車両用自動変速機制御装置
【目的】 車両のロックアップ状態での運転領域を拡大し、トルクコンバータの使用頻度を下げ、運転フィーリングを維持したままで燃費を向上できる車両用自動変速機制御装置を得る。
【構成】 電子制御装置６は筒内圧センサ１７とクランク角センサ１８の所定の期間でのエンジン１の出力トルク変動量を検出するとともに、エンジン１の運転負荷状態を検出し、トルクコンバータ３のタービン３３の回転数と車両速度から車両状態を検出し、車両状態と運転負荷状態とからエンジン１と自動変速機４の動作状態を判定し、その判定値に基づいてトルクコンバータ３のロックアップ領域を判定し、出力トルク変動量に応じてトルクコンバータ３のロックアップ制御量またはロックアップ運転領域の少なくとも一つを補正する。
【効果】 ロックアップ領域を広げ、運転フィーリングを悪化せずに、燃費を向上できる。
【構成】 電子制御装置６は筒内圧センサ１７とクランク角センサ１８の所定の期間でのエンジン１の出力トルク変動量を検出するとともに、エンジン１の運転負荷状態を検出し、トルクコンバータ３のタービン３３の回転数と車両速度から車両状態を検出し、車両状態と運転負荷状態とからエンジン１と自動変速機４の動作状態を判定し、その判定値に基づいてトルクコンバータ３のロックアップ領域を判定し、出力トルク変動量に応じてトルクコンバータ３のロックアップ制御量またはロックアップ運転領域の少なくとも一つを補正する。
【効果】 ロックアップ領域を広げ、運転フィーリングを悪化せずに、燃費を向上できる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、筒内圧センサを備えた内燃機関と自動変速機とを結合して制御するようにした車両用自動変速機制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば特公平２−３１２６６号公報に示された従来の車両用自動変速機制御装置の全体構成を示す模式図である。この図４において、エンジンＥの出力軸１′からの回転駆動力が流体継手としてのトルクコンバータ２′を介して、トランスミッション３′の入力軸（トルクコンバータ出力軸４′）へ伝達され、適宜変速されて、トランスミッション３′の変速機出力軸５′およびディファレンシャル機構６′を介して駆動輪に動力が伝達されるようになっている。
【０００３】また、エンジンＥの出力軸１′とトランスミッション入力軸４′との間には、トルクコンバータ２′と並列的にロックアップクラッチ７′が介装されており、常時は、出力軸１′側のフロントカバー１ａ′とクラッチプレート４ａ′に付設されてたフェージング材４ｂ′とが接合状態（ロックアップクラッチ７′の結合状態）となって、クラッチプレート４ａ′がフロントカバー１ａ′とほぼ同速で回転され、トルクコンバータ２′に優先して直接結合されるようになっている。
【０００４】ロックアップクラッチ７′は切り換え機構Ｓにより結合状態から非結合状態へ切り換えられるようになっている。この切り換え機構Ｓはロックアップクラッチ７′のロックアップ状態と非ロックアップ状態を判別するため、コントロールユニット１３′に車速センサとしての回転速度センサ１０′、エンジン回転速度センサ１１′、スロットル開度センサ１２′、水温センサ８′、タービン回転速度センサ９′からの検出信号を入力し、その検出信号に基づき、あらかじめ設定された図５に示すロックアップ作動領域マップ（スロットル開度とタービン回転数とから設定）より、ロックアップ作動判断を行ない、デューティソレノイドバルブ１４′と、デューティソレノイドバルブ１４′からの制御油圧を受けて、調圧弁１５′からの作動油をロックアップクラッチ７′の作動用油室７ａ′および開放用油室７ｂ′へ給排制御する油圧制御弁１６′とから構成されている。
【０００５】トルクコンバータ２′はポンプインペラ２ａ′、タービンランナ２ｂ′、ステータ２ｃ′から構成されている３要素１段２相形のものである。
【０００６】次に、動作について説明する。自動車の定常走行時には、エンジン負荷状態を示すスロットル開度センサ１２′の検出信号と、タービン回転速度センサ９′、エンジン回転速度センサ１１′の検出信号または車速センサ１０′により検出される車速に基づき、コントロールユニット１３′において、図に示すロックアップ域にあると判断した場合、デューティソレノイドバルブ１４′と調圧弁１５′とにより、油圧制御弁１６′のスプールが図４中において、右側に駆動されて、実線の矢印に沿って、油圧が作用して、ロックアップクラッチ７′のロックアップ状態が保たれる。
【０００７】車両の変速作動等の図５に示すロックアップ域から高負荷側または低負荷側のロックアップ非動域に移行する走行状態の変化が発生した場合には、車速とエンジン負荷とにより、コントロールユニット１３′がデューティソレノイドバルブ１４′に制御信号を出力し、油圧制御弁１６′のスプールを図４中の左方向へ移動して、破線の矢印方向に沿って油圧が作用し、開放用油室７ｂ′にレリーズ圧が供給される。
【０００８】これにより、ロックアップクラッチ７′がロックアップ状態から非ロックアップ状態へ移行する。以上のようにして、ロックアップ制御が実行され、エンジン出力軸と変速機の軸とが直結され、トルクコンバータ２′でのトルク伝達損失が少なくなるように制御される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用自動変速機制御装置は以上のように構成されているので、トルクコンバータ２′のロックアップ機能動作領域をエンジンの運転負荷状態とトルクコンバータのタービン回転数または車両速度によって決定されるロックアップ動作領域において、ロックアップ機能を動作させる際、エンジン出力トルク変動を検出していないので、実際にロックアップ機能を動作したとしても、エンジンの出力トルク変動が大きくならない動作領域であっても、ロックアップ機能を動作していなかったり、実際にロックアップ機能を動作したことにより、エンジンの出力トルク変動が自動変速機の出力軸に伝わり、または回転系全体が共振する。
