JP3736376B2 - Fastening force control device for fluid coupling - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロックアップクラッチを備えた流体継手の締結力制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、自動変速機を備えた自動車においては、エンジンから変速歯車機構への動力伝達経路にトルクコンバータ(流体継手の1つ)が介設される。そして、トルクコンバータは、エンジン出力軸と一体回転して作動油を吐出するポンプ(入力部材)と、ポンプから吐出された作動油によって駆動される一方タービンシャフト(変速歯車機構の入力軸)と一体回転するタービン(出力部材)と、ポンプ・タービン間の作動油の流れを整流するステータとを備えていて、エンジンの出力トルクを、ポンプとタービンとの間の回転数差によって定まる変速比で変速して変速歯車機構に出力するようになっている。
【0003】
ところが、トルクコンバータでは、作動油を介してポンプからタービンに動力を伝達する関係上、作動油の粘性抵抗によって比較的大きな動力損失が生じる。そこで、通常、トルクコンバータには、トルク増大作用がさほど必要でない運転領域ではポンプとタービンとをロックアップさせるロックアップクラッチが設けられる。かくして、ロックアップ時にはエンジンの出力トルクが作動油を介さずに直接変速歯車機構に伝達され、動力損失が低減され、燃費性能が高められる。
【0004】
しかしながら、ロックアップクラッチを締結してポンプとタービンとを直結させると、エンジンのトルク変動ないしは回転数変動が大きくなる減速時、低負荷低回転時等においては、変速歯車機構に振動ないしはショックが生じてしまう。そこで、一般にトルクコンバータでは、減速時、低負荷低回転時等には、ロックアップクラッチに適度なスリップを生じさせ、かかるスリップによりエンジンのトルク変動ないしは回転数変動を吸収させるといったスリップ制御を行うようにしている(例えば、特開平4−224363号公報参照)。かかるスリップ制御においては、普通、ポンプとタービンとの間の回転数差が所定の目標回転数差に追従するよう、ロックアップクラッチの締結力がフィードバック制御される。
【0005】
また、一般に自動車用エンジンでは、燃料の無用な消費を避けるため、減速時にエンジンへの燃料供給を停止するいったフューエルカット制御が行われることが多い。そして、かかるフューエルカット制御においては、エンジン回転数が所定の燃料復帰回転数まで低下したときには、エンストを避けるため、燃料供給を再開するようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、減速時にフィードバック制御によりロックアップクラッチのスリップ制御を行うと、エンジン回転数が低下したときに該フィードバック制御が不安定となり、エンジン回転数が波打ち現象(例えば、サイクリング、ハンチング等)を起こし、トルクショックが発生するといった問題がある。
【0007】
また、エンジンがフューエルカット制御を行うようになっている場合は、減速時には、フィードバック制御によるスリップ制御とフューエルカット制御とが並行して行われることになる。その際、エンジン回転数の低下によりスリップ制御(フィードバック制御)が不安定となり、エンジン回転数が波打ち現象を起こすと、エンジン回転数が低回転側に波打ったときに燃料復帰回転数以下となることがある。この場合、エンジン回転数が燃料復帰回転数まで低下した時点でエンジンへの燃料供給が再開されるので、フューエルカットを十分に行うことができず、燃費性能が低下するといった問題がある。
【0008】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、減速時にフィードバック制御によるスリップ制御を行う際に、エンジン回転数が低下したときでもその安定性を確保することができ、トルクショックの発生を防止することができる流体継手の締結力制御装置を提供することを解決すべき課題とする。また、エンジンがフューエルカット制御を行うようになっている場合は、減速時にフィードバック制御によるスリップ制御を行う際に、十分にフューエルカットを行わせることができ、燃費性能を高めることができる流体継手の締結力制御装置を提供することを解決すべき課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた本発明にかかる流体継手の締結力制御装置は、(i)エンジンから回転力が入力される入力部材と、該入力部材によって流体を介して駆動される一方その回転力を変速歯車機構に出力する出力部材と、入力部材と出力部材とを直結状態又はスリップ状態で締結させることができるロックアップクラッチと、所定車速領域での走行時にエンジンが無負荷状態とされたとき(すなわち、減速時)には入力部材と出力部材とがスリップ状態となるよう少なくともフィードバック制御を利用して減速スリップ制御を行う減速スリップ制御手段と、減速時にフューエルカットを行いエンジン回転数が燃料復帰回転数まで低下したときに燃料供給を再開するフューエルカット制御手段とを備えた流体継手の締結力制御装置において、(ii)上記フィードバック制御の実行中に、出力部材の回転数が、燃料復帰回転数よりも高く設定された閾値より低回転側のフィードバック制御不安定領域に突入したことを検出する不安定領域突入検出手段と、(iii)不安定領域突入手段によってフィードバック制御不安定領域への突入が検出されたときには、上記フィードバック制御を停止させ、ロックアップクラッチを直結状態に近づけるよう制御するロックアップ制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【0010】
この流体継手の締結力制御装置によれば、減速時においてフィードバック制御による減速スリップ制御の実行中に、出力部材の回転数がフィードバック制御不安定領域に突入すると、減速スリップ制御が停止され、ロックアップクラッチが直結状態となる。このため、エンジン回転数が安定化され、トルクショックの発生が防止される。また、エンジンがフューエルカット制御を行っているときにはエンジン回転数が安定化されているので、エンジン回転数が波打ちにより燃料復帰回転数まで急低下することがない。このため、エンジン回転数が本来の燃料復帰回転数に低下するまで、確実にフューエルカットを実行することができ、燃費性能が高められる。
さらに、不安定領域突入検出手段が、出力部材の回転数が燃料復帰回転数よりも高く設定された閾値よりも低くなったことを検出することにより、フィードバック制御不安定領域に突入したことを検出するので、フィードバック制御不安定領域への突入を容易かつ迅速に検出することができる。
