(57)【要約】【課題】車両が勾配路を走行する際における乗員の走行感を向上する。【解決手段】エンジンに連結されるポンプ側シェルと、自動変速機に連結されるタービンランナーと、ポンプ側シェルとタービンランナーとをオン状態とオフ状態とに選択的に切り換えるロックアップクラッチを備えたトルクコンバータを有し、車両が登坂路を走行する際には、路面勾配に応じてロックアップクラッチがオン状態となるロックアップ車速が設定される。このロックアップ車速はロックアップ後に車速が低下しない速度に設定され、スロットル開度が同一のときには路面勾配が大きいほどロックアップ車速は高く設定される。ロックアップ車速はロックアップクラッチがオフされる解放車速と相違しており、解放車速はロックアップ車速よりも低い車速に設定されている。【選択図】　　図３
2004100834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結される入力要素、自動変速機に連結される出力要素、および前記入力要素と前記出力要素とをオン状態とオフ状態とに選択的に設定するロックアップクラッチを備えた流体伝動機構を有する自動変速機の制御装置であって、
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、
前記ロックアップクラッチがオン状態になるロックアップ車速を路面勾配に応じて設定するロックアップ制御手段とを有することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動変速機の制御装置において、スロットル開度が同一のときには路面勾配が大きいほど前記ロックアップ車速を高く設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動変速機の制御装置において、前記ロックアップ車速をロックアップ後に車速が低下しない車速に設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置において、前記入力要素と前記出力要素とを完全に締結するフルロックアップと、前記入力要素と前記出力要素とをスリップさせるスリップロックアップとに対して路面勾配に応じて前記ロックアップ車速を設定することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置において、前記ロックアップ車速と前記ロックアップクラッチを解放させる解放車速とを相違させることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の自動変速機の制御装置において、前記自動変速機は無段変速機であ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】
本発明はトルクコンバータなどの流体伝動機構を車両の走行状態に応じて制御するようにした自動変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される自動変速機には、変速機構としてプラネタリギヤなどを用いて車両の走行状態に応じて所定の変速段に切り換えるようにした遊星歯車式の自動変速機（ＡＴ）と、複数の駆動側の変速歯車が設けられた入力軸とこの入力軸と平行に配置され複数の被駆動側の変速歯車が設けられた出力軸とを有し、噛合い機構をアクチュエータにより所定の変速段に切り換えるようにした平行２軸式の自動変速機と、変速比を無段階に設定する無段変速機（ＣＶＴ）とがある。無段変速機には、ベルト式やトロイダル式があり、ベルト式無段変速機は入力軸に設けられるプライマリプーリと、出力軸に設けられるセカンダリプーリと、これらのプーリ間に掛け渡されるベルトやチェーンなどの動力伝達要素とを有している。
【０００３】
このような自動変速機を備えた車両にあっては、エンジンと自動変速機との間の動力伝達経路には、トルクコンバータなどの流体伝動機構が発進装置として搭載される。流体伝動機構には、入力要素としてのポンプおよび出力要素としてのタービンを備え、流体の運動エネルギーを用いて動力伝達を行うようにした流体継手と、これらの入出力要素に加えてトルク増幅用のステータを備えたトルクコンバータとがある。このような流体伝動機構には、入力要素としてのポンプと出力要素としてのタービンとをオン状態つまりロックアップ状態とオフ状態つまり解放状態とに切り換えるロックアップクラッチが設けられることが多く、燃費を向上するためには、比較的低車速の領域でロックアップクラッチをオンさせてロックアップ状態に移行させることが好ましい。
【０００４】
ロックアップ状態には、入力要素と出力要素とを完全に締結するフルロックアップと入力要素と出力要素とをスリップさせるスリップロックアップとがあり、これらの状態と、ロックアップクラッチ解放状態つまりトルクコンバータ作動状態とには、一般的に車速、スロットル開度および変速比をパラメータとして、自動的に制御される。
