(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックアップクラッチを備えた流体式伝動装置と、
変速比が異なる複数の前進ギヤ段を成立させることができる自動変速機と、
を有し、車両の運転状態に基づいて前記ロックアップクラッチが係合、解放されるとともに前記自動変速機の変速が行われる車両用動力伝達装置において、
前記ロックアップクラッチが係合状態で、車両の運転状態が予め定められたＮＶ悪化領域に留まっている場合に、前記自動変速機の変速比が小さい予め定められた高速ギヤ段の時には、前記ロックアップクラッチを係合状態に保持したまま該自動変速機がダウンシフトされ、該高速ギヤ段未満の時には前記ロックアップクラッチが解放される
ことを特徴とする車両用動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両用動力伝達装置に係り、特に、ＮＶ（ノイズおよび振動）の悪化を抑制しつつロックアップクラッチの係合で燃費を向上させる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) ロックアップクラッチを備えた流体式伝動装置と、(b) 変速比が異なる複数の前進ギヤ段を成立させることができる自動変速機と、を有し、(c) 車両の運転状態に基づいて前記ロックアップクラッチが係合、解放されるとともに前記自動変速機の変速が行われる車両用動力伝達装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、こもり音等が発生する可能性があるＮＶ悪化領域（図８、図９の領域Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ）においても、ロックアップクラッチを係合（スリップを含む）させるとともに、そのＮＶ悪化領域での走行が一定時間以上継続した場合にはロックアップクラッチを解放することにより、ＮＶの悪化を抑制しつつ燃費を向上させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９０９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようにＮＶ悪化領域での走行が一定時間以上継続した場合に一律にロックアップクラッチを解放すると、ロックアップクラッチの係合による燃費向上効果が限定されるため、未だ改善の余地があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、ＮＶの悪化を抑制しつつロックアップクラッチの係合によって燃費を一層向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、(a) ロックアップクラッチを備えた流体式伝動装置と、(b) 変速比が異なる複数の前進ギヤ段を成立させることができる自動変速機と、を有し、(c) 車両の運転状態に基づいて前記ロックアップクラッチが係合、解放されるとともに前記自動変速機の変速が行われる車両用動力伝達装置において、(d) 前記ロックアップクラッチが係合状態で、車両の運転状態が予め定められたＮＶ悪化領域に留まっている場合に、前記自動変速機の変速比が小さい予め定められた高速ギヤ段の時には、前記ロックアップクラッチを係合状態に保持したままその自動変速機がダウンシフトされ、その高速ギヤ段未満の時には前記ロックアップクラッチが解放されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このような車両用動力伝達装置においては、ロックアップクラッチが係合状態でＮＶ悪化領域に留まっている場合に、自動変速機が高速ギヤ段の時には、ロックアップクラッチを係合状態に保持したまま自動変速機がダウンシフトされるため、ロックアップクラッチの係合による燃費向上効果を維持しつつＮＶの悪化を抑制することができる。すなわち、ＮＶの悪化は一般に低回転高負荷領域で駆動力源のトルク変動、回転変動等に基づいて発生するため、自動変速機のダウンシフトで駆動力源の回転速度が高くなると、ＮＶ悪化領域から抜け出してＮＶの悪化が抑制されるのである。駆動力源の回転速度が高くなることで燃費が悪化する可能性があるが、ＮＶ悪化領域は低回転であるため、ダウンシフト後においても駆動力源の回転速度は比較的低くて燃費悪化の影響は少なく、ロックアップクラッチの係合状態が維持されることで燃費を向上させることができる。