【0012】
また、上記流体継手の締結力制御装置において、減速スリップ制御手段が、ロックアップクラッチの締結力をデューティ制御するようになっている場合は、ロックアップ制御手段が、減速スリップ制御手段で設定されているデューティ率を所定のオフセットデューティ率だけ変化させる(締結力を高める)ことにより、ロックアップクラッチを直結状態に近づけるようになっているのが好ましい。この場合、オフセットデューティ率の変化による差回転数の変化特性(デューティ変動量差回転特性)と、実差回転数とに基づいて、ロックアップクラッチの締結力を設定するようになっているのが好ましい。このようにすれば、ロックアップ制御手段の制御精度を高めることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
図1に示すように、自動車用の自動変速機10には、エンジン出力軸1を介してエンジン(図示せず)の出力トルクが入力されるトルクコンバータ20(流体継手)と、それぞれトルクコンバータ20の出力トルクが入力される第1遊星歯車機構30(変速歯車機構)及び第2遊星歯車機構40(変速歯車機構)と、これらの遊星歯車機構30、40内での動力伝達経路を切り換えるための複数の摩擦要素51〜55(クラッチ、ブレーキ等)及びワンウェイクラッチ56とが設けられている。なお、以下では、便宜上、エンジン出力軸1の軸線方向(自動車の幅方向)においてエンジン側(図1中では右側)を「右」といい、これと反対側を「左」という。
【0014】
かくして、自動変速機10においては、第1遊星歯車機構30及び第2遊星歯車機構40内での動力伝達経路を切り換えることにより、Dレンジの1〜4速と、Sレンジの1〜3速と、Lレンジの1〜2速と、Rレンジの後退速とを設定することができる。なお、トルクコンバータ20の左側には、コンバータケース21を介してエンジン出力軸1により駆動されるオイルポンプ12が配設されている。
【0015】
第1遊星歯車機構30には、サンギヤ31と、サンギヤ31と噛み合う複数のピニオン32と、ピニオン32を支持するピニオンキャリヤ33と、ピニオン32と噛み合うリングギヤ34とが設けられている。他方、第2遊星歯車機構40には、サンギヤ41と、サンギヤ41と噛み合う複数のピニオン42と、ピニオン42を支持するピニオンキャリヤ43と、ピニオン42と噛み合うリングギヤ44とが設けられている。
【0016】
トルクコンバータ20のトルク出力軸であるタービンシャフト27と、第1遊星歯車機構30のサンギヤ31との間(動力伝達経路としてみれば)には、フォワードクラッチ51が介設されている。タービンシャフト27と、第2遊星歯車機構40のサンギヤ41との間には、リバークラッチ52が介設されている。タービンシャフト27と、第2遊星歯車機構40のピニオンキャリヤ43との間には、3−4クラッチ53が介設されている。また、第2遊星歯車機構40のサンギヤ41を固定することができる2−4ブレーキ54が設けられている。
【0017】
第1遊星歯車機構30のリングギヤ34と第2遊星歯車機構40のピニオンキャリヤ43とは連結され、これらと変速機ケース11との間に、ローリバースブレーキ55とワンウェイクラッチ56とが並列に配設されている。また、第1遊星歯車機構30のピニオンキャリヤ33と第2遊星歯車機構40のリングギヤ44とは連結され、これらは出力ギヤ13に連結されている。出力ギヤ13は、中間伝動機構60を構成するアイドルシャフト61上の第1中間ギヤ62と噛み合っている。また、アイドルシャフト61上の第2中間ギヤ63は、差動装置70の入力ギヤ71と噛み合っている。かくして、出力ギヤ13の回転力が、差動装置70のデフケース72を介して、左右の車軸73、74に伝達される。
【0018】
表1に、各摩擦要素51〜55及びワンウェイラッチ56の作動状態と変速段との関係を示す。
表1 各摩擦要素の作動状態と変速段との関係
【0019】
以下、図2を参照しつつ、トルクコンバータ20の構造及び機能をさらに詳しく説明する。なお、以下では、便宜上、図1の場合と同様に、エンジン出力軸1の軸線方向(自動車の幅方向)においてエンジン側(図2中では右側)を「右」といい、これと反対側を「左」という。
【0020】
図2に示すように、トルクコンバータ20は、エンジン出力軸1に連結されたコンバータケース21に固定されたポンプ22と、ポンプ22に対向して配置され該ポンプ22により作動油を介して駆動されるタービン23と、タービン23とポンプ22との間において変速機ケース11にワンウェイクラッチ24を介して支持されトルク増大機能を果たすステータ25と、コンバータケース21とタービン23との間に設けられコンバータケース21を介してエンジン出力軸1とタービン23とを直結させるロックアップクラッチ26とを有している。タービン23のボス23aはタービンシャフト27にスプライン結合され、これによりタービン23の回転力がタービンシャフト27を介して量遊星歯車機構30、40側に出力される。
【0021】
ロックアップクラッチ26は、コンバータケース21の平面部21aに対向して配置されたクラッチピストン26pを有している。ロックアップクラッチ26は、ピストン26pの左側に位置するリヤ室26r内に供給される作動油圧によって平面部21aに締結される。このとき、エンジン出力軸1とタービンシャフト27とが直結する。また、ロックアップクラッチ26は、ピストン26pの右側に位置するフロント室26f内に供給される作動油圧によって解放される。そして、ロックアップクラッチ26は、フロント室26f内に供給される作動油圧を調整することによってスリップ状態に制御される。
【0022】
トルクコンバータ20への作動油ないしは作動油圧の給排は、油圧制御回路80によって制御される。油圧制御回路80には、リヤ室26r及びフロント室26fへの作動油圧の給排を制御するロックアップコントロールバルブ81が設けられている。ロックアップコントロールバルブ81には、油圧源(図示せず)から一定圧に調整されたコンバータ圧を供給するライン82と、パイロット圧を供給するライン83と、デューティソレノイドバルブ84によって生成された制御油圧を供給するライン85とが接続されている。
【0023】
ライン83からロックアップコントロールバルブ81にパイロット圧が供給されていないときは、スプール81aは、スプリング81bの付勢力により右側に位置する。このとき、ライン82からロックアップコントロールバルブ81に供給されたコンバータ圧が、解放ライン86を介してフロント室26fに供給される。これにより、ロックアップクラッチ26が解放され、コンバータ状態が実現する。
【0024】