【００１０】この結果、生じる車両振動や不規則な加速度変動により、運転者に不快な影響を与えることがあった。また、トルクコンバータ２′のロックアップ機能を動作させると、内燃機関の出力トルクを最も効率よく車両の駆動出力に変換でき、ロックアップ機能動作領域を拡大することにより、内燃機関の燃料消費効率を向上できるにもかかわらず、個々の内燃機関のもつ特性ばらつきがあったり、経時変化をした場合でも、少なくとも、内燃機関の出力トルク変動が生じないようなロックアップ機能を動作させる運動領域にしているので、内燃機関の燃料効率が最適とならない問題があった。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、トルクコンバータのロックアップ機能動作領域を内燃機関の運転負荷状態トルクコンバータのタービン回転数または車両速度によって決定する動作領域において、トルクコンバータのロックアップ機能を動作させているときに、内燃機関の出力トルク変動が車輪回転変動へと伝達されないようにして、従来よりもロックアップ機能を動作する運転領域とロックアップすべり量に補正することにより、車両の運転フィーリングを向上するとともに、内燃機関の燃料消費効率を向上させる車両用自動変速機制御装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用自動変速機制御装置は、圧力検出手段により検出された所定のクランク角度での筒内圧に基づいて内燃機関の出力トルクを演算して、その演算された出力トルクの所定期間での出力トルク変動量を検出するとともに、内燃機関の運転負荷状態と内燃機関と自動変速機の動作状態を判定し、その判定に基づいてトルクコンバータのロックアップ領域を判定し、かつトルク変動量に応じてトルクコンバータのロックアップ制御量またはロックアップ運転領域の少なくとも一つを補正してロックアップ制御を行う電子制御装置を設けたものである。
【００１３】
【作用】この発明における電子制御装置は、エンジンの出力トルクの所定期間での変動量を検出し、エンジンの運転負荷状態と車両運転状態よりあらかじめ定められたロックアップ運転領域において、ロックアップ制御をする際、上記変動量に応じてロックアップ運転領域を補正するか、またはロックアップすべり量の少なくとも一つを補正する制御を実行することにより、エンジンの出力トルク変動外乱を除去して、車両の運転フィーリングを悪化させることなく、広い運転領域において、ロックアップ制御を実行する。
【００１４】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の車両用自動変速機制御装置の実施例に基づいて説明する。図１はこの発明の実施例１の構成図である。この図１に示した構成はエンジンに筒内圧センサ１７が装着され、かつエンジン１のクランク軸に連結する軸に装着されているクランク角センサ１８以外は図４で示した従来例と同様であるが、電子制御装置（以下、ＥＣＵという）６内のマイクロプロセッサを中心とする演算処理やデータ設定方法が異なる。
【００１５】エンジン本体１には、往復運動するピストン２３が挿入され、ピストン２３の上方に燃焼室２４が形成されている。燃焼室２４には、それぞれ吸気管１０および排気管１３が連通され、吸気管１０の上流には、スロットル弁１２、下流には吸気管内に突出するように、インジェクタ１１が取り付けられている。
【００１６】また、上記公報には記載されていないが、これに加えて、スロットル弁上流に吸入空気量センサや吸気管通路内圧力を検出するブースト圧センサを具備するものである。上記燃焼室内に突出するように点火プラグ１５と燃焼室内圧力を検出する筒内圧センサ１７とが配置されている。
【００１７】この筒内圧センサ１７の圧力検出部はエンジン燃焼室内に連通する導圧部に露呈により、燃焼室内の圧力に比例した筒内圧力信号を出力する。筒内圧センサ１７は例えば金属製ダイヤフラム内に封入したシリコンオイルなどを介して、図示しない圧力変換素子につながって、圧力を計測するようになっている。
【００１８】この圧力変換素子は高温（３００℃）、高圧（６０kg／cm2)に耐える半導体型センサを用いており、酸化シリコン上に形成された単結晶シリコンのボロンなどの不純物を注入して形成したひずみゲージを用いて、シリコンオイルを介して加わる圧力をひずみ量に変換して計測するものである。また、筒内圧センサとして圧電素子を用いるものでもよい。
【００１９】さらに、前記ピストン２３に連結されて連動して回転するクランク軸３１にエンジンクランク角度と吸気行程ＴＤＣ（以下、上死点という）とを検出するクランク角センサ１８が装着されている。
【００２０】また、スロットル弁１２には、スロットル弁開度センサ１９が連結されている。なお、図示しないアクセルぺダルには、アクセルぺダルの操作量、すなわち、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１０１ａが装着されている。
