JPH02212668A - 流体継手のスリップ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば自動車用自動変速機等に用いられるロ
ックアツプクラッチ機構を備えた流体継手のスリップ制
御装置に関し、詳しくは、ロックアツプクラッチの締結
力を制御することによりスリップ状態の制御するだめの
スリップ制御装置に関する。

（従来の技術） 自動車用自動変速機に用いられる流体継手（以下、トル
クコンバータと呼ぶ）においては、該トルクコンバータ
の所謂ずべりに起因するエンジン燃費性能の悪化を低減
するために、トルクの増大作用や変速ショックの吸収作
用等を必要としない所定の運転領域では、このトルクコ
ンバータの入力部材と出力部材間を直結するロックアツ
プクラッチを備えることがある。

ところで、このロックアツプクラッチを締結してＩ−ル
クコンパータの人、出力部材を直結した場合、特に低エ
ンジン回転領域でエンジンの振動か直接変速機側に伝達
されて、当該自動車の乗り心地が悪化するという問題が
発生する。また、これに対処すべく、低エンジン回転側
の比較的広い領域でロックアツプクラッチを解放するよ
うにすると、該ロックアツプクラッチの燃費低減作用が
有効に活用されないことになる。

そこで、例えば特開昭６１−５２４２７号公報に示され
ているように、所定の運転領域でロックアツプクラッチ
を半ば締結してスリップさせる状態に制御し、これによ
りロックアツプを完全に解放する場合に比して燃費性能
の悪化を軽減しながら、エンジン振動の変速機側への伝
達を阻止することが行われる。このようなスリップ制御
を行なうトルクコンバータでは、制御領域として、第１
２Ａ図に示すように、上記スリップ制御を行なうスリッ
プ制御領域（Ａ）と、ロックアツプクラッチが完全に開
放されてコンバークが働くコンバータ領域（Ｂ）と、ロ
ックアツプクラッチが締結されるロックアツプ領域（Ｌ
　／　Ｕ　）とがあることになる。

ところで、車両の走行負荷は、例えば勾配が変化した場
合や、車重が変化した場合も変化する。

この走行負荷が変化すると、アクセルが踏まれそのため
にエンジン負荷が変化したことになり、そこで、スリッ
プ制御は次のような問題点を指摘されている。スリップ
制御領域で運転中に、例えば坂道に侵入して走行負荷が
増えていく場合にアクセルを徐々に踏込んでいくと、ス
リップ領域からコンバータ領域に移行する（第１２Ａ図
において、ＡからＢに移行する）。尚、このコンバータ
領域への移行ば、スロットル開度率で約１．５／８の状
態である。さて、コンバータ領域に移行するとき、ロッ
クアツプクラッチの結合力が弱まるので、第１２Ｂ図に
示すように、エンジン回転数が急上昇する。この急上昇
はドライバの僅かなアクセル操作に対しても発生するた
めに、大変な違和感として感じられる。

一方、同じスリップ制御を行なうトルクコンバータの例
として、例えば特開昭５７−３３２５３がある。この特
開昭では、スリップ制御領域でのスリップ量をこまかく
変え、しかも、コンバータ領域ではスリップ量を大きく
設定している。

（発明が解決しようとする課題） 上述のコンバータ領域に遷移するときのエンジン回転数
の急上昇を防止しようとすると、次のようなことも考え
られる。即ち、第１３図に示すように、スリップ制御領
域ではフィードバック制御を行ない、コンバータ領域に
移行した時点て、ロックアツプクラッチのずぺり量を制
御するデユーティソレノイドのデユーティを段階的に漸
減するものである。ところでこのようなデユーティ値の
漸減制御を行なっても、走行負荷変化は、エンジン負荷
変化として間接的に把握されているに過ぎない。換言す
れば、エンジン負荷がコンバータ領域に移行して始めて
、デユーティ値の漸減制御を行なうようになっており、
従って、コンバータ領域の移行時の変速ショックは改善
されたとはいえない。

