JP2005351329A - トルクコンバータのスリップ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリップロックアップ時のフィードバック制御の制御精度を向上させる。
【解決手段】車両の運転状態に基づいてオープンループ制御によりロックアップクラッチの締結状態を制御するオープン制御手段と、車両の運転状態に応じた目標スリップ回転速度と実際のスリップ回転に基づいてフィードバック制御によりロックアップクラッチの締結状態を制御するスリップ制御手段と、所定の条件が成立したときに前記オープン制御手段からスリップ制御手段へ切り換える締結制御手段と、を備えトルクコンバータの容量係数と速度比の関係が線形領域と非線形領域の境となる境界速度比に基づいて、オープンループ制御からフィードバック制御へ移行する前記条件を設定し、実スリップ回転速度またはポンプインペラ回転速度に基づいて前記条件の成立を判定する判定して、この条件が成立したときにオープンループ制御からフィードバック制御へ切り換える。
【選択図】図７

Description

本発明は、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータのスリップ制御装置の改良に関するものである。

従来から、無段変速機を含む自動変速機の動力伝達系に介装されたトルクコンバータのロックアップ制御装置は、トルクコンバータ（トルコン）の滑りに起因する燃費の悪化を低減するために、トルク増大作用や変速ショック吸収機能を必要としない運転領域において、トルクコンバータの入出力要素間を直結状態とするロックアップモードを備え、この他に、入出力要素間を完全解放し、流体を介してトルク伝達を行なうコンバータモードと、ロックアップクラッチを半締結状態とし、所定のスリップ状態を維持するスリップモードの合わせて３つのモードを備えたものが知られており、上記３つのモードを運転状態により適宜切り換えている。

上記コンバータモードからロックアップモードへの切り換えは、オープンループ制御でロックアップ差圧を昇圧した後、フィードバック制御によるスリップモードを経てからロックアップモードへ移行するものが知られている（例えば、特許文献１）。

この従来例では、オープンループ制御からフィードバック制御への切り換えを、実際のスリップ回転速度が所定値を下回っているか否かで判定しており、この所定値は実スリップ回転速度ω_SLPRと要求スリップ回転速度ω_SLPT0の比α（０＜α＜１）で設定している。
特開２００２−１３０４６３号

ところで、上記従来例ではスリップ制御がし易い速度比で確実にフィードバック制御を開始することが難しい。そして一般的にスリップ制御は、トルコンの容量特性が線形領域となる速度比０．８〜１．０の範囲で行うようにフィードバック制御系を設計している。

しかしながら、上記従来技術では、実スリップ回転速度ω_SLPR≦切換えスリップ回転速度ω_SLPTFの関係が成立した際にフィードバック制御に切換える。更にこの切換えスリップ回転速度は、
ω_SLPTF＝（１−α）ω_SLPTO＋αω_SLPR
で規定するため、トルコン特性が線形領域になる速度比であるか否かは明確に規定できない。トルコンの容量係数とスリップ比の制御特性は、図５で示すように、容量係数Ｃとスリップ比が非線形の領域と、容量係数Ｃとスリップ比αが線形となる領域を備えている。この場合も、
上記速度比０．８〜１．０の領域以外でフィードバック制御（スリップ制御）を行うと、コントローラが比例積分制御を行う場合では、この積分特性によって制御性能が悪化する場合があった。例えば、自動変速機の入力軸回転速度（タービン回転速度）が上昇中のような低回転領域の場合にスリップ制御やロックアップをＬＵを行うとエンストを引き起こす可能性が高くなり、エンストを回避するためにロックアップクラッチを即座に解放することで、ショックが発生する場合がある。

