(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの動力を有段自動変速機に伝達するロックアップ機構付き流体伝動装置を備え、
該流体伝動装置の入出力要素間を直結するロックアップ状態における変速時は、該流体伝動装置を、入出力要素間の直結が解かれたコンバータ状態にするようにした車両において、
アクセルペダルの踏み込みを伴う変速時のロックアップ解除を行う場合、このロックアップ解除に伴うエンジンの吹け上がりを防止するためのエンジン出力低下の開始を、前記ロックアップ解除の開始に同期させると共に、前記アクセルペダル踏み込みを伴う変速の開始時期をロックアップ解除の開始時期よりも遅延させるように構成したことを特徴とする車両用パワーユニットの制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記有段自動変速機は、マニュアル変速レンジを選択する間は運転者によるマニュアル変速指令に対応したマニュアル変速段を選択可能にする構成であって、
前記アクセルペダル踏み込みを伴う変速は、マニュアル変速レンジを選択したときのマニュアル変速指令に対応した変速であることを特徴とする車両用パワーユニットの制御装置。
【請求項３】
請求項１または２において、前記エンジン出力低下を、前記アクセルペダル踏み込みを伴う変速中に終了させるように構成したことを特徴とする車両用パワーユニットの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンからの動力を有段自動変速機に伝達するロックアップ機構付き流体伝動装置を備え、該流体伝動装置がロックアップ状態にある変速時は、該流体伝動装置のロックアップを解除するようにした車両用パワーユニットの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用パワーユニットは、一般に、トルク増大機能やトルク変動吸収機能を必要とするために流体伝動装置を備えるが、流体伝動装置は入出力要素間でスリップを発生することから、動力伝達効率の変動を免れない。
【０００３】
そこで、今日の流体伝動装置には、トルク増大機能やトルク変動吸収機能を必要としない運転状態に移行するとき、入出力要素間をスリップ制限しないコンバータ状態から、入出力要素間を機械的に直結したロックアップ状態に切り換えることができるロックアップ機構を設けることが多い。
【０００４】
こうした流体伝動装置のロックアップ制御に際し、複数の変速段にそれぞれ個々にロックアップ領域を定める場合、ロックアップ状態のままでの変速が発生する。当該変速に際しては、流体伝動装置によるトルク変動吸収機能を利用できずに大きな変速ショックが生じることから、ロックアップ領域であっても変速中においては流体伝動装置を一時的にロックアップ解除するのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速時においては、変速のためにロックアップを解除しようとすると、エンジン出力が高いために、ロックアップ解除に伴うエンジンの吹け上がりが発生し、運転者に違和感を与えることがある。
【０００６】
また、流体伝動装置がエンジンからの動力を伝達する有段自動変速機には、例えば、特開平７−２７２２０号公報に記載されるように、従来の変速レンジ以外のマニュアル変速レンジを選択している間は、運転者によるマニュアル変速指令に対応したマニュアル変速段を選択可能にしたものがあるが、こうした構成の有段自動変速機は特に、低い車速で、しかも高いエンジン出力の場合でもロックアップ状態となり得るために、上記した問題が顕著である。
【０００７】
本発明は、こうした事実に鑑みなされたもので、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速のために、流体伝動装置の入出力要素間を直結するロックアップ状態からこの直結が解かれたコンバータ状態になるときに発生するエンジンの吹け上がりを軽減して、上記問題を解消することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的から、本発明である、請求項１に係る、車両用パワーユニットの制御装置は、エンジンからの動力を有段自動変速機に伝達するロックアップ機構付き流体伝動装置を備え、該流体伝動装置の入出力要素間を直結するロックアップ状