また、このスリップ制御領域からコンバータ制御領域の
移行時の変速ショックの問題の他に、従来技術の大きな
問題として、スリップ制御領域走行中の加速感不足が挙
げられる。これは次の理由による。走行負荷が例えば増
大してアクセルを踏込んでも、上記特開昭５”７−３３
２５３号では、スリップ領域内で、コンバータ領域に近
い領域にエンジン負荷が変化したときにだけ、スリップ
量が増え、その結果、エンジン回転数が上昇しトルクが
増大するというものである。換言すれば、走行負荷が増
大しても、車速が減少しない限り、スリップ量が増大す
ることはなく、この車速減少が加速感の不足につながっ
ていたのである。

そこで、本発明は上述従来例の欠点を除去するために提
案されたものでその目的は、路面勾配変化や積載重量変
化といった走行負荷変化に対しても、所定の加速感が得
られるような流体継手のスリップ制御装置を提案するも
のである。

（課題を達成するだめの手段及び作用）上記課題を達成
するための本発明の構成は、第１図に示すように、締結
力が所定の値に制御されるようにしたロックアツプクラ
ッチ機構を有する流体継手のスリップ制御装置において
、走行負荷を検出する手段と、この検出手段の出力を受
けて、ロックアツプクラッチの締結力を検出された走行
負荷に対応して補正する手段とを備えたことを特徴とす
る。

（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明を自動車のトルクコン
バータに適用した場合の実施例を説明する。

〈トルクコンバータの構成〉 先ず、第２図によりトルクコンバータの構造とその制御
用油圧回路について説明すると、］・ルクコンバータｌ
ば、エンジン出力軸２に結合されたケース３内の一側部
に固設されて、エンジン出力軸２と一体回転するポンプ
４と、該ポンプ４と対向するようにケース３内の他側部
に回転自在に備えられて、ポンプ４の回転により作動油
を介して回転駆動されるタービン５と、ポンプ４とター
ビン５との間に介設されて、ポンプ回転数に対するター
ビン回転数の速度比か所定値以下の時にトルク増大作用
を行うステータ６と、タービン５とケース３との間に介
設されたロックアツプクラッチ７とを有する。

そして、タービン５の回転がタービンシャフト８により
出力されて図示しない変速歯車機構に入力されるように
なっており、また上記ロックアツプクラッチ７がこのタ
ービンシャフト８に連結されて、ケース３に対して締結
された時に、該ケース３を介して上記エンジン出力軸２
とタービンシャツｌ−８とを直結するようになっている
。

また、このトルクコンバータ１には、図示しないオイル
ポンプから導かれたメインライン９により、ロックアツ
プバルブ１０及びコンバータインライン１１を介して作
動油が導入されるようになっており、この作動油の圧力
によって上記ロックアツプクラッチ７が常時締結方向に
付勢されていると共に、該クラッチ７とケース３との間
の空間１２には、上記ロックアツプバルブ１０から導か
れたロックアツプ解放ライン１３が接続され、該ライン
１３から上記空間１２内に油圧（解放圧）が導入された
時にロックアツプクラッチ７が解放されるようになって
いる。また、このトルクコンバータ１には保圧弁１４を
介してオイルクーラ１５に作動油を送り出すコンへ−タ
アウトライン１６が接続されている。

一方、上記ロックアツプバルブ１０は、スプール１０ａ
とこれを図面上、右方へ付勢するスプリング１０ｂとを
有すると共に、上記ロックアツプ解放ライン１３が接続
されたボート１０ｃの両側←こ、メインライン９力月妾
斥１売された言周圧ボー１−１．　Ｏｄとドレンボート
１０ａとが設けられている。また、該バルブ１０の図面
上、右側の端部には上記スプール１０ａにパイロット圧
を作用させる制御ライン１７が接続されていると共に、
この制御ライン１７から分岐されたドレンライン１８に
はデユーティソレノイドバルブ１９が設置されている。

