(57)【要約】【課題】機関燃焼状態の変更時に、トルクコンバータのスリップ量を早期に設定値へ収束させて意図するクリープトルクの減少を実現することである。【解決手段】クリープトルクを減少させるために、トルクコンバータ（２，３）からトルクを歯車変速装置６へ伝達するためのクラッチ８において係合力を弱めてクラッチを滑らせ、トルクコンバータのスリップ量を設定量に維持するようにクラッチの係合力をフィードバック制御する自動変速機の制御装置において、トルクコンバータへトルクを提供する内燃機関の燃焼状態を変更する時には、係合力のフィードバック制御における制御量を変更する。【選択図】　　　図１
2004100865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリープトルクを減少させるために、トルクコンバータからトルクを歯車変速装置へ伝達するためのクラッチにおいて係合力を弱めて前記クラッチを滑らせ、前記トルクコンバータのスリップ量を設定量に維持するように前記クラッチの前記係合力をフィードバック制御する自動変速機の制御装置において、前記トルクコンバータへトルクを提供する内燃機関の燃焼状態を変更する時には、前記係合力のフィードバック制御における制御量を変更することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機を有する車両が公知である。一般的な自動変速機は、エンジンから回転動力を受けるトルクコンバータと、トルクコンバータからの回転動力を変速して車輪へ伝達する歯車変速装置とを有している。このような自動変速機において、シフトレンジがドライブレンジとされていると、アクセルペダルを開放しても、トルクコンバータからトルクを歯車変速装置へ伝達するためのクラッチが完全係合状態とされていて、エンジンはアイドル回転で運転されるために、若干のトルクが車輪側に伝達され、車両は前進してしまう。
【０００３】
この現象は一般的にクリープ現象と称されている。シフトレンジをニュートラルレンジとすれば、歯車変速装置のクラッチが非係合状態とされ車輪側へトルクが伝達されることはなく、クリープ現象を防止することはできる。しかしながら、信号待ち等の車両一時停止に際してシフトレンジをドライブレンジからニュートラルレンジとし、発進に際して再びドライブレンジに戻すことは面倒であり、通常は、フットブレーキによってクリープ現象による車両の前進を防止している。
【０００４】
こうして、フットブレーキにより車両の発進を防止するためには、比較的大きな踏込力をブレーキペダルに作用させなければならない。この踏込力を低減するために、車両一時停止時において、歯車変速装置のクラッチを不完全係合状態として、すなわち、クラッチを滑らせて車輪側へ伝達されるクリープトルクを減少させることが提案されている。
【０００５】
前述のクラッチは、完全係合状態から係合力を弱めることによって不完全係合状態となり、この不完全係合状態における係合力は、機関回転数と歯車変速装置へのトルク伝達要素の回転数との差が一定となるように、すなわち、トルクコンバータにおけるスリップ量を設定量とするようにフィードバック制御される。
【０００６】
こうしてクリープトルクを減少させている間において、クリープトルクの減少分は機関発生トルクを減少可能であり、燃料消費を低減することができる。この時において、機関発生トルクは比較的小さくされているために、エアコンディショナ等の機関出力の一部を使用する機器を作動させたり停止させたりすると、この機関負荷の増減によって機関回転数が比較的大幅に変化する。
【０００７】
このような大幅な機関回転数の変化に対して前述のようにクラッチの係合力をフィードバック制御すると、クラッチは、ほぼ完全係合状態となってクリープトルクを殆ど減少させることができなくなったり、又は、ほぼ非係合状態となって車両発進時に大きなトルクショックが発生したりする。
【０００８】
この問題を解決するために、機関回転数の急変時には、クラッチにおける係合力のフィードバック制御を中止することが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−１５９９６８号公報（段落番号００５６−００７１、図４及び５）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
機関回転数の急変は、前述の機器の作動及び停止だけでなく、機関燃焼状態の変更によっても発生する。この機関燃焼状態の変更時において、単にクラッチにおける係合力のフィードバック制御を中止しても、フィードバック制御の開始時において、トルクコンバータにおけるスリップ量を直ぐに設定量に収束させることができず、意図するようなクリープトルクの減少が実現されないことがある。