そこで本発明は、スリップロックアップ時のフィードバック制御の制御精度を向上させることを目的とする。

本発明は、ロックアップクラッチを備えて原動機と自動変速機の間に介装されたトルクコンバータと、車両の運転状態に基づいてオープンループ制御により前記ロックアップクラッチの締結状態を制御するオープン制御手段と、車両の運転状態から前記ロックアップクラッチの目標スリップ回転速度を求める目標スリップ回転算出部と、前記トルクコンバータのポンプインペラ回転速度とタービン回転速度から実際のスリップ回転速度を検出する実スリップ回転速度検出手段と、前記目標スリップ回転と実際のスリップ回転に基づいてフィードバック制御により前記ロックアップクラッチの締結状態を制御するスリップ制御手段と、前記ロックアップクラッチの締結時には、所定の条件が成立したときに前記オープン制御手段からスリップ制御手段へ切り換える締結制御手段と、を備えたトルクコンバータのスリップ制御装置において、
前記トルクコンバータの容量係数と速度比の関係が線形領域と非線形領域の境となる境界速度比に基づいて、前記オープンループ制御からフィードバック制御へ移行する前記条件を設定し、前記実スリップ回転速度またはポンプインペラ回転速度に基づいて前記条件の成立を判定する判定手段と、この条件が成立したときにオープンループ制御からフィードバック制御へ切り換える。

したがって、本発明によれば、トルクコンバータの容量特性（容量係数と速度比の関係）の線形領域と非線形領域の境界となる境界速度比に基づいて、オープンループ制御からフィードバック制御に切り換える条件を設定することで、オープン制御終了の判断を、トルクコンバータの容量特性を考慮したスリップ回転速度（またはポンプインペラ回転速度＝エンジン回転速度）としたため、確実に容量特性が線形領域になってからフィードバック制御を開始することができ、フィードバック制御の制御性能が確保でき、スリップ回転速度を目標値どおり精度よく制御することが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のシステム構成を示す概略図である。

この図１において、１は無段変速機を含む自動変速機等の動力伝達系に介装されたトルクコンバータを示し、内部作動流体を介して入出力要素間での動力伝達を行うものである。

トルクコンバータ１は、更にトルクコンバータ出力要素（タービン）と共に回転するロックアップクラッチ２を内蔵し、このロックアップクラッチ２は、トルクコンバータ入力要素（インペラ）に締結されるとき、トルクコンバータ１を入出力要素間が直結されたロックアップ状態にするものとする。

ロックアップクラッチ２は、その両側（前後）におけるトルクコンバータアプライ圧ＰＡとトルクコンバータレリーズ圧ＰＲとの差圧ＰＡ−ＰＲに応動し、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも高いとロックアップクラッチ２は開放されてトルクコンバータ入出力要素間を直結せず、レリーズ圧ＰＲがアプライ圧ＰＡよりも低くなる時ロックアップクラッチ２は締結されてトルクコンバータ入出力要素間を直結するものである。

そして、上記後者の締結に際して、ロックアップクラッチ２の締結力、つまりロックアップ容量は、上記の差圧ＰＡ−ＰＲにより決定し、この差圧が大きい程ロックアップクラッチ２の締結力が増大してロックアップ容量を増大する。

差圧ＰＡ−ＰＲは、周知のロックアップ制御弁３により制御し、このロックアップ制御弁３には、アプライ圧ＰＡおよびレリーズ圧ＰＲを相互に対向するように作用させ、更にアプライ圧ＰＡと同方向にばね３ａの付勢力を、またレリーズ圧ＰＲと同方向にばね力を作用させ、同時にレリーズ圧ＰＲと同方向に信号圧Ｐｓをそれぞれ作用させる。

ロックアップ制御弁３は、これら油圧とバネの付勢力が釣り合うよう差圧ＰＡ−ＰＲを決定する。

ここでロックアップ制御弁３にかかる信号圧Ｐｓは、ポンプ圧ＰＰを元圧としてロックアップソレノイド４がロックアップデューティに応じて作り出すもので、マイクロコンピュータなどで構成されるコントローラ５は、ロックアップソレノイド４を介して差圧ＰＡ−ＰＲを制御する。

コントローラ５には、車両の走行状態やドライバーの運転状況を示す信号、例えば、自動変速機に設けた出力軸回転センサ９からの信号、トルクコンバータ１のタービン回転センサ８からのタービンランナ回転速度（入力軸回転速度またはプライマリ回転速度）を示す信号、トルクコンバータ１への入力回転速度（＝エンジン回転速度Ｎｅ）を検出するインペラ回転センサ７からのポンプインペラ回転速度を示す信号、スロットル開度センサ１０からの信号（スロットル開度ＴＶＯまたはアクセル操作量）、油温センサ１１からの信号などが入力され、これらの検出信号によりロックアップクラッチ２の締結や解放あるいはスリップなどの制御を行う。なお、車速ＶＳＰは出力軸回転センサ９が検出した出力軸回転速度に所定の定数を乗じて求めるものとする。