このデユーティソレノイドバルブ１９は、入力信号に応
じたデユーティ率でＯＮ、ＯＦＦを繰り返してドレンラ
イン］８を極く短い周期で開閉することにより、制御ラ
イン１７内のパイロット圧を上記デユーティ率に対応す
る値に調整する。そして、このパイロット１０ａにスプ
リング１．　Ｏｂの付勢力と対向する方向に印加される
と共に、該スプール１０ａにはスプリング１０ｂの付勢
力と同方向にロックアツプ解放ライン１３内の解放圧が
作用するようになっており、これらの油圧ないし付勢力
の力関係によってスプール１０ａが移動して、」１記ロ
ックアツプ解放ライン１３がメインライン９（調圧ボー
＋−１ｏｄ）又はドレンボート］Ｏｅに連通されること
により、ロックアツプ解放圧が上記パイロット圧、即ち
デユーティソレノイドバルブ１９のデユーティ率に対応
する値に制御されるようになっている。

ここで、デユーティ率か最大値の時に制御ライン１７か
らのトレン量が最大となって、パイロット圧ないし解放
圧が最小となることによりロックアツプクラッチ７が完
全に締結される。また、デユーティ率が最小値の時に上
記ドレン量が最小となって、パイロット圧ないし解放圧
が最大となることによりロックアツプクラッチ７が完全
に解放されるようになっている。そして、最大値と最小
値の中間のデユーティ率ではロックアツプクラッチ７が
スリップ状態とされ、この状態で解放圧かデユーティ率
に応じて調整されることにより、該ロックアツプクラッ
チ７のスリップ量か制御されるようになっている。

〈制御回路の構成〉 次に、このロックアツプクラッチ７のスリップ量を制御
する電気回路について説明すると、第３図に示すように
、この電気回路はＣＰＵ２０を有し、該ＣＰｔＪ２０に
当該自動車の車速■を検出する車速センサ２１と、エン
ジンのスロットル開度θを検出するスロットルセンサ２
２と、当該自動変速機の変速段Ｇを検出する変速段セン
サ２３と、エンジン回転数Ｎ０を検出するエンジン回転
センサ２４と、上記タービンシャフト８の回転数ＮＴを
検出するタービン回転センサ２５と、車体重量を検知す
る車重センサ２６と、車体の勾配を検知する勾配センサ
２７とからなる。尚、車重センサは、例えばサスペンシ
ョンの沈み度合を検知して間接的に車重を検知するよう
になっている。

また、勾配センサ２７は坂道の勾配を車体の勾配を検知
することにより間接的に知るものであるが、この代りに
スロワ［・ル開度変化と車速の変化とから勾配を間接的
に知るようにしてもよい。

そして、該ＣＰＵ２０は、上記各センサ２１〜２７から
の信号に基づいて上記デューテイソレノイドハルブ１９
のデユーティ率りを算出し、第５図に示すフロＶチャー
トに従って、トルクコンバータ１のスリップ制御、即ち
、ロックアツプクラッチ７のすへり量の制御を行う。

〈実施例制御の動作の概略〉 第４図を用いて、本実施例のスリップ制御による動作結
果を説明する。この実施例の制御は次の３点を特徴とし
ている。即ち、 ■・スリップ制御領域で走行負荷が増大したときに、ト
ライバの加速に対する応答として、従来よりも加速か大
きくなるようにしている。

■二また、走行負荷が増大しているときに、スリツブ制
御領域からコンバータ領域へ移行しようとするときは、
移行直前と直後のスリップ量の落差を少なくして、移行
時のショックを緩和している。

■二また、コンバータ領域に移行した直後は、スリップ
量を漸減制御するようにして、さらに移行時のショック
を減らしている。

第４図は、スリップ制御運転中に勾配ａが時間とともに
次第に増大したときの、スリップ量を制御するデユーテ
ィＤ、エンジン回転数ＮＥ、車体加速度等の時間変化を
示したものである。本実施例の制御によると、車体勾配
αか大になるとその勾配変化に対応してデユーティＤを
減少、即ち、スリップ量を増やしていく。すると、エン
ジン負荷トルクは減少するから、エンジン回転数Ｎ、か
増大し、そのためエンジン軸出力が増大するので、車体
加速度か上昇することになる。

尚、第４図は、車体勾配αか増大したときにトライバが
アクセルを踏込んだたために、トルクコンバータの制御
領域かスリップ領域から、コンバー］　２ 夕領域に移行した場合をも示している。即ち、同図にお
いて、車体勾配αが時刻ｔ１まで増大し、その後その上
り勾配角度を維持していた場合にも、即ち、上り勾配カ
リ、売く限りは、デユーティＤを減少させて、スリップ
量を増やしている。このようにしているために、コンバ
ータ領域に移行する直前のスリップ量と直後のスリップ
量との差は従来よりも少ないので、移行時のショックは
少ない。