【００１１】
従って、本発明の目的は、機関燃焼状態の変更時に、トルクコンバータのスリップ量を早期に設定値へ収束させて意図するクリープトルクの減少を実現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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の自動変速機の制御装置は、クリープトルクを減少させるために、トルクコンバータからトルクを歯車変速装置へ伝達するためのクラッチにおいて係合力を弱めて前記クラッチを滑らせ、前記トルクコンバータのスリップ量を設定量に維持するように前記クラッチの前記係合力をフィードバック制御する自動変速機の制御装置において、前記トルクコンバータへトルクを提供する内燃機関の燃焼状態を変更する時には、前記係合力のフィードバック制御における制御量を変更することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による制御装置が取り付けられる内燃機関の自動変速機を示す概略図である。同図において、１は機関クランクシャフトに連結されたフロントカバーであり、２はフロントカバー１に連結されたインペラポンプである。３はオートマチック・トランスミッション・フルードを介してインペラポンプ２に対向配置するタービンライナである。このタービンライナ３はオーバドライブ・インプットシャフト（ＯＤシャフト）４に連結されている。ＯＤシャフト４は、オーバドライブ機構（図示せず）を介してインプットシャフト５に連結されている。
【００１４】
６は歯車変速装置であり、複数のプラネタリ歯車を有して複数の変速比を実現可能とするものである。７は歯車変速装置内のインタミーデイトシャフトである。インタミーデイトシャフト７は、アウトプットシャフト（図示せず）を介してディファレンシャルギヤ（図示せず）へ連結されている。８はフォワードクラッチであり、インプットシャフト５のトルクをインタミーデイトシャフト７へ伝達するために完全係合状態とされ、また、伝達しないように非係合状態とされる。シフトレンジがドライブレンジである時には、フォワードクラッチ８は完全係合状態とされている。それにより、信号待ち等のドライブレンジとされたままの車両一時停止時には、アイドル回転によってインプットシャフト５に発生するトルクが、歯車変速装置６のインタミーデイトシャフト７へ伝達されることとなるために、車両が発進しようとするのをフットブレーキによって防止しなければならない。
【００１５】
本発明による制御装置は、このようにして歯車変速装置６へ伝達されるクリープトルクを減少させるために、図２及び３に示すフローチャートに従ってフォワードクラッチ８を制御する。フォワードクラッチ８は、一般的に、油圧により作動されるものであり、作動油圧を高めれば係合状態とされてインプットシャフト５とインタミーデイトシャフト７とを連結し、作動油圧を下げれば非係合状態とされてインプットシャフト５とインタミーデイトシャフト７とを切り離すようになっている。
【００１６】
先ず、ステップ１０１では、自動変速機のシフトレンジがドライブレンジであるか否かが判断される。例えば、ドライブレンジ以外のニュートラルレンジでは、フォワードクラッチ８は非係合状態とされており、インプットシャフト５のトルクはインタミーデイトシャフト７へ伝達されることはなく、クリープトルクは発生しない。次いで、ステップ１０２では、車両が停止しているか否かが判断される。次いで、ステップ１０３ではブレーキペダルが踏み込まれていて（ＯＮ）、かつ、アクセルペダルが解放されている（ＯＦＦ）か否かが判断される。ステップ１０１から１０３における判断のいずれかが否定される時にはそのまま終了するが、いずれも肯定される時には、インプットシャフト５からインタミーデイトシャフト７へクリープトルクが伝達されることとなり、ステップ１０４へ進む。
【００１７】
ステップ１０４では、フォワードクラッチ８の係合力を弱めてフォワードクラッチ８が滑り始めるまで作動油圧を徐々に低下させる。具体的には、電磁弁によりフォワードクラッチ８の圧力室を排出管へ接続して圧力室内の作動油圧を所定値まで低下させ、その後は、フォワードクラッチ８が滑り始めるまで微少時間だけ圧力室と排出管との接続を繰り返すようにする。フォワードクラッチ８の滑り始めは、停止していたタービンライナ３が回転し始めるようになるために、タービンライナ３の回転数を監視することにより検出可能である。
【００１８】