【０００５】
このようなロックアップクラッチを有する場合、車両が登坂路に入ったときには、ロックアップクラッチがフルロックアップやスリップロックアップのロックアップ状態からコンバータ作動状態に移行するように設定すると、ロックアップクラッチが解放されることからエンジン回転数や駆動力が急激に増大することになる。そこで、フルロックアップやスリップロックアップのもとで車両が登坂路に差し掛かると、スロットル開度の大きさにかかわらずロックアップクラッチを解放状態とするようにした制御装置が、たとえば、特許文献１および２に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１８２６７０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２０００−６５１９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃費向上のために低車速でロックアップ状態に移行させるようにすると、平坦路では問題が生じなくとも、登坂勾配を走行している場合には、ロックアップ状態でなければ登坂可能であっても、ロックアップ状態ではエンジン回転数が下がって駆動力不足を招くことがある。この場合には一定速度あるいは加速して登坂できないという現象が発生してしまうことになる。
【０００９】
このような登坂勾配を走行するときには、ロックアップ状態でないときにはエンジン回転数が増大して車速が増加し、設定車速に到達するとロックアップ状態となり、ロックアップ状態になると駆動力が下がって車速が低下することになる。そして、ロックアップ解放車速まで車速が低下するとロックアップが解放され、ロックアップ解放によりエンジン回転数が増大し駆動力が復帰して再び車速が増加することになる。このように、急勾配、特に車両駆動力性能上の限界付近の登坂勾配を走行するときには、ロックアップ状態とロックアップ解放状態とが繰り返されるいわゆるハンチング現象を生じることがあり、ハンチング現象が発生すると、勾配路における走行に際して乗員は違和感を感じることがある。
【００１０】
本発明の目的は、車両が勾配路を走行する際における乗員の走行感を向上することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動変速機の制御装置は、エンジンに連結される入力要素、自動変速機に連結される出力要素、および前記入力要素と前記出力要素とをオン状態とオフ状態とに選択的に設定するロックアップクラッチを備えた流体伝動機構を有する自動変速機の制御装置であって、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、車速を検出する車速検出手段と、路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、前記ロックアップクラッチがオン状態になるロックアップ車速を路面勾配に応じて設定するロックアップ制御手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の自動変速機の制御装置は、スロットル開度が同一のときには路面勾配が大きいほど前記ロックアップ車速を高く設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明の自動変速機の制御装置は、前記ロックアップ車速をロックアップ後に車速が低下しない車速に設定することを特徴とする。
【００１４】
本発明の自動変速機の制御装置は、前記入力要素と前記出力要素とを完全に締結するフルロックアップと、前記入力要素と前記出力要素とをスリップさせるスリップロックアップとに対して路面勾配に応じて前記ロックアップ車速を設定することを特徴とする。
【００１５】
本発明の自動変速機の制御装置は、前記ロックアップ車速と前記ロックアップクラッチを解放させる解放車速とを相違させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の自動変速機の制御装置は、前記自動変速機は無段変速機であることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、ロックアップクラッチがオン状態になるロックアップ車速を面路勾配に応じて設定するようにしたので、勾配路を車両が走行するときにおける乗員の走行感を向上することができる。特に、急勾配路であって車両動力性能上の限界付近の登坂勾配を車両が走行するときにおいても、トルクコンバータがオンオフを繰り返すハンチング現象の発生を防止することができるので、勾配路の走行状況下でロックアップクラッチのオンオフを適正に制御することができ、走行感を向上させることができる。スロットル開度が同一のときには路面勾配が大きいほどロックアップ車速を高く設定するので、走行感を向上させることができる。