第４図のようなスリップ量制御動作を実現するためには
、本発明は２つの制御態様を提案している。１つは、第
５図乃至第６図に示したようなスリップ量のフィードバ
ック制御であり、他の１つは、第１０図乃至第１１図に
示したようなフィードフォワード制御である。

〈フィードバック制御〉 第５Ａ図乃至第６Ｂ図に従って、スリップ量のフィード
バック制御について説明する。このフィードバック制御
は、エンジン回転数Ｎおとタービン回転数Ｎ’ｒの偏差
（スリップｆｆ１）　Ｎ５Ｃ＝　　ＩＮＥＮ　Ｔｌ）を
、目標スリップ［Ｉ　Ｎ。に収束させるようなものであ
る。そして、この実施例のフィードバック制御の特徴は
、走行負荷か変化すると、上記目標スリップｆｆ１Ｎ。

を変化させるというものである。

第５Ａ図はスリップ制御のメインルーチンであり、第５
Ｂ図はメインルーチンて用いられるサブルーチンである
。尚、このフローチャートに示された手順ば、デユーテ
ィ率りを演算するものであり、実際にこのデユーティ率
りがパルス幅変調されて、デユーティソレノイド１９に
出力されるのは、ＣＰｔＪ２０の不図示の手順で行なわ
れるのであり、このパルス幅変調は周知のものであるか
ら、その説明は省略する。

さて、第５Ａ図のステップＳ２でば、車速Ｖスロワ１〜
ル開度θ、エンジン回転数ＮＥ、タービン回転数ＮＴ、
変速位ｆｆＧか各センサから読取られる。ステップＳ４
ではスリップ量Ｎｓが演算される。

ＮＳ”　　ＮＯＮｌ ステップＳ６では、車重Ｗ、車体勾配αが夫々のセンサ
から読取られる。ステップｓ８では、読取られた車体勾
配ａ、車重Ｗから第６Ａ図、第６Ｂ図に従って、勾配に
対応した修正係数ｃａ、車重に対応した修正係数Ｃｗを
マツプから読出す。このマツプの特性については後述す
る。

ステップＳＩＯでは、目標スリップ量Ｎ。を計算する。

即ち、 Ｎ　ｏ　”　Ｎ　ｏ　＊Ｃｗ　＊　Ｃａこの演算式の特
徴は、Ｃ，、Ｃ，が゛１°゛以上であれば、目標スリッ
プｉＮ。は増大するというものである。さて、第６Ａ図
、第６Ｂ図に従って、修正係数Ｃａ、Ｃｗについて説明
する。第６Ａ図のＣａの特性は、下り勾配のときは、走
行負荷は減少するので目標スリップＮ。は変更しない。

方、路面勾配が上りになると、勾配がきついほど、目標
スリップｉＮ。か大きくなるようなものである。また、
第６Ｂ図の車重修正係数ＣＷの特性は、ある車重Ｗ。ま
では目標スリップ量Ｎ。は変更されず、Ｗｏよりも車重
か増大すると、増大］　５ 量が大きいほど係数値Ｃ８は′°１°”よりも大きくな
るというものである。即ち、第６Ａ図、第６Ｂ図の係数
の特性は、路面の勾配がきつくなればなるほど、または
、車重が増えれば増えるほど、目標スリップ量Ｎ。を大
きくしている。

第５Ａ図に戻ってフローチャートの説明を続行する。ス
テップＳ　１．２では、現在の実スリップ量Ｎｓに対す
る、ステップＳ　］、　Ｏで演算された目標スリップ量
Ｎ０の偏差ΔＮを計算する。

ΔＮ＝Ｎ、−Ｎ０ ステップＳ１４てば、ステップＳ２て求めた車速Ｖ及び
スロットル開度Ｏから、第７図の特性に従って、現在の
運転領域かスリップ制御領域にあるのか判断される。第
７図において、スリップ制御領域は■て示され、ロック
アツプ領域は１■で示され、コンバータ領域ばＩＩＴて
示される。尚、第７図は、各変速位置にお（づる、スリ
ップ制御領域■、ロックアツプ領域ＩＩ、コンバータ領
域ＩＩＩが示されている。

