(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力トルクを変速機に伝達するトルクコンバータと、トルクコンバータのエンジン側と変速機側とを直結可能なロックアップクラッチと、を備える車両に搭載され、前記トルクコンバータの状態が駆動状態にある時には前記ロックアップクラッチの状態を、前記エンジンの回転数と前記変速機の入力軸の回転数との差である前記ロックアップクラッチの差回転数を正の値に制御する加速フレックス制御状態に制御し、前記トルクコンバータの状態が被駆動状態にある時には前記ロックアップクラッチの状態を該ロックアップクラッチの差回転数を負の値に制御する減速フレックス制御状態に制御するロックアップクラッチの制御装置であって、
前記ロックアップクラッチの実差回転数を目標差回転数にフィードバック制御するために必要な前記ロックアップクラッチの目標トルク容量をフィードバックトルクとして算出するフィードバックトルク算出部と、
前記ロックアップクラッチの状態を前記加速フレックス制御状態に制御する際の前記ロックアップクラッチの目標トルク容量の符号を正、前記ロックアップクラッチの状態を前記減速フレックス制御状態に制御する際の前記ロックアップクラッチの目標トルク容量の符号を負とすると共に、前記ロックアップクラッチの状態を前記加速フレックス制御状態及び前記減速フレックス制御状態に制御している際にはゼロを下回る目標トルク容量は負の値として取り扱うことによって、前記エンジンの回転数を入力、前記変速機の入力軸の回転数を出力とし、前記ロックアップクラッチの差回転数をパラメータとして含む前記車両のモデル式によって推定された前記ロックアップクラッチの推定差回転数を目標差回転数にフィードフォワード制御するために必要な前記ロックアップクラッチの目標トルク容量をフィードフォワードトルクとして算出するフィードフォワードトルク算出部と、
前記ロックアップクラッチの状態を前記加速フレックス制御状態に制御している際は前記フィードバックトルクと前記フィードフォワードトルクとの和を前記ロックアップクラッチの最終の目標トルク容量として算出し、前記ロックアップクラッチの状態を前記減速フレックス制御状態に制御している際は前記フィードバックトルクと前記フィードフォワードトルクとの和にマイナスを掛けた値を前記ロックアップクラッチの最終の目標トルク容量として算出する目標トルク容量算出部と、
前記ロックアップクラッチのトルク容量が前記目標トルク容量算出部によって算出された最終の目標トルク容量となるように前記ロックアップクラッチの油圧を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするロックアップクラッチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックアップクラッチの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エンジンの出力トルクを変速機に伝達するトルクコンバータと、トルクコンバータのエンジン側と変速機側とを直結可能なロックアップクラッチと、を備える車両が知られている。このような車両では、制御装置が、アクセル操作量や車速に応じて、ロックアップクラッチの状態を係合状態、解放状態、及びスリップ状態のうちのいずれかの状態に駆動制御する。なお、ロックアップクラッチのスリップ状態としては、トルクコンバータの状態が被駆動状態（差回転数が負である状態）にある時にロックアップクラッチの差回転数を負の値に制御する減速フレックス制御状態、及びトルクコンバータの状態が駆動状態（差回転数が正である状態）にある時にロックアップクラッチの差回転数を正の値に制御する加速フレックス制御状態がある。
【０００３】
トルクコンバータの状態が被駆動状態にある時とトルクコンバータの状態が駆動状態にある時とでは、ロックアップクラッチの目標トルク容量及び指示圧（油圧指令値）の増減の方向が異なる。このため、従来のロックアップクラッチの駆動制御では、ロックアップクラッチの目標トルク容量の絶対値を用いてロックアップクラッチの指示圧を算出することによって、トルクコンバータの状態が被駆動状態にある時とトルクコンバータの状態が駆動状態にある時とでロックアップクラッチの目標トルク容量及び指示圧の増減の方向を揃えるようにしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３０４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一般に、ロックアップクラッチの背圧（冷却用循環油圧）やパックエンド圧（パック詰めが完了する油圧）は設計値に対してばらつきを有している。そして、目標トルク容量が０Ｎｍである時の油圧に相当する背圧とパックエンド圧との和の実際値が設計値より低い場合には、目標トルク容量が０Ｎｍを跨ぐことになる。このため、ロックアップクラッチの目標トルク容量の絶対値を用いてロックアップクラッチの指示圧を算出した場合、目標トルク容量が０Ｎｍを跨いだ際に指示圧が再び上昇する、換言すれば、指示圧が目標圧より大きくなることによって、ロックアップクラッチの差回転数を目標差回転数に制御できなくなる。
【０００６】
具体的には、図６（ａ）に示すように、トルクコンバータの状態が駆動状態にある場合において、ロックアップクラッチの実際の背圧が設計値より小さいと、ロックアップクラッチの目標トルク容量Ｔｌｕ（線Ｌ３）が０より小さくなることがある。そして、ロックアップクラッチの目標トルク容量Ｔｌｕが０より小さくなると、ロックアップクラッチの指示圧Ｐｓｌｕ（線Ｌ４）は再び上昇する。同様に、図６（ｂ）に示すように、トルクコンバータの状態が被駆動状態にある場合において、ロックアップクラッチの実際の背圧が設計値より小さいと、ロックアップクラッチの目標トルク容量Ｔｌｕ（線Ｌ３）が０より大きくなることがある。そして、ロックアップクラッチの目標トルク容量Ｔｌｕが０より小さくなると、ロックアップクラッチの指示圧Ｐｓｌｕ（線Ｌ４）は上昇する。なお、図６（ａ），（ｂ）において、線Ｌ１，Ｌ２はそれぞれロックアップクラッチの目標差回転数（目標ｎｓｌｐ）及び実差回転数（実ｎｓｌｐ）を示している。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロックアップクラッチの背圧やパックエンド圧が設計値に対してずれている場合であってもロックアップクラッチの差回転数を目標差回転数に追従させることが可能なロックアップクラッチの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るロックアップクラッチの制御装置は、エンジンの出力トルクを変速機に伝達するトルクコンバータと、トルクコンバータのエンジン側と変速機側とを直結可能なロックアップクラッチと、を備える車両に搭載され、前記トルクコンバータの状態が駆動状態にある時には前記ロックアップクラッチの状態を該ロックアップクラッチの差回転数を正の値に制御する加速フレックス制御状態に制御し、前記トルクコンバータの状態が被駆動状態にある時には前記ロックアップクラッチの状態を該ロックアップクラッチの差回転数を負の値に制御する減速フレックス制御状態に制御するロックアップクラッチの制御装置であって、前記ロックアップクラッチの実差回転数を目標差回転数にフィードバック制御するために必要な前記ロックアップクラッチの目標トルク容量をフィードバックトルクとして算出するフィードバックトルク算出部と、前記ロックアップクラッチの状態を前記加速フレックス制御状態に制御する際の前記ロックアップクラッチの目標トルク容量の符号を正、前記ロックアップクラッチの状態を前記減速フレックス制御状態に制御する際の前記ロックアップクラッチの目標トルク容量の符号を負とすると共に、前記ロックアップクラッチの状態を前記加速フレックス制御状態及び前記減速フレックス制御状態に制御している際にはゼロを下回る目標トルク容量は負の値として取り扱うことによって、モデル式によって推定された前記ロックアップクラッチの推定差回転数を目標差回転数にフィードフォワード制御するために必要な前記ロックアップクラッチの目標トルク容量をフィードフォワードトルクとして算出するフィードフォワードトルク算出部と、前記ロックアップクラッチの状態を前記加速フレックス制御状態に制御している際は前記フィードバックトルクと前記フィードフォワードトルクとの和を前記ロックアップクラッチの最終の目標トルク容量として算出し、前記ロックアップクラッチの状態を前記減速フレックス制御状態に制御している際は前記フィードバックトルクと前記フィードフォワードトルクとの和にマイナスを掛けた値を前記ロックアップクラッチの最終の目標トルク容量として算出する目標トルク容量算出部と、前記ロックアップクラッチのトルク容量が前記目標トルク容量算出部によって算出された最終の目標トルク容量となるように前記ロックアップクラッチの油圧を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るロックアップクラッチの制御装置によれば、ロックアップクラッチの背圧とパックエンド圧との和の設計値よりも低い指示圧を出力できるので、ロックアップクラッチの背圧やパックエンド圧が設計値に対してずれている場合であってもロックアップクラッチの差回転数を目標差回転数に追従させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置及びこの制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態である指示圧算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、トルクコンバータが駆動状態及び被駆動状態にある時のロックアップクラッチの目標トルク容量及び指示圧の増減方向を示す図である。
【図５】図５は、トルクコンバータが駆動状態及び被駆動状態にある時のロックアップクラッチの目標トルク容量及び指示圧の変化を示す図である。
【図６】図６は、トルクコンバータが駆動状態及び被駆動状態にある時のロックアップクラッチの目標トルク容量及び指示圧の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置について説明する。
【００１２】
〔車両の構成〕
初めに、図１を参照して、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置が適用される車両の構成について説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置及びこの制御装置が適用される車両の構成を示す模式図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置が適用される車両１は、エンジン２、変速機３、トルクコンバータ４、及びロックアップクラッチ５を主な構成要素として備えている。
【００１４】
エンジン２は、例えば気筒内に噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。なお、図中の符号ｎｅ，Ｔｅはそれぞれ、エンジン２の回転数（以下、エンジン回転数）及び出力トルクを表している。
【００１５】
変速機３は、トルクコンバータ４の出力トルクＴｃとロックアップクラッチ５の出力トルクＴｌｕとの和である出力トルクＴｔを変速した後、図示しない駆動輪に伝達する。変速機３としては、自動変速機（Automatic Transmission : AT）や無段変速機（Continuously Variable Transmission : CVT）等を例示できる。なお、図中の符号ｎｔは、変速機３の入力軸（トルクコンバータ４の出力軸）の回転数であるタービン回転数を表している。
【００１６】
トルクコンバータ４は、エンジン２のクランク軸２ａに連結された入力回転部材に相当するポンプ翼車４ａと、タービン軸３ａを介して変速機３に連結された出力回転部材に相当するタービン翼車４ｂと、を備え、流体を介して動力伝達を行う流体動力伝達装置である。なお、図中の符号Ｔｅ１は、トルクコンバータ４の入力トルクを表している。
【００１７】
このような構成を有するトルクコンバータ４では、差回転数（エンジン回転数ｎｅ−タービン回転数ｎｔ）が０より小さい被駆動状態においては、流体はポンプ翼車４ａとタービン翼車４ｂとの間に設けられた図示しないステータが回転している状態（トルクが増幅されていない状態）でタービン翼車４ｂ側からポンプ翼車４ａ側へと流れる。一方、差回転数が０より大きい駆動状態においては、流体は図示しないステータが固定されている状態（トルクが増幅されている状態）でポンプ翼車４ａ側からタービン翼車４ｂ側へと流れる。
【００１８】
ロックアップクラッチ５は、係合状態である時にトルクコンバータ４の入力側と出力側とを機械的に直結し、トルクコンバータ４のポンプ翼車４ａとタービン翼車４ｂとによる流体動力伝達機能を無効化させるものである。ロックアップクラッチ５は、制御装置１０による制御によって、その状態が係合状態、解放状態、及びスリップ状態（半係合状態）の間で駆動制御されるように構成されている。ここで、係合状態とは、トルクコンバータ４の入力側と出力側とを直接的に係合する状態を意味し、解放状態とは、こうした係合状態が解放された状態を意味する。
【００１９】
また、スリップ状態とは、係合状態と解放状態との間の中間の状態、すなわちトルクコンバータ４の入力側と出力側との相対回転をある程度許容し、両者を部分的に係合する状態を意味する。また、ロックアップクラッチ５のスリップ状態としては、トルクコンバータ４の状態が被駆動状態にある時にロックアップクラッチ５の差回転数（エンジン回転数ｎｅ−タービン回転数ｎｔ）を負の値に制御する減速フレックス制御状態、及びトルクコンバータ４の状態が駆動状態にある時にロックアップクラッチ５の差回転数を正の値に制御する加速フレックス制御状態がある。図中の符号Ｔｅ２は、ロックアップクラッチ５の入力トルクを表している。
【００２０】
〔制御装置の構成〕