コントローラ５は、オープンループ制御とスリップ制御（フィードフォワード制御＋フィードバック制御）とを切り換えてスリップロックアップを行うもので、ロックアップソレノイド４を駆動するロックアップデューティを決定するとともに、電源電圧信号６に応じてロックアップデューティの補正を行う。

次に、コントローラ５で行われる制御のうちスリップ制御について図２の制御系構成図に基づき説明する。

目標スリップ回転演算部Ｓ１００では、車速ｖとスロットル開度ＴＶＯ（またはアクセル操作量）と油温Ｔ_ATF等に基づき、トルク変動やこもり音の発生がもっとも少ないところに目標スリップ回転速度ω_SLPTを決定する。

実スリップ回転演算部Ｓ１０３では、ポンプインペラの回転速度ω_iRからタービンランナの回転速度ω_TRを減算してトルクコンバータ１の実スリップ回転（速度）ω_SLPRを算出する。

ここで、インペラの回転速度はエンジン回転速度Ｎｅと等価であり、また、タービン回転速度は自動変速機の入力軸回転速度と等価な速度である。

前置補償器（Ｓ１０１ＡおよびＳ１０１Ｂ）では、目標スリップ回転速度ω_SLPTを、設計者の意図する応答になるように設定した補償用フィルタを通過させることにより、目標スリップ回転補正値を算出する。

まず、前置補償器Ｓ１０１Ａでは、目標スリップ回転速度ω_SLPTをもとに、第１の目標スリップ回転補正値ω_SLPTC1を次式により算出する。

ただし、Ｇ_R（Ｓ）は規範モデルであり、設計者の意図する目標応答が得られるような伝達関数を設定する。

次に前置補償器Ｓ１０１Ｂでは、第２の目標スリップ回転補正値ω_SLPTC2を、

より算出する。ただし、

であり、Ｇ_M（ｓ）はフィードフォワード補償器、Ｐ（ｓ）は制御対象であるスリップ回転部をモデル化した伝達関数である。

むだ時間処理部Ｓ１１１では、ロックアップ機構が持つ無駄時間ｅ^-Lsに関する処理を行う。

スリップ回転速度偏差演算部Ｓ１０２では、第１の目標スリップ回転補正値ω_SLPTC1に無駄時間処理を行った値と、実スリップ回転速度ω_SLPRとの間のスリップ回転偏差ω_SLPERを算出する。

スリップ回転指令値演算部Ｓ１０４では、スリップ回転偏差ω_SLPERを抑制するために、比例・積分制御（以下、ＰＩ制御）により構成されたフィードバック補償器（Ｓ１０４）により、第１スリップ回転指令値ω_SLPC1を次式により算出する。

ただし、Ｋ_p：比例制御定数
Ｋ_I：積分制御定数
ｓ：微分演算子
そして、第１スリップ回転指令値ω_SLPC1と第２目標スリップ回転補正値ω_SLPTC2とを次式のように加算することで、制御入力となるスリップ回転指令値ω_SLPCを算出する。

スリップ回転ゲイン演算部Ｓ１０６では、図３に示すマップから現在のタービン回転速度ω_TRに対応したスリップ回転ゲインｇ_SLPCを検索して求める。

目標コンバータトルク演算部Ｓ１０５では、タービン回転速度ω_TRのときに、スリップ回転指令値ω_SLPCを達成するための目標コンバータトルクｔ_CNVCを、

より算出する。

エンジントルク推定部Ｓ１０８では、予め設定したエンジン全性能マップを用いて、エンジン回転速度Ｎｅおよびスロットル開度ＴＶＯ（またはアクセル操作量）から、エンジントルクマップ値ｔ_ESを検索し、これにエンジンの動特性（吸気系の輸送遅れ分）を時定数Ｔ_EDの一次遅れとした場合のフィルタを通過させて、エンジントルク推定値ｔ_EHを、

より算出する。

目標ロックアップクラッチ締結容量演算部Ｓ１０７では、エンジントルク推定値ｔ_EHから目標コンバータトルクｔ_CNVCを減算して目標ロックアップクラッチ締結容量ｔ_LUを次式により算出する。