次いで、ステップ１０５においては、機関回転数Ｎ１とタービンライナ３の回転数Ｎ２との差ΔＮが算出され、この差ΔＮを目標差ΔＮｔに一致させるようにフォワードクラッチ８の係合力（作用油圧）をフィードバック制御する。それにより、トルクコンバータにおけるスリップ量（インペラポンプ２とタービンライナ３との間のスリップ量）を一定として、歯車変速装置６へのクリープトルクを一定にしている。
【００１９】
この係合力のフィードバック制御は、実際的には、フォワードクラッチ８の圧力室を供給管と排出管とに接続する電磁弁におけるデューティ率Ｒをフィードバック制御することとなる。供給管への接続時間が長くなれば圧力室内の作動油圧は高まり、排出管への接続時間が長くなれば作動油圧は低下する。
【００２０】
デューティ率Ｒを算出するために、ステップ１０６では、前回の積分項Ｉｎ−１と、目標差ΔＮｔと、現在の回転数差ΔＮと、係数Ｋｉとに基づき積分項Ｉｎが算出される。次いで、ステップ１０７では、目標差ΔＮｔと、現在の回転数差ΔＮと、係数Ｋｐとに基づき比例項Ｐｎが算出される。次いで、ステップ１０８では、目標差ΔＮｔと、現在の回転数差ΔＮ（ΔＮｎ）と、前回の回転数差ΔＮ（ΔＮｎ−１）と、係数Ｋｄとに基づき微分項Ｄｎが算出される。ステップ１０８では、積分項Ｉｎから比例項Ｐｎ及び微分項Ｄｎが減算され、補正項Ｃが加算されてデューティ率Ｒｎが算出される。
【００２１】
ステップ１１０では、燃焼状態が変更されたか否かが判断される。本実施形態において、トルクコンバータへトルクを提供する内燃機関は、筒内噴射式火花点火内燃機関であり、吸気行程での燃料噴射によって理論空燃比の均質混合気を気筒内全体に形成する均質燃焼と、圧縮行程後半での燃料噴射によって点火プラグ近傍に可燃混合気を形成する成層燃焼とを実施可能となっている。アイドル時においては、機関状態によって均質燃焼と成層燃焼とが切り換えられる。
【００２２】
前述のステップ１０６から１０８において算出された積分項Ｉｎ、比例項Ｐｎ、微分項Ｄｎは、それぞれ均質燃焼に適したフィードバック係数Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄを使用して算出された値である。均質燃焼から成層燃焼に変更されていない場合は、ステップ１１０における判断が否定され、ステップ１１４において、電磁弁のデューティ率Ｒは、ステップ１０８において算出されたデューティ率Ｒｎに更新される。
【００２３】
一方、均質燃焼から成層燃焼に変更された場合には、ステップ１１０における判断が肯定され、ステップ１１１において、前述のフィードバック係数Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄは成層燃焼に適した値に変更される。次いで、ステップ１１２では、ステップ１０６における積分項Ｉｎの更新及びステップ１０８における微分項Ｄｎの更新が禁止される。
【００２４】
均質燃焼から成層燃焼に変更された当初は、機関回転数の変動が大きく、この変動時に電磁弁のデューティ率Ｒをフィードバック制御しても、フォワードクラッチ８がほぼ完全係合状態となったり、ほぼ非係合状態となったりして、良好にクリープトルクを減少させることはできない。それにより、この回転変動が収まるまでの間は、デューティ率Ｒのフィードバック制御を中止することが好ましい。それにより、ステップ１１３において、燃焼状態の変更から設定時間が経過したか否かが判断され、この判断が否定される時には、ステップ１１４においてデューティ率Ｒを更新することなく終了する。
【００２５】
燃焼状態の変更から設定時間が経過して機関回転数が安定すると、ステップ１１３における判断が肯定されて、ステップ１１４においてデューティ率Ｒがステップ１０８において算出されたデューティ率Ｒｎに更新される。この当初は、ステップ１１２において、積分項Ｉｎ及び微分項Ｄｎは、大きな回転変動に伴って異常値となることを防止するために更新が禁止されていて、機関状態変更前の積分項と微分項とが使用されるが、比例項は、ステップ１０７において新たな係数Ｋｐに基づき算出された比例項Ｐｎが使用され、ステップ１０８においてデューティ率Ｒｎが算出される。
【００２６】
しかしながら、燃焼状態の変更から設定時間が経過すれば、ステップ１１０における判断が否定されるために、積分項Ｉｎ及び微分項Ｄｎの更新は許可され、ステップ１０８では、それぞれに新たな係数Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄを使用して算出された積分項Ｉｎ、比例項Ｐｎ、積分項Ｄｎを使用してデューティ率Ｒｎが算出され、ステップ１１４において、電磁弁のデューティ率Ｒが、このデューティ率Ｒｎに更新されることとなる。