【００２１】自動変速機４には、歯車変速装置４３の変速段を検出するギヤ位置センサ６４、トルクコンバータ３の出力軸回転速度、すなわち、トルコン出力の回転速度を検出する回転速度センサ６２、図示しない駆動輪の回転数から車速を検出する車速検出手段としての車速センサ６３、歯車変速装置４３を車両走行状態に応じた変速段にするため、自動変速機４内に複数配置されている油圧式摩擦係合要素４２の作動組み合わせを切り換えるための油圧制御装置５ａが装着されている。４１は変速機出力軸である。
【００２２】前記トルクコンバータ３はポンプ３２、タービン３３、ステータ３４、ワンウエイクラッチ３５を有し、ステータ３４はワンウエイクラッチ３５を介して、トランスミッションケースに連結されているとともに、ワンウエイクラッチ３５の機能によって入力軸３１（エンジンクランク軸）と同方向に回転するが、その逆方向への回転は許容されないようになっている。
【００２３】入力軸３１と出力軸３６に連結されたタービン３３との間には、ロックアップクラッチ３７が設けられ、このロックアップクラッチ３７は主に高速段での定常走行時に作動し、前記高速段におけるトルクコンバータ３の入力軸３１と出力軸３６とをロックアップして、伝達効率を向上させるためのクラッチとして機能する。
【００２４】すなわち、エンジン１の出力はロックアップクラッチ３７またはポンプ３２で内部の作動油を回し、この作動油によりステータ３４による反力下でトルク増大させつつタービン３３に伝達される。タービン３３に伝達されたトルクはトルクコンバータ３の出力軸３６（自動変速機４の入力軸でもある）によって、その後部に配置された変速歯車機構４３に伝達される。
【００２５】一方、ＥＣＵ６はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，マルチプレクサを有するＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器、Ｉ／Ｏ（入力／出力）インタフェース回路およびこれを結び付けるコモンバスなどによって構成されており、エンジン１の種々の運転状態と、自動変速機４の変速状態を検出する検出センサからの信号、例えば、吸入空気量センサ（図示しない）、スロットル弁開度センサ１９からのスロットル開度信号６５、クランク角センサ１８からのクランク角信号６１および自動変速機４の変速信号などを受け、あらかじめ記憶されているプログラムにしたがってインジェクタ１１の燃料噴射開始と開始時間を制御するとともに、点火プラグ１５への図示しない点火コイルを介して、放電エネルギの通電タイミングと通電時間を制御する。
【００２６】さらに、車速センサ６３から得られた車速と上記エンジン運転状態とに応じて、自動変速機４の歯車変速装置４３の変速段が最適な変速段となるように、図示しない油圧式摩擦要素の作動組み合わせを、変速段に応じた組み合わせに切り換えるための制御信号６６をＥＣＵ６から油圧制御装置５ａに出力し、変速制御する。なお、１４は空燃比センサである。
【００２７】次に、動作について、図２、図３のフローチャートに沿って説明する。この図２、図３のフローチャートはロックアップ制御動作の手順を示したものである。ロックアップはエンジン１側と自動変速機４側との軸回転速度差がゼロの完全ロックアップと所定の速度差が生じるスリップロックアップとがあるが、ここでは、完全ロックアップの場合について説明するが、スリップロックアップの場合でも、同一構成と動作により、同様の効果が生じる。
【００２８】図２のフローチャートにおけるステップＳ１０１において、ＥＣＵ６のプログラムのメインルーチンのセンサ出力検出処理で検出して、ＲＯＭに記憶されたタービン出力回転数ＮT を読み込む。次いで、ステップＳ１０２において、エンジン１の吸気管に具備されたスロットル開度センサ１９より検出記憶されたスロットル開度Ｔh を読み込む。
【００２９】次いで、ステップＳ１０３において、スロットル開度とタービン出力回転数とに対して、あらかじめ定められたロックアップ実行領域か否かを前記エンジン出力回転数ＮT とスロットル開度Ｔh に基づいて判定する。この判定の結果、ロックアップ領域であると判定されると、ステップＳ１０３のＹＥＳ側からステップＳ１０４に進み、図３のフローチャートにより後述するクランク角割込みルーチンで算出し、ＲＯＭに記憶されている図示平均有効圧Ｐi の変動値σＰi を読み込み、ステップＳ１０５へ進む。
【００３０】このステップＳ１０５では、図示平均有効圧Ｐi の変動値σＰi が所定値σoより大きいか、どうか、すなわち、σＰi ＞σo か否かを判定する。この判定の結果、σＰi ＞σo であると判定すると、ステップＳ１０５のＹＥＳ側からステップＳ１０６に進み、燃焼変動が大きく、ロックアップを解除しないと、エンジントルク変動が自動変速機出力軸４１へ伝達され、車両の不快な速度変動になると判断して、ロックアップを解除する。
【００３１】一方、ステップＳ１０５でＮＯ、すなわち、σＰi ＞σo でないと判定されると、ステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０５の判定結果にしたがい、ロックアップをオンの状態に油圧を制御する。このステップＳ１０７において、ロックアップをオンにすると判定された場合、ＥＣＵ６はデューティソレノイドバルブを介して、油圧制御弁を制御し、トルクコンバータ３への給油流路を切り換える。
【００３２】このとき、作動用油室へ油圧が加えられ、トルクコンバータ３の出力タービンとエンジンクランク軸３１の間に設置されたロックアップクラッチ３７のクラッチプレートが回転軸のスプラインに沿って押される。その押し付け力によって、クラッチプレート間に摩擦力が発生し、エンジンクランク軸とトルクコンバータ３の出力タービンが結合される。