ロックアップクラッチ締結圧指令値演算部Ｓ１０９では、図４に示したロックアップクラッチ容量マップから現在の目標ロックアップクラッチ締結容量ｔ_LUを達成するためのロックアップクラッチ締結圧指令値（図中ロックアップクラッチ締結圧）Ｐ_LUCを検索する。

ソレノイド駆動信号演算部Ｓ１１０では、実際のロックアップクラッチ締結圧をロックアップクラッチ締結圧指令値（差圧指令値）Ｐ_LUCにするためのロックアップデューティＳ_DUTYを決定する。

次に、トルクコンバータの一般的な容量特性を図５に示す。

図５は、トルクコンバータの速度比ｅと容量係数Ｃの関係を示すマップである。速度比（ｅ＝Ｎｔ／Ｎｅ：タービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅの比）に対してコンバータ容量Ｃは上に凸状の特性を示す。

一般に速度比が０．８〜１．０の時には、ほぼ線形な容量特性となる。スリップロックアップ制御（スリップ制御）はこの線形領域で行うよう設定する。またスリップ回転速度は、エンジン回転速度とタービン回転速度の差と定義する。

なお、速度比と容量係数Ｃの関係が線形（または線形として扱うことが可能）の領域と、非線形の領域（図中速度比＜０．８）の境となる速度比を境界速度比とする。

図６は本願発明のオープンループによる昇圧制御からフィードバック制御によるスリップ制御への移行の様子を示すグラフで、エンジン回転速度及びタービン回転速度と時間の関係を示す。

まず、オープンループ制御における制御条件を、次のように設定する。

・オープンループ制御を終了させる速度比（境界速度比）ｅ_LNRをスロットル開度ＴＶＯに応じて上記図５の０．８〜１．０の範囲で設定する。

・スロットル開度ＴＶＯが大きい時には境界速度比を_c小さく（＝０．８）設定し、スロットル開度ＴＶＯが小さい時には境界速度比ｅ_LNRを大きく（＝０．９）とする。すなわち、図８で示すマップに基づいて、スロットル開度ＴＶＯの大きさに応じた境界速度比ｅ_LNRを選択する。なお、図８のマップは、スロットル開度ＴＶＯが大きくなるにつれて、速度比（境界速度比）が小さくなるように設定される。ただし、境界速度比の下限は線形領域に設定される。

・現在のタービン回転速度Ｎｔと設定した境界速度比ｅ_LNRから、オープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿ENDを決定し、そのスリップ回転速度となるエンジン回転速度を次式により算出する。

ロックアップ開始時には、オープンループ制御でロックアップ差圧を所定の増分値で上げ、エンジン回転速度Ｎｅがオープン制御終了エンジン回転数Ｎｅ_OP＿EBよりも小さくなったらオープンループ制御を終了してフィードバック制御に切り換える。

上記オープンループ制御について、説明する。時刻ｔ０では、発進後の車速が上がるに従って、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔも上昇する。次に、時刻ｔ１では、所定の車速（例えば５km／ｈ）に達したことからロックアップを開始するため、オープ
ンループ制御を開始してロックアップ差圧を昇圧する。ロックアップ差圧を所定の傾きで昇圧させ、図５で示したように、トルコン特性が線形な速度比０．８以上になるようスリップ回転速度を低減する。

そして時刻ｔ２では、上述したように、境界速度比ｅ_LNRをもとに算出されたオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBより実エンジン回転速度Ｎｅが下回ったら、スリップ制御が開始できる速度比ｅに達したと判定し、オープンループ制御を終了しフィードバックによるスリップ制御を開始する。

次に、図７はコントローラ５で行われるオープンループ制御の一例を示すフローチャートである。

まず、Ｓ１０では、現在の制御状態がオープンループ制御を開始しているか否かを判断する。オープンループ制御を開始または制御中であればＳｌｌへ進み、オープンループ制御を開始していなければそのまま処理を終了する。

Ｓ１１では、フィードバック制御を開始する境界速度比ｅ_LNRを設定する。上記図８のように、スロットル開度ＴＶＯに応じて予め定めた境界速度比ｅ_LNRのマップ等から決定する。例えば図８では、スロットル開度ＴＶＯが大きいときは速度比を０．８に、スロットル開度ＴＶＯが小さいときは０．９にといったようにスロットル開度ＴＶＯに応じて境界速度比ｅ_LNRを変化させる。