ロックアップクラッチがオンとなっても、車速が低下しないので、走行感を向上させることができる。ロックアップクラッチがオンするロックアップ車速を、フルロックアップとスリップロックアップとについて路面勾配に応じて設定するので、走行時の走行感を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は自動変速機の一例としてベルト式無段変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図であり、この無段変速機はエンジン１のクランク軸２の回転が流体伝動機構としてのトルクコンバータ３と前後進切換装置４とを介して伝達される駆動側のプライマリ軸５と、これと平行となった被駆動側のセカンダリ軸６とを有している。
【００１９】
プライマリ軸５には入力側回転体としてのプライマリプーリ７が設けられており、このプライマリプーリ７はプライマリ軸５に一体となった固定プーリ７ａと、これに対向してプライマリ軸５にボールスプラインなどにより軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ７ｂとを有し、プーリのコーン面間隔つまりプーリ溝幅が可変となっている。セカンダリ軸６には出力側回転体としてのセカンダリプーリ８が設けられており、このセカンダリプーリ８はセカンダリ軸６に一体となった固定プーリ８ａと、これに対向してセカンダリ軸６に可動プーリ７ｂと同様にして軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ８ｂとを有し、プーリ溝幅が可変となっている。
【００２０】
プライマリプーリ７とセカンダリプーリ８との間には動力伝達要素としてのベルト９が掛け渡されており、両方のプーリ７，８の溝幅を変化させてそれぞれのプーリに対するベルト９の巻き付け径の比率を変化させることにより、プライマリ軸５の回転がセカンダリ軸６に無段階に変速されて伝達されることになる。駆動ベルト９のプライマリプーリ７に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ８に対する巻き付け径をＲｓとすると、変速比つまりプーリ比ｉはｉ＝Ｒｓ／Ｒｐとなる。
【００２１】
セカンダリ軸６の回転は減速歯車およびディファレンシャル装置１０を有する歯車列を介して駆動輪１１ａ，１１ｂに伝達されるようになっており、前輪駆動の場合には駆動輪１１ａ，１１ｂは前輪となる。
【００２２】
プライマリプーリ７の溝幅を変化させるために、プライマリ軸５にはプランジャ１２が固定され、このプランジャ１２の外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ１３が可動プーリ７ｂに固定されており、プランジャ１２とプライマリシリンダ１３とにより駆動油室１４が形成されている。一方、セカンダリプーリ８の溝幅を変化させるために、セカンダリ軸６にはプランジャ１５が固定され、このプランジャ１５の外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ１６が可動プーリ８ｂに固定されており、プランジャ１５とセカンダリシリンダ１６とにより駆動油室１７が形成されている。それぞれの溝幅は、プライマリ側の駆動油室１４に導入されるプライマリ圧Ｐｐと、セカンダリ側の駆動油室１７に導入されるセカンダリ圧Ｐｓとを調整することにより設定される。
【００２３】
トルクコンバータ３はクランク軸２に連結される入力要素としてのポンプ側シェル１８と、トルクコンバータ出力軸１９に連結される出力要素としてのタービンランナー２０とを有し、トルクコンバータ出力軸１９にはポンプ側シェル１８に固定されたフロントカバー２１に係合するロックアップクラッチ２２が取り付けられている。ロックアップクラッチ２２の一方側にはアプライ室２２ａが形成され、他方側にはリリース室２２ｂが形成されている。
【００２４】
アプライ室２２ａとリリース室２２ｂには調圧された作動油が供給され、リリース室２２ｂの作動油の圧力を低下させるとアプライ室２２ａに供給される油圧によってロックアップクラッチ２２はフロントカバー２１に係合してフルロックアップ状態つまりクラッチ係合状態となる。一方、リリース室２２ｂに供給される油圧を高めてリリース室２２ｂからアプライ室２２ａを介して作動油をトルクコンバータ３内で循環させることによりロックアップクラッチ２２が解放されてトルクコンバータ３は作動状態になる。そして、リリース室２２ｂに供給する油圧を調圧することにより、ロックアップクラッチ２２はフロントカバー２１に対してスリップするスリップロックアップ状態つまり半クラッチ状態となる。
【００２５】