他方、ライン83からロックアップコントロールバルブ81にパイロット圧が供給されると、スプール81aがスプリング81bの付勢力に抗して左側に移動し、ライン82からロックアップコントロールバルブ81に供給されたコンバータ圧が、締結ライン87を介してリヤ室26rに供給される。これにより、ロックアップクラッチ26が締結され、ロックアップ状態が実現する。なお、トルクコンバータ20内の作動油は、適宜、戻りライン88を介してオイルクーラ(図示せず)に送られる。
【0025】
また、このロックアップ状態において、デューティソレノイドバルブ84で生成された制御油圧が、ライン85と、ロックアップコントロールバルブ81と、解放ライン86とを介してフロント室26fに供給されると、ロックアップクラッチ26の締結力が該制御油圧に応じて制御される。このとき、トルクコンバータ20のポンプ22とタービン23との間のスリップ量が制御され、スリップ状態が実現する。
【0026】
図3に示すように、この自動変速機10には、ロックアップクラッチ26の制御と変速制御とを併せて行うコントロールユニット100が設けられている。このコントロールユニット100へは、車速を検出する車速センサ101からの信号、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ102からの信号、エンジン回転数(すなわち、トルクコンバータ20の入力回転数)を検出するエンジン回転数センサ103からの信号、タービン回転数(すなわち、トルクコンバータ20の出力回転数)を検出するタービン回転数センサ104からの信号、運転者により選択されているシフト位置(レンジ)を検出するシフト位置センサ105からの信号、油温を検出する油温センサ106からの信号等が制御情報として入力される。
【0027】
コントロールユニット100は、各センサ101〜106から入力された各信号が示す自動車の運転状態と、予め設定された変速マップとに基づいて変速段を設定し、その変速段が達成されるように、油圧制御回路80に設けられた複数の変速用ソレノイドバルブ107(デューティソレノイドバルブ)に制御信号を出力する。
【0028】
また、コントロールユニット100は、各センサ101〜106から入力された各信号が示す自動車の運転状態と、予め設定されたロックアップマップとに基づいて、トルクコンバータ20をコンバータ状態、ロックアップ状態、又はスリップ状態のどの状態にすべきかを判定し、その判定した状態が得られるよう、ロックアップクラッチ用デューティソレノイドバルブ84に制御信号を出力する。
【0029】
ロックアップマップは、車速、エンジンのスロットル開度等の、自動車の運転状態に応じて設定されている。
例えば、図4に示すように、高負荷・低車速領域は、コンバータ状態を実現すべきコンバータ領域とされ、トルクの増大が図られるようになっている。低負荷・高車速領域は、ロックアップ状態を実現すべきロックアップ領域とされ、燃費の向上が図られるようになっている。低負荷・低車速領域は、スリップ状態を実現すべきスリップ領域とされ、燃費の向上とショックの吸収との両立が図られるようになっている。
【0030】
また、車速が所定の中車速領域内(B以上A以下)にあり、かつスロットル開度が0%(エンジンが無負荷状態)である減速領域は、基本的には、スリップ状態を実現すべき減速スリップ領域とされ、燃費の向上とショックの吸収との両立が図られている。さらに、この減速スリップ領域では、フィードバック制御によるスリップ制御の実行中にタービン回転数が所定の閾値まで低下したとき、すなわちタービン回転数がフィードバック制御不安定領域に突入したときにはフィードバック制御によるスリップ制御が停止され、ロックアップクラッチ26が直結されるようになっている。このため、エンジン回転数が安定化され、トルクショックの発生が防止される。また、エンジンがフューエルカット制御を行うようになっている場合は、エンジン回転数が波打ち現象により燃料復帰回転数まで急低下することがない。このため、エンジン回転数が本来の燃料復帰回転数に低下するまで確実にフューエルカットを実行することができ、燃費性能が高められる。
【0031】
以下、コントロールユニット100によるロックアップクラッチ26の具体的な制御方法を説明する。
(基本制御)
まず、図5に示すフローチャートを参照しつつ、ロックアップクラッチ26の基本制御の制御手法を説明する。
図5に示すように、ロックアップクラッチ26の基本制御ルーチンにおいては、まずステップS1で、各センサ101〜106によって検出される自動変速機10のシフト位置(ギヤ段)、スロットル開度、油温、エンジン回転数、タービン回転数等の各種制御情報が入力される。
【0032】
次に、ステップS2で、所定のスリップ条件が成立しているか否かが判定される。具体的には、自動車の運転状態が、例えば図4に示すスリップ領域又は減速スリップ領域に入っており、かつスリップ制御を禁止するその他の事情がない場合にはスリップ条件が成立する。ここで、スリップ条件が成立していなければ(NO)、ステップS3でスリップ制御が停止され、あるいはスリップ制御の停止状態が継続され、この後ステップS1に復帰する。
【0033】
他方、ステップS2で、スリップ条件が成立していれば(YES)、ステップS4で、予め決められたフィードフォワード制御用のロックアップデューティ率DO(以下、「設定値DO」いう。)が設定される。続いて、ステップS5で、スリップ条件が成立してから所定時間が経過したか否かが判定される。ここで、所定時間が経過していなければ(NO)、ステップS6でロックアップデューティ率DLUが設定値DOにセットされ、この後ステップS1に復帰する。つまり、スリップ条件が成立している限り、ステップS4〜S6が所定時間だけ継続して実行され、この間ロックアップデューティ率DLUを設定値DOにセットした状態で、フィードフォワード制御によるスリップ制御が実行される。
【0034】
他方、ステップS5で、所定時間が経過していると判定された場合は、フィードフォワード制御によるスリップ制御は終了し、原則として、フィードバック制御によるスリップ制御が開始される。この場合、まずステップS7で、締結制御条件が成立しているか否か、すなわち減速スリップ制御を実行すべきか否かが判定される。具体的には、自動車の運転状態が、例えば図4に示すマップの減速スリップ領域に入っているときには、減速スリップ制御が実行される。
【0035】
ステップS7で、締結制御条件が成立していないと判定された場合は(NO)、ステップS8でフィードバック制御による普通のスリップ制御が実行される。他方、ステップS7で、締結制御条件が成立していると判定された場合は(YES)、ステップS9でロックアップ締結制御が実行される。
【0036】
(フィードバック制御によるスリップ制御)
以下、図6に示すフローチャートを参照しつつ、フィードバック制御による普通のスリップ制御(図5に示すフローチャートのステップS8に対応する)の制御手法を説明する。