Ｓ１２ではオープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿ENDを、上記Ｓ１１で決定した境界速度比ｅ_LNRと現在のタービン回転速度Ｎｔから上記（９）式より算出する。そして、得られたオープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿ENDから上記（１０）式に基づいてオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBに換算する。

Ｓ１３では、上記図２のＳ１００と同様に、フィードバック制御で用いる目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPを決定する。ただし、Ｔ_SLIPは上記図２に示したＳ１００のω_SLPTと等価である。

そして、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPを基にスリップ回転速度のマージン（余裕）Ｔ_SLIP＿Mを考慮して制限値Ｎ_SLP＿LMTを次式により算出する。

Ｎ_SLP＿LMT＝Ｔ_SLIP＋Ｔ_SLIP＿M ………（１１）
Ｓ１４では、エンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLに、予め設定したエンジン回転速度のマージン（余裕値）Ｎｅ_STL＿Mを考慮して制限値Ｎｅ_STL＿LMTを次式より算出する。なお、エンジン回転速度のマージンＮｅ_STL＿Mは、スロットル開度ＴＶＯの大きさに応じて変更しても良く、例えば、スロットル開度ＴＶＯが小さい場合には、マージンＮｅ_STL＿Mを大きくし、スロットル開度ＴＶＯが大きいときにはマージンＮｅ_STL＿Mを小さくすることができる。

Ｎｅ_STL＿LMT＝Ｎｅ_STL＋Ｎｅ_STL＿M ………（１２）
Ｓ１５〜Ｓ１７では、上記Ｓ１２で決定したオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBと、Ｓ１３で決定した目標スリップ回転の制限値Ｎ_SLP＿LMTをエンジン回転速度に換算した値（Ｎ_SLP＿LMT＋Ｎｔ）と比較し、オープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBの方が小さければＳ１６でオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END1を次式のように設定して制限する。

Ｎｅ_OP＿END1＝ｍａｘ（Ｎｅ_OP＿EB、Ｎ_SLP＿LMT＋Ｎｔ） ………（１３）
なお、オープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿EBの方が大きければ、Ｓ１７でオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END1をオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBとする。

次に、Ｓ１８〜Ｓ２０では、上記Ｓ１５〜Ｓ１７で決定した目標スリップ回転速度Ｎ_SLP＿LMTを考慮したオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END1を、上記Ｓ１４で決定したエンスト判定エンジン回転速度を考慮した制限値Ｎｅ_STL＿LMTと比較する。

オープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END1が制限値Ｎｅ_STL＿LMT以下であれば、この制限値Ｎｅ_STL＿LMTで第２のオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END2で制限する。なお、オープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿END1が制限値Ｎｅ_STL＿LMTより大きければＳ２０で第２のオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END2をオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿END1とする。

そして、Ｓ２１では実エンジン回転速度Ｎｅと、上記Ｓ１８〜Ｓ２０で最終決定したオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END2とを比較して、実エンジン回転速度Ｎｅの方が小さければ、フィードバック制御を開始する。一方、実エンジン回転速度Ｎｅがオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END2にまだ達していなければ引き続きオープン制御を継続する。

次に、図９はオープンループ制御による昇圧制御からフィードバック制御によるスリップ制御への移行の様子を示すグラフで、エンジン回転速度及びタービン回転速度と時間の関係を示し、スロットル開度ＴＶＯが小さい場合など、速度比ｅに応じたオープン制御終了スリップ回転が目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPより小さくなる可能性がある場合を示す。

上記図７のＳ１２で算出したオープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿ENDがフィードバック制御で扱う目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPより小さい場合は、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIP＋マージン分Ｔ_SLIP＿Mを下限（オープン制御終了エンジン回転速度）Ｎｅ_OP＿END1とする。

Ｎｅ_OP＿END1＝max（Ｎｅ_OP＿END1、（Ｔ_SLIP＋Ｔ_SLIP＿M）＋Ｎｔ） ………（１４）
このように設定した場合の動作について図９を参照しながら説明する。

時刻ｔ０で車両を発進させ、車速が上がるに従って、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔも上昇する。