図２は無段変速機の変速制御装置を示す概略図であり、駆動油室１４，１７にはエンジンあるいは電動モータにより駆動されるオイルポンプ２３によってオイルパン内の作動油が供給されるようになっている。オイルポンプ２３の吐出口に接続されるセカンダリ圧路２４は、駆動油室１７に連通されるとともにセカンダリ圧調整弁２５のセカンダリ圧ポートに連通されている。このセカンダリ圧調整弁２５によって駆動油室１７に供給されるセカンダリ圧Ｐｓは、ベルト９に必要な伝達容量に見合った圧力に調整される。
【００２６】
セカンダリ圧路２４はプライマリ圧調整弁２６のセカンダリ圧ポートに連通油路２７を介して接続されており、プライマリ圧調整弁２６のプライマリ圧ポートはプライマリ圧路２８を介してプライマリ側の駆動油室１４に連通されている。このプライマリ圧調整弁２６によってプライマリ圧Ｐｐは、目標変速比、車速などに応じた値に調整され、プライマリプーリ７の溝幅が変化して変速比が制御される。セカンダリ圧調整弁２５およびプライマリ圧調整弁２６は、それぞれ比例ソレノイド弁であり、変速機制御ユニット３０からそれぞれのソレノイドコイル２５ａ，２６ａに供給される電流値を制御することによってセカンダリ圧Ｐｓとプライマリ圧Ｐｐが調整される。一方、リリース室２２ｂの圧力を調整してロックアップクラッチ２２を完全締結状態、開放状態およびスリップ状態に設定するためのロックアップクラッチ制御用としての比例ソレノイド弁２９のソレノイドコイル２９ａに、変速機制御ユニット３０から制御信号が送られるようになっている。
【００２７】
変速機制御ユニット３０にはプライマリプーリ７の回転数を検出するプライマリプーリ回転数センサ３１、およびセカンダリプーリ８の回転数を検出するセカンダリプーリ回転数センサ３２からの検出信号が入力される。さらに、エンジン回転数センサ３３，スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ３４，車両の走行速度を検出する車速センサ３５，車両が走行する路面の勾配角度を検出する勾配センサ３６，タービンランナー２０の回転数を検出するタービン回転センサ３７，その他の回転系の各種センサ３８からの検出信号が変速機制御ユニット３０に入力される。なお、路面の勾配角度を検出するために、勾配センサ３６を用いることなく、車両の加速度を検出する加速度センサを用いることにより車両の加速度などから路面の勾配角度を演算して求めるようにしても良い。
【００２８】
変速機制御ユニット３０は、それぞれのセンサなどからの信号に基づいてソレノイドコイル２５ａ，２６ａ，２９ａに対する制御信号を演算するマイクロプロセッサＣＰＵと、テーブル、マップおよび演算式などの制御用のデータと制御用のプログラムとを格納するＲＯＭと、一時的にデータを格納するＲＡＭと、入出力ポートなどを備えている。
【００２９】
本発明にあっては、車速センサ３５により検出される車速と、スロットル開度センサ３４により検出されるスロットル開度とをパラメータとして平坦路においてロックアップクラッチ２２をオンさせてフルロックアップやスリップロックアップとなるロックアップ車速と、ロックアップクラッチ２２をオフさせる解放車速とを設定するようにしており、さらに、勾配センサ３６により検出される路面勾配に応じてロックアップ車速および解放車速とを設定するようにしている。
【００３０】
図３（Ａ）はスロットル開度と路面勾配に応じてロックアップクラッチ２２をオンさせてロックアップ状態に設定するロックアップ車速を示すマップデータであり、このロックアップ車速はロックアップクラッチ２２がオンした後に、車速が低下しないように設定されている。図３（Ｂ）はスロットル開度と路面勾配に応じてロックアップを解放する解放車速を示すマップデータであり、この解放車速は（Ａ）より低い値に設定されている。図３に示すマップデータは変速機制御ユニット３０におけるＲＯＭに格納されている。
【００３１】
したがって、車両が登坂路を走行しているときには、変速機制御ユニット３０内に設けられてロックアップ制御手段として機能するＣＰＵが勾配センサ３６からの検出信号に応じてＲＯＮ内のマップデータを読み込んで、ロックアップ制御用のソレノイド弁２９に制御信号を送り、ロックアップクラッチ２２はロックアップ状態とロックアップ解放状態とに路面勾配に応じて設定される。
【００３２】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ロックアップクラッチ２２がオンとなるロックアップ車速は、ロックアップクラッチ２２がオフとなる解放車速よりも高い車速に設定されており、車速が低速から高速に変化してロックアップクラッチ２２がオンに切り換えられるときと、車速が高速から低速に変化してロックアップクラッチ２２がオンからオフに切り換えられるときとでヒステリシスを持たせている。これにより、ハンチング現象の発生を防止することができる。
【００３３】