図6に示すように、このフィードバック制御が開始されるとまず、ステップS11で、ポンプ22とタービン23との間の回転数差(スリップ量)の目標値(以下、「目標差回転数」という。)が入力される。これと並行して、ステップS12で、ポンプ22とタービン23との間の実際の回転数差(以下、「実差回転数」という。)が入力される。
【0037】
次に、ステップS13で、実差回転数の目標差回転数に対する偏差(以下、「差回転数偏差」という。)が演算される。続いて、ステップS14で、フィードバック制御量DFBが演算される。なお、今回のフィードバック制御量DFB(n)は、例えば次の式1により演算される。
DFB(n)=Cp・xp+Dp・ep(n)………………………式1
DFB(n):フィードバック制御量
xp:車両の状態量(油温、スロットル開度、タービントルク等)
ep(n):差回転数偏差
Cp:コントロールユニット100の定数マトリクス
Dp:コントロールユニット100の定数マトリクス
【0038】
この後、ステップS15で、次の式2によりロックアップデューティ率DLUが演算される。
DLU=DLU+DFB…………………………………………………式2
なお、式2において、「=」は、右辺の演算結果を左辺に代入するということを意味し、代数における等号を意味するものではない。すなわち、前回のDLU(n−1)に今回のDFB(n)を加算して、今回のDLU(n)とするという意味である。
【0039】
かくして、このフィードバック制御によるスリップ制御では、時々刻々の差回転数偏差に応じて、該差回転数偏差を低減するようにフィードバック制御量が設定され、実差回転数が目標差回転数に追従する。これにより、燃費性能の向上と振動ないしはショックの吸収との両立が図られる。
【0040】
(ロックアップ締結制御)
以下、図7に示すフローチャートを参照しつつ、ロックアップ締結制御(図5に示すフローチャートのステップS9に対応する)の制御手法を説明する。
図7に示すように、このロックアップ締結制御が開始されると、まずステップS21とステップS22とで、それぞれ、タービン回転数変化率が設定値Vtaより小さいか否かと、タービン回転数が設定値Nta(閾値)より小さいか否かとが判定される。
【0041】
そして、ステップS21とステップS22とで、タービン回転数変化率が設定値Vtaより小さく、かつタービン回転数が設定値Ntaより小さいと判定された場合は(ステップS21及びステップS22でYES)、ステップS24で、オフセットデューティ率(デューティオフセット量)に所定の設定値Dofstがセットされる。なお、設定値Dofstは、後で説明するように、ロックアップクラッチ26の締結開始後、実差回転数が所定値となるまでに要した時間の実績値、又は所定時間経過後の実差回転数の実績値に基づいて学習補正される。
【0042】
他方、ステップS21でタービン回転数変化率が設定値Vta以上であると判定されるか、又はステップS22でタービン回転数が設定値Nta以上であると判定された場合は(ステップS21又はステップS22でNO)、ステップS23でオフセットデューティ率(デューティオフセット量)に0がセットされる。タービン回転数変化率が設定値Vta以上である場合はロックアップ締結制御を行うのが困難であるからであり、タービン回転数が設定値Nta以上である場合はフィードバック制御が不安定とならないのでロックアップクラッチ26を締結する必要がないからである。
【0043】
このようにして、オフセットデューティ率がDofst又は0にセットされた後、ステップS25で設定されたフィードバック制御によるロックアップデューティ率DLUに基づいて、ステップS26でロックアップ締結のためのデューティ出力値が演算され、出力される。このステップS26がステップS24に引き続いて実行された場合のデューティ出力値は、フィードバック制御によるロックアップデューティ率DLUに設定値Dofstを加算した値である。他方、ステップS26がステップS23に引き続いて実行された場合のデューティ出力値は、フィードバック制御によるロックアップデューティ率DLUと同じ値であり、結局フィードバック制御によるスリップ制御が行われることになる。
【0044】
(オフセットデューティ率の学習補正)
以下、図8を参照しつつ、設定値Dofstの学習補正の具体的な補正手法を説明する。
図8に示すように、この学習補正においては、オフセット直前のデューティ率(T1)と前回の設定値Dofst(T2)とを加算することによりデューティ出力値(T3)が演算される。前記のとおり、このデューティ出力値によりロックアップクラッチ26の締結力が増加するので、ポンプ22とタービン23との間の差回転数が変化する(T4)。ここで、デューティオフセット開始時における差回転数をASとする(図9参照)。この後、差回転数がASと所定値A1との和(AS+A1)となるまでに要した時間T1を測定する(図9参照)。また、デューティオフセット開始後、所定時間T2経過後における差回転数を(AS+A2)とする(図9参照)。
【0045】
これと並行して、デューティオフセットによる目標締結時間T0と、デューティオフセットによる目標締結量A0とを設定する(T5)。そして、(T1−T0)又は(A0−A2)に応じて設定される補正値αを設定値Dofstに加算することにより、設定値Dofstを学習補正する(T6)。このようにして補正された設定値Dofstは、次回のデューティ出力値の演算に反映される。このように、設置値Dofstが学習補正されるので、デューティオフセット開始後、締結時間と締結量とが、それぞれ、目標締結時間T0と目標締結量A0とにほぼ一致するようになり、該ロックアップ締結制御の制御精度が高められる。
【0046】
図9に、ロックアップ締結制御時(減速スリップ制御時)において、フィードバック制御によるスリップ制御を実行している途中でロックアップが開始されたときの、タービン回転数、エンジン回転数及びデューティ率の時間に対する変化特性の一例を示す。なお、図9中には、前記の設定値Dofstの学習補正におけるAS、A1、A2、T1、T2が記載されている。
【0047】
図9に示すように、この例では、自動車は減速状態にあり、タービン回転数は、ロックアップの開始の前後を問わずほぼ一定の割合で低下している。そして、タービン回転数が設定値Nta(閾値)まで低下したときに、ロックアップが開始される。このロックアップが開始される時点(以下、「締結制御開始点」という。)より前、すなわちフィードバック制御によるスリップ制御の実行時には、エンジン回転数は、タービン回転数との間に所定の差回転数を保ちながら安定して低下している。
【0048】