時刻ｔ１では、所定の車速（例えば５km／ｈ）に達したことを条件に、オープンループ
制御によりロックアップ差圧を昇圧し、ロックアップを開始する。この昇圧は上記図６と同様で、所定の傾きで昇圧させ、トルコン特性が線形な速度比０．８以上（図５参照）になるようスリップ回転速度を低減する。

そして時刻ｔ２以降では、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPに制限を掛けない場合のエンジン回転速度（図中点線）は、オープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBを下回りフィードバック制御に切替わる。

しかし、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPは、オープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBより高いため、エンジン回転数を上昇させるようにスリップ回転速度を制御する。この結果、図中点線のようにエンジン回転速度がハンチングを起こしてしまい、運転者に違和感を与える可能性がある。

そこで、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPに制限を掛けた場合のエンジン回転速度は図中太実線のようになり、時刻ｔ３では目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPにマージンＴ_SLIP＿Mを加えた図中細実線の制限値Ｎｅ_OP＿END1は、オープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBがよりも大きくなり、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPを基準にしてオープンループ制御の終了判断を行い、フィードバック制御に切り換える。つまり時刻ｔ３では、図中太実線のエンジン回転速度Ｎｅが、時刻ｔ３で目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPに到達するため、オープンループ制御からフィードバック制御に切り換える。

スロットル開度が小さい場合などでは、上述のように、速度比ｅに応じたオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBに制限を加えない場合、時刻ｔ３では破線で示した実エンジン回転速度よりもオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBが小さいため、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPに近づいた実エンジン回転速度は、時刻ｔ３のオープンループ制御終了後に再びスリップ回転速度が増大してハンチングが生じてしまう。

これに対して、制限を加えた制限値Ｎｅ_OP＿END1では、時刻ｔ２の時点で目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPよりも大きくなって、オープンループ制御からスリップ制御へ滑らかにつなげることが可能となり、エンジン回転速度の不要な上昇とハンチングを防ぐことができる。

次に、図１０は、スロットル開度ＴＶＯの小さい時などで、エンジンストールを考慮した場合を示す。

上記図７のＳ１２で算出したオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎ_SLP＿END1が、エンスト判定エンジン回転速度（ロックアップできる最低エンジン回転速度）Ｎｅ_STLより小さくなることがある。

オープンループ制御を続けると図中点線で示すエンジン回転速度のように上記判定条件にかかり、エンストを回避するためロックアップを解除（即ＯＦＦ）し、ショックが発生する。

そこで、オープン制御終了エンジン回転Ｎｅ_OP＿EB（またはＮｅ_OP＿END1）を、エンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STL＋マージン分Ｎｅ_STL＿Mで制限する。

Ｎｅ_OP＿END2＝ｍａｘ（Ｎｅ_OP＿EB、Ｎｅ_STL＋Ｎｅ_STL＿M） ………（１５）
このように設定した場合の動作について図１０を参照しながら説明する。

時刻ｔ０で車両を発進させ、車速が上がるに従って、エンジン回転速度Ｎｅ、タービン回転速度Ｎｔも上昇する。

時刻ｔ１では、所定の車速（例えば５km／ｈ）に達したことを条件に、オープンループ
制御によりロックアップ差圧を昇圧し、ロックアップを開始する。この昇圧は上記図６と同様で、所定の傾きで昇圧させ、トルコン特性が線形な速度比０．８以上（図５参照）になるようスリップ回転速度を徐々に低減するする。

まず、エンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLに制限を加えない場合は、オープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBは、エンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLより下にあるため、図中点線の実エンジン回転速度がエンスト判定エンジン回転Ｎｅ_STLを下回ってしまい、時刻ｔ３でロックアップ解除（即ＯＦＦ）となって、エンジン回転速度が吹け上がることになる。

これに対して、エンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLに制限を掛けた場合、エンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLにマージン分Ｎｅ_STL＿Mを加えた制限をオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END2とする。

この場合の実エンジン回転速度は図中太実線のように、オープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END1を下回った時点（時刻ｔ２）でオープンループ制御からフィードバック制御に切り換える。

目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPは、この判定基準より小さいので、エンジン回転速度は図中破線の制限を加えない場合のように吹け上がることもなく、またエンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLより小さくならないためロックアップ解除も起こらず、滑らかにスリップ制御へ移行することができる。

以上のように、本発明によれば、トルクコンバータの容量特性（容量係数Ｃと速度比ｅの関係）の線形領域と非線形領域の境界となる境界速度比ｅ_LNRに基づいてオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EB（またはオープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿END）を設定して、実際のエンジン回転速度Ｎｅ（またはスリップ回転速度）がオープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EB（またはオープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿END）以下となったら、オープンループ制御からフィードバック制御に切り換える。

これにより、オープン制御終了の判断を、トルクコンバータの容量特性を考慮したスリップ回転速度（エンジン回転速度）としたため、確実にトルコン特性が線形領域になってからフィードバック制御を開始することができ、フィードバック制御の制御性能が確保でき、スリップ回転速度を目標値どおり精度よく制御することが可能となる。

なお、オープン制御終了エンジン回転速度Ｎｅ_OP＿EBは、上記（９）式から境界速度比ｅ_LNRに応じてオープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿ENDを決定し、このスリップ回転速度_SLP＿ENDとなるエンジン回転速度を（１０）式により算出したもので、スリップ回転速度_SLP＿ENDにタービン回転速度Ｎｔを加えたものである。

そして、境界速度比ｅ_LNRはスロットル開度ＴＶＯまたはアクセル操作量に応じて変更し、スロットル開度ＴＶＯが大きいときには境界速度比を小さく設定し、スロットル開度ＴＶＯが大きいときには境界速度比を大きく設定することで、スロットル開度ＴＶＯが小さい領域などでのエンジン回転速度のハンチングを防ぐことが可能となる。

なお、できるだけ速度比ｅが高い領域でフィードバック制御に切換えることで、制御性能を高めることができ、トルクコンバータのばらつきや運転条件の変動があっても確実にオープン制御の昇圧でスリップ回転速度を低減してからフィードバック制御に切換えることで、滑らかな制御の切り換えを実現できる。

さらに、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPは、エンジン回転速度がスリップ制御（フィードバック制御）の目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPを下回った場合に、スリップ回転速度のマージン（余裕）Ｔ_SLIP＿Mを考慮した制限値Ｎ_SLP＿LMTを上記（１１）式より算出し、この制限値_SLP＿LMTまたは制限値_SLP＿LMTに対応するエンジン回転速度であるオープン制御終了エンジン回転速度制限値Ｎｅ_OP＿END1を用いて、オープン制御終了エンジン回転速度が小さくなりすぎるのを防止する。

これにより、上記図９で示したように、スロットル開度が小さい場合など、速度比ｅに応じたオープン制御終了スリップ回転速度Ｎｅ_OP＿EBが目標スリップ回転速度より小さくなる可能性があるときには、フィードバック制御開始後にエンジン回転速度がハンチングを起こすことなく、円滑にオープンループ制御からスリップ制御へ移行することができる。

また、目標スリップ回転速度Ｔ_SLIPをスロットル開度ＴＶＯなどの運転状態に応じて設定することで、上記オープンループ制御からスリップ制御への移行をより滑らかにすることができる。

また、上記図１０で示したように、オープン制御終了エンジン回転速度（またはオープン制御終了スリップ回転速度Ｎ_SLP＿END）をエンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLよりも大きくなるように補正（制限値Ｎｅ_STL＿LMT）することで、オープンループ制御終了時のエンジン回転速度が、必ずエンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLよりも大きくなるため、前記従来例のようなエンスト回避によるロックアップ解除に伴うショックの発生を防ぎ、オープンループ制御からフィードバック制御への切り換えを円滑に行うことが可能となる。

また、エンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLの制限値Ｎｅ_STL＿LMTは、通常のエンスト判定エンジン回転速度Ｎｅ_STLにエンジン回転速度のマージンＮｅ_STL＿Mを加えたもので、このマージンをスロットル開度ＴＶＯの大きさに応じて変化させることで、運転状態応じた滑らかな制御の切り換えを実現できる。

なお、上記実施形態におけるロックアップ制御は、車両の発進時に行われる発進時スリップロックアップだけでなく、車速の上昇に伴うドライブスリップロックアップなどに適用することができる。