図４は路面勾配の角度とロックアップクラッチ２２をオンオフする車速との関係を複数のスロットル開度について示した特性線図であり、この特性線図に対応したデータは変速機制御ユニット３０内のＲＯＭに格納されている。図４に示すように、スロットル開度が同一のときには、路面勾配が大きいほどロックアップクラッチをオンおよびオフに設定する車速は高くなる。ただし、ロックアップクラッチ２２をオンさせるロックアップ車速のみを路面勾配が大きいほど高く設定するようにしても良い。
【００３４】
ロックアップクラッチ２２のオン状態には、ロックアップクラッチ２２がフロントカバー２１に完全に係合して締結されるフルロックアップと、フロントカバー２１に対してスリップするスリップロックアップとがあり、図３および図４に示すロックアップクラッチ２２がオンする車速をフルロックアップとスリップロックアップとで相違させるようにしても良い。その場合には、たとえば、フルロックアップに設定されるロックアップ車速を、スリップロックアップに設定されるロックアップ車速よりも高い車速に設定する。
【００３５】
図５は本発明の制御装置における制御ルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ１では勾配センサ３６などの各種センサからの検出信号を読み込み、ステップＳ２では車両が走行している路面の勾配を検出する。この路面勾配の検出は、勾配センサ３６からの信号によって求めるようにしても良く、加速度センサなどからの信号により車両の加速度を演算することにより検出するようにしても良い。
【００３６】
ステップＳ２で求められた路面勾配に基づいて、ステップＳ３ではロックアップクラッチ２２をオンさせる領域であるか否かを判定する。このステップＳ３でＮＯと判定されたら、ステップＳ４が実行されてロックアップクラッチ２２はオフされてトルクコンバータは作動状態に設定される。一方、ステップＳ３でロックアップクラッチ２２をオンさせる領域であると判定されたら、ステップＳ５が実行されて、ロックアップクラッチ２２はオンに設定される。
【００３７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図１に示す車両にはベルト式無段変速機が自動変速機として搭載されているが、遊星歯車式の自動変速機や平行２軸式の自動変速機を備えた車両に本発明を適用することができる。また、無段変速機としては、ベルト式に代えてトロイダル式の無段変速機を搭載するようにしても良い。さらに、流体伝動装置としては、ロックアップクラッチを備えていれば、トルクコンバータ３に代えて流体継手を用いるようにしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、路面勾配に応じてロックアップクラッチがオン状態となるロックアップ車速を設定するようにしたので、勾配路を車両が走行するときにおける乗員の走行感を向上することができる。トルクコンバータがオンオフを繰り返すハンチング現象の発生を防止することができるので、勾配路の走行状況下でロックアップクラッチのオンオフを適正に制御することができ、走行感を向上させることができる。ロックアップクラッチがオンとなっても、車速が低下しないので、走行感を向上させることができる。スロットル開度が同一のときには路面勾配が大きいほど前記ロックアップ車速を高く設定するので、走行感を向上させることができる。ロックアップがオンするロックアップ車速を、フルロックアップとスリップロックアップとについて路面勾配に応じて設定するので、路面走行時の走行感を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動変速機の一例としてベルト式無段変速機を備えた車両の駆動系を示す概略図である。
【図２】無段変速機の変速制御装置を示す概略図である。
【図３】（Ａ）はスロットル開度と路面勾配に応じてロックアップクラッチをオンさせるためのロックアップ車速を示すマップデータであり、（Ｂ）はスロットル開度と路面勾配に応じてロックアップを解放するための解放車速を示すマップデータである。
【図４】路面勾配とロックアップクラッチをオンオフする車速との関係を複数のスロットル開度について示した特性線図である。
【図５】本発明の制御装置における制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　　エンジン
３　　　トルクコンバータ
５　　　入力軸
６　　　出力軸
７　　　プライマリプーリ
８　　　セカンダリプーリ
１８　　ポンプ側シェル
１９　　トルクコンバータ出力軸
２０　　タービンランナー
２９　　ロックアップクラッチ制御用のソレノイド弁
【図１】
2004100834.tif 000003
【図２】
2004100834.tif 000004
【図３】
2004100834.tif 000005
【図４】
2004100834.tif 000006
【図５】
2004100834.tif 000007