【００３３】また、ステップＳ１０６において、ロックアップ解除の場合は上記ロックアップオン時とは逆に開放用油室へ圧力が加えられ、ロックアップクラッチ３７のクラッチプレートは摩擦力が発生しない方向に押し付けられる。
【００３４】次に、図３のフローチャートに沿って、クランク角割込みルーチンの動作手順について説明する。まず、ステップＳ２００では、クランク角割込みルーチンに入る。このクランク角割込みルーチンは所定クランク角で筒内圧センサ出力をあらかじめＡ／Ｄ変換してＲＡＭに記憶された筒内圧検出値Ｐを用いて、エンジン各気筒の特定クランク位置で実行されるように、ＥＣＵ６のＲＯＭにプログラムがあらかじめセットされている。この中で図示平均有効圧Ｐi の算出法は、特開平２−７５７４２号公報で示されているので、公知の事実として詳細な説明を省略する。
【００３５】このクランク角割込みルーチンに入ると、ステップＳ２０１において、あらかじめＡ／Ｄ変換し、ＲＡＭに記憶されている筒内圧Ｐを読み込む。次いで、ステップＳ２０２に進む。このステップＳ２０２において、上記ステップＳ２０１で読み込んだ筒内圧Ｐを用いて、「数１」に基づき、図示平均有効圧Ｐi を算出し、ＲＯＭに記憶する。
【００３６】
【数１】
【００３７】次に、ステップＳ２０３に進み、前回の割込みルーチンで演算記憶されている図示平均有効圧Ｐioと今回算出された図示平均有効圧Ｐi とのσＰi ＝Ｐi −Ｐioを演算し、エンジン内の空燃比や点火時期などの変化により、発生する燃焼変動によるトルク変動を図示平均有効圧の変動σＰi として、ＲＡＭに記憶する。
【００３８】次いで、ステップＳ２０３に進み、今回の算出した図示平均有効圧Ｐi を前回の割込みルーチンで演算した図示平均有効圧Ｐioと等しく、すなわち、Ｐio＝Ｐi として、次の割込みルーチンで使用すべく、ＲＡＭに記憶して、このクランク角割込みルーチンの一連の処理を終了する。
【００３９】以上のように、この実施例では、エンジンの燃焼変動によるトルク変化を図３のフローチャートで説明した手順で検出し、この検出結果に基づいて、図２のフローチャートに示した手順でロックアップオンとオフを制御するようにしたので、エンジンの経年変化や個体差，大気状態の変化などにより、ロックアップオンの領域が適性でなくなった場合でも、常にトルク変動伝達量の少ない最適なロックアップ制御を行うことができる。
【００４０】実施例２．また、上記実施例１では、有段変速機に対する構成で説明をしたが、無段変速機（ＣＶＴ）でも、同様の効果を有することは云うまでもない。
【００４１】実施例３．さらに、上記実施例１では、あらかじめロックアップ領域を広い動作点とするように設定し、エンジンの出力トルク変動に応じて、ロックアップ領域を縮小するような動作例について説明したが、完全ロックアップ時にロックアップ解除をする代りにロックアップすべり量を増減する、すなわち、スリップロックアップ制御量を補正するようにＥＣＵ６内のＲＯＭのプログラムを設定してもよい。
【００４２】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４３】エンジンの出力トルクを検出して、この出力トルク変動に応じてロックアップ制御を補正することにより、エンジン燃焼変動の発生による不快な回転変動の影響を受けることなく、広い動作範囲でロックアップ制御を実行することができる。その結果、トルクコンバータによるトルク伝達より伝達効率の高いロックアップ機能を広い運動動作点で実行するため、低燃費と運転フィーリングを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による車両用自動変速機制御装置の構成説明図である。
【図２】同上実施例１におけるロックアップ制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】同上実施例１におけるクランク角割込みルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】従来の車両用自動変速機制御装置の構成説明図である。
【図５】従来の車両用自動変速機制御装置におけるロックアップ制御実行運転領域の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン
３ トルクコンバータ
４ 自動変速機
５ａ 油圧制御装置
６ 電子制御装置（ＥＣＵ）
１０ 吸気管
１１ インジェクタ
１２ スロットル弁
１３ 排気管
１４ 空燃比センサ
１５ 点火プラグ
１６ コイル
１７ 筒内圧センサ
１８ クランク角センサ
１９ スロットル開度センサ
２３ ピストン
２４ 燃焼室
３１ クランク軸
３２ ポンプ
３３ タービン
３４ ステータ
３５ ワンウエイクラッチ
３６ 出力軸
３７ ロックアップクラッチ
４３ 歯車変速装置
６２ 回転角度センサ
６３ 車速センサ
１０１ａ アクセル開度センサ
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、筒内圧センサを備えた内燃機関と自動変速機とを結合して制御するようにした車両用自動変速機制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば特公平２−３１２６６号公報に示された従来の車両用自動変速機制御装置の全体構成を示す模式図である。この図４において、エンジンＥの出力軸１′からの回転駆動力が流体継手としてのトルクコンバータ２′を介して、トランスミッション３′の入力軸（トルクコンバータ出力軸４′）へ伝達され、適宜変速されて、トランスミッション３′の変速機出力軸５′およびディファレンシャル機構６′を介して駆動輪に動力が伝達されるようになっている。
