(57)【要約】【課題】運転者のアクセルペダルの操作に伴うエンジンの出力トルクの変化に対して応答性よくロックアップクラッチの実スリップ量を目標スリップ量に制御可能なロックアップクラッチのスリップ制御装置を提供すること。【解決手段】本発明の一実施形態であるロックアップクラッチのスリップ制御装置１０は、推定エンジントルクTerealを用いてロックアップクラッチのトルク容量の油圧指令値uを算出するのではなく、目標エンジントルクTetgtと推定エンジントルクTerealとの差分に基づいて算出された仮想エンジントルクTe_contを用いてロックアップクラッチのトルク容量の油圧指令値uを算出する。これにより、運転者のアクセルペダルの操作に伴うエンジンの出力トルクの変化に対して応答性よくロックアップクラッチの実スリップ量を目標スリップ量に制御することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン、変速機、エンジンと変速機との間に介装された流体式動力伝達装置、及び前記流体式動力伝達装置に設けられた油圧式のロックアップクラッチを備える車両に搭載され、前記ロックアップクラッチのスリップ量を制御することによって前記流体式動力伝達装置の入力軸と出力軸の回転数の差を制御するロックアップクラッチのスリップ制御装置であって、
目標エンジントルクと推定エンジントルクとの差分に基づいて仮想エンジントルクを算出し、前記ロックアップクラッチの目標スリップ量と実スリップ量との差分に基づいて設定されたロックアップクラッチの油圧制御量と前記仮想エンジントルクから算出された補正項との和に基づいてロックアップクラッチの油圧を制御することを特徴とするロックアップクラッチのスリップ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力トルクを変速機に伝達する流体式動力伝達装置に設けられたロックアップクラッチのスリップ量を制御することによって、流体式動力伝達装置の入力軸と出力軸の回転数の差を制御するロックアップクラッチのスリップ制御装置に関する。
【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やフルードカップリング等の流体式動力伝達装置を備える車両には、流体式動力伝達装置でのトルクの流体損失を低減して燃費を向上させるために、ロックアップクラッチが設けられている。このロックアップクラッチは、流体式動力伝達装置に対して並列に配置され、完全係合時にエンジンと変速機とを直結する。ところが、低車速時にロックアップクラッチによってエンジンと変速機とを直結した場合、エンジンのトルク変動が変速機に直接伝達されるためにドライバビリティが悪化する。このため、通常、低車速時には、必要最小限のスリップ量でスリップさせながらロックアップクラッチを使用するロックアップクラッチのスリップ制御を実施することによって、燃費向上とドライバビリティの悪化抑制との両立を図るようにしている。
【０００３】
ところで、従来のロックアップクラッチのスリップ制御では、特許文献１に示すように、エンジンに対するトルク要求が急変した場合、制御装置は、エンジンの出力トルクに基づいてロックアップクラッチのトルク容量の油圧指令値に対する応答遅れを補償する補正項を算出する。そして、制御装置は、実スリップ量と目標スリップ量との差分に基づいて算出された制御量と補正項との和をロックアップクラッチのトルク容量の油圧指令値として出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１１１９７７号公報（段落００３９〜００４３）
【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、上述の補正項はエンジンの出力トルクに基づいて算出されるために、制御量を補正しない時と比較して目標スリップ量を実スリップ量に近づけることはできるが、ロックアップクラッチの実際のトルク容量が油圧指令値に対応したトルク容量になるまでに無駄時間が発生する。このため、従来のロックアップクラッチのスリップ制御によれば、ロックアップクラッチが油圧指令値に対応したトルク容量を持つまでの間、実スリップ量を目標スリップ量に一致させることができず、エンジンの回転数が吹き上がる可能性がある。このような背景から、運転者のアクセルペダルの操作に伴うエンジンの出力トルクの変化に対して応答性よくロックアップクラッチの実スリップ量を目標スリップ量に制御可能な技術の提供が期待されていた。
【０００６】
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、運転者のアクセルペダルの操作に伴うエンジンの出力トルクの変化に対して応答性よくロックアップクラッチの実スリップ量を目標スリップ量に制御可能なロックアップクラッチのスリップ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】
【０００７】
本発明に係るロックアップクラッチのスリップ制御装置は、エンジン、変速機、エンジンと変速機との間に介装された流体式動力伝達装置、及び前記流体式動力伝達装置に設けられた油圧式のロックアップクラッチを備える車両に搭載され、前記ロックアップクラッチのスリップ量を制御することによって前記流体式動力伝達装置の入力軸と出力軸の回転数の差を制御するロックアップクラッチのスリップ制御装置であって、目標エンジントルクと推定エンジントルクとの差分に基づいて仮想エンジントルクを算出し、前記ロックアップクラッチの目標スリップ量と実スリップ量との差分に基づいて設定されたロックアップクラッチの油圧制御量と前記仮想エンジントルクから算出された補正項との和に基づいてロックアップクラッチを制御することを特徴とする。