ここで、仮に本発明にかかるロックアップ締結制御が行われないとすると、エンジン回転数は破線で示すようにハンチングを起こし、大きく波打つことなる。したがって、エンジンがフューエルカット制御を行うようになっている場合は、エンジン回転数が低回転側に波打ったときに燃料復帰回転数(F/C復帰エンジン回転数)まで低下し、本来の燃料復帰タイミングよりもかなり早い時期に燃料供給が開始され、燃費性能が低下することになる。
【0049】
これに対して、本発明にかかるロックアップ締結制御を行った場合は(実線)、締結制御開始時点から、オフセットデューティ率が設定値Dofstだけ高められるので、若干の過渡期を経た後、ロックアップクラッチ26がロックアップされる。このため、エンジン回転数が安定化され、トルクショックの発生が防止される。また、エンジンがフューエルカット制御を行うようになっている場合は、エンジン回転数が波打ちにより燃料復帰回転数まで急低下することがない。このため、エンジン回転数が本来の燃料復帰回転数に低下するまで、確実にフューエルカットを実行することができ、燃費性能が高められる。
【0050】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、減速時にフィードバック制御によるスリップ制御を行う際に、エンジン回転数が低下したときでもその安定性を高めることができ、トルクショックの発生を防止することができる流体継手の締結力制御装置を提供することができる。また、エンジンがフューエルカット制御を行うようになっている場合は、減速時にフィードバック制御によるスリップ制御を行う際に、十分にフューエルカットを行わせることができ、燃費性能を高めることができる流体継手の締結力制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る自動変速機の構成を示すスケルトン図である。
【図2】 図1に示す自動変速機のトルクコンバータ及びその制御用油圧回路の側面断面図である。
【図3】 図1に示す自動変速機の制御システムのブロック図である。
【図4】 ロックアップクラッチの制御領域を示すマップである。
【図5】 ロックアップクラッチの基本制御の制御手法を示すフローチャートである。
【図6】 ロックアップクラッチのフィードバック制御によるスリップ制御の制御手法を示すフローチャートである。
【図7】 ロックアップクラッチのロックアップ締結制御の制御手法を示すフローチャートである。
【図8】 ロックアップ締結制御時におけるオフセットデューティ率の設定値の学習補正手法を示すブロック図である。
【図9】 フィードバック制御によるスリップ制御を実行している途中でロックアップが開始されたときの、タービン回転数、エンジン回転数、及びデューティ率の時間に対する変化特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1…エンジン出力軸、10…自動変速機、20…トルクコンバータ、22…ポンプ(入力部材)、23…タービン(出力部材)、25…ステータ、26…ロックアップクラッチ、27…タービンシャフト、30…第1遊星歯車機構、40…第2遊星歯車機構、80…油圧制御回路、81…ロックアップコントロールバルブ、84…デューティソレノイドバルブ、100…コントロールユニット、107…変速用ソレノイドバルブ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fastening force control device for a fluid coupling having a lock-up clutch.
[0002]
[Prior art]
Generally, in an automobile equipped with an automatic transmission, a torque converter (one of fluid couplings) is interposed in a power transmission path from an engine to a transmission gear mechanism. The torque converter is integrated with a pump (input member) that rotates integrally with the engine output shaft and discharges hydraulic oil, and a turbine shaft (input shaft of the transmission gear mechanism) that is driven by the hydraulic oil discharged from the pump. It has a rotating turbine (output member) and a stator that rectifies the flow of hydraulic oil between the pump and turbine, and changes the output torque of the engine at a gear ratio determined by the rotational speed difference between the pump and the turbine. And output to the transmission gear mechanism.
[0003]
However, in the torque converter, a relatively large power loss occurs due to the viscous resistance of the hydraulic oil because power is transmitted from the pump to the turbine via the hydraulic oil. Therefore, normally, the torque converter is provided with a lock-up clutch that locks up the pump and the turbine in an operation region where a torque increasing action is not so much required. Thus, at the time of lockup, the engine output torque is directly transmitted to the transmission gear mechanism without passing through the hydraulic oil, power loss is reduced, and fuel efficiency is improved.