【０００３】また、エンジンＥの出力軸１′とトランスミッション入力軸４′との間には、トルクコンバータ２′と並列的にロックアップクラッチ７′が介装されており、常時は、出力軸１′側のフロントカバー１ａ′とクラッチプレート４ａ′に付設されてたフェージング材４ｂ′とが接合状態（ロックアップクラッチ７′の結合状態）となって、クラッチプレート４ａ′がフロントカバー１ａ′とほぼ同速で回転され、トルクコンバータ２′に優先して直接結合されるようになっている。
【０００４】ロックアップクラッチ７′は切り換え機構Ｓにより結合状態から非結合状態へ切り換えられるようになっている。この切り換え機構Ｓはロックアップクラッチ７′のロックアップ状態と非ロックアップ状態を判別するため、コントロールユニット１３′に車速センサとしての回転速度センサ１０′、エンジン回転速度センサ１１′、スロットル開度センサ１２′、水温センサ８′、タービン回転速度センサ９′からの検出信号を入力し、その検出信号に基づき、あらかじめ設定された図５に示すロックアップ作動領域マップ（スロットル開度とタービン回転数とから設定）より、ロックアップ作動判断を行ない、デューティソレノイドバルブ１４′と、デューティソレノイドバルブ１４′からの制御油圧を受けて、調圧弁１５′からの作動油をロックアップクラッチ７′の作動用油室７ａ′および開放用油室７ｂ′へ給排制御する油圧制御弁１６′とから構成されている。
【０００５】トルクコンバータ２′はポンプインペラ２ａ′、タービンランナ２ｂ′、ステータ２ｃ′から構成されている３要素１段２相形のものである。
【０００６】次に、動作について説明する。自動車の定常走行時には、エンジン負荷状態を示すスロットル開度センサ１２′の検出信号と、タービン回転速度センサ９′、エンジン回転速度センサ１１′の検出信号または車速センサ１０′により検出される車速に基づき、コントロールユニット１３′において、図に示すロックアップ域にあると判断した場合、デューティソレノイドバルブ１４′と調圧弁１５′とにより、油圧制御弁１６′のスプールが図４中において、右側に駆動されて、実線の矢印に沿って、油圧が作用して、ロックアップクラッチ７′のロックアップ状態が保たれる。
【０００７】車両の変速作動等の図５に示すロックアップ域から高負荷側または低負荷側のロックアップ非動域に移行する走行状態の変化が発生した場合には、車速とエンジン負荷とにより、コントロールユニット１３′がデューティソレノイドバルブ１４′に制御信号を出力し、油圧制御弁１６′のスプールを図４中の左方向へ移動して、破線の矢印方向に沿って油圧が作用し、開放用油室７ｂ′にレリーズ圧が供給される。
【０００８】これにより、ロックアップクラッチ７′がロックアップ状態から非ロックアップ状態へ移行する。以上のようにして、ロックアップ制御が実行され、エンジン出力軸と変速機の軸とが直結され、トルクコンバータ２′でのトルク伝達損失が少なくなるように制御される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の車両用自動変速機制御装置は以上のように構成されているので、トルクコンバータ２′のロックアップ機能動作領域をエンジンの運転負荷状態とトルクコンバータのタービン回転数または車両速度によって決定されるロックアップ動作領域において、ロックアップ機能を動作させる際、エンジン出力トルク変動を検出していないので、実際にロックアップ機能を動作したとしても、エンジンの出力トルク変動が大きくならない動作領域であっても、ロックアップ機能を動作していなかったり、実際にロックアップ機能を動作したことにより、エンジンの出力トルク変動が自動変速機の出力軸に伝わり、または回転系全体が共振する。
【００１０】この結果、生じる車両振動や不規則な加速度変動により、運転者に不快な影響を与えることがあった。また、トルクコンバータ２′のロックアップ機能を動作させると、内燃機関の出力トルクを最も効率よく車両の駆動出力に変換でき、ロックアップ機能動作領域を拡大することにより、内燃機関の燃料消費効率を向上できるにもかかわらず、個々の内燃機関のもつ特性ばらつきがあったり、経時変化をした場合でも、少なくとも、内燃機関の出力トルク変動が生じないようなロックアップ機能を動作させる運動領域にしているので、内燃機関の燃料効率が最適とならない問題があった。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、トルクコンバータのロックアップ機能動作領域を内燃機関の運転負荷状態トルクコンバータのタービン回転数または車両速度によって決定する動作領域において、トルクコンバータのロックアップ機能を動作させているときに、内燃機関の出力トルク変動が車輪回転変動へと伝達されないようにして、従来よりもロックアップ機能を動作する運転領域とロックアップすべり量に補正することにより、車両の運転フィーリングを向上するとともに、内燃機関の燃料消費効率を向上させる車両用自動変速機制御装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る車両用自動変速機制御装置は、圧力検出手段により検出された所定のクランク角度での筒内圧に基づいて内燃機関の出力トルクを演算して、その演算された出力トルクの所定期間での出力トルク変動量を検出するとともに、内燃機関の運転負荷状態と内燃機関と自動変速機の動作状態を判定し、その判定に基づいてトルクコンバータのロックアップ領域を判定し、かつトルク変動量に応じてトルクコンバータのロックアップ制御量またはロックアップ運転領域の少なくとも一つを補正してロックアップ制御を行う電子制御装置を設けたものである。