【０００８】
一方、ロックアップクラッチが係合状態でＮＶ悪化領域に留まっている場合に、自動変速機が上記高速ギヤ段未満の低速ギヤ段の時には、従来と同様にロックアップクラッチが解放されてＮＶの悪化が抑制される。変速比が大きい低速ギヤ段側では一般に変速線の間隔が狭く、強制的にダウンシフトを行うと、その後の運転状態の変化に伴う変速がビジーシフトとなってドラビリが悪化する可能性があるため、低速ギヤ段ではダウンシフトを行うことなくロックアップクラッチの解放によってＮＶの悪化を抑制するのである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用された車両用動力伝達装置の概略構成図で、制御系統の要部を併せて示した図である。
【図２】図１の自動変速機の複数のギヤ段とそのギヤ段を成立させるための摩擦係合装置を説明する作動表である。
【図３】図１のＮＶ回避制御部の作動を具体的に説明するフローチャートである。
【図４】図３のステップＳ２でＮＶ悪化領域走行か否かを判断する際に用いられるＮＶ悪化領域を定めたマップの一例である。
【図５】図３のステップＳ４で変更される変速マップの一例を説明する図である。
【図６】図３のステップＳ５で変更されるロックアップ切換マップの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、内燃機関等の燃料の燃焼で動力を発生するエンジンを駆動力源として備えているエンジン駆動車両に好適に適用されるが、駆動力源として電動モータを備えているハイブリッド車両などにも適用され得る。流体式伝動装置としてはトルクコンバータが好適に用いられるが、フルードカップリング等を採用することもできる。ロックアップクラッチの係合は、相対回転不能に一体的に係合させる場合でも、所定の相対回転を許容するスリップ係合であっても良い。自動変速機は、遊星歯車式や２軸噛合い式等の有段の自動変速機が好適に用いられるが、ベルト式等の無段変速機であっても有段変速機のように変速比を段階的に切り換える場合には、本発明が適用され得る。
【００１１】
ロックアップクラッチの係合−解放切換条件、自動変速機の変速条件、およびＮＶ悪化領域は、何れも車両の運転状態に基づいて定められ、例えば駆動力源トルク（アクセル操作量やスロットル弁開度など）および車速（車速に対応する出力回転速度など）などをパラメータとして定められる。また、ロックアップクラッチの係合−解放切換条件、自動変速機の変速条件、およびＮＶ悪化領域は、共通の運転状態に基づいて定めることもできるが、互いに異なる運転状態に基づいて定めることも可能である。ＮＶ悪化領域に留まっている場合の自動変速機のダウンシフトやロックアップクラッチの解放は、例えば自動変速機の変速マップ等の変速条件を一時的に変更したり、ロックアップクラッチのＯＮ−ＯＦＦ（係合−解放）切換マップ等の切換条件を一時的に変更したりすることが適当であるが、強制的にダウンシフトを行ったりロックアップクラッチを解放したりするだけでも良い。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である車両用動力伝達装置１０の概略構成図で、制御系統の要部を併せて示した図であり、自動変速機１２を備えている。自動変速機１２は、車両の左右方向（横置き）に搭載するＦＦ車両等に好適に用いられるものであって、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１４、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１６、およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を同軸線上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力歯車２４から出力する。入力軸２２は入力部材に相当するものであり、エンジン２８によって回転駆動されるトルクコンバータ３０のタービン軸である。また、出力歯車２４は自動変速機１２の出力部材に相当するもので、図示しない差動歯車装置を経て左右の駆動輪に駆動力を出力する。なお、この自動変速機１２は中心線に対して略対称的に構成されており、図１ではその中心線の下半分が省略されている。
【００１３】
上記エンジン２８は駆動力源で、例えば燃料の燃焼によって動力を発生するガソリンエンジン等の内燃機関であり、本実施例では排気タービン式或いは機械駆動式等の過給機システムを備えている。トルクコンバータ３０は、エンジン２８のクランク軸に連結されたポンプ翼車３０ｐと、自動変速機１２の入力軸２２に連結されたタービン翼車３０ｔと、一方向クラッチを介してハウジング（変速機ケース）２６に連結されたステータ翼車３０ｓとを備えており、エンジン２８により発生させられた動力を自動変速機１２へ流体を介して伝達する流体式伝動装置である。また、ポンプ翼車３０ｐとタービン翼車３０ｔとの間には、直結クラッチであるロックアップクラッチ３２が設けられており、油圧制御によって係合状態と解放状態とに切り換えられるようになっている。このロックアップクラッチ３２は、本実施例では振り子ダンパー式であり、係合状態では相対回転不能に一体的に係合させられて、ポンプ翼車３０ｐおよびタービン翼車３０ｔが一体的に回転させられる。
【００１４】
自動変速機１２は、複数の摩擦係合装置としてクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）を有し、その複数の摩擦係合装置の選択的な係合により複数のギヤ段の何れかを成立させる有段変速機である。クラッチＣおよびブレーキＢは、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、車両用動力伝達装置１０に備えられた油圧制御回路３４の電磁切換弁や油圧制御弁等によって係合、解放状態が切り換えられるようになっている。図２は、自動変速機１２の各ギヤ段とクラッチＣおよびブレーキＢの作動状態との関係をまとめたもので、「○」は係合、「◎」はエンジンブレーキ時のみ係合、空欄は解放をそれぞれ表している。本実施例では前進ギヤ段として第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第６速ギヤ段「６ｔｈ」の６つのギヤ段が成立させられ、第１速ギヤ段「１ｓｔ」から第６速ギヤ段「６ｔｈ」へ向かうに従って変速比（入力軸２２の回転速度／出力歯車２４の回転速度）が段階的に小さくなる。図１および図２の「Ｆ１」は一方向クラッチであり、第１速ギヤ段「１ｓｔ」を成立させる際に係合状態とされるもので、駆動時にのみ係合させられ、被駆動時には空転状態となる。また、図２の「Ｒ」は後進ギヤ段で、「Ｎ」は動力伝達を遮断するニュートラルである。
【００１５】
この車両用動力伝達装置１０は、自動変速機１２の変速制御およびロックアップクラッチ３２の係合、解放制御を行うためのコントローラとして電子制御装置４０を備えている。電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うもので、自動変速機１２の変速制御を行う変速制御部４２、およびロックアップクラッチ３２の係合−解放制御を行うロックアップ（Ｌ／Ｕ）制御部４４を備えている。この電子制御装置４０には、アクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａcc、エンジン１２のスロットル弁開度θth、エンジン２８の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥ、トルクコンバータ３０のタービン回転速度ＮＴ、自動変速機１２の出力歯車２４の回転速度（出力回転速度）Ｎout など、制御に必要な各種の信号が各センサから供給される。タービン回転速度ＮＴは入力軸２２の回転速度と同じであり、出力回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。
【００１６】
変速制御部４２は、例えば出力回転速度Ｎout およびスロットル弁開度θth等の車両の運転状態をパラメータとして予め設定された変速マップに従って、６つの前進ギヤ段「１ｓｔ」〜「６ｔｈ」を切り換える。図５は出力回転速度Ｎout およびスロットル弁開度θthをパラメータとして変速マップが定められている場合で、実線は第４速ギヤ段「４ｔｈ」から第５速ギヤ段「５ｔｈ」へアップシフトする４→５アップシフト線の一例であり、一点鎖線は第５速ギヤ段「５ｔｈ」から第４速ギヤ段「４ｔｈ」へダウンシフトするダウンシフト線の一例であり、ハンチングを防止するために所定のヒステリシスが設けられている。この変速マップは、エンジン２８の出力特性や駆動力性能などに基づいて設定され、複数の前進ギヤ段の変速線の間隔（アップシフト線の間隔、ダウンシフト線の間隔）は、変速比か小さい高速ギヤ段側程広くされている。
【００１７】
ロックアップ制御部４４は、例えば出力回転速度Ｎout およびスロットル弁開度θth等の車両の運転状態をパラメータとして予め設定されたロックアップ切換マップに従って、ロックアップクラッチ３２の係合、解放状態を切り換える。図６は、出力回転速度Ｎout およびスロットル弁開度θthをパラメータとしてロックアップ切換マップが定められている場合で、実線はロックアップクラッチ３２を解放状態から係合状態へ切り換えるＯＦＦ→ＯＮ切換線の一例であり、一点鎖線はロックアップクラッチ３２を係合状態から解放状態へ切り換えるＯＮ→ＯＦＦ切換線の一例であり、ハンチングを防止するために所定のヒステリシスが設けられている。このロックアップ切換マップは、エンジン２８の出力特性や燃費などに基づいてギヤ段毎に設定される。
【００１８】
ここで、上記ロックアップクラッチ３２が係合状態とされている時に、登坂路等で低回転高負荷の運転領域に留まっていると、共振等によりこもり音などが発生する可能性がある。これを抑制するために、本実施例の電子制御装置４０はＮＶ回避制御部４６を備えており、図３のフローチャートに従って信号処理を実行するようになっている。図３のステップＳ１では、ロックアップクラッチ３２がＯＮ状態すなわち係合状態であるか否かを判断し、ロックアップクラッチ３２が係合状態の場合にはステップＳ２以下を実行する。ロックアップクラッチ３２が係合状態か否かは、例えばエンジン回転速度ＮＥとタービン回転速度ＮＴとが略一致するか否かによって判断できるが、ロックアップ制御部４４による切換状態の情報を読み込んだり、ロックアップ制御部４４と同じロックアップ切換マップを用いて判断したりするなど、種々の態様が可能である。
【００１９】
ステップＳ２ではＮＶ悪化領域走行か否か、すなわち予め定められたＮＶ悪化領域に一定時間以上継続して留まっているか否かを判断する。ＮＶ悪化領域は、共振等によりこもり音や振動などが発生する可能性がある運転領域で、具体的には低回転高負荷の運転領域であり、駆動力源の特性や車種等に応じて予め定められる。このＮＶ悪化領域は、平坦路であれば車速Ｖの増加により速やかに通過するため問題にならないが、登坂路などで車速Ｖが均衡し、ＮＶ悪化領域を通過せずに長時間留まっていると、こもり音や振動等が発生して不快感を与えるなどの問題が生じる。本実施例では、図４に示すように、前記変速マップやロックアップ切換マップと同じく出力回転速度Ｎout およびスロットル弁開度θthをパラメータとして、ギヤ段毎に予め定められている。図４では、ＮＶ判定線よりも低回転、高スロットル弁開度側（高負荷側）がＮＶ悪化領域として定められているが、回転速度のみ、或いは負荷のみに基づいてＮＶ悪化領域を定めることもできる。
【００２０】
そして、上記ステップＳ２の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわちＮＶ悪化領域走行の場合には、ステップＳ３を実行する。ステップＳ３では、自動変速機１２のギヤ段が予め定められた高速ギヤ段か否かを判断し、高速ギヤ段の場合にはステップＳ４で自動変速機１２がダウンシフトされるように変速マップを変更する一方、高速ギヤ段でない場合にはステップＳ５でロックアップクラッチ３２が解放されるようにロックアップ切換マップを変更する。すなわち、ステップＳ３は、自動変速機１２のダウンシフトによってＮＶの悪化を抑制するか、ロックアップクラッチ３２の解放によってＮＶの悪化を抑制するかを、自動変速機１２のギヤ段によって切り分けるステップであり、複数のギヤ段についてそれぞれダウンシフトが可能か否か、ロックアップクラッチ３２の解放が可能か否か、燃費への影響（悪化代）が少ないか否か、ダウンシフトによってビジーシフト感を生じないか否か、等に基づいて総合的に定められ、例えば第４速ギヤ段「４ｔｈ」以上の高速ギヤ段ではステップＳ４を実行し、第３速ギヤ段「３ｒｄ」以下の低速ギヤ段ではステップＳ５を実行する。
【００２１】
ステップＳ４では、例えば図５において５→４ダウンシフト線によってダウンシフトされるダウンシフト領域が、破線で示すように拡大されるとともに、二点鎖線で示すアップシフト許可判定値が設定され、このアップシフト許可判定値よりも高回転速度側で４→５アップシフトが行われるように制限する。そして、この変更後の変速線（変速マップ）に従って前記変速制御部４２により変速制御が行われると、５→４ダウンシフトが行われてエンジン回転速度ＮＥが上昇させられ、ＮＶの悪化が抑制されるとともに、アップダウンを繰り返すハンチングがアップシフト許可判定値によって防止される。斜線で示すダウンシフト領域の拡大部分は、図４のＮＶ悪化領域に基づいて設定され、ステップＳ２でＮＶ悪化領域走行と判断された場合には、ステップＳ４で変速マップが変更されることにより結果的に自動変速機１２がダウンシフトされる。このように自動変速機１２のダウンシフトでＮＶの悪化が抑制されることにより、ロックアップクラッチ３２の係合による燃費向上効果が維持される。自動変速機１２のダウンシフトでエンジン回転速度ＮＥが高くなると、燃費が悪化する可能性があるが、ＮＶ悪化領域は低回転であるため、ダウンシフト後においてもエンジン回転速度ＮＥは比較的低くて燃費悪化の影響は少なく、ロックアップクラッチ３２の係合状態が維持されることで燃費を向上させることができる。また、高速ギヤ段側では、変速線の間隔が比較的広いため、ダウンシフト後の運転状態の変化による変速でビジーシフト感を生じさせる可能性も少ない。このステップＳ４の変速マップの変更は、変更後の変速マップに従ってアップシフトが行われるなど一定の解除条件が成立した場合に解除される。
【００２２】
ステップＳ５では、例えば図６においてロックアップＯＮ→ＯＦＦ切換線によってロックアップクラッチ３２が解放されるロックアップＯＦＦ領域が、破線で示すように拡大されるとともに、ロックアップＯＦＦ→ＯＮ切換線が実線で示す通常の切換線から二点鎖線で示すＮＶ時の切換線に変更される。そして、この変更後のロックアップ切換線（ロックアップ切換マップ）に従って前記ロックアップ制御部４４によりロックアップ切換制御が行われると、ロックアップクラッチ３２が解放されてＮＶの悪化が抑制されるとともに、ＮＶ時のロックアップＯＦＦ→ＯＮ切換線によって係合、解放を繰り返すハンチングが防止される。斜線で示すロックアップＯＦＦ領域の拡大部分は、図４のＮＶ悪化領域に基づいて設定され、ステップＳ２でＮＶ悪化領域走行と判断された場合には、ステップＳ５でロックアップ切換マップが変更されることにより結果的にロックアップクラッチ３２が解放される。このように、ステップＳ３の判断がＮＯ（否定）となる低速ギヤ段では、ロックアップクラッチ３２の解放によってＮＶの悪化が抑制されるため、ロックアップクラッチ３２の係合による燃費向上効果が制限される。低速ギヤ段でも、ダウンシフトによってＮＶの悪化を抑制することができるが、低速ギヤ段側では変速線の間隔が狭く、強制的にダウンシフトを行うと、その後の運転状態の変化に伴う変速がビジーシフトとなってドラビリが悪化する可能性があるため、低速ギヤ段ではダウンシフトを行うことなくロックアップクラッチ３２の解放によってＮＶの悪化を抑制するのである。このステップＳ５のロックアップ切換マップの変更は、変更後の切換マップに従ってロックアップクラッチ３２が係合させられるなど一定の解除条件が成立した場合に解除される。
【００２３】
このように、本実施例の車両用動力伝達装置１０においては、ロックアップクラッチ３２が係合状態で車両の運転状態がＮＶ悪化領域に留まっている場合に、自動変速機１２が高速ギヤ段の時には、ステップＳ４で変速マップが変更されることにより、ロックアップクラッチ３２を係合状態に保持したまま自動変速機１２がダウンシフトされるため、ロックアップクラッチ３２の係合による燃費向上効果を維持しつつＮＶの悪化を抑制することができる。自動変速機１２が低速ギヤ段の時には、ステップＳ５でロックアップ切換マップが変更されることにより、従来と同様にロックアップクラッチ３２が解放されることによってＮＶの悪化が抑制されるため、強制的にダウンシフトする場合に比較してビジーシフトによりドラビリが悪化する恐れがない。
【００２４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０：車両用動力伝達装置    １２：自動変速機    ３０：トルクコンバータ（流体式伝動装置）    ３２：ロックアップクラッチ    ４０：電子制御装置    ４２：変速制御部    ４４：ロックアップ制御部    ４６：ＮＶ回避制御部
【図１】
0006299666.tif 000002
【図２】
0006299666.tif 000003
【図３】
0006299666.tif 000004
【図４】
0006299666.tif 000005
【図５】
0006299666.tif 000006
【図６】
0006299666.tif 000007