特許 7133034 車両及び車両の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-30

(45)【発行日】2022-09-07

(54)【発明の名称】車両及び車両の制御方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/14 20060101AFI20220831BHJP

【ＦＩ】

F16H61/14 602H

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020559883

(86)(22)【出願日】2019-11-19

(86)【国際出願番号】 JP2019045228

(87)【国際公開番号】W WO2020121749

(87)【国際公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-06-04

(31)【優先権主張番号】P 2018234841

(32)【優先日】2018-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000231350

【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】荒木 聡光

(72)【発明者】

【氏名】本間 知明

(72)【発明者】

【氏名】李 宗桓

(72)【発明者】

【氏名】田上 幸太郎

【審査官】藤村 聖子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２９３６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１９５０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０７９３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１８０３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２４０９５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ６１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有し前記エンジンと接続される変速機と、を備えた車両であって、
前記ロックアップクラッチの締結速度は、前記変速機の油温が低いほど遅くなり、
前記ロックアップクラッチの締結速度は、前記エンジンの水温が低いほど遅くなり、
前記ロックアップクラッチの締結速度は、前記水温が高いほど速くなる、
車両。

【請求項2】

請求項１に記載の車両であって、
前記ロックアップクラッチの締結速度は、アクセル開度が大きいほど速くなる、
車両。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の車両であって、
前記ロックアップクラッチの締結速度は、前記ロックアップクラッチの締結時に前記ロックアップクラッチに供給される油圧の上昇の傾きにより制御される、
車両。

【請求項4】

請求項３に記載の車両であって、
前記油温が低いほど前記ロックアップクラッチの締結時に前記ロックアップクラッチに供給される前記油圧の初期圧を上昇させる、
車両。

【請求項5】

エンジンと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有し前記エンジンと接続される変速機と、を備えた車両の制御方法であって、
前記ロックアップクラッチの締結速度を、前記変速機の油温が低いほど遅くし、
前記ロックアップクラッチの締結速度を、前記エンジンの水温が低いほど遅くし、
前記ロックアップクラッチの締結速度を、前記水温が高いほど速くする、
車両の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両及び車両の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＪＰ６－３４０３４Ａには、油温が高いほどロックアップクラッチを急速に締結することが開示されている。

【0003】

これは、ロックアップクラッチの締結に時間がかかるとフェーシングの発熱量が増大して摩耗が大きくなることから、フェーシングが冷え難い高油温時において、フェーシングの保護を図る場合に行われる。すなわち、上記技術は、フェーシング保護の優先度を高めるものであり、高油温時の問題に着目している。

【発明の概要】

【0004】

一方、低油温時にはエンジンの水温も低くなっているので、ロックアップクラッチの締結時の特性だけでなく、エンジンの特性にも着目してロックアップクラッチの締結を行うことが望ましい。

【0005】

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、ロックアップクラッチの締結を車両全体として適切に行うことができるようにすることを目的とする。

【0006】

本発明のある態様によれば、エンジンと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有し前記エンジンと接続される変速機と、を備えた車両の制御装置であって、前記変速機の油温と前記エンジンの水温とに基づいて前記ロックアップクラッチの締結速度に影響するパラメータを決定する制御部を有し、前記制御部は、前記油温が低いほど前記締結速度が遅くなるように前記パラメータを補正するための第１補正値を決定し、前記水温が低いほど前記締結速度が遅くなるように前記パラメータを補正するための第２補正値を決定し、前記第１補正値及び前記第２補正値に基づいて前記パラメータを決定する、車両の制御装置が提供される。

【0007】

また、本発明の別の態様によれば、エンジンと、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有し前記エンジンと接続される変速機と、を備えた車両の制御方法であって、前記変速機の油温が低いほど前記ロックアップクラッチの締結速度が遅くなるように前記締結速度に影響するパラメータを補正するための第１補正値を決定し、前記エンジンの水温が低いほど前記締結速度が遅くなるように前記パラメータを補正するための第２補正値を決定し、前記第１補正値及び前記第２補正値に基づいて前記パラメータを決定する、車両の制御方法が提供される。

【0008】

これらの態様によれば、ロックアップクラッチの締結速度に影響するパラメータが、変速機の油温及びエンジンの水温に基づいて決定される。すなわち、変速機の作動油の粘度に加えてエンジンのトルクも考慮してパラメータが決定されるので、ロックアップクラッチの締結を車両全体として適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る車両の概略構成図である。

【図2】図２は、コントローラが実行する補正処理の内容を示すフローチャートである。

【図3】図３は、ＬＵ指示圧について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

【0011】

図１は、車両１００の概略構成図である。車両１００は、エンジン１と、エンジン１と接続される変速機としての自動変速機３と、オイルポンプ５と、駆動輪６と、制御装置としてのコントローラ１０と、を備える。

【0012】

エンジン１は、ガソリン、軽油等を燃料とする内燃機関であり、走行用駆動源として機能する。エンジン１は、コントローラ１０からの指令に基づいて、回転速度、トルク等が制御される。

【0013】

自動変速機３は、トルクコンバータ２と、締結要素３１と、バリエータ３０と、油圧コントロールバルブユニット４０（以下では、単に「バルブユニット４０」ともいう。）と、作動油を貯留するオイルパン３２と、を備える。

【0014】

トルクコンバータ２は、エンジン１と駆動輪６の間の動力伝達経路上に設けられる。トルクコンバータ２は、流体を介して動力を伝達する。また、トルクコンバータ２は、ロックアップクラッチ２ａを締結することで、エンジン１からの駆動力の動力伝達効率を高めることができる。

【0015】

締結要素３１は、トルクコンバータ２とバリエータ３０の間の動力伝達経路上に配置される。締結要素３１は、図示しない前進クラッチ及び後進ブレーキを備える。締結要素３１は、コントローラ１０からの指令に基づき、オイルポンプ５の吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧された作動油によって制御される。締結要素３１としては、例えば、ノーマルオープンの湿式多板クラッチが用いられる。

【0016】

バリエータ３０は、締結要素３１と駆動輪６との間の動力伝達経路上に配置され、車速やアクセル開度等に応じて変速比を無段階に変更する。バリエータ３０は、プライマリプーリ３０ａと、セカンダリプーリ３０ｂと、両プーリ３０ａ，３０ｂに巻き掛けられたベルト３０ｃと、を備える。プーリ圧によりプライマリプーリ３０ａの可動プーリとセカンダリプーリ３０ｂの可動プーリとを軸方向に動かし、ベルト３０ｃのプーリ接触半径を変化させることで、変速比を無段階に変更する。なお、プライマリプーリ３０ａに作用するプーリ圧及びセカンダリプーリ３０ｂに作用するプーリ圧は、オイルポンプ５からの吐出圧を元圧としてバルブユニット４０によって調圧される。なお、バリエータ３０は、トロイダル式の無段変速機構であってもよく、有段の自動変速機構であってもよい。

【0017】

バリエータ３０のセカンダリプーