までの区間では、エンジントルクの大部分がエンジン回転を上昇させるために消費され、駆動トルクの立ち上がりが遅れてしまう。
【００８４】
ただし、エンジン回転上昇に伴い、トルクコンバータの容量も急激に上昇するため、時刻t3では過大な駆動トルクが発生することになる。また、路面状況によっては、駆動トルクが大きすぎるため、時刻t2では駆動トルクがトラクション限界トルクを超えてホイルスピンが発生している。
【００８５】
図１８は、実施例１の対策を適用した場合のタイムチャートであり、停車状態からアクセル開度一定で発進加速を行った場合の発進直後の結果を示す。なお、エンジン回転変化は考慮しておらず、目標スリップ回転も制限していない。
出力される駆動トルクは、目標駆動トルクに追従している。また、発進直後からエンジントルクの立ち上がりに応じて駆動トルクも立ち上がるため、車速を早期に立ち上げることができる。また、駆動トルクのピークが抑えられるため、駆動トルクはトラクション限界トルクを超えることなく持続的な加速を実現している。
【００８６】
図１９は、図１８と同条件で停車状態からアクセル開度一定で発進加速を行った場合の発進直後から所定時間経過後の結果を示す。
発進直後から所定時間が経過した時刻t1で自動変速機の変速を開始し、エンジン回転が一定になる。このとき、発進直後から時刻t1までの区間では、エンジン回転が上昇しているため、エンジントルクの大部分はエンジン回転を上昇させるために消費され、駆動トルクが目標駆動トルクよりも若干減少してしまう。しかし、時刻t1以降の区間では、エンジン回転が一定となり、駆動トルクを目標駆動トルクと一致させることができる。
【００８７】
図２０は、エンジン回転変化を考慮した場合の結果を示す。条件は図１９と同一である。
発進直後から時刻t1までの区間では、エンジン回転が変化している間、駆動トルク不足分を算出するにあたり、エンジン回転の変化に要するトルク分を考慮しているため、出力駆動トルクは図１９の場合と比べ、実際の駆動トルクを目標駆動トルクにより近付けることができる。
【００８８】
図２１は、エンジン回転変化を考慮してエンジントルクの指令値を操作した場合の結果を示す。条件は図１９と同一である。
発進直後から時刻t1までの区間では、エンジン回転が変化している間、エンジントルクを回転変化に使用するトルク分も上乗せして出力するため、実際の駆動トルクを目標駆動トルクにより近付けることができる。
【００８９】
図２２は、目標スリップ回転の下限値を制限した場合の結果を示す。条件は図１９と同一である。
時刻t1では、ロックアップクラッチのトルクがゼロまで減少するため、TE = Cωe2 が成立し、エンジン回転が飽和する。ここで、目標スリップ回転の下限値を制限し、実現可能な範囲内に収める。これにより、本対策なしではフィードバック制御器の入力である目標値と実スリップ回転の偏差が大きくなり、フィードバック制御器の積分器に不要な値を蓄積しまうのに対し、不要な積分値を蓄積することなく、制御系への負荷を軽減できる。
【００９０】
次に、効果を説明する。
実施例１のトルクコンバータのスリップ制御装置にあっては、以下に列挙する効果を奏する。
【００９１】
(1) 目標スリップ回転演算部100は、目標駆動トルクTD*に対する駆動トルク不足分ΔTD*をトルクコンバータ１のトルク比tで補償するためのロックアップクラッチ２の目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定し、設定した目標スリップ回転指令値ωSLPTが得られるように目標ロックアップクラッチ締結容量TLUを制御する。これにより、従来はコンバータモードにおけるトルクコンバータ特性のみで決まっていた駆動トルクを任意に設定できるため、所望の加速特性をロックアップクラッチ２の締結状態で操作でき、自由な加速度プロフィールを設定できる。また、トルクコンバータ特性の範囲内で、一定の駆動トルクを保持でき、加速性能を維持できる。
【００９２】
(2) 目標スリップ回転演算部100は、車両の運動状態（エンジントルクTE、エンジン回転速度ωeおよびタービン回転速度ωt）から目標速度比候補値e*cを算出し、算出した目標速度比候補値e*cから目標駆動トルクTD*を満足する目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出するため、所望の目標駆動トルクTD*を達成するロックアップクラッチ２のスリップ回転を達成できる。
【００９３】
(3) 目標スリップ回転演算部100は、車両の運動状態を表すエンジンの運動方程式(A)と駆動トルクの関係式(B)とに基づいて目標速度比候補e*cを算出し、算出した目標速度比候補値e*cから目標駆動トルクTD*を満足する目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出するため、所望の目標駆動トルクTD*を達成するロックアップクラッチ２のスリップ回転を達成できる。
【００９４】
(4) 目標スリップ回転演算部100は、タービン回転速度ωtと速度比eに対するトルクコンバータのトルク増幅特性( t-1 )C( ωt / e )2を有するマップ（図９）を備え、このマップを用いて駆動トルク不足分（TD* - TE）とタービン回転速度ωtから目標速度比候補値e*cを算出し、算出した目標速度比候補値e*cから目標駆動トルクTD*を満足する目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出する。これにより、演算負荷の軽減および目標スリップ回転指令値算出の高速化を図ることができる。
【００９５】
(5) 目標スリップ回転演算部100は、車両の運動状態を表すエンジンの運動方程式(A)と駆動トルクの関係式(B)とに基づいて目標駆動トルクTD*を満足する目標トルク比t*を求め、目標トルク比t*から算出した目標速度比候補値e*cから目標駆動トルクTD*を満足する目標スリップ回転指令値ωSLPTを算出する。これにより、所望の目標駆動トルクTD*を達成するロックアップクラッチ２のスリップ回転を達成できる。
【００９６】
(6) 目標スリップ回転演算部100は、目標トルク比t*を、式(D)に基づいて設定するため、所望の目標駆動トルクTD*を達成するロックアップクラッチ２のスリップ回転を達成できる。
【００９７】