【００１３】
【作用】この発明における電子制御装置は、エンジンの出力トルクの所定期間での変動量を検出し、エンジンの運転負荷状態と車両運転状態よりあらかじめ定められたロックアップ運転領域において、ロックアップ制御をする際、上記変動量に応じてロックアップ運転領域を補正するか、またはロックアップすべり量の少なくとも一つを補正する制御を実行することにより、エンジンの出力トルク変動外乱を除去して、車両の運転フィーリングを悪化させることなく、広い運転領域において、ロックアップ制御を実行する。
【００１４】
【実施例】
実施例１．以下、この発明の車両用自動変速機制御装置の実施例に基づいて説明する。図１はこの発明の実施例１の構成図である。この図１に示した構成はエンジンに筒内圧センサ１７が装着され、かつエンジン１のクランク軸に連結する軸に装着されているクランク角センサ１８以外は図４で示した従来例と同様であるが、電子制御装置（以下、ＥＣＵという）６内のマイクロプロセッサを中心とする演算処理やデータ設定方法が異なる。
【００１５】エンジン本体１には、往復運動するピストン２３が挿入され、ピストン２３の上方に燃焼室２４が形成されている。燃焼室２４には、それぞれ吸気管１０および排気管１３が連通され、吸気管１０の上流には、スロットル弁１２、下流には吸気管内に突出するように、インジェクタ１１が取り付けられている。
【００１６】また、上記公報には記載されていないが、これに加えて、スロットル弁上流に吸入空気量センサや吸気管通路内圧力を検出するブースト圧センサを具備するものである。上記燃焼室内に突出するように点火プラグ１５と燃焼室内圧力を検出する筒内圧センサ１７とが配置されている。
【００１７】この筒内圧センサ１７の圧力検出部はエンジン燃焼室内に連通する導圧部に露呈により、燃焼室内の圧力に比例した筒内圧力信号を出力する。筒内圧センサ１７は例えば金属製ダイヤフラム内に封入したシリコンオイルなどを介して、図示しない圧力変換素子につながって、圧力を計測するようになっている。
【００１８】この圧力変換素子は高温（３００℃）、高圧（６０kg／cm2)に耐える半導体型センサを用いており、酸化シリコン上に形成された単結晶シリコンのボロンなどの不純物を注入して形成したひずみゲージを用いて、シリコンオイルを介して加わる圧力をひずみ量に変換して計測するものである。また、筒内圧センサとして圧電素子を用いるものでもよい。
【００１９】さらに、前記ピストン２３に連結されて連動して回転するクランク軸３１にエンジンクランク角度と吸気行程ＴＤＣ（以下、上死点という）とを検出するクランク角センサ１８が装着されている。
【００２０】また、スロットル弁１２には、スロットル弁開度センサ１９が連結されている。なお、図示しないアクセルぺダルには、アクセルぺダルの操作量、すなわち、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１０１ａが装着されている。
【００２１】自動変速機４には、歯車変速装置４３の変速段を検出するギヤ位置センサ６４、トルクコンバータ３の出力軸回転速度、すなわち、トルコン出力の回転速度を検出する回転速度センサ６２、図示しない駆動輪の回転数から車速を検出する車速検出手段としての車速センサ６３、歯車変速装置４３を車両走行状態に応じた変速段にするため、自動変速機４内に複数配置されている油圧式摩擦係合要素４２の作動組み合わせを切り換えるための油圧制御装置５ａが装着されている。４１は変速機出力軸である。
【００２２】前記トルクコンバータ３はポンプ３２、タービン３３、ステータ３４、ワンウエイクラッチ３５を有し、ステータ３４はワンウエイクラッチ３５を介して、トランスミッションケースに連結されているとともに、ワンウエイクラッチ３５の機能によって入力軸３１（エンジンクランク軸）と同方向に回転するが、その逆方向への回転は許容されないようになっている。
【００２３】入力軸３１と出力軸３６に連結されたタービン３３との間には、ロックアップクラッチ３７が設けられ、このロックアップクラッチ３７は主に高速段での定常走行時に作動し、前記高速段におけるトルクコンバータ３の入力軸３１と出力軸３６とをロックアップして、伝達効率を向上させるためのクラッチとして機能する。
【００２４】すなわち、エンジン１の出力はロックアップクラッチ３７またはポンプ３２で内部の作動油を回し、この作動油によりステータ３４による反力下でトルク増大させつつタービン３３に伝達される。タービン３３に伝達されたトルクはトルクコンバータ３の出力軸３６（自動変速機４の入力軸でもある）によって、その後部に配置された変速歯車機構４３に伝達される。
【００２５】一方、ＥＣＵ６はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，マルチプレクサを有するＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換器、Ｉ／Ｏ（入力／出力）インタフェース回路およびこれを結び付けるコモンバスなどによって構成されており、エンジン１の種々の運転状態と、自動変速機４の変速状態を検出する検出センサからの信号、例えば、吸入空気量センサ（図示しない）、スロットル弁開度センサ１９からのスロットル開度信号６５、クランク角センサ１８からのクランク角信号６１および自動変速機４の変速信号などを受け、あらかじめ記憶されているプログラムにしたがってインジェクタ１１の燃料噴射開始と開始時間を制御するとともに、点火プラグ１５への図示しない点火コイルを介して、放電エネルギの通電タイミングと通電時間を制御する。