【００２７】
燃料噴射量により制御される成層燃焼は、空気量により制御される均質燃焼に比較してエンジン回転の応答性が早く、エンジン回転が変化する際のエンジン回転数の変化速度は、均質燃焼時に比較して成層燃焼時の方が大きくなるために、積分項、比例項、及び微分項を算出するためのそれぞれのフィードバック係数Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄを、均質燃焼時に比較して大きくしないと、機関回転数が変化した時に、トルクコンバータにおけるスリップ量を設定量に収束させるのに長い時間が必要となる。本実施形態では、成層燃焼時には、ステップ１１１において、それぞれを成層燃焼に適した大きなフィードバック係数Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄに変更しているために、均質燃焼時の小さな各フィードバック係数が使用されることはなく、機関回転数が変化した時に、トルクコンバータにおけるスリップ量を設定量に直ぐに収束させることができる。
【００２８】
成層燃焼から均質燃焼へ変更される時にも、ステップ１１０における判断が肯定され、ステップ１１１において、各フィードバック係数Ｋｉ、Ｋｐ、Ｋｄは、均質燃焼に適した小さな各フィードバック係数に戻される。それにより、均質燃焼時において、成層燃焼に適した大きな各フィードバック係数が使用されて、トルクコンバータにおけるスリップ量がオーバーシュートして設定量になかなか収束しないようなことは防止される。
【００２９】
このように、本実施形態においては、内燃機関が均質燃焼と成層燃焼との切り換えによって燃焼状態を変更するものであり、エンジン回転の応答性の早い成層燃焼時には、トルクコンバータにおけるスリップ量を設定値に維持するためのフォワードクラッチ８の係合量におけるフィードバック制御において、制御量としてのフィードバック係数を大きくし、また、エンジン回転の応答性の遅い均質燃焼時には、制御量としてのフィードバック係数を小さくしているが、この考え方を他の内燃機関に適用することも可能である。
【００３０】
例えば、全気筒運転と、一部気筒を休止する減筒運転とを切り換えて燃焼状態を変更する内燃機関の場合には、フォワードクラッチ８の係合量におけるフィードバック制御において、エンジン回転の応答性が早い全気筒運転時には大きな制御量を使用するように、エンジン回転の応答性の遅い減筒運転では小さな制御量を使用するようにすれば良い。
【００３１】
また、吸気行程で気筒内に形成されるタンブル流の強さを変化させることができるタンブルコントロールバルブ（ＴＣＶ）が設けられた内燃機関では、ＴＣＶを閉弁して強いタンブル流を生成する運転と、ＴＣＶを開弁して弱いタンブル流を生成する運転とが切り換えられて燃焼状態が変更される。この内燃機関では、フォワードクラッチ８の係合量におけるフィードバック制御において、強いタンブル流を生成する運転時には、エンジン回転の応答性が早いために、大きな制御量を使用するようにし、弱いタンブル流を生成する運転時には、エンジン回転の応答性が遅いために、小さな制御量を使用するようにすれば良い。
【００３２】
【発明の効果】
このように、本発明による自動変速機の制御装置は、クリープトルクを減少させるために、トルクコンバータからトルクを歯車変速装置へ伝達するためのクラッチにおいて係合力を弱めてクラッチを滑らせ、トルクコンバータのスリップ量を設定量に維持するようにクラッチの係合力をフィードバック制御する自動変速機の制御装置において、トルクコンバータへトルクを提供する内燃機関の燃焼状態を変更する時には、係合力のフィードバック制御における制御量を変更するようになっている。それにより、各燃焼状態において最適な制御量を使用してフィードバック制御を実施することができ、トルクコンバータのスリップ量が発散したりすることなく早期に設定値へ収束され、意図するクリープトルクの減少を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による制御装置が取り付けられる自動変速機の概略図である。
【図２】自動変速機のフォワードクラッチを制御するためのフローチャートの一部である。
【図３】図２のフローチャートの残り一部である。
【符号の説明】
１…フロントカバー
２…インペラポンプ
３…タービンライナ
５…インプットシャフト
６…歯車変速装置
７…インタミーデイトシャフト
８…フォワードクラッチ
【図１】
2004100865.tif 000003
【図２】
2004100865.tif 000004
【図３】
2004100865.tif 000005