[0004]
However, if the lockup clutch is engaged and the pump and turbine are directly connected, the transmission gear mechanism will vibrate or shock during deceleration, low load, low rotation, etc., when engine torque fluctuations or rotational speed fluctuations increase. End up. Therefore, in general, the torque converter performs slip control such that a moderate slip is generated in the lockup clutch during deceleration, a low load and a low rotation, and the engine torque fluctuation or engine speed fluctuation is absorbed by the slip. (See, for example, JP-A-4-224363). In such slip control, the locking force of the lockup clutch is usually feedback-controlled so that the rotational speed difference between the pump and the turbine follows a predetermined target rotational speed difference.
[0005]
In general, in an automobile engine, in order to avoid unnecessary fuel consumption, fuel cut control is often performed in which fuel supply to the engine is stopped during deceleration. In the fuel cut control, when the engine speed is reduced to a predetermined fuel return speed, fuel supply is resumed to avoid engine stall.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if slip control of the lockup clutch is performed by feedback control during deceleration, the feedback control becomes unstable when the engine speed decreases, causing the engine speed to wavy (for example, cycling, hunting, etc.) There is a problem that torque shock occurs.
[0007]
In addition, when the engine performs fuel cut control, slip control by feedback control and fuel cut control are performed in parallel during deceleration. At this time, slip control (feedback control) becomes unstable due to a decrease in the engine speed, and if the engine speed causes a undulation phenomenon, the engine speed becomes less than the fuel return speed when the engine speed undulates to the low speed side. Sometimes. In this case, since the fuel supply to the engine is resumed when the engine speed is reduced to the fuel return speed, there is a problem that fuel cut cannot be performed sufficiently and the fuel efficiency is lowered.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and when performing slip control by feedback control during deceleration, the stability can be ensured even when the engine speed decreases, An object to be solved is to provide a fastening force control device for a fluid coupling capable of preventing the occurrence of torque shock. In addition, when the engine is designed to perform fuel cut control, when performing slip control by feedback control at the time of deceleration, it is possible to sufficiently perform fuel cut and to improve fuel efficiency. Providing a fastening force control device is a problem to be solved.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A fastening force control device for a fluid coupling according to the present invention, which has been made to solve the above problems, includes: (i) an input member to which a rotational force is input from an engine; An output member that outputs a rotational force to the transmission gear mechanism, a lockup clutch that can be engaged with the input member and the output member in a direct connection state or a slip state, and the engine is in an unloaded state when traveling in a predetermined vehicle speed range. Decelerating slip control means for performing decelerating slip control using at least feedback control so that the input member and the output member are in a slip state when decelerating (that is, during deceleration)Fuel cut control means for performing fuel cut when decelerating and restarting fuel supply when the engine speed decreases to the fuel return speed;(Ii) during the execution of the feedback control, the rotational speed of the output member is, On the low speed side than the threshold value set higher than the fuel return speedAn unstable area entry detecting means for detecting that the feedback control has entered an unstable area; and (iii) when an entry into the feedback control unstable area is detected by the unstable area entry means, the feedback control is stopped, And a lockup control means for controlling the lockup clutch so as to approach the directly connected state.
[0010]
According to this fluid coupling fastening force control device, when the speed of the output member enters the feedback control instability area during deceleration, the deceleration slip control is stopped and locked up. The clutch is directly connected. For this reason, engine speed is stabilized and generation | occurrence | production of a torque shock is prevented. The engine also performs fuel cut control.When you areSince the engine speed is stabilized, the engine speed does not rapidly drop to the fuel return speed due to undulations. For this reason, the fuel cut can be surely executed until the engine speed decreases to the original fuel return speed, and the fuel efficiency is improved.
Further, the unstable area entry detection means detects that the output member has entered the feedback control unstable area by detecting that the rotation speed of the output member is lower than a threshold value set higher than the fuel return rotation speed. Therefore, it is possible to easily and quickly detect the entry into the feedback control unstable region.
[0012]
In the above fluid coupling fastening force control device, when the deceleration slip control means is configured to duty control the fastening force of the lockup clutch, the lockup control means is set by the deceleration slip control means. It is preferable that the lock-up clutch be brought close to a directly connected state by changing the duty ratio being changed by a predetermined offset duty ratio (increasing the fastening force). In this case, the engagement force of the lockup clutch is set based on the change characteristic of the differential rotation speed due to the change of the offset duty ratio (duty fluctuation amount differential rotation characteristic) and the actual differential rotation speed. preferable. In this way, the control accuracy of the lockup control means can be increased.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
As shown in FIG. 1, an
[0014]
Thus, in the
[0015]
The first
[0016]
A forward clutch 51 is interposed between the
[0017]
The
[0018]
Table 1 shows the relationship between the operating states of the friction elements 51 to 55 and the one-way latch 56 and the gear position.
Table 1 Relationship between operating state of each friction element and gear position
[0019]
Hereinafter, the structure and function of the
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
The lock-up clutch 26 has a
[0022]
Supply / discharge of hydraulic oil or hydraulic pressure to / from the
[0023]
When pilot pressure is not supplied from the
[0024]
On the other hand, when pilot pressure is supplied from the
[0025]
In this lock-up state, when the control hydraulic pressure generated by the
[0026]
As shown in FIG. 3, the
[0027]
The
[0028]
In addition, the
[0029]
The lock-up map is set according to the driving state of the automobile such as the vehicle speed and the throttle opening of the engine.
For example, as shown in FIG. 4, the high load / low vehicle speed region is a converter region in which the converter state is to be realized, and torque is increased. The low load / high vehicle speed region is a lock-up region in which the lock-up state is to be realized, and fuel efficiency is improved. The low load / low vehicle speed region is a slip region in which a slip state is to be realized, and both improvement in fuel consumption and shock absorption are achieved.
