JPH03182647A - 自動変速機付車両の動力制御装置 - Google Patents

自動変速機付車両の動力制御装置

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JPH03182647A
JPH03182647A JP1322400A JP32240089A JPH03182647A JP H03182647 A JPH03182647 A JP H03182647A JP 1322400 A JP1322400 A JP 1322400A JP 32240089 A JP32240089 A JP 32240089A JP H03182647 A JPH03182647 A JP H03182647A
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torque
automatic transmission
ratio
engine
speed
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Kunihiro Iwatsuki
邦裕 岩月
Shinichiro Tanaka
伸一郎 田中
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Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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１ 本発明は、トルクコンバータを用いる自動変速機を備え
ると共に、アクセルペダルとは独立してエンジントルク
を制＠−’Ｃきる自動変速機付車両の動力制ｍ装置に関
する。 Ｃ従来の技＃ｉ】 一般に、ブレーキとアクセルが同時に踏込まれたときの
ようなエンジン高負荷ストール時には、ドライブトレー
ン系にかかる負荷が通常の発進加速時にかかる負荷より
もかなり大きくなる。このように通常の発進加速時にか
かる負荷以上の負荷がかかる場合には、エンジントルク
を自動的に低減するようにして自動変速機を初めとする
ドライブトレーン系にかかる負荷を軽減し、これらドラ
イブトレーン系の軽量化を図ることが考えられている（
例えばＳＡＥ　　ｐａｐｅｒ８７００８１）。 即ち、このＳＥＡ　　ｐａｐｅｒ　８７００８１では、
自動変速機を用いた自動車のエンジンの！ＩＩｔ［Ｉ装
置においで、まずエンジンの吸入空気量等からエンジン
トルクを求め、次いでこれにトルクコンバータのトルク
比を乗じてトランスミッションの入力トルクを算出し、
このトランスミッションの入力トルクが該トランス風ツ
ションの許容入力トルクを超えないようにエンジントル
クを点火時期を制御することによって低減し、以って自
動変速機にかかる負担を低減し軽量化を図るという技術
が開示されている。
【発明が達成しようとする課題１ しかしながら、エンジンの吸入空気量からエンジントル
クを求める方法は、このエンジンの吸入空気量の過渡特
性がエンジントルクに比例しないため、当然ながら誤差
を生じる。これは、エンジンの吸入空気量をエアフロー
メータ等から求めるとすると、アクセルペダルをある程
度以上の速度で踏込んでいくとぎに、この吸入空気量の
検出箇所とエンジンとの間にはサージタンク等の容積の
ある部分があるため、エンジントルクの変化が検出され
た吸入空気量の変化に対して大幅な遅れを伴うことに依
っている。 又、前記従来の方法では、自動変速機にかかる入力トル
クを算出するうえで、エンジンやトルクコンバータ等の
回転メンバのイナーシャについて特に配慮していなかっ
たため、エンジン回転速度の上昇時等においてはこれら
の回転メンバのイナーシセトルク分が誤差となり、この
誤差の分だけ自動変速機の入力トルクが多めに算出され
てしまうという問題があった。即ち、実際には入力トル
クが自動変速機の許容入力トルクより小さいにもかかわ
らず、これを大きいと誤判断することにより、しなくて
もよいトルク低減ｌｌ１ｍ＋を実行してしまうという問
題点があったものである。 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであって、エンジン回転速度の上昇時のように、動力
伝達系の回転メンバがその回転速度を上昇させているよ
うなときでも、保護を行うべきドライブトレーン系の機
器（例えば自動変速機）に実際にかかる入力トルクをよ
り正確に求め、しなくてもよいエンジントルクの低減が
行われた結果車両の加速時の動力性能が低下したりする
のを極力抑えるようにしながら、高負荷ストール時ない
しはそれに近い運転条件下でエンジントルクを適宜に低
減することによって、前記ドライブトレーン系の保護を
行う！ｌｌ器の負担を軽減し、該機器の軽量化を図るこ
とのできる、自動変速機付車両の動力制御３′Ｉｌ装置
を提供することを目的とする。 （課題を達成するための手段Ｊ 本発明は、トルクコンバータを用いる自動変速機を備え
ると共に、アクセルペダルとは独立してエンジントルク
を制御できる自動変速機付車両の動力側ｍ装置において
、前記トルクコンバータの速度比を求める手段と、該速
度比から前記トルクコンバータのトルク比と容量係数と
を求める手段と、該トルクコンバータのトルク比と容量
係数とを利用して、前記自動変速機の入力トルクを求め
る手段と、該自動変速機の入力トルクと、保護しようと
するドライブトレーン系機器の予め設定された許容入力
トルクとから、該機器の許容トルクオーバーを判断する
手段と、を備え、前記許容トルクオーバーの判断により
エンジントルクを低減ことにより、前記目的を達成した
ものである。 【作用］ 入力される過剰トルクから自動変速機のようなドライブ
トレーン系の機器の保護するＩＩＩ御を行うためには、
まずこのドライブトレーン系の機器にかかる入力トルク
を求めなければならない。入力トルクを求めるには実際
にトルクセンサを配置し、直接入力トルクを検出すると
いう方法が最良ではあるが、自動車の、例えば自動変速
機等にかかるトルクを即時に検出することのできるトル
クセンサは一般に高価であり、取付はスペース的にも制
約がある。 このため、本発明では、速度センサ等によって検出され
るトルクコンバータの速度比ｅから、次のようにして自
動変速機入力トルクＴｔ（トルクコンバータのタービン
トルク〉を求め、これからこの自動変速＊ａ降の保護を
行うドライブトレーン系機器の許容入力トルクオーバー
の判断を行っている。 より具体的に説明すると、まず、トルクコンバータの速
度比ｅを求める。この速度比ｅはトルクコンバータのポ
ンプ回転速度Ｎｐ　　（−Ｎｅ　）とタービン回転速度
Ｎｔとの比であるので、例えばポンプ回転速度とタービ
ン回転速度を速度センサにより得られれば容易に算出で
きる。 なお、タービン回転速度は、車速と、車速とタービン回
転速度の比（ギヤ比〉等によって求めてもよい。 トルクコンバータのトルク比ｔと容量係数Ｃは、第５図
のように該トルクコンバータの速度比ｅの関数として求
められる。第５図のこの関数は、般には近似式やマツプ
として得ることができる。 自動変速機のトルクコンバータのポンプトルクＴｐは、
エンジン回転速度Ｎｅとトルクコンバータの容量係数Ｇ
とから次式により求めることができる。 Ｔｐ　−ＣｘＮｅ　２　　　−（１） 更に、前記自動変速機の入力トルク（タービントルク＞
Ｔｔは、前記ポンプトルク’ｌとトルク比【とから次式
により求められる。 Ｔｔ　−ｔｘＴｐ　　　　　・　＜２）以上のようにし
てトルクコンバータのタービントルクＴｔ、即ち自動変
速機の入力トルクが求められれば、保護しようとするド
ライブトレーン系機器の入力トルクは該自動変速機の入
力部から該機器までのギヤ比等により容易に求めること
ができる。その結果、該機器の許容トルクオーバの判断
も容易に行うことができる。 そして、もしこの判断で、前記保護しようとするドライ
ブトレーン系機器への入力トルクがｇ機器の許容入力ト
ルクを超えていると判断された場合に、この許容トルク
オーバーが解消するまでエンジントルク低減が行われる
。 本発明では、該機器の入力トルクを求めるに当りエンジ
ントルクを吸入空気量やスロットル開度等から求めた上
でポンプトルクやタービントルクを求める方法を採って
いないため、例えばアクセルペダルをある程度以上の速
度で踏込んでいったときのように、エンジントルクの変
化が吸入空気量やスロットル開度の変化に対して遅れる
ために、エンジントルクが正確に求められないというよ
うな事態は必然的に生じ得ない。又、エンジン回転速度
の上昇時等におけるエンジンのイナーシャトルク分によ
る誤差も生じる余地がない。 なお、保護しようとする機器が自動変速機以降の機器で
あるときには、この機器の入力トルクを、求められた自
動変速機からこの機器までのギヤ比を考慮して、許容ト
ルクオーバーを判断することになる。このギヤ比の考慮
方法は、この機器の許容入力トルクとギヤ比とから自動
変速機入力部分での許容入力トルクを計算し、これと自
動変速機の入力トルクとによりトルクオーバーを判断し
てもよいし、自動変速機の入力トルクとギヤ比により保
護を行うドライブトレーン系機器の入力部分におけるト
ルクを計算しこれと該機器許容入力トルクとによりトル
クオーバーを判断するようにしてもよいのは自明である
。 【実施例】 以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する
。 第２図に本発明が適用される車両用自動変速機の全体概
要を示す。 この自動変速機は、そのトランスミッション部としてト
ルクコンバータ２０と、副変速機４０と、前進３段、後
進１段の主変速機６０とを備える。 前記トルクコンバータ２０は、ポンプ２１、タービン２
２、ステータ２３、及びロックアツプクラッチ２４を備
える。ポンプ２１は、エンジン１のクランク軸１０と連
結され、タービン２２は副変速Ｒ４０における遊星歯車
装置のキャリア４１に連結されている。 前記副変速機４０においては、このキャリア４１によっ
て回転可能に支持されたプラネタリビニオン４２がサン
ギヤ４３及びリングギヤ４４と歯合している。又、サン
ギヤ４３とキャリア４１との間には、クラッチＣｏ及び
一方向クラッチＦＯが設けられており、サンギヤ４３と
ハウジング口Ｕとの間には、ブレーキＢｏが設けられて
いる。 前記主変速機６０には、遊星歯ｌＩ装置としてフロント
測及びリヤ側の２列が備えられている。この′ｆ１星歯
車装置は、それぞれ共通のサンギヤ６１、リングギヤ６
２．６３、プラネタリビニオン６４．６５、及びキャリ
ア６６．６７からなる。 副変速８１４０のリングギヤ４４は、クラッチＣ１を介
して前記リングギヤ６２に連結されている。 又、前記リングギヤ４４とサンギヤ６１との間にはクラ
ッチＣ２が設けられている。更に、前記キャリア６６は
、前記リングギヤ６３と連結されており、これらキャリ
ア６６及びリングギヤ６３は出力軸７０と連結されてい
る。一方、前記キャリア６７とハウジングＵｕとの間に
はブレーキＢ３及び一方向クラッチＦ２が設けられてお
り、更に、サンギヤ６１とハウジングＨｕとの間には、
一方向クラッチＦ１を介してブレーキＢ２が設けられ、
又、サンギヤ６１とハウジング口Ｕとの間には、ブレー
キＢ１が設けられている。 この自動変速機は、上述のごときトランスミッション部
を備え、エンジン１の負荷状態を反映しているスロット
ル開度を検出するスロットルセンサ１００、及び車速を
検出する車速センサ１０２等の信号を入力された中央処
理装置（ＥＣＬＩ）１０４によって、予め設定された変
速パターンに従って油圧制御回路１０６内の電磁ンレノ
イドバルブＳ１〜Ｓ４が駆動・制ｍされ、第３図Ｂ部分
に示されるような、各クラッチ、ブレーキ等の継合の組
合せが行われて変速制御がなされる。 なお、第３図において０印は係合状態を示し、又、Ｘ印
はエンジンブレーキ使用時にのみ係合状態となることを
示している。 前記ｉ！電磁ソレノイドバルブ１、Ｓ２は、主変速１１
６０の変速制御を行い、前記電磁ソレノイドバルブ＄３
は、ａ１変速機４０の高速側及び低速側のｌｉＩＪｗを
行い、又、前記１１磁ソレノイドバルブＳ４はトルクコ
ンバータ２０のロックアツプクラッチ２４の制御をそれ
ぞれ行うようになっている。 なお、第２図において符号１１０はシフトポジションセ
ンサで、運転者によって操作されるＮ１０、Ｒ等の位置
を検出するもの、１１２はパターンセレクトスイッチで
、Ｅ（！！済定走行、Ｐ（パワー走行）等を選択するも
のであり、又、１１６はフットブレーキ、１１８はサイ
ドブレーキスイッチの作動を検出するブレーキスイッチ
をそれぞれ示している。 ここにおいて、この実施例では、前記中央処理装置１０
４にこれらの入力信号の他に、トルクコンバータのター
ビン回転速度を検出する速度センサ１２０の信号及びエ
ンジン回転速度を検出する速度センサ１１５の信号が併
せて入力されている。 なお、第２図において符＠１０５はエンジンコンピュー
タで、前記中央処理袋！１１０４からのトルク制御要求
の信号に従ってエンジントルクの増減の制御を行う。符
号１１４はエンジンの冷却水温度を検出する水温センサ
である。 第４図は、前記中央処理袋ａｌｌ　０４で行われる制御
フローを示す流れ図である。本実施例においては、保護
とようとするドライブトレーン系の機器は自動変速機で
ある。 以下、順に説明する。 まず、ステップ２０１ではシフトポジションセンサ１１
０により運転者によってなされたシフト操作が走行レン
ジ（Ｄ、Ｌ、２、Ｒレンジ〉であるか停止レンジ（Ｐ１
Ｎレンジ〉であるかの判断を行い、走行レンジであれば
次にステップ２０２に進み、停止レンジであればリセッ
トに進む。即ち、本制御はシフトレンジが走行レンジの
ときにのみ実行される。 ステップ２０２と２０３では、エンジン回転速度Ｎｅを
速度センサ１１５により、トルクコンバータのタービン
回転速度Ｎｔを速度センサ１２０によりモニタする。 ステップ２０４では、トルクコンバータ２０におけるタ
ービン２２とポンプ２１の回転速度比ｅ（−Ｎｔ　／Ｎ
ｌ）　−Ｎｔ　／Ｎｅ　＞を算出する。ここで、トルク
コンバータのポンプの回転速度がエンジンの回転速度と
同一のものなので、トルクコンバータの速度比ｅはＮｔ
　／Ｎｅの計算により求められる。 次に、ステップ２０５では、中央処理装置１０４に記憶
されている第５図に表わされるようなトルクコンバータ
の速度比ｅと容量係数Ｃの関数のマツプを用いて容量係
数Ｃを求める。 次に、ステップ２０６では、同じく、予め中央処理装置
ＩＩ　０４に記憶されている第５図に合わせて示される
ようなトルクコンバータの速度比ｅとトルクコンバータ
のトルク比ｔの関数のマツプを用いてトルクコンバータ
のトルク比ｔを求める。 ステップ２０８では、ステップ２０５で求めた容量係数
Ｃとステップ２０２で読込みを行ったエンジン回転速度
Ｎｅとから、次式によりトルクコンバータのポンプトル
クＴｐを求める。 ＴＤ　−ＣＸＮｅ　２　　−（３） 次に、ステップ２０９では、ステップ２０６で求めたト
ルクコンバータのトルク比ｔと、ステップ２０８で求め
たトルクコンバータのポンプトルクＴρとから、次式に
よりトルクコンバータのタービントルクＴｔを求める。 Ｔｔ−ｔＸＴＤ　　　　　・・・（４）なお、ここでト
ルクコンバータのタービントルクＴｔは自動変速機の入
力トルクでもある。 ステップ２１０では、このようにして求めたタービント
ルク、即ち自動変速機の入力トルクＴｔと予め中央処理
装置１０４に設定されているこの自動変速機の許容入力
トルクＴｔ’　との比較により許容トルクオーバーの判
断を行い、自動変速機の入力トルクＴ【が許容トルクＴ
Ｍ　よりも大きい場合にはステップ２１１に進み、小さ
ければリセットに進む。即ち、許容トルクオーバーでは
ないときにはステップ２１１のトルク低減制御は特に実
行されない。このステップ２１１では、エンジントルク
を自動変速機の入力トルクＴｔが許容トルクＴｔ’　と
等しくなるまで減少させ、自動変速機の保護を図る。 第６図に本実施例の効果を示す。この第６図はアイドル
ストール状態からアクセル全開まで踏込んだときの発進
加速特性を示している。 ａ点で、アクセルが全開まで踏込まれると、エンジント
ルクは、無駄時間と応答遅れによりｂ点より立上り、０
点でフル出力になっている（第６図中段実線〉。エンジ
ントルクの増加により、エンジン回転速度ＮｅはＣ点近
傍で急速に増速する。 これに伴い車両も増速するためタービン回転速度Ｎｔも
増速する。 これまで述べたように、ポンプトルクはエンジンイナー
シャの影響の分だけエンジントルクより小さくなるため
、第６図においてＯ印の付された実線のように徐々に増
加する。トルクコンバータのタービントルクＴ【は、こ
のポンプトルクＴｐに各時刻での速度比ｅによって規定
されるトルク比【を乗じたものであるので、○印の付さ
れた点線の通りである。更に、このタービントルクＴｔ
に自動変速機のギヤ比を乗じたものがほぼ自動変速機の
出力軸トルクＴＯである。ｇ７１！に言えば、この自動
変速機出力軸トルクＴＯは当該自動変速機内部のイナー
シャトルク分だけ少なくなっているはずである。 ここで、前記タービントルクＴｔ、即ち、自動変速機の
入力トルクはこの許容入力トルクレベルを超えていない
ため、エンジントルクを減少させ該自動変速機の入力ト
ルクＴｔを減少させる必要は全くない。 しかしながら、従来装置では、前述の通り、エンジント
ルクを推定し、これに基づいてタービントルクを求める
ようにしていたため、まず吸入空気量増加に対するエン
ジントルク上昇の遅れのために、まずエンジントルク自
体が正確に推定できない上に、エンジンイナーシャの影
響によるトルク減少分が考慮されていないため、計算に
より求められたタービントルクＴｔは実際にかかるター
ビントルクよりも大きく算出されていたく×印の付され
た点線〉。なお、この傾向は、エンジントルクを求める
ために、吸入空気量でなくスロットルＲ度や吸気管負圧
を用いるようにしてもやはり同様である。 図示から明らかな通り、この算出された値は自動変速機
許容入力トルクレベル（第６図中段の自動変速機許容入
力トルクＴＭ　レベル）よりもオーバーしている（０点
からｄ点付近における斜線部分）。従って、従来ｉｌｌ
　ｍ装置においては、実際の自動変速機の入力トルクが
許容入力トルクを超えていないにもかかわらず超えてい
ると誤認識しエンジントルクがＸ印の付された実線のよ
うに減少するような１ｌＪｔｌｌｌが行われてしまう。 その結果、自動変速機出力軸トルクＴＯにおいても斜線
で示されるような不必要なトルクダウンが発生してしま
っている。 本実施例装置においては、保護しようとする自動変速機
の入力トルクを求めるにあたり、エンジントルクに基づ
いてこれを求めるという方法をとらず、トルクコンバー
タの諸係数（トルク比ｔ、容量係数Ｃ等）に基づいてこ
れを求めるという方法を採っているので、不必要なトル
クダウン制御が実行されることによって動力性能が低下
してしまうのを防止することができる。 なお、保護しようとする機器が自動変速機以外の部材〈
自動変速機以降の部材〉であった場合、例えばプロペラ
シャフトやデファレンシャルギヤであった場合において
は、これらの保護される機器の入力部と自動変速機入力
部との間に配置されている機器のイナーシャやギヤ比等
を考慮して該機器の許容トルクオーバーの判断を行い、
エンジントルク！１ＩＩｉｌｌを行えばよいことになる
。 【発明の効果） 以上説明した通り、本発明によれば、発進加速時のよう
にエンジン回転速度が上昇しているときに不必要なトル
クダウンが行われるというような不具合を生じることな
く、高負荷ストール時ないしはそれに近い運転条件下等
において保護しようとする機器の真の入力トルクが許容
入力トルクより越えたときにのみエンジントルクを低減
し、発進性能や加速性能を低下させることなく自動変速
機を含め、これ以降のドライブトレーン系の機器の負担
を軽減し、これらの軽量化を図ることができるという優
れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、第２図は、
エンジンの詞’１８８ＩＦの実唐例が適用された車両用
エンジンと自動変速機の全体概要図、第３図は、前記自
動変速機の各ｍ擦係合装置の係合状態を示す線図、 第４図は、前記エンジンの制御ｉＩ装置の制御フローを
示す流れ図、 第５図は、前記自動変速機のトルクコンバータの速度比
と、トルク比及び容量係数との関係を示す線図、 第６図は、前記エンジンの制御装置に関する発進加速特
性を示す線図である。 １・・・エンジン、 ２０・・・トルクコンバータ、 ４０・・・副変速機、 ６０・・・主変速機、 １００・・・スロットルセンサ、 １１５．１２０・・・速度センサ、 Ｔｅ・・・エンジントルク、 Ｔｐ・・・トルクコンバータのポンプトルク、Ｔｔ・・
・自動変速機の入力トルク （トルクコンバータのタービントルク）Ｔｔ’・・・自
動変速機許容入力トルク、ｅ・・・トルクコンバータの
速度比、 【・・・トルクコンバータのトルク比、Ｃ・・・トルク
コンバータの容量係数。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）トルクコンバータを用いる自動変速機を備えると
    共に、アクセルペダルとは独立してエンジントルクを制
    御できる自動変速機付車両の動力制御装置において、 前記トルクコンバータの速度比を求める手段と、該速度
    比から前記トルクコンバータのトルク比と容量係数とを
    求める手段と、 該トルクコンバータのトルク比と容量係数とを利用して
    、前記自動変速機の入力トルクを求める手段と、 該自動変速機の入力トルクと、保護しようとするドライ
    ブトレーン系機器の予め設定された許容入力トルクとか
    ら、該機器の許容トルクオーバーを判断する手段と、を
    備え、 前記許容トルクオーバーの判断によりエンジントルクを
    低減することを特徴とする自動変速機付車両の動力制御
    装置。
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