(7) 目標スリップ回転演算部100は、ロックアップクラッチ容量をゼロと想定し、エンジントルクTEとトルクコンバータ１のトルク容量C( ωt / e)2とが釣り合う状態での速度比以上、かつ、１以下の目標速度比e*を算出し、算出した目標速度比e*に基づいて目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定する。これにより、フィードバック制御器の積分器に不要な積分値が蓄積される等、制御系の負荷軽減を図ることができる。
【００９８】
(8) 目標スリップ回転演算部100は、エンジン回転が変化している過渡状態では、エンジントルクからエンジン回転変化に費やすトルク分を差し引いた値を用いて目標スリップ回転指令値ωSLPTを設定する。
【００９９】
(9) エンジンコントローラ１２は、エンジン回転が変化している過渡状態では、エンジンによるトルク制御を行う際、目標エンジントルクTE*に対し、エンジン回転変化に費やすトルク分dTE*を上乗せした出力指令を出力する。これにより、当初目標としたエンジントルクをトルクコンバータ１およびロックアップクラッチ２に入力することができ、実際の駆動トルクを目標駆動トルクTD*により近付けることができる。
【０１００】
（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例に示したものに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない程度の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【０１０１】
本発明のトルクコンバータのスリップ制御装置および方法は、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータがエンジンと自動変速機との間に介装された駆動系を備えた車両であれば、いずれの車両にも適用でき、実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施例１のトルクコンバータのスリップ制御装置のシステム構成図である。
【図２】トランスミッションコントローラ５の制御ブロック図である。
【図３】目標スリップ回転演算部100による目標スリップ回転設定処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】スリップ回転ゲインマップである。
【図５】エンジン全性能マップである。
【図６】ロックアップクラッチ締結容量マップである。
【図７】目標駆動トルクマップである。
【図８】目標変速比マップである。
【図９】トルクコンバータのトルク増幅特性図である。
【図１０】トルクコンバータのトルク容量係数特性図である。
【図１１】トルクコンバータのトルク比特性図である。
【図１２】トルク比−速度比変換マップである。
【図１３】目標速度比制限値マップである。
【図１４】トルクコンバータのトルク容量特性図である。
【図１５】エンジン回転数変化時におけるエンジンコントローラ１２によるエンジントルク補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】目標エンジントルク算出マップである。
【図１７】実施例１の対策（目標駆動トルクに基づく目標スリップ回転の設定）を適用せずに、停車状態からアクセル開度一定で発進加速を行った場合のタイムチャートである。
【図１８】実施例１の対策を適用した場合の発進時のタイムチャートである。
【図１９】実施例１の対策を適用した場合の定常時のタイムチャートである。
【図２０】実施例１の対策を適用し、エンジン回転変化を考慮した場合のタイムチャートである。
【図２１】実施例１の対策を適用し、ンジン回転変化を考慮してエンジントルクの指令値を操作した場合のタイムチャートである。
【図２２】実施例１の対策を適用し、目標スリップ回転の下限値を制限した場合のタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１  トルクコンバータ
２  ロックアップクラッチ
３  ロックアップ制御バルブ
４  ロックアップソレノイド
５  トランスミッションコントローラ
６  電源電圧センサ
７  インペラ回転センサ
８  タービン回転センサ
９  出力軸回転センサ
１０  スロットル開度センサ
１１  油温センサ
１２  エンジンコントローラ（エンジン制御手段）
１３  車内通信網
100  目標スリップ回転演算部（目標スリップ回転設定手段）
101A  前置補償器
101B  前置補償器
102  スリップ回転偏差演算部
103  実スリップ回転演算部
104  スリップ回転指令値演算部
105  目標コンバータトルク演算部
106  スリップ回転速度ゲイン演算部
107  目標ロックアップクラッチ締結容量演算部
108  エンジン出力トルク推定部
109  ロックアップクラッチ締結圧指令値演算部
110  ソレノイド駆動信号演算部
【図１】
2010133488.tif 000003
【図２】
2010133488.tif 000004
【図３】
2010133488.tif 000005
【図４】
2010133488.tif 000006
【図５】
2010133488.tif 000007
【図６】
2010133488.tif 000008
【図７】
2010133488.tif 000009
【図８】
2010133488.tif 000010
【図９】
2010133488.tif 000011
【図１０】
2010133488.tif 000012
【図１１】
2010133488.tif 000013
【図１２】
2010133488.tif 000014
【図１３】
2010133488.tif 000015
【図１４】
2010133488.tif 000016
【図１５】
2010133488.tif 000017
【図１６】
2010133488.tif 000018
【図１７】
2010133488.tif 000019
【図１８】
2010133488.tif 000020
【図１９】
2010133488.tif 000021
【図２０】
2010133488.tif 000022
【図２１】
2010133488.tif 000023
【図２２】
2010133488.tif 000024