[0030]
In addition, a deceleration region where the vehicle speed is within a predetermined medium vehicle speed region (B or more and A or less) and the throttle opening is 0% (the engine is in a no-load state) should basically realize a slip state. It is a deceleration slip region, which achieves both improved fuel efficiency and shock absorption. Further, in this deceleration slip region, slip control by feedback control stops when the turbine speed falls to a predetermined threshold during the slip control by feedback control, that is, when the turbine speed enters the feedback control unstable region. Thus, the lock-up clutch 26 is directly connected. For this reason, engine speed is stabilized and generation | occurrence | production of a torque shock is prevented. In addition, when the engine performs fuel cut control, the engine speed does not rapidly decrease to the fuel return speed due to the undulation phenomenon. For this reason, the fuel cut can be surely executed until the engine speed decreases to the original fuel return speed, and the fuel efficiency is improved.
[0031]
Hereinafter, a specific control method of the
(Basic control)
First, the control method of the basic control of the
As shown in FIG. 5, in the basic control routine of the
[0032]
Next, in step S2, it is determined whether or not a predetermined slip condition is satisfied. Specifically, the slip condition is satisfied when the driving state of the automobile is in, for example, the slip region or the deceleration slip region shown in FIG. 4 and there is no other circumstance that prohibits the slip control. Here, if the slip condition is not satisfied (NO), the slip control is stopped in step S3, or the slip control is stopped, and then the process returns to step S1.
[0033]
On the other hand, if the slip condition is satisfied in step S2 (YES), a predetermined lock-up duty ratio DO for feedforward control (hereinafter referred to as “set value DO”) is set in step S4. The Subsequently, in step S5, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the slip condition was established. If the predetermined time has not elapsed (NO), the lockup duty ratio DLU is set to the set value DO in step S6, and thereafter, the process returns to step S1. That is, as long as the slip condition is satisfied, steps S4 to S6 are continuously executed for a predetermined time, and during this period, the slip control by the feedforward control is executed with the lockup duty ratio DLU set to the set value DO. The
[0034]
On the other hand, if it is determined in step S5 that the predetermined time has elapsed, the slip control by the feedforward control is ended, and in principle, the slip control by the feedback control is started. In this case, first, in step S7, it is determined whether or not the engagement control condition is satisfied, that is, whether or not the deceleration slip control should be executed. Specifically, the deceleration slip control is executed when the driving state of the automobile is in, for example, the deceleration slip area of the map shown in FIG.
[0035]
If it is determined in step S7 that the engagement control condition is not satisfied (NO), normal slip control by feedback control is executed in step S8. On the other hand, if it is determined in step S7 that the engagement control condition is satisfied (YES), lockup engagement control is executed in step S9.
[0036]
(Slip control by feedback control)
Hereinafter, a control method of ordinary slip control (corresponding to step S8 of the flowchart shown in FIG. 5) by feedback control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
As shown in FIG. 6, when this feedback control is started, first, in step S11, a target value of the rotational speed difference (slip amount) between the
[0037]
Next, in step S13, a deviation of the actual differential rotational speed from the target differential rotational speed (hereinafter referred to as “differential rotational speed deviation”) is calculated. Subsequently, in step S14, the feedback control amount DFB is calculated. The current feedback control amount DFB (n) is calculated by, for example, the following
DFB (n) = Cp · xp + Dp · ep (n) ……………………
DFB (n): feedback control amount
xp: vehicle state quantity (oil temperature, throttle opening, turbine torque, etc.)
ep (n): differential rotational speed deviation
Cp: constant matrix of the
Dp: constant matrix of the
[0038]
Thereafter, in step S15, the lockup duty ratio DLU is calculated by the
DLU = DLU + DFB .......................................
In
[0039]
Thus, in the slip control based on the feedback control, the feedback control amount is set so as to reduce the differential rotational speed deviation according to the differential rotational speed deviation every moment, and the actual differential rotational speed follows the target differential rotational speed. . As a result, both improvement in fuel efficiency and absorption of vibration or shock can be achieved.
[0040]
(Lock-up fastening control)
Hereinafter, the control method of the lockup fastening control (corresponding to step S9 of the flowchart shown in FIG. 5) will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
As shown in FIG. 7, when the lockup engagement control is started, first, in step S21 and step S22, whether or not the turbine rotational speed change rate is smaller than the set value Vta, and the turbine rotational speed is set to the set value. It is determined whether or not it is smaller than Nta (threshold).
[0041]
If it is determined in steps S21 and S22 that the turbine rotational speed change rate is smaller than the set value Vta and the turbine rotational speed is smaller than the set value Nta (YES in steps S21 and S22), step S24 is performed. Thus, a predetermined set value Dofst is set to the offset duty ratio (duty offset amount). The set value Dofst is, as will be described later, the actual value of the time required until the actual differential rotation speed reaches a predetermined value after the start of engagement of the
[0042]
On the other hand, if it is determined in step S21 that the turbine rotational speed change rate is greater than or equal to the set value Vta, or if it is determined in step S22 that the turbine rotational speed is greater than or equal to the set value Nta (in step S21 or step S22). NO), in step S23, 0 is set to the offset duty ratio (duty offset amount). This is because it is difficult to perform lock-up fastening control when the turbine rotational speed change rate is equal to or higher than the set value Vta, and when the turbine rotational speed is equal to or higher than the set value Nta, the feedback control does not become unstable. This is because it is not necessary to fasten the up clutch 26.
[0043]
After the offset duty ratio is set to Dofst or 0 in this way, the duty output value for lockup engagement is calculated in step S26 based on the lockup duty ratio DLU by feedback control set in step S25. And output. The duty output value when step S26 is executed subsequent to step S24 is a value obtained by adding the set value Dofst to the lockup duty ratio DLU by feedback control. On the other hand, the duty output value when step S26 is executed subsequent to step S23 is the same value as the lock-up duty ratio DLU by feedback control, and eventually slip control by feedback control is performed.