現在の運転域がコンバータ領域またはロックアロ ツブ領域のいずれかにあれば、ステップＳ２６に進み、
スリップ制御領域にあれば、ステップＳ１６に進む。

現在かスリップ制御領域にない場合を説明する。ステッ
プＳ２６では、現在かスリップ制御からコンバータ領域
への移行直後であるかを判定する。もし直後でなりれば
、第４図に示したようなスリップ量の階段状の漸減制御
は不要であるので、ステップＳ３０に進み、周知のロッ
クアツプ制御若しくはコンバータ制御（不図示のサブル
ーチンＬＵＣＮＶＴ）を行なう。このＬＵＣＮＶＴは周
知であるのでその説明は省略する。

ステップＳ１４て、現在の運転域がスリップ制御域にあ
ると判断されると、制御はステップＳ１６に進む。ステ
ップＳ　］、、　６では、制御パラメータＡ、Ｂ（定数
又は変数）を決定し、フィードバック量Ｕを計算する。

Ｕ＝ＡＸΔＮ　−１−Ｂ　Ｘ△Ｎ ステップＳ１８では、フィードバック量Ｕに対応するデ
ユーティ補正量△ｄ、を第８図のマツプから求めて、前
回のデユーティ率りに補正△ｃｌｒを加えて、今回のデ
ユーティ８２　Ｄを求める。

Ｄ＝Ｄ＋△ｄ。

次に、ステップＳ２２で、次回の演算のために、スリッ
プ量偏差をセーブしておく。

ΔＮ’＝△Ｎ ステップＳ２４のＰＡＵＳＥはフィードバック制御を所
定時間サイクルおきに実行し、併せて、他の制御ルーチ
ンの実行をＣＰＵ２０に可能ならしめるためにある。

かくして、スリップ制御領域にあるときは、ステップ８
２〜ステツプＳ　１．４に）ステップ３２６〜ステツプ
Ｓ２２で、走行負荷に従ってスリップ量が変更されるよ
うなフィードバック制御が行なわれる。

次にスリップ制御領域からコンバータ領域への移行時の
制御について説明する。即ち、上述したようなスリップ
制御を行ないつつも、第７図に示したような車速とスロ
ットル開度から決定される制御領域がコンバータ領域に
移行しようとする場合である。

このときは、制御はステップＳ１４＃ステップ５２６−
５ステツプＳ２８と進む。このステップ８２８のサブル
ーチンＬＵＣＮＶＴＡ　Ｉ　Ｌは第５Ｂ図に示される。

第５Ｂ図において、移行後の領域がコンバータ領域であ
るとステップＳ６０で判断されれば、ステップ３６８〜
ステツプＳ７２のループで、デユーティ率りをロックア
ツプが完全に解除されるＤ　ｍ　ｌ　ｎまで漸減制御す
る。このときの様子を第９図の（ａ）に示す。

また、ステップＳ６０て、移行後の領域がロックアツプ
領域であると判断されれば、ステップ８６２〜ステツプ
Ｓ６６のループで、デユーティ率りをロックアツプが完
全締結状態になるまでのＤ　ｍａｘまで漸増制御する。

このときの様子を第９図の（ｂ）に示す。

このような漸減制御若しくは漸増制御を行なうのも、シ
ョックを減らずためである。

〈フィートフオワ−１・制御〉 第５図の制御は、スリップ量制御を目標スリンプ量Ｎ。

に対する実スリップ量Ｎｓの収束というようなフィード
バック制御で行なうものであった。第１０図のフローチ
ャートはこのスリップ量制御をフィードフォワードで行
なうものである。