【００２６】さらに、車速センサ６３から得られた車速と上記エンジン運転状態とに応じて、自動変速機４の歯車変速装置４３の変速段が最適な変速段となるように、図示しない油圧式摩擦要素の作動組み合わせを、変速段に応じた組み合わせに切り換えるための制御信号６６をＥＣＵ６から油圧制御装置５ａに出力し、変速制御する。なお、１４は空燃比センサである。
【００２７】次に、動作について、図２、図３のフローチャートに沿って説明する。この図２、図３のフローチャートはロックアップ制御動作の手順を示したものである。ロックアップはエンジン１側と自動変速機４側との軸回転速度差がゼロの完全ロックアップと所定の速度差が生じるスリップロックアップとがあるが、ここでは、完全ロックアップの場合について説明するが、スリップロックアップの場合でも、同一構成と動作により、同様の効果が生じる。
【００２８】図２のフローチャートにおけるステップＳ１０１において、ＥＣＵ６のプログラムのメインルーチンのセンサ出力検出処理で検出して、ＲＯＭに記憶されたタービン出力回転数ＮT を読み込む。次いで、ステップＳ１０２において、エンジン１の吸気管に具備されたスロットル開度センサ１９より検出記憶されたスロットル開度Ｔh を読み込む。
【００２９】次いで、ステップＳ１０３において、スロットル開度とタービン出力回転数とに対して、あらかじめ定められたロックアップ実行領域か否かを前記エンジン出力回転数ＮT とスロットル開度Ｔh に基づいて判定する。この判定の結果、ロックアップ領域であると判定されると、ステップＳ１０３のＹＥＳ側からステップＳ１０４に進み、図３のフローチャートにより後述するクランク角割込みルーチンで算出し、ＲＯＭに記憶されている図示平均有効圧Ｐi の変動値σＰi を読み込み、ステップＳ１０５へ進む。
【００３０】このステップＳ１０５では、図示平均有効圧Ｐi の変動値σＰi が所定値σoより大きいか、どうか、すなわち、σＰi ＞σo か否かを判定する。この判定の結果、σＰi ＞σo であると判定すると、ステップＳ１０５のＹＥＳ側からステップＳ１０６に進み、燃焼変動が大きく、ロックアップを解除しないと、エンジントルク変動が自動変速機出力軸４１へ伝達され、車両の不快な速度変動になると判断して、ロックアップを解除する。
【００３１】一方、ステップＳ１０５でＮＯ、すなわち、σＰi ＞σo でないと判定されると、ステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０５の判定結果にしたがい、ロックアップをオンの状態に油圧を制御する。このステップＳ１０７において、ロックアップをオンにすると判定された場合、ＥＣＵ６はデューティソレノイドバルブを介して、油圧制御弁を制御し、トルクコンバータ３への給油流路を切り換える。
【００３２】このとき、作動用油室へ油圧が加えられ、トルクコンバータ３の出力タービンとエンジンクランク軸３１の間に設置されたロックアップクラッチ３７のクラッチプレートが回転軸のスプラインに沿って押される。その押し付け力によって、クラッチプレート間に摩擦力が発生し、エンジンクランク軸とトルクコンバータ３の出力タービンが結合される。
【００３３】また、ステップＳ１０６において、ロックアップ解除の場合は上記ロックアップオン時とは逆に開放用油室へ圧力が加えられ、ロックアップクラッチ３７のクラッチプレートは摩擦力が発生しない方向に押し付けられる。
【００３４】次に、図３のフローチャートに沿って、クランク角割込みルーチンの動作手順について説明する。まず、ステップＳ２００では、クランク角割込みルーチンに入る。このクランク角割込みルーチンは所定クランク角で筒内圧センサ出力をあらかじめＡ／Ｄ変換してＲＡＭに記憶された筒内圧検出値Ｐを用いて、エンジン各気筒の特定クランク位置で実行されるように、ＥＣＵ６のＲＯＭにプログラムがあらかじめセットされている。この中で図示平均有効圧Ｐi の算出法は、特開平２−７５７４２号公報で示されているので、公知の事実として詳細な説明を省略する。
【００３５】このクランク角割込みルーチンに入ると、ステップＳ２０１において、あらかじめＡ／Ｄ変換し、ＲＡＭに記憶されている筒内圧Ｐを読み込む。次いで、ステップＳ２０２に進む。このステップＳ２０２において、上記ステップＳ２０１で読み込んだ筒内圧Ｐを用いて、「数１」に基づき、図示平均有効圧Ｐi を算出し、ＲＯＭに記憶する。
【００３６】
【数１】
【００３７】次に、ステップＳ２０３に進み、前回の割込みルーチンで演算記憶されている図示平均有効圧Ｐioと今回算出された図示平均有効圧Ｐi とのσＰi ＝Ｐi −Ｐioを演算し、エンジン内の空燃比や点火時期などの変化により、発生する燃焼変動によるトルク変動を図示平均有効圧の変動σＰi として、ＲＡＭに記憶する。
【００３８】次いで、ステップＳ２０３に進み、今回の算出した図示平均有効圧Ｐi を前回の割込みルーチンで演算した図示平均有効圧Ｐioと等しく、すなわち、Ｐio＝Ｐi として、次の割込みルーチンで使用すべく、ＲＡＭに記憶して、このクランク角割込みルーチンの一連の処理を終了する。
【００３９】以上のように、この実施例では、エンジンの燃焼変動によるトルク変化を図３のフローチャートで説明した手順で検出し、この検出結果に基づいて、図２のフローチャートに示した手順でロックアップオンとオフを制御するようにしたので、エンジンの経年変化や個体差，大気状態の変化などにより、ロックアップオンの領域が適性でなくなった場合でも、常にトルク変動伝達量の少ない最適なロックアップ制御を行うことができる。