次に、図２を参照して、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置の構成について説明する。図２は、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図２に示すように、本発明の一実施形態であるロックアップクラッチの制御装置１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、及び入出力バッファ等を含むＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって構成され、ＣＰＵが記憶装置内に記憶されている制御プログラムを実行することによって制御装置１０全体の動作を制御する。本実施形態では、制御装置１０は、図示しないＣＰＵが記憶装置内に記憶されている制御プログラムを実行することによって、フレックスロックアップコントローラ（フレックスＬ／Ｕコントローラ）１１、トルク／油圧換算部１２、及びパック詰め制御部１３として機能する。フレックスＬ／Ｕコントローラ１１は、ＦＦトルク算出部１１ａ、ＦＢトルク算出部１１ｂ、及び目標トルク容量算出部１１ｃを備えている。これら各部の機能については後述する。
【００２２】
このような構成を有するロックアップクラッチの制御装置１０は、以下に示す指示圧算出処理を実行することによって、ロックアップクラッチ５の背圧やパックエンド圧が設計値に対してずれている場合であってもロックアップクラッチ５の差回転数を目標差回転数に追従させる。以下、図３〜図５を参照して、本発明の一実施形態である指示圧算出処理を実行する際のロックアップクラッチの制御装置１０の動作について説明する。
【００２３】
〔指示圧算出処理〕
図３は、本発明の一実施形態である指示圧算出処理の流れを示すフローチャートである。図４は、トルクコンバータが駆動状態及び被駆動状態にある時のロックアップクラッチの目標トルク容量及び指示圧の増減方向を示す図である。図５は、トルクコンバータが駆動状態及び被駆動状態にある時のロックアップクラッチの目標トルク容量及び指示圧の変化を示す図である。図３に示すフローチャートは、ロックアップクラッチ５の状態を減速フレックス制御状態又は加速フレックス制御状態に制御する処理が開始されたタイミングで開始となり、指示圧算出処理はステップＳ１の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ１の処理では、制御装置１０が、ロックアップクラッチ５の実差回転数を目標差回転数（目標ｎｓｌｐ）にフィードバック制御（ＰＩ制御）するために必要なロックアップクラッチ５の目標トルク容量（以下、ＦＢトルクと表記）の値をゼロにリセットする。すなわち、トルクコンバータ４の状態が駆動状態にある時と被駆動状態にある時とでは、エンジン２の出力トルクＴｅやロックアップクラッチ５の背圧等のばらつき量が異なるため、加速フレックス制御状態及び減速フレックス制御状態におけるＦＢトルクをお互いに引き継がないようにする。これにより、ステップＳ１の処理は完了し、指示圧算出処理はステップＳ２の処理に進む。
【００２５】
ステップＳ２の処理では、ＦＦトルク算出部１１ａが、ゼロを下回る目標トルク容量は負の値として、モデル式によって推定されたロックアップクラッチ５の推定差回転数を目標差回転数（目標ｎｓｌｐ）にフィードフォワード制御するために必要なロックアップクラッチ５の目標トルク容量（以下、ＦＦトルクと表記）を算出する。また、ＦＢトルク算出部１１ｂが、ＦＢトルクを算出し、算出されたＦＢトルクを目標トルク容量算出部１１ｃに出力する。なお、ＦＢトルク算出部１１ｂは、ロックアップクラッチ５の状態が加速フレックス制御状態にある場合及びロックアップクラッチ５の状態が減速フレックス制御状態にある場合のいずれの場合も、実差回転数と目標差回転数との偏差に基づいて共通の数式を用いてＦＢトルクを算出することが望ましい。共通の数式を用いてＦＢトルクを算出することによって制御を単純化できる。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、指示圧算出処理はステップＳ３の処理に進む。
【００２６】
ステップＳ３の処理では、ＦＦトルク算出部１１ａが、ロックアップクラッチ５の状態が減速フレックス制御状態にある場合はステップＳ２の処理において算出されたＦＦトルク（減フレトルク）を、符号を反転させてから目標トルク容量算出部１１ｃに出力する。一方、ロックアップクラッチ５の状態が加速フレックス制御状態にある場合には、ＦＦトルク算出部１１ａは、ステップＳ２の処理において算出されたＦＦトルクを、符号を反転させずに目標トルク容量算出部１１ｃに出力する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、指示圧算出処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２７】