態における変速時は、該流体伝動装置を、入出力要素間の直結が解かれたコンバータ状態にするようにした車両において、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速時のロックアップ解除を行う場合、このロックアップ解除に伴うエンジンの吹け上がりを防止するためのエンジン出力低下の開始を、前記ロックアップ解除の開始に同期させると共に、前記アクセルペダル踏み込みを伴う変速の開始時期をロックアップ解除の開始時期よりも遅延させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明である、請求項２に係る、車両用パワーユニットの制御装置は、請求項１において、前記有段自動変速機は、マニュアル変速レンジを選択する間は運転者によるマニュアル変速指令に対応したマニュアル変速段を選択可能にする構成であって、前記アクセルペダルの踏み込みを伴う変速は、マニュアル変速レンジを選択したときのマニュアル変速指令に対応した変速であることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、本発明である、請求項３に係る、車両用パワーユニットの制御装置は、請求項１または２において、前記エンジン出力低下を、前記アクセルペダルの踏み込みを伴う変速中に終了させるように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の効果】
本発明である、請求項１に係る、車両用パワーユニットの制御装置は、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速時のロックアップ解除を行う場合、このロックアップ解除に伴うエンジンの吹け上がりを防止するためにエンジン出力を低下させ、しかも、このエンジン出力低下の開始をロックアップ解除の開始に同期させるようにしたから、
アクセルペダルの踏み込みを伴う変速のために、流体伝動装置のロックアップを解除するときに発生するエンジンの吹け上がりを防止でき、運転者に違和感を与えない。
【００１３】
また、本発明である、請求項１に係る、車両用パワーユニットの制御装置は、前記アクセルペダルの踏み込みを伴う変速の開始時期をロックアップ解除の開始時期よりも遅延させるようにしたから、以下の作用効果が得られる。ロックアップ解除の動作中は、ロックアップクラッチ間で、少なからず滑りによる引き擦りが起きる。しかも、ロックアップ解除動作中に、変速を行うと該変速によるトルク変動が流体伝動装置の出力要素側から伝達され、ロックアップクラッチ間の引き擦りが大きくなることもある。そこで、変速の開始時期をロックアップ解除の開始時期よりも遅延させると、ロックアップ解除動作中、流体伝動装置の出力要素側には、変速によるトルク変動を伝達しない。従って、ロックアップ解除動作中に変速することにより起こる大きな引き擦りを防止し、ロックアップクラッチのフェーシングを保護することでロックアップ機構の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
さらに、本発明である、請求項２に係る、車両用パワーユニットの制御装置は、請求項１において、請求項１において、前記アクセルペダルの踏み込みを伴う変速は、運転者によるマニュアル変速指令に対応したマニュアル変速を可能にするマニュアル変速レンジを選択したときの変速であるから、以下の作用効果が得られる。マニュアル変速レンジによる変速では、車速が低くしかもエンジン出力の高い領域でもロックアップ可能なため、特に、このロックアップを解除するときのエンジンの吹け上がりは大きい。従って、マニュアル変速レンジによる変速では、請求項１の作用効果がさらに顕著なものになる。
【００１５】
加えて、本発明である、請求項３に係る、車両用パワーユニットの制御装置は、請求項１乃至２のいずれか一項において、前記エンジン出力低下を、前記アクセルペダルの踏み込みを伴う変速中に終了させるようにしたから、該エンジン出力低下を終了しエンジン出力が再び上昇するときに起こるショックを、変速ショックとして吸収でき、運転者に違和感を与えない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による車両用パワーユニットの制御装置を示し、１はエンジンコントローラ１００によって制御可能なエンジン、２は有段自動変速機である。有段自動変速機２は、基本的には本願出願人が昭和６２年３月に発行した「ＲＥ４Ｒ０１Ａ型オートマチックトランスミッション整備要領書」（Ａ２６１Ｃ０７）に記載のものと同じとし、流体伝動装置であるトルクコンバータ３を経てエンジン１の動力を入力され、選択変速段に応じたギア比で入力回転を変速し、出力軸４に伝達するものとする。
【００１７】
このとき、有段自動変速機２は、コントロールバルブユニット５内の第一シフトソレノイド６及び第二シフトソレノイド７をＯＮ，ＯＦＦ制御することにより第１速〜第４速を選択可能にし、また、トルクコンバータ３は、前記ユニット５内のロックアップソレノイド８をＯＮ，ＯＦＦ制御することで、入出力要素間を直結するロックアップ状態から入出力要素間の直結が解かれたコンバータ状態にすることができる。
【００１８】
これらのＯＮ，ＯＦＦ信号は、コントローラ２００により制御され、このコントローラ２００には、運転者が操作するシフトレバー９からの位置信号を入力するほか、エンジン１のスロットル開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ  １０からの信号及び、車速ＶＳＰを検出する車速センサ１１からの信号をそれぞれ入力する。
【００１９】
シフトレバー９は、駐車（Ｐ）レンジ位置と、後退走行（Ｒ）レンジ位置と、中立（Ｎ）レンジ位置と、前進自動変速（Ｄ）レンジ位置と、エンジンブレーキ（Ｌ）レンジ位置とを一直線上に配置した自動変速レンジに、該変速レンジからオフセットしたマニュアル変速レンジ（Ｍ）を有するレンジ上にある。マニュアル変速レンジ（Ｍ）では、シフトレバー９をアップシフト（＋）位置とダウンシフト（−）位置との間に自己復帰形式に弾支し、運転者は、１段階高速側へのアップシフト変速を希望する度にシフトレバー９をアップシフト（＋）位置にし、１段階低速側へのダウンシフト変速を希望する度にシフトレバー９をダウンシフト（−）位置にして、マニュアル変速指令をコントローラ２００に出力するものとする。
【００２０】
有段自動変速機２では、シフトレバー９がマニュアル変速レンジ（Ｍ）か否かで、コントローラ２００により異なる変速制御が行われる。
マニュアル変速レンジ（Ｍ）ではないときは、自動変速レンジに基づく自動変速を行い、この自動変速は、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ及び、Ｌレンジにおいて、前記文献におけるとほぼ同様の変速制御及びロックアップ制御を行うものとする。
但し、Ｌレンジを前記文献では１レンジと記述している。
【００２１】
ここで、自動変速レンジに基づく自動変速の代表として、Ｄレンジにおける変速制御を説明すると、コントローラ２００は図４に例示する変速マップ（実線がアップシフト変速線、破線がダウンシフト変速線を示す）をもとに、車速ＶＳＰ及びスロットル開度ＴＶＯから好適な変速段を検索する。次いで、現在の選択変速段が好適な変速段と一致しているか否かを判定し、不一致なら好適変速段への変速が実行されるようシフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦを切り換え、一致していればシフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦを現在のままに保つことにより、図４のＤレンジ変速マップに沿った変速制御を自動的に実行する。
【００２２】
他方、マニュアル変速レンジ（Ｍ）を選択したものと判定した場合、コントローラ２００は図５に例示する各変速マップＭ1 〜Ｍ4 （実線がアップシフト変速線、破線がダウンシフト変速線を示す）をもとに、シフトレバー９のマニュアル変速指令から好適な変速段を検索する。但し、これら変速マップＭ1 〜Ｍ4 上にはそれぞれ、マニュアル変速指令により使用可能な変速段の領域を示す。
【００２３】
ＤレンジからＭレンジに切り換えた当初は、当該切り換え直前の変速段を維持するようにシフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦは変更せずにおき、運転者がシフトレバー９をＭレンジにした後は、アップシフト（＋）位置にしてマニュアルアップシフト変速指令を発する度に、１段階高速側へのマニュアルアップシフト変速を行わせ、逆に運転者がシフトレバー９をダウンシフト（−）位置にしてマニュアルダウンシフト変速指令をを発する度に、１段階低速側へのマニュアルダウンシフトを行わせるように、シフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦを切り換えるものとする。
【００２４】
また、コントローラ２００は、マニュアル変速（Ｍ）レンジにおけるロックアップ制御を、図５の一点鎖線に示すロックアップ領域線Ｌに基づいて行う。
即ち、２速選択時は、マップＭ2 に示すように、ロックアップ領域線Ｌ2 の右側領域において、つまり、車速ＶＳＰがロックアップ車速Ｖ2 （＝３４）以上である時に、ロックアップソレノイド８をＯＮしてトルクコンバータ３をロックアップ状態にし、３速選択時は、マップＭ3 に示すように、ロックアップ領域線  Ｌ3 の右側領域において、つまり、車速ＶＳＰがロックアップ車速Ｖ3 （＝５２）以上である時に、ロックアップソレノイド８をＯＮしてトルクコンバータ３をロックアップ状態にし、４速選択時は、マップＭ4 に示すように、ロックアップ領域線Ｌ4 の右側領域において、つまり、車速ＶＳＰがロックアップ車速Ｖ4 （＝７５）以上である時に、ロックアップソレノイド８をＯＮしてトルクコンバータ３をロックアップ状態にするものとする。
【００２５】
なお、マニュアル１速選択中は、マップＭ1 に示すように、トルクコンバータ３をロックアップしないこととし、また、ロックアップ車速Ｖ2 〜Ｖ4 は、マニュアル２速〜４速選択時に同じエンジン回転数でロックアップが開始されるように、低速側変速段のロックアップ車速ほど低く設定する。
【００２６】
こうしたロックアップ車速Ｖ2 〜Ｖ4 の設定によれば、高いロックアップ車速Ｖ4 より低い車速のもとでも、マニュアル３速なら当該車速がロックアップ車速Ｖ3 より低くなるまでの間は、マニュアル３速でのロックアップが可能となり、当該変速段とトルクコンバータ３のロックアップ状態とで大きなエンジンブレーキを発生させることができ、また、マニュアル２速なら当該車速がロックアップ車速Ｖ2 より低くなるまでの間は、マニュアル２速でのロックアップが可能となり、当該変速段とトルクコンバータ３のロックアップ状態とで大きなエンジンブレーキを発生させることができ、エンジンブレーキを発生させ得る領域を拡大することが可能となる。
【００２７】
しかし、このようにロックアップ車速Ｖ2 〜Ｖ4 を設定した場合、車速が低くしかもスロットル開度の高い領域にまでロックアップの可能な領域が拡大されるために、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速であって、特に、低車速且つ高スロットル開度領域でロックアップしているときのマニュアルアップシフト変速では、ロックアップを解除するに伴い、エンジンが大きく吹け上がる。この吹け上がりが、運転者に違和感を与える。
【００２８】
そこで、本発明による車両用パワーユニットの制御装置は、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速時のロックアップ解除を行う場合、このロックアップ解除に伴うエンジンの吹け上がりを防止するためにエンジン出力を低下させ、しかも、エンジン出力低下の開始をロックアップ解除の開始に同期させる。
【００２９】
エンジン出力を低下させる手段としては、例えば、エンジンの点火時期を遅らせる点火時期遅角制御（リタード制御）、任意のエンジン気筒への燃料供給を停止する燃料供給停止制御（フューエルカット制御）及び、エンジンの排気を還流する排気還流量制御などによりエンジントルクを低下させるものが一般的であるが、本実施形態では、一例として、リタード制御をもって説明する。
【００３０】
図２は、図１より、運転者がマニュアル変速レンジ（Ｍ）を選択し、アクセルペダルの踏み込みを伴うアップシフト変速を行う場合の作用を説明する横軸を時間軸としたタイムチャートである。
図（ａ）は、時間の経過と共に上昇する車速ＶＳＰを示し、符号ＶL はロックアップ車速である。
図（ｂ）は、本実施形態によるトルクコンバータ３の入力要素側の回転数Ｎe と、出力要素側の回転数Ｎt とを実線で示し、破線は、従来技術による入力要素側の回転数Ｎe である。
図（ｃ）は、運転者がシフトレバー９をアップシフト（＋）位置にしたことを示すシフトスイッチ信号、図（ｄ）は、ロックアップソレノイド８をＯＮ，ＯＦＦするロックアップ信号であって、ＯＮ信号では、トルクコンバータ３をロックアップ状態とし、ＯＦＦ信号（ロックアップ解除信号）では、トルクコンバータ３をコンバータ状態にする。図（ｅ）は、シフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦによるマニュアルアップシフト変速の開始時期を示し、図（ｆ）は、エンジン１の出力トルクＴを示す。
【００３１】
具体的には、図５を参照し、マニュアル２速（Ｍ2 ）の車速ＶX （Ｖ2 ＜ＶX ）で走行中、マニュアル３速に変速しようとする場合を考える。
ロックアップ状態での走行中、運転者がアクセルペダルを踏み込んでマニュアルアップシフト変速を行うとすると、図２に示すように、ｔ＝ｔo のとき、運転者は、シフトレバー９を１回アップシフト（＋）位置にするため、マニュアルアップシフト変速指令をコントローラ２００に発し（図ｃ）、コントローラ２００がロックアップソレノイド８をＯＦＦしてロックアップを解除する（図ｄ）。このとき、このロックアップ解除信号に同期し、エンジン１では、エンジンコントローラ１００によって、リタード制御が開始される（図ｆ）。
【００３２】
従って、ロックアップ状態におけるアクセルペダルの踏み込みを伴う変速、この場合、ロックアップ状態におけるマニュアルアップシフト変速では、図ｆに示すように、ロックアップ解除の開始に同期してエンジン１の出力トルクＴが低下する。このことから、ロックアップ解除中の入力要素側回転数Ｎe に着目すると、図ｂの斜線領域Ｘに示す分だけ、入力要素側回転数Ｎe の吹け上がりが、破線で示す従来のそれよりも小さくなる。
【００３３】
ところで、従来から、エンジントルクを低下させるためにリタード制御を行う場合があるが、通常、リタード制御の開始及び終了時期は、シフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦによる変速の開始及び終了時期に同期するものであって、本発明のように、ロックアップ解除の開始に同期するものではない。
【００３４】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、シフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦによる変速の開始時期を、ロックアップ解除の開始時期ｔ＝ｔo よりも時間ｔ1 だけ遅延させる（図ｅ）。
ロックアップ解除の動作中は、ロックアップクラッチ間で、少なからず滑りによる引き擦りが起きる。しかも、ロックアップ解除動作中に、変速を行うと該変速によるトルク変動がトルクコンバータ３の出力要素側から伝達され、ロックアップクラッチ間の引き擦りが大きくなることもある。
そこで、変速の開始時期をロックアップ解除の開始時期よりも時間ｔ1 だけ遅延させると、ロックアップ解除動作中、トルクコンバータ３の出力要素側には、変速によるトルク変動を伝達しない。従って、ロックアップ解除動作中に変速することにより起こる大きな引き擦りを防止し、ロックアップクラッチのフェーシングを保護することでロックアップ機構の耐久性を向上させることができる。
【００３５】
また、変速終了後は、エンジン１の出力トルクを再び正常なトルクに戻す必要があるが、リタード制御を終了しエンジントルクが再び上昇すると、エンジントルクの変動によるショックが生じてしまう。
そこで、本実施形態では、エンジン１の出力トルクを低下させるリタード制御を、図２（ｆ）に示すように、シフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦによる変速が終了する時間ｔ2 までの間に終了させる。このことにより、リタード制御で抑えていたエンジントルクが再び上昇するときに起こるショックを、変速ショックとして吸収でき、運転者に違和感を与えることがない。
【００３６】
こうして変速が終了した後は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、車速ＶＳＰがロックアップ車速ＶL （＝Ｖ3 ）を越えるまでの間は、トルクコンバータ３を入出力要素間がΔＮ＝（Ｎe −Ｎt ）だけスリップするコンバータ状態とする。その後、ｔ＝ｔL において、車速ＶＳＰがロックアップ車速ＶL になると（図ａ）、ロックアップ信号を再びＯＮにして（図ｄ）、入出力要素間のスリップ制限しないコンバータ状態から入出力要素間を機械的に直結させたロックアップ状態になり、動力伝達効率は安定する。