以上のように、本発明に係るトルクコンバータのスリップ制御装置では、運転性に優れた車両の変速機などに適用することができる。

本発明の一実施形態を示すトルクコンバータの概略構成図。 コントローラのフィードバック制御部の機能ブロック図。 トルクコンバータのタービン回転速度速度とスリップ回転速度ゲインの関係を示すマップ。 ロックアップクラッチ締結圧とロックアップクラッチ容量の関係を示すマップ。 トルクコンバータの容量特性を示すグラフで、速度比と容量係数の関係を示す。 オープンループ制御による昇圧制御からフィードバック制御によるスリップ制御への移行の様子を示すグラフで、エンジン回転速度及びタービン回転速度と時間の関係を示す。 コントローラで行われる処理の一例を示すフローチャート。 スロットル開度に応じた境界速度比のマップ。 アクセル開度が小さいときのオープンループ制御による昇圧制御からフィードバック制御によるスリップ制御への移行の様子を示すグラフで、エンジン回転速度及びタービン回転速度と時間の関係を示す。 エンジン回転速度が低いときのオープンループ制御による昇圧制御からフィードバック制御によるスリップ制御への移行の様子を示すグラフで、エンジン回転速度及びタービン回転速度と時間の関係を示す。

符号の説明

１ トルクコンバータ
２ ロックアップクラッチ
３ ロックアップ制御弁
４ ロックアップソレノイド
５ コントローラ

Claims (7)

1. ロックアップクラッチを備えて原動機と自動変速機の間に介装されたトルクコンバータと、
   車両の運転状態に基づいてオープンループ制御により前記ロックアップクラッチの締結状態を制御するオープン制御手段と、
   車両の運転状態から前記ロックアップクラッチの目標スリップ回転速度を求める目標スリップ回転算出部と、
   前記トルクコンバータのポンプインペラ回転速度とタービン回転速度から実際のスリップ回転速度を検出する実スリップ回転速度検出手段と、
   前記目標スリップ回転と実際のスリップ回転に基づいてフィードバック制御により前記ロックアップクラッチの締結状態を制御するスリップ制御手段と、
   前記ロックアップクラッチの締結時には、所定の条件が成立したときに前記オープン制御手段からスリップ制御手段へ切り換える締結制御手段と、を備えたトルクコンバータのスリップ制御装置において、
   前記締結制御手段は、
   トルクコンバータの容量係数と速度比の関係が線形領域と非線形領域の境となる境界速度比に基づいて、前記オープンループ制御からフィードバック制御へ移行する前記条件を設定する切り換え条件設定手段と、
   前記実スリップ回転速度またはポンプインペラ回転速度に基づいて前記条件の成立を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするトルクコンバータのスリップ制御装置。
2. 前記切り換え条件設定手段は、前記境界速度比からオープンループ制御を終了するオープン制御終了スリップ回転速度を求め、
   前記判定手段は、前記実スリップ回転速度がオープン制御終了スリップ回転速度を下回ったときに所定条件の成立を判定することを特徴とする請求項１に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
3. 前記切り換え条件設定手段は、前記車両の運転状態としてアクセル操作量またはスロットル開度を検出し、スロットル開度が大きいときには前記境界速度比を小さく設定する一方、スロットル開度が小さいときには前記境界速度比を大きく設定することを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
4. 前記切り換え条件設定手段は、前記実スリップ回転速度がフィードバック制御における目標スリップ回転速度を下回ったときに、前記オープン制御終了スリップ回転速度を制限することを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
5. 前記切り換え条件設定手段は、前記車両の運転状態としてアクセル操作量またはスロットル開度を検出し、スロットル開度に応じて前記フィードバック制御における目標スリップ回転速度を決定することを特徴とする請求項４に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
6. 前記締結制御手段は、前記ロックアップクラッチの締結時に、ポンプインペラ回転速度が予め設定したエンスト判定回転速度を下回ったときには、ロックアップクラッチの解放を指令するエンスト回避手段を有し、
   前記切り換え条件設定手段は、前記オープン制御終了スリップ回転速度に対応するポンプインペラ回転速度が前記エンスト判定回転速度以上となるように補正することを特徴とする請求項２に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。
7. 前記切り換え条件設定手段は、前記車両の運転状態としてアクセル操作量またはスロットル開度を検出し、スロットル開度に応じてオープン制御終了スリップ回転速度を補正することを特徴とする請求項６に記載のトルクコンバータのスリップ制御装置。

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