ステップＳ４の処理では、目標トルク容量算出部１１ｃが、ロックアップクラッチ５の状態を加速フレックス制御状態に制御している際はＦＦトルクとＦＢトルクとの和（ＦＦトルク＋ＦＢトルク）をロックアップクラッチ５の最終の目標トルク容量Ｔｌｕとして算出する。一方、ロックアップクラッチ５の状態を減速フレックス制御状態に制御している際はＦＦトルクとＦＢトルクとの和にマイナスを掛けた値（−（ＦＦトルク＋ＦＢトルク））をロックアップクラッチ５の最終の目標トルク容量Ｔｌｕとして算出する。そして、目標トルク容量算出部１１ｃは、算出されたロックアップクラッチ５の最終の目標トルク容量Ｔｌｕをトルク／油圧換算部１２ｃに出力する。図４に示すように、トルクコンバータ４が駆動状態にある時、すなわちロックアップクラッチ５の状態が加速フレックス制御状態である時には、目標差回転数と実差回転数との偏差Ｅに関係なく、目標トルク容量Ｔｌｕと指示圧Ｐｓｌｕの増減方向は同じ方向になる。これに対して、トルクコンバータ４が被駆動状態にある時、すなわちロックアップクラッチ５の状態が減速フレックス制御状態である時には、目標差回転数と実差回転数との偏差Ｅに関係なく、目標トルク容量Ｔｌｕと指示圧Ｐｓｌｕの増減方向は逆方向になる。このため、ロックアップクラッチ５の状態を減速フレックス制御状態に制御している際はＦＦトルクとＦＢトルクとの和にマイナスを掛けることにより、最終の目標トルク容量Ｔｌｕ及び指示圧の増減の向きを揃えることができる。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、指示圧算出処理はステップＳ５の処理に進む。
【００２８】
ステップＳ５の処理では、トルク／油圧換算部１２が、目標トルク容量算出部１１ｃによって算出されたロックアップクラッチ５の最終の目標トルク容量Ｔｌｕをロックアップクラッチ５の油圧（指示圧）Ｐｓｌｕ（＝Ｔｌｕ×Ｋｔｐ＋背圧（設計値），Ｋｔｐ＝１／（受圧面積×有効半径））に換算し、換算された油圧Ｐｓｌｕを示す制御信号をパック詰め制御部１３に出力する。そして、パック詰め制御部１３は、トルク／油圧換算部１２から出力された制御信号に従ってロックアップクラッチ５の油圧を制御する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、一連の指示圧算出処理は終了する。以後、制御装置１０は、ロックアップクラッチ５の状態が減速フレックス制御状態又は加速フレックス制御状態にある間、指示圧算出処理から所定時間経過する度毎に指示圧算出処理を繰り返し実行する。
【００２９】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態である指示圧算出処理では、ＦＦトルク算出部１１ａが、ロックアップクラッチ５の状態を加速フレックス制御状態及び減速フレックス制御状態に制御している際にはゼロを下回る目標トルク容量は負の値として取り扱うことによって、モデル式によって推定されたロックアップクラッチ５の推定差回転数を目標差回転数にフィードフォワード制御するために必要なロックアップクラッチ５の目標トルク容量を算出する。これにより、図５（ａ），（ｂ）に線Ｌ５で示すように、トルクコンバータ４の状態が駆動状態である場合及びトルクコンバータ４の状態が被駆動状態にある場合のいずれの場合においてもロックアップクラッチ５の背圧とパックエンド圧との和の設計値よりも低い指示圧を出力できるので、ロックアップクラッチ５の背圧やパックエンド圧が設計値に対してずれている場合であってもロックアップクラッチ５の差回転数を目標差回転数に追従させることができる。
【００３０】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１  車両
２  エンジン
３  変速機
４  トルクコンバータ
５  ロックアップクラッチ
１０  制御装置
１１  フレックスロックアップコントローラ（フレックスＬ／Ｕコントローラ）
１１ａ  ＦＦトルク算出部
１１ｂ  ＦＢトルク算出部
１１ｃ  目標トルク容量算出部
１２  トルク／油圧換算部
１３  パック詰め制御部
【図１】
0006531627.tif 000002
【図２】
0006531627.tif 000003
【図３】
0006531627.tif 000004
【図４】
0006531627.tif 000005
【図５】
0006531627.tif 000006
【図６】
0006531627.tif 000007