【０００８】
一般に、目標エンジントルクは応答性が早く、推定エンジントルクは定常偏差が少ないので、目標エンジントルクと推定エンジントルクとの差分から求められた仮想エンジントルクは実際のエンジントルクが急変した場合であっても応答性がよい。従って、仮想エンジントルクから算出された補正項によりロックアップクラッチの油圧制御量を補正することにより、運転者のアクセルペダルの操作に伴うエンジンの出力トルクの変化に対して応答性よくロックアップクラッチの実スリップ量を目標スリップ量に制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るロックアップクラッチのスリップ制御装置によれば、運転者のアクセルペダルの操作に伴うエンジンの出力トルクの変化に対して応答性よくロックアップクラッチの実スリップ量を目標スリップ量に制御することができる。
【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スリップ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スリップ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２に示す仮想エンジントルク算出部の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、仮想エンジントルクの算出方法を説明するための概念図である。
【図５】図５は、アクセルペダルがオフ状態からオン状態になった際のロックアップクラッチの実スリップ回転数の制御処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】図６は、アクセルペダルがオン状態からオフ状態になった際のロックアップクラッチの実スリップ回転数の制御処理を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】図７は、伝達関数Ｇ１（ｓ）の値とエンジン回転数との関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】図８は、伝達関数Ｇ１（ｓ）の値とエンジン回転数との関係を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図９は、仮想エンジントルクの算出方法の変形例を説明するための概念図である。
【図１０】図１０は、図２に示す仮想エンジントルク算出部の変形例の構成を示すブロック図である。
【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スリップ制御装置について説明する。
【００１２】
〔車両の構成〕
始めに、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スリップ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スリップ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スリップ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及びタービン軸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。本実施形態では、エンジン２と変速機３との間にトルクコンバータ４を配置したが、トルクコンバータ４の代わりにフルードカップリング等の流体式動力伝達装置を配置してもよい。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】
ロックアップクラッチ５は、その完全係合によってトルクコンバータ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、ロックアップクラッチ５の制御装置１０による制御によって、その係合状態が解放状態、スリップ係合状態（半係合状態）、及び完全係合状態の間で制御されるように構成されている。なお、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。
【００１８】
〔制御装置の構成〕
次に、図２から図１０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スリップ制御装置１０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スリップ制御装置の構成を示すブロック図である。図３は、図２に示す仮想エンジントルク算出部１３の構成を示すブロック図である。図４は、仮想エンジントルクの算出方法を説明するための概念図である。図５は、アクセルペダルがオフ状態からオン状態になった際のロックアップクラッチの実スリップ回転数の制御処理を説明するためのタイミングチャートである。
【００１９】
図６は、アクセルペダルがオン状態からオフ状態になった際のロックアップクラッチの実スリップ回転数の制御処理を説明するためのタイミングチャートである。図７は、伝達関数Ｇ１（ｓ）の値とエンジン回転数との関係を説明するためのタイミングチャートである。図８は、伝達関数Ｇ１（ｓ）の値とエンジン回転数との関係を説明するためのタイミングチャートである。図９は、仮想エンジントルクの算出方法の変形例を説明するための概念図である。図１０は、図２に示す仮想エンジントルク算出部１３の変形例の構成を示すブロック図である。
【００２０】
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スリップ制御装置１０は、差分器１１、ゲイン乗算部１２、仮想エンジントルク算出部１３、伝達関数乗算部１４、及び加算器１５を備えている。
【００２１】
差分器１１は、ロックアップクラッチ５の目標スリップ回転数（目標スリップ量）rとプラントモデル又は実機（プラントモデル／実機）２１から出力されたモデル／実スリップ回転数nslp（実スリップ量）との差分ｅ（＝r-nslp）を算出し、算出された差分ｅを示す電気信号をゲイン乗算部１２に出力する。
【００２２】
ゲイン乗算部１２は、差分器１１から出力された差分ｅにゲインK(s)を乗算し、乗算値K(s)*eを示す電気信号を加算器１５に出力する。乗算値K(s)*eは、目標スリップ回転数rとモデル／実スリップ回転数nslpとの差分ｅに基づいて設定されたロックアップクラッチ５の油圧制御量に対応する。
【００２３】
仮想エンジントルク算出部１３は、ゲイン乗算部１２から出力された乗算値K(s)*eを補正するための仮想エンジントルクTe_contを算出し、算出された仮想エンジントルクTe_contを示す電気信号を伝達関数乗算部１４に出力する。詳しくは、図３に示すように、仮想エンジントルク算出部１３は、差分器１３１、ローパスフィルタ１３２、及び差分器１３３を備えている。
【００２４】
差分器１３１は、目標エンジントルクTetgtと推定エンジントルクTerealとの差分を算出し、算出された差分を示す電気信号をローパスフィルタ１３２に出力する。
【００２５】
ローパスフィルタ１３２は、図４に示すように、過渡状態では応答性のよい目標エンジントルクTetgt（線Ｌ１）を主に用い、定常状態では定常偏差の少ない推定エンジントルクTereal（線Ｌ２）を主に用いて仮想エンジントルクTe_cont（線Ｌ３）が算出されるように目標エンジントルクTetgtから減算するエンジントルク量を算出し、算出されたエンジントルク量を示す電気信号を差分器１３３に出力する。
【００２６】
差分器１３３は、目標エンジントルクTetgtにローパスフィルタ１３２から出力されたエンジントルク量を減算した値を仮想エンジントルクTe_contとして算出し、算出された仮想エンジントルクTe_contを示す電気信号を伝達関数乗算部１４に出力する。
【００２７】
伝達関数乗算部１４は、仮想エンジントルク算出部１３から出力された仮想エンジントルクTe_contに伝達関数G１(s)を乗算した値を算出し、乗算値G１(s)*Te_contを示す電気信号を加算器１５に出力する。乗算値G１(s)*Te_contは、仮想エンジントルクTe_contから算出された補正項に対応する。
【００２８】
加算器１５は、ゲイン乗算部１２から出力された乗算値K(s)*eと伝達関数乗算部１４から出力された乗算値G1(s)*Te_contとの和をロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uとしてロックアップクラッチ５の油圧制御装置に出力する。詳しくは、油圧指令値uは、以下に示す数式（１）のように表される。
【００２９】
【数１】
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【００３０】
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ロックアップクラッチのスリップ制御装置１０は、推定エンジントルクTerealを用いてロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uを算出するのではなく、目標エンジントルクTetgtと推定エンジントルクTerealとの差分に基づいて算出された仮想エンジントルクTe_contを用いてロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uを算出する。
【００３１】
ここで、目標エンジントルクTetgtは応答性が早く、推定エンジントルクTerealは定常偏差が少ないので、目標エンジントルクTetgtと推定エンジントルクTerealとの差分に基づいて算出された仮想エンジントルクTe_contは実際のエンジントルクが急変した場合であっても応答性がよい。従って、仮想エンジントルクTe_contを用いてロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uを算出することにより、ロックアップクラッチ５のトルクを前出しできる。結果、運転者のアクセルペダルの操作に伴うエンジンの出力トルクの変化に対して応答性よくロックアップクラッチ５のモデル／実スリップ回転数nslpを目標スリップ回転数rに制御できる。
【００３２】
具体的には、図５に示すように、アクセルペダルがオフ状態からオン状態になった時（時間ｔ＝ｔ１）、仮想エンジントルクTe_contを用いてロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uを制御した場合（図中実線）の方が推定エンジントルクTerealを用いてロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uを制御した場合（図中破線）よりも速やかにロックアップクラッチ５のモデル／実スリップ回転数nslpを目標スリップ回転数rに制御することができる。
【００３３】
詳しくは、図５（ｂ）に示すように、仮想エンジントルクTe_cont（線Ｌ１２）は推定エンジントルクTereal（線Ｌ１３）よりも早く増加するので、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、仮想エンジントルクTe_contを用いた場合（線Ｌ１４，Ｌ１６）の方が推定エンジントルクTerealを用いた場合（線Ｌ１５，１７）よりもロックアップクラッチ５に供給される油圧が早く上昇する。結果、図５（ｅ）に示すように、仮想エンジントルクTe_contを用いた場合（線Ｌ１８）の方が推定エンジントルクTerealを用いた場合（線Ｌ１９）よりも速やかにロックアップクラッチ５のモデル／実スリップ回転数nslpを目標スリップ回転数r（線Ｌ２０）に制御することができる。
【００３４】
同様に、図６に示すように、アクセルペダルがオン状態からオフ状態になった時（時間ｔ＝ｔ３）、仮想エンジントルクTe_contを用いてロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uを制御した場合（図中実線）の方が推定エンジントルクTerealを用いてロックアップクラッチ５のトルク容量の油圧指令値uを制御した場合（図中破線）よりも速やかにロックアップクラッチ５のモデル／実スリップ回転数nslpを目標スリップ回転数rに制御することができる。
【００３５】
詳しくは、図６（ｂ）に示すように、仮想エンジントルクTe_cont（線Ｌ１２）は推定エンジントルクTereal（線Ｌ１３）よりも早く減少するので、図６（ｃ），（ｄ）に示すように、仮想エンジントルクTe_contを用いた場合（線Ｌ１４，Ｌ１６）の方が推定エンジントルクTerealを用いた場合（線Ｌ１５，１７）よりもロックアップクラッチ５に供給される油圧が早く減少する。結果、図６（ｅ）に示すように、仮想エンジントルクTe_contを用いた場合（線Ｌ１８）の方が推定エンジントルクTerealを用いた場合（線Ｌ１９）よりも速やかにロックアップクラッチ５のモデル／実スリップ回転数nslpを目標スリップ回転数r（線Ｌ２０）に制御することができる。
【００３６】
なお、図７（ａ），（ｂ）に示すように、仮想エンジントルクTe_contに乗算する伝達関数Ｇ１（ｓ）の値を１とした場合、エンジントルクの変化を相殺することができるが、ばらつき分だけエンジントルクが低くなった場合、エンジン回転数が落ちたり、エンストが発生したりする。このため、図８（ａ），（ｂ）に示すように、伝達関数Ｇ１（ｓ）の値を１より小さい値に設定することによって仮想エンジントルクTe_contから算出される補正項を実際のエンジントルクからエンジントルクのばらつき分だけ低い値に設定することが望ましい。これにより、エンジン回転数が落ちたり、エンストが発生したりすることを抑制できる。
【００３７】
また、本実施形態では、過渡状態では応答性のよい目標エンジントルクTetgtを主に用い、定常状態では定常偏差の少ない推定エンジントルクTerealを主に用いて仮想エンジントルクTe_contを算出したが、図９に示すように、過渡状態（フェーズI）及び定常状態（フェーズIII）では仮想エンジントルクTe_cont（線Ｌ３）をそれぞれ目標エンジントルクTetgt（線Ｌ１）及び推定エンジントルクTereal（線Ｌ２）に一致させ、過渡状態と定常状態との間の区間（フェーズII）において仮想エンジントルクTe_contを目標エンジントルクTetgtから推定エンジントルクTerealに連続的に変化させてもよい。
【００３８】
また、図１０に示すように、目標エンジントルクTetgtをアクセルペダルの開度又はスロットル開度paから算出してもよい。応答性が早いアクセルペダルの開度又はスロットル開度paから目標エンジントルクTetgt及び仮想エンジントルクTe_contを算出することによって、エンジントルクが急変した際も応答性よくモデル／実スリップ回転数nslpを目標スリップ回転数rに追従させることができる。
【００３９】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施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】
【００４０】
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  ロックアップクラッチのスリップ制御装置
１１  差分器
１２  ゲイン乗算部
１３  仮想エンジントルク算出部
１４  伝達関数乗算部
１５  加算器
【図１】
2016156415.tif 000004
【図２】
2016156415.tif 000005
【図３】
2016156415.tif 000006
【図４】
2016156415.tif 000007
【図５】
2016156415.tif 000008
【図６】
2016156415.tif 000009
【図７】
2016156415.tif 000010
【図８】
2016156415.tif 000011
【図９】
2016156415.tif 000012
【図１０】
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