[0044]
(Offset duty factor learning correction)
Hereinafter, a specific correction method for learning correction of the set value Dofst will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 8, in this learning correction, the duty output value (T3) is calculated by adding the duty ratio (T1) immediately before the offset and the previous set value Dofst (T2). As described above, the engagement force of the
[0045]
In parallel with this, a target engagement time T0 based on duty offset and a target engagement amount A0 based on duty offset are set (T5). Then, the correction value α set in accordance with (T1-T0) or (A0-A2) is added to the setting value Dofst to correct the learning of the setting value Dofst (T6). The set value Dofst corrected in this way is reflected in the next calculation of the duty output value. As described above, since the installation value Dofst is learned and corrected, after the duty offset is started, the engagement time and the engagement amount substantially coincide with the target engagement time T0 and the target engagement amount A0, respectively, and the lockup is performed. The control accuracy of the fastening control is increased.
[0046]
FIG. 9 shows the turbine rotation speed, engine rotation speed, and duty ratio time when lockup is started during slip control by feedback control during lockup engagement control (deceleration slip control). An example of the change characteristic with respect to is shown. In FIG. 9, AS, A1, A2, T1, and T2 in learning correction of the set value Dofst are described.
[0047]
As shown in FIG. 9, in this example, the automobile is in a decelerating state, and the turbine rotation speed is decreasing at a substantially constant rate before and after the start of lockup. Then, when the turbine speed decreases to the set value Nta (threshold), lockup is started. Before the time when this lockup is started (hereinafter referred to as “engagement control start point”), that is, when slip control is performed by feedback control, the engine speed is a predetermined differential speed between the turbine speed and the engine speed. It keeps falling stably.
[0048]
Here, if the lock-up fastening control according to the present invention is not performed, the engine speed is greatly undulated as shown by the broken line. Therefore, when the engine is configured to perform fuel cut control, when the engine speed undulates to the low speed side, the fuel return speed (F / C return engine speed) decreases to the original fuel. Fuel supply is started at a time much earlier than the return timing, resulting in a reduction in fuel efficiency.
[0049]
On the other hand, when the lock-up engagement control according to the present invention is performed (solid line), the offset duty ratio is increased by the set value Dofst from the start of the engagement control. The clutch 26 is locked up. For this reason, engine speed is stabilized and generation | occurrence | production of a torque shock is prevented. Further, when the engine performs fuel cut control, the engine speed does not suddenly drop to the fuel return speed due to undulations. For this reason, the fuel cut can be surely executed until the engine speed decreases to the original fuel return speed, and the fuel efficiency is improved.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when performing slip control by feedback control at the time of deceleration, the stability of the fluid coupling can be improved even when the engine speed decreases, and the occurrence of torque shock can be prevented. A fastening force control device can be provided. In addition, when the engine is designed to perform fuel cut control, when performing slip control by feedback control at the time of deceleration, it is possible to sufficiently perform fuel cut and to improve fuel efficiency. A fastening force control device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a configuration of an automatic transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view of the torque converter of the automatic transmission and the control hydraulic circuit shown in FIG.
3 is a block diagram of a control system for the automatic transmission shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a map showing a control region of a lockup clutch.
FIG. 5 is a flowchart showing a control method of basic control of the lockup clutch.
FIG. 6 is a flowchart showing a control method of slip control by feedback control of a lockup clutch.
FIG. 7 is a flowchart showing a control method of lockup engagement control of the lockup clutch.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a learning correction method for a set value of an offset duty ratio during lock-up engagement control.
FIG. 9 is a graph showing a change characteristic with respect to time of a turbine speed, an engine speed, and a duty ratio when lockup is started in the middle of executing slip control by feedback control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記フィードバック制御の実行中に、出力部材の回転数が、燃料復帰回転数よりも高く設定された閾値より低回転側のフィードバック制御不安定領域に突入したことを検出する不安定領域突入検出手段と、
不安定領域突入手段によってフィードバック制御不安定領域への突入が検出されたときには、上記フィードバック制御を停止させ、ロックアップクラッチを直結状態に近づけるよう制御するロックアップ制御手段とを備えていることを特徴とする流体継手の締結力制御装置。An input member to which rotational force is input from the engine, an output member that is driven by the input member through a fluid and outputs the rotational force to the transmission gear mechanism, and the input member and the output member are directly connected or slipped. A lock-up clutch that can be engaged with the vehicle, and deceleration slip control using at least feedback control so that the input member and the output member are slipped when the engine is in a no-load state when traveling in a predetermined vehicle speed range. In a fluid coupling fastening force control device comprising: a deceleration slip control means for performing fuel cut, and a fuel cut control means for performing fuel cut during deceleration and restarting fuel supply when the engine speed is reduced to the fuel return speed ;
An unstable region entry detection means for detecting that the rotational speed of the output member has entered the feedback control unstable region on the lower rotational side than the threshold set higher than the fuel return rotational speed during execution of the feedback control; ,
And a lock-up control means for controlling the lock-up clutch so that the lock-up clutch is brought close to a directly connected state when the entry into the unstable area is detected by the unstable area entry means. A fastening force control device for a fluid coupling.
ロックアップ制御手段が、減速スリップ制御手段で設定されているデューティ率を所定のオフセットデューティ率だけ変化させることにより、ロックアップクラッチを直結状態に近づけるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の流体継手の締結力制御装置。The deceleration slip control means performs duty control on the fastening force of the lockup clutch,
Claim lock-up control means, by changing the duty ratio set by the deceleration slip control means by a predetermined offset duty ratio, characterized in that is adapted to close the lock-up clutch directly coupled 1 fastening force control apparatus for a fluid coupling according to.
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