JPH0684782B2 - 自動変速機のロツクアツプ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車ないしエンジンの運転状態に応じて変速
段を自動的に切換える自動変速機、特にロックアップ機
能を備えた自動変速機のロックアップ制御装置に関す
る。

（従来技術） 一般に、自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機
構とを組合せ、この変速歯車機構の動力伝達経路を複数
の摩擦部材の選択的作動によって切換えることにより複
数の変速段が得られるように構成されているが、車速が
所定値以上に達したときにトルクコンバータの入、出力
側を直結するロックアップ機構を設け、トルクコンバー
タにおける損失の低減を図り、動力伝達の効率向上を図
ったものが知られている。これは、トルクコンバータの
有するトルク増大作用や変速時における衝撃吸収作用等
を要しない所定の運転領域において、トルクコンバータ
の入、出力側を直結するロックアップクラッチによりエ
ンジン出力軸と変速歯車機構とを機械的に結合するよう
にしたもので、例えば運転領域を判定してロックアップ
クラッチの締結、解放を指示する制御回路と、この回路
からの信号によりオン（ON）、オフ（OFF）動作される
ソレノイドバルブと、このバルブの動作に応じて上記ロ
ックアップクラッチに対する油圧の供給、排出を行なう
ことにより、上記クラッチを締結もしくは解放させるロ
ックアップバルブ等で構成される。

しかして、このロックアップ機能を備えた自動変速機に
おいては、ロックアップがON状態にある時に変速が実施
されると、変速時の自動車の加速度の変動および振動が
増大し、良好な乗り心地を阻害する。そこで、このよう
な加速度の変動や振動を有効に防止するために、変速時
にはロックアップをOFF状態に維持するようにしものが
提案されている（例えば特開昭57−76359号公報）。

ところが、ロックアップのON、OFF領域は、通常、高速
の隣り合った変速段において、例えばタービン回転数と
スロットル開度との関係が第３図に示すごとく設定され
ていることから、いま同図の矢印Ａに示すようにアクセ
ル開度が一定で車速が増加していった時を想定すると、
変速段が３速から上位の４速へシフトアップされる際
に、３速でのロックアップON→４速ロックアップOFF→
４速ロックアップONと移行する。つまり、このようにロ
ックアップのON、OFFにより車には２段のショックが発
生し、搭乗者に不快感を与える。

これを解消するために、３速から４速へのシフトライン
と４速ロックアップONラインとを同一ラインとした場合
には、例えば第３図において、矢印Ｂのように、アクセ
ルを徐々に踏み込んでいくと、４速ロックアップON→３
速ロックアップONとなり、シフトダウン時にロックアッ
プOFFの状態がなくなることになり、望ましくない。ま
た、３速から４速へのシフトラインと４速ロックアップ
ONラインとをタービン回転数方向において大きく離すこ
とも考えられるが、この場合には４速ロックアップONラ
インが高速側へ移動するとため、ロックアップONのゾー
ン（ロックアップゾーン）が狭くなるといった問題を生
じる。

（発明の目的） 本発明は、ロックアップ機能付き自動変速機を搭載した
自動車における上記問題を解消するもので、高速の変速
段でのシフトアップ時には、回転数が大きくトルクは小
さいことからロックアップオンのままでも発生するショ
ックは小さいことに鑑み、かかるシフトアップ時にはロ
ックアップを解除しないことにより、上述したシフトア
ップ後の再ロックアップオンにするショックを回避する
ことを目的とする。

（発明の構成） 本発明の自動変速機のロックアップ制御装置は、エンジ
ンの出力軸に連結されたトルクコンバータと、このトル
クコンバータの出力側に配設された変速歯車機構と、こ
の変速歯車機構の動力伝達経路を切換えて複数の変速段
を得る複数の摩擦部材とを有し、かつ上記トルクコンバ
ータにその入、出力側を直結するロックアップクラッチ
が設けられ、このロックアップクラッチをオン、オフさ
せるロックアップ制御手段を備えた自動変速機におい
て、上記ロックアップ制御手段は少なくとも高速の隣り
合った２つの変速段でロックアップオン領域が設定さ
れ、ロックアップオン状態で上位の変速段へシフトアッ
プする時、ロックアップオン状態を継続し、ロックアッ
プオン状態で下位の変速段へシフトダウンする時、ロッ
クアップオン状態を解除するように構成されたものであ
る。

この構成により、高速での隣り合った変速段におけるシ
フトアップがロックアップオンの状態のままなされ、シ
フトアップ後の再ロックアップオンによるショックの発
生がなくなり、しかも高速でのシフトアップであるため
ロックアップオンの状態での変速であるにもかかわら
ず、そのショックの小さいものとなる。

（実施例） 第１図（ａ）（ｂ）は本発明の自動変速機のロックアッ
プ制御装置の一実施例構成を示し、エンジンの出力軸１
に連結されたトルクコンバータ２と、このトルクコンバ
ータ２の出力側に配設された変速歯車機構3,4,5と、こ
れらの変速歯車機構3,4,5の動力伝達経路を切換える複
数の摩擦部材6,7,8,9,10,11とを有し、これらの摩擦部
材６〜11を選択的に作動させることにより複数の変速段
が得られるように構成されているとともに、上記トルク
コンバータ２内にエンジン出力軸１とトルクコンバータ
出力軸12とを直結するロックアップクラッチ13とを備
え、さらに、エンジンないし自動車の運転状態および変
速機のシフト操作に応じて上記摩擦部材６〜11の選択作
動およびロックアップクラッチ13の締結、解放を制御す
る手段として、制御装置（ECU）21と、この出力によりO
N、OFFされる複数個の変速用ソレノイドバルブ22および
ロックアップ用ソレノイドバルブ23と、これらのソレノ
イドバルブ22,23により作動されるアクチュエータを有
した油圧回路24を備える。

上記制御装置21はマイクロコンピュータなどで構成さ
れ、少なくとも変速制御部21aおよび変速用ソレノイド
駆動部21a′とロックアップ制御部21bおよびロックアッ
プ用ソレノイド駆動部21b′とを有し、また、スロット
ル開度センサ25、タービン回転数センサ26、セレクトレ
バーセンサ27の各検出信号が入力されるようになってお
り、上記制御装置21におけるロックアップ制御部21bお
よびロックアップ用ソレノイド駆動部21b′、ロックア
ップ用ソレノイドバルブ23などによりエンジン負荷や車
速等の運転状態に応じてロックアップクラッチ13を締結
するか解放するかを指示および駆動するためのロックア
ップ制御手段28が構成されている。また、ロックアップ
制御部21bは第１図（ｂ）に示すごとく、ロックアップ
判定手段と高速上位段への変速検出手段とロックアップ
継続手段とその解除手段からなる。

そして本発明ではロックアップ制御手段28は、第３図に
示すごとく少なくとも高速（例えば３速と４速）の隣り
合った２つの変速段でロックアップON領域が設定され、
ロックアップON状態で上位の変速段へシフトアップする
時、ロックアップON領域以外の領域でもロックアップON
状態を継続し、上位の変速段のロックアップON領域に入
ったことが検出された時には領域設定に従った制御状態
に復帰する。また、４速ロックアップON状態から下位の
変速段（３速）へシフトダウンする場合等に、４速ロッ
クアップOFFのラインを横切った時には直ちにロックア
ップを解除（OFF）するようになっている。なお、４速
の領域内での運転状態の変化により４速ロックアップOF
Fの状態から４速ロックアップONのラインを横切った時
はロックアップをONする。

なお、第３図において横軸はタービン回転数、縦軸はス
ロットル開度を示し、曲線L₁はこれより右側にて４速ロ
ックアップON領域となるライン、曲線L₂はこれより左側
にて４速ロックアップOFF領域となるライン、曲線L₃は
これより右側にて３速ロックアップON領域となるライン
を示し、また境界線CAは３速→４速へのシフトアップラ
イン、境界線C₂は４速→３速へのシフトダウンラインを
示す。そして、このような変速パターンが上記制御装置
21にはマップとしてメモリされており、上記各センサ2
5,26,27などの入力信号に基づいて制御装置21は変速用
ソレノイドバルブ22、ロックアップ用ソレノイドバルブ
23などに制御信号を出力するように構成されている。