【００３７】
これに対して、例えば、図３は、従来技術におけるマニュアルアップシフト変速を説明するタイムチャートであって、図２と同一の部分は、同一符号をもって説明する。
ロックアップ状態での走行中、ｔ＝ｔo のとき、運転者がアクセルペダルを踏み込んでシフトレバー９を１回アップシフト（＋）位置にしてマニュアルアップシフト変速指令を発する（図ｃ）と、トルクコンバータ３のロックアップを解除するためにロックアップ信号がＯＦＦになる（図ｄ）。このロックアップ解除信号に同期して、シフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦ制御が開始され、現在の選択変速段（ギア比ｉ）から１段階高速側の選択変速段（ギア比ｉ＋１）への変速が行われる（図ｅ）。
【００３８】
ところが、従来技術では、図ｂに示すように、マニュアルアップシフト変速の開始から終了までの時間ｔ2 における入力要素側回転数Ｎe と、出力要素側回転数Ｎt との関係では、ロックアップ解除に伴い入力要素側回転数Ｎe が大きく吹け上がった後、ギア比（ｉ＋１）相当まで入力要素回転数Ｎe が低下するため、運転者に違和感を与える。
【００３９】
上述のように、本実施形態では、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速時のロックアップ解除を行う場合、このロックアップ解除に伴う吹け上がりを防止するためにエンジン１の出力トルクを低下させ、しかも、この出力トルク低下の開始をロックアップ解除の開始に同期させたから、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速のために、トルクコンバータ３のロックアップを解除するときに発生するエンジンの吹け上がりを防止でき、運転者に違和感を与えない。
【００４０】
また、リタード制御によるエンジントルク低下を、変速中に終了させるから、リタード制御を終了しエンジントルクが再び上昇するときに起こるショックを、変速ショックとして吸収でき、運転者に違和感を与えない。
【００４１】
加えて、変速の開始時期をロックアップ解除の開始時期よりも遅延させたから、ロックアップ解除動作中に変速することにより起こるロックアップクラッチ間の大きな引き擦りを防止し、ロックアップクラッチのフェーシングを保護することでロックアップ機構の耐久性を向上させることができる。
【００４２】
本実施形態では、アクセルペダル踏み込みを伴う変速を、マニュアル変速レンジを選択したときのマニュアルアップシフト変速で説明したが、アクセルペダルの踏み込みを伴う変速であれば、Ｐ，Ｄ，Ｒ，Ｎ，Ｌレンジ毎に自動変速を行う自動変速レンジによる変速であってもよい。
しかし、本実施形態で説明したように、アクセルペダル踏み込みを伴う変速が、運転者によるマニュアル変速指令に対応したマニュアル変速レンジ（Ｍ）での変速の場合は、図５に示すように、車速が低くしかもエンジン出力の高い領域でもロックアップ可能なため、特に、ロックアップを解除するときのエンジンの吹け上がりが大きい。
従って、マニュアル変速レンジ（Ｍ）によるアクセルペダル踏み込みを伴う変速では、自動変速レンジに比べて、エンジンの吹け上がりを防止することでの作用効果がさらに顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車両用パワーユニットの制御装置を示したシステム図である。
【図２】本発明による車両用パワーユニットの制御装置を説明するタイムチャートである。
【図３】従来技術を説明するタイムチャートである。
【図４】自動変速機の自動変速（Ｄ）レンジにおいて用いる変速制御パターンを例示する線図である。
【図５】マニュアル変速レンジの変速制御パターンを例示する線図である。
【符号の説明】
１  エンジン
２  有段自動変速機
３  ロックアップ機構付きトルクコンバータ
４  出力軸
５  コントロールバルブユニット
６，７    シフトソレノイド
８  ロックアップソレノイド
９  シフトレバー
１０  スロットル開度センサ
１１  車速センサ
１００  エンジンコントローラ
２００  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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