まず、ステップＳ　ｌ　００で、車速■、スロットル開
度θ、エンジン回転数ＮＥ、タービン回転数Ｎ□、変速
位置Ｇが各センサから読取られる。ステップ５１０２で
は、求めた車速■及びスロットル開度θから、第７図の
特性に従って、現在の運転領域がスリップ制御領域にあ
るのか判断される。スリップ制御領域になければ、第５
Ａ図のステップ３２６〜ステツプＳ３０と同じ手順が行
なわれる。ステップ５１０４では、車重Ｗ、車体勾配α
が夫々のセンサから読取られる。ステップ３１、０６で
は、読取られた軍体勾配ａ、車重Ｗから第１．１．　Ａ
図、第１］Ｂ図に従って、勾配に対応した修正係数Ｃ８
゛、車重に対応した修正係数Ｃｗ′をマツプから読出ず
。このマツプの特性は第６図に示したものと逆になって
いる。これば、フィードバック制御の場合は走行抵抗が
大きいほど目標スリップ量Ｎｏを大きくしてデユーティ
Ｄを小さくしていたのに対し、フィードフォワードの場
合は、デユーティＤを直接小さくするためである。

従って、走行抵抗が増えるほどスリップ量を増やすとい
う観点では、第６図も第１１図も変わりはない。

ステップ５１０８てば、車速Ｖとスロットル開度θに基
ついて、デユーティＤを読出す。そして、ステップＳ　
］、　１．　Ｏて最終デユーティＤを計算する。

Ｄ＝Ｄ＊Ｃｗ’＊Ｃ。

このようなフィードフォワードであっても、第４図に示
した制御動作か得られる。

〈実施例の効果〉 このようにして、以上の実施例から次のような効果が得
られる。即ち、 ■；スリップ制御領域で走行負荷が増大したときに、ト
ライバによる加速に対する応答として、スリップ量か増
大されるので、従来よりも加速感を大きくなった。

■二また、走行負荷が増大しているときに、スリップ制
御領域からコンバータ領域へ移行しようとするときは、
スリップ量を漸次増やすようにして、移行直前と直後の
スリップｍの落差を少なくして、移行時のショックを緩
和することができた。

■・また、コンバータ領域に移行した直後は、スリップ
量を漸減制御するようにして、さらに移行時のショック
を減らすことができた。

本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能で
ある。例えば、上記実施例では、自動車のトルクコンバ
ータに適用した実施例でもって説明したが、本発明は一
般的な流体継手にも適用可能であることば自明である。

（発明の効果） 以」二説明したように本発明の流体継手のスリップ制御
装置によると、走行負荷に応じてロックアツプクラッチ
の締結力が可変制御されるので、例えば、車重が増大し
たときとか、上り勾配のときなどでも、所望の加速感か
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する図、 第２図は実施例に用いられるトルクコンバータ及び油圧
回路の断面図、 第３図は実施例の制御回路のブロック図、第４図は実施
例の動作概略を説明するタイミングチャート、 第５Ａ図、第５Ｂ図は実施例の制御をフィードバック制
御て実現した場合の制御手順のフローチャート、 第６Ａ図、第６Ｂ図はフィードバック制御に使われる修
正係数の特性を示す図、 第７図は実施例の運転領域を説明する図、第８図は実施
例に用いられるフィードバック量からデユーティ補正量
への変換特性を示す図、第９図は実施例におりるスリッ
プ制御領域から抜は出たときのデユーティ変化を説明し
たタイミングチャート、 第１０図は実施例の制御をフィードフォワード制御で実
現した場合の制御手順のフローチャート、 第１１図はフィートンオフ〜ト制確の場合の修正係数の
特性を示す図、 第１２Ａ図、第１２Ｂ図、第１３図は従来技術の欠点を
説明する図である。 図中、 １・・・トルクコンバータ、２川エンジン出力軸、８・
・・タービンシャフト、１０・・・ロックアツプ用デュ
ーテイソレノイドハルブ、２０・・・ＣＰＵ、２４．２
５・・・エンジン回転センサ、タービン回転センサであ
る。 第１０図 （下リラ ）１面の目配θ （上り） 第１１Ａ図 第１旧図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）締結力が所定の値に制御されるようにしたロック
   アップクラッチ機構を有する流体継手のスリップ制御装
   置において、 走行負荷を検出する手段と、 この検出手段の出力を受けて、ロックアップクラッチの
   締結力を検出された走行負荷に対応して補正する手段と
   を備えた流体継手のスリップ制御装置。