次に、第２図により自動変速機におけるトルクコンバー
タの構成を説明すると、このトルクコンバータ２はエン
ジンの出力軸１にドライブプレート31を介して連結され
たケース32と、このケース32内に一側方に固設されたポ
ンプ33と、ケース32内の他側方において上記ポンプ33に
対向配設されたタービン34と、このタービン34に一体の
タービンハブ35に一端がスプライン嵌合されて変速歯車
機構側に突出されたトルクコンバータ出力軸（タービン
シャフト）12と、上記ポンプ33とタービン34との間に介
設され、かつケース32内に突入された固定軸36にワンウ
ェイクラッチ37を介して支持されたステータ38とを有す
る。

そして、エンジン出力軸１の回転をポンプ33からケース
32内に充満された作動油を介してタービン34に伝達する
とともに、このタービン34の回転をさらにタービンシャ
フト12を介して変速歯車機構に伝達するようになってい
る。また、上記ステータ38はポンプ33とタービン34との
間に回転速度差がある時に、ポンプ33のトルクを増大さ
せてタービン34に伝達させる作用を有する。

また、このトルクコンバータ２にはロックアップクラッ
チ13が内装されている。このロックアップクラッチ13は
ケース32の前壁部32aとタービン34との間に配設され
て、タービンハブ35に対して一体回転し、かつ軸方向に
移動可能に支持されている。そして、ケース32の前壁部
32aとロックアップクラッチ13との間に設けられた作動
室39にロックアップ解除用油圧が供給された時には、こ
のクラッチ13がケース前壁部32aから離反されて、トル
クコンバータ２が上記のごとくトルクコンバータとして
作用するが、作動室39内の油圧が排出された時にはロッ
クアップクラッチ13がケース32内の作動油によりケース
前壁部32aに押付けられて、このケース32とタービン34
とを結合し、エンジン出力軸１の回転が直接タービンシ
ャフト12ないし変速歯車機構に伝達されるロックアップ
状態となる。

なお、自動変速機には、第１図に示したごとく、タービ
ンシャフト12によって回転が入力される変速歯車機構３
〜５の動力伝達経路を切換える複数のクラッチやブレー
キ等の摩擦部材６〜11を作動させる油圧式アクチュエー
タを有した油圧回路24と、各アクチュエータに油圧を選
択的に供給するためのソレノイドバルブ22,23が設けら
れているが、上記油圧回路24には、第２図にその一部を
示すように、上記トルクコンバータ２内に作動油を供給
する作動油供給ライン41と、トルクコンバータ２内で加
熱された作動油を排出してオイルクーラ42を介して変速
機の各潤滑部に供給する作動油排出ライン43と、上記供
給ライン41から分岐されてトルクコンバータ２内の作動
室39にロックアップ解除油圧を供給するロックアップ解
除ライン44とが設けられているとともに、この解除ライ
ン44に交差するようにロックアップバルブ45が設けられ
ている。このロックアップバルブ45の一端にはオリフィ
ス46を介して制御油ライン47が導かれ、かつ、このライ
ン47におけるオリフィス46の下流側にドレンライン48が
設けられるとともに、このドレンライン48を開閉するソ
レノイドバルブ23が設けられている。このソレノイドバ
ルブ23はON（励磁）時にドレンライン48を閉鎖してロッ
クアップバルブ45の一端部に制御圧を作用させる。ま
た、この時、ロックアップバルブ45は他端側に装着され
たスプリング45aに抗して図示の解除ライン44を連通さ
せた位置からその下流部44aをドレンポート45bに連通さ
せる位置に移動され、これにより、作動室39から解除油
圧が排出され、ロックアップクラッチ13が締結されるよ
うになっている。

次に上記構成による制御装置21、特にロックアップ制御
装置28によるロックアップ制御の作用について説明す
る。

制御装置21はスロットル開度センサ25、タービン回転数
センサ26、セレクトレバーセンサ27からの信号を受けて
第３図に示すごときマップから運転状態がロックアップ
領域にあるか否かを判別し、ロックアップ領域にある時
は、上述したようにロックアップ用ソレノイド駆動部21
b′がロックアップ用ソレノイドバルブ23を駆動し、油
圧回路24を介してロックアップクラッチ13が締結され、
ロックアップON状態となる。一方、運転状態がロックア
ップ領域にない時はロックアップクラッチ13が解放さ
れ、ロックアップOFF状態となる。

ここで、まず、高速の変速段、例えば４速でのロックア
ップ制御について第４図のフローチャートを用いて説明
すると、ステップS₁現在での運転状態がロックアップOF
F状態か否かを判定し、この判定がNOの場合、つまり、
ロックアップON状態にあればステップS₂で３速からのシ
フトアップ直後か否かを判定する。いま、３速ロックア
ップON状態からの４速へのシフトアップ直後であるな
ら、上記判定がYESとなり、ステップS₃に移り、FLAG
（フラッグ）１に“1"をセットし、ステップS₄に移る。
このステップS₄ではロックアップが強制OFF条件か否か
の判定を行なう。この強制OFF条件としては、例えばフ
ットブレーキがONあるいはスロットル開度全閉の時であ
る。この強制OFF条件にある時は、ステップS₅にてロッ
クアップをOFFにしてからステップ_７に移り、強制OFF条
件にない時にはステップS₆に移り、ここで第３図に示し
たマップ上において４速ロックアップONのラインL₁より
右側か否かを判定する。この判定がYESの場合、つま
り、４速ロックアップONの領域に入った時はステップS₇
に移り、FLAG1を“0"にリセットしてからリターンし、
また、上記ステップS₆の判定がNOの場合つまり運転状態
がラインL₁より右側にない場合はFLAG1を“0"にリセッ
トすることなく、リターンする。かくしていずれにして
もロックアップON状態でのシフトアップ直後はロックア
ップONが継続されることになる。

次にシフトアップから所定時間が経過すると、ステップ
S₂における判定がNOとなり、ステップS₈に移り、FLAG1
が“1"であるかどうか判定し、この判定がYESの場合、
ステップS₄に移行して上記と同様のフローチャートを実
行するが、判定がNOの場合つまり運転状態がラインL₁よ
り右側にあってステップS₇にてFLAG1が“0"にリセット
されている時には、ステップS₉に移行し、ここで運転状
態がマップ上におけるラインL₂より左側にあるかどうか
を調べる。この判定がNOつまり運転状態がラインL₂より
右側にある時は、そのままリターンしロックアップONに
保持されるが、上記判定がYESつまりラインL₂より左側
に移ると、ステップS₅にてロックアップがOFFされる。
つまり、シフトアップから所定時間が経過すると、運転
状態が一旦、４速のロックアップON領域に入ると、シフ
トアップの時のロックアップON状態の継続は解除され、
その後はその時点での運転状態に応じてロックアップは
ON、OFF制御される。

また、ステップS₁での判定において、現在のロックアッ
プがOFFである場合は、ステップS₁₀に移り、ここで運転
状態がマップ上においてラインL₁より右側にあるかどう
かを調べ、この判定がNOの場合はそのままリターンし、
YESの場合はロックアップON領域に入ったと判断し、ス
テップS₁₁にてロックアップをONする。

上記の制御により、第３図の矢印Ａで示すごとく３速の
ロックアップON状態から４速へシフトアップされた場
合、ロックアップは解除されず、このようにロックアッ
プのONを継続しても、３速→４速の高速段でのシフトア
ップであってトルク変化は少ないため、変速ショックは
極めて小さい。また、第３図のハッチングで囲んだ領域
でロックアップONのまま走行を続行しても、この場合は
アクセル開度がほぼ一定で運転者は加速を強く要求して
いないことから、走行性に何ら支障はない。

次に３速のロックアップ制御についいて第５図のフロー
チャートを用いて説明すると、ステップn₁で現在の運転
状態がロックアップOFF状態か否かを判定し、この判定
がYESの場合、つまりロックアップOFFの状態であれば、
ステップn₂にて第３図のマップにおける３速ロックアッ
プONラインL₃より右側にあるかどうかを調べ、NOであれ
ばそのままリターンし、YESであればステップn₃にてロ
ックアップをONしてリターンする。

上記ステップn₁での判定がNOの場合、つまりロックアッ
プONの状態であれば、ステップn₄にて４速ロックアップ
ONからのシフトダウンか否かを調べる。この判定がNOで
あれば、ステップn₅にて３速ロックアップOFFのライン
より左側であるか否かを調べ、NOであればそのままリタ
ーンしてロックアップONを続行し、YESであればステッ
プn₆に移り、ロックアップをOFFし、続いてステップn₇
にて変速中であるか否かを調べ、変速中であればステッ
プn₆へ戻り、変速中でなくなればリターンする。

上記の制御により、４速から３速へのシフトダウン時に
は常にロックアップが解除され、シフトダウンによる適
切な加速が円滑になされる。また、第３図の矢印Ｂで示
すごとく４速のロックアップON状態から４速ロックアッ
プOFFのラインを横切った場合は、ロックアップは直ち
に解除され、第３図のロックアップのマップに従って制
御される。

なお、上記では３速→４速のシフトアップ、４速→３速
のシフトダウンについて説明したが、これに限らず、隣
り合った高速段のシフト時に適宜、実施することがで
き、また運転状態を示す制御装置21への入力信号として
スロットル開度とタービン回転数を用いたものを説明し
たが、これに代えてエンジン負荷に相応する信号と車速
信号を用いてもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、ロックアップ機能を備え
た自動変速機を備えた自動車において、少なくとも高速
の隣り合った２つの変速段でロックアップオンゾーンが
設定され、ロックアップオン状態で上位段へシフトアッ
プする時、ロックアップオン状態を継続し、シフトダウ
ンする時にはロックアップをオフするようにしたことに
より、高速ではロックアップのままシフトアップしても
トルクが小さいことから変速ショックは少なく、従来の
ようにシフトアップ時にロックアップをオフし、その後
に再びロックアップオンとなる動作を行なった場合に発
生する２度のショックが回避でき、したがって搭乗者に
不快感を与えることを解消でき、運転フィーリングが良
好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例による自動変速
機のロックアップ制御装置の全体構成図および要部構成
図、第２図は同装置におけるトルクコンバータ部分の構
成図、第３図は同装置の制御を説明するためのロックア
ップのオン・オフおよび変速シフトの領域を示すグラ
フ、第４図は４速ロックアップ制御のフローチャート、
第５図は３速ロックアップ制御のフローチャートであ
る。 １……エンジンの出力軸、２……トルクコンバータ、３
〜５……変速歯車機構、６〜11……摩擦部材、12……ト
ルクコンバータ出力軸、13……ロックアップクラッチ、
21……制御装置、21b……ロックアップ制御部、21b′…
…ロックアップ用ソレノイド駆動部、23……ロックアッ
プ用ソレノイドバルブ、24……油圧回路、28……ロック
アップ制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの出力軸に連結されたトルクコン
   バータと、このトルクコンバータの出力軸に配設された
   変速歯車機構と、この変速歯車機構の動力伝達経路を切
   換えて複数の変速段を得る複数の摩擦部材とを有し、か
   つ上記トルクコンバータにその入、出力側を直結するロ
   ックアップクラッチが設けられ、このロックアップクラ
   ッチをオン、オフさせるロックアップ制御手段を備えた
   自動変速機において、上記ロックアップ制御手段は少な
   くとも高速の隣り合った２つの変速段でロックアップオ
   ン領域が設定され、ロックアップオン状態で上位の変速
   段へシフトアップする時、ロックアップオン状態を継続
   し、ロックアップオン状態で下位の変速段へシフトダウ
   ンする時、ロックアップオン状態を解除するように構成
   されたことを特徴とする自動変速機のロックアップ制御
   装置。