【００４０】実施例２．また、上記実施例１では、有段変速機に対する構成で説明をしたが、無段変速機（ＣＶＴ）でも、同様の効果を有することは云うまでもない。
【００４１】実施例３．さらに、上記実施例１では、あらかじめロックアップ領域を広い動作点とするように設定し、エンジンの出力トルク変動に応じて、ロックアップ領域を縮小するような動作例について説明したが、完全ロックアップ時にロックアップ解除をする代りにロックアップすべり量を増減する、すなわち、スリップロックアップ制御量を補正するようにＥＣＵ６内のＲＯＭのプログラムを設定してもよい。
【００４２】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００４３】エンジンの出力トルクを検出して、この出力トルク変動に応じてロックアップ制御を補正することにより、エンジン燃焼変動の発生による不快な回転変動の影響を受けることなく、広い動作範囲でロックアップ制御を実行することができる。その結果、トルクコンバータによるトルク伝達より伝達効率の高いロックアップ機能を広い運動動作点で実行するため、低燃費と運転フィーリングを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例１による車両用自動変速機制御装置の構成説明図である。
【図２】同上実施例１におけるロックアップ制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】同上実施例１におけるクランク角割込みルーチンの処理手順を示すフローチャートである。
【図４】従来の車両用自動変速機制御装置の構成説明図である。
【図５】従来の車両用自動変速機制御装置におけるロックアップ制御実行運転領域の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１ エンジン
３ トルクコンバータ
４ 自動変速機
５ａ 油圧制御装置
６ 電子制御装置（ＥＣＵ）
１０ 吸気管
１１ インジェクタ
１２ スロットル弁
１３ 排気管
１４ 空燃比センサ
１５ 点火プラグ
１６ コイル
１７ 筒内圧センサ
１８ クランク角センサ
１９ スロットル開度センサ
２３ ピストン
２４ 燃焼室
３１ クランク軸
３２ ポンプ
３３ タービン
３４ ステータ
３５ ワンウエイクラッチ
３６ 出力軸
３７ ロックアップクラッチ
４３ 歯車変速装置
６２ 回転角度センサ
６３ 車速センサ
１０１ａ アクセル開度センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両用内燃機関の燃焼室内に圧力を検出する筒内圧力センサと、この筒内圧力センサの出力を所定のクランク角度で検出する圧力検出手段と、前記内燃機関の運転負荷状態を検出する手段と、自動変速機におけるトルクコンバータのタービン回転数と車両速度の少なくとも一つを検出する車両運転状態検出手段と、前記圧力検出手段の検出値に基づいて前記内燃機関の出力トルクを演算してその演算された出力トルクの所定期間での出力トルク変動量を検出するとともに、前記内燃機関の運転負荷状態と前記車両状態検出手段により内燃機関と自動変速機の動作状態を判定し、その判定値に基づいてトルクコンバータのロックアップ運転領域を判定しかつ前記出力トルク変動量に応じて前記トルクコンバータのロックアップ制御量またはロックアップ運転領域の少なくとも一つを補正してロックアップ制御を行う電子制御装置とを備えた車両用自動変速機制御装置。
【請求項１】 車両用内燃機関の燃焼室内に圧力を検出する筒内圧力センサと、この筒内圧力センサの出力を所定のクランク角度で検出する圧力検出手段と、前記内燃機関の運転負荷状態を検出する手段と、自動変速機におけるトルクコンバータのタービン回転数と車両速度の少なくとも一つを検出する車両運転状態検出手段と、前記圧力検出手段の検出値に基づいて前記内燃機関の出力トルクを演算してその演算された出力トルクの所定期間での出力トルク変動量を検出するとともに、前記内燃機関の運転負荷状態と前記車両状態検出手段により内燃機関と自動変速機の動作状態を判定し、その判定値に基づいてトルクコンバータのロックアップ運転領域を判定しかつ前記出力トルク変動量に応じて前記トルクコンバータのロックアップ制御量またはロックアップ運転領域の少なくとも一つを補正してロックアップ制御を行う電子制御装置とを備えた車両用自動変速機制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図４】
【公開番号】特開平５−３２２０３３
【公開日】平成５年（１９９３）１２月７日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−１２６０４４
【出願日】平成４年（１９９２）５月１９日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【公開日】平成５年（１９９３）１２月７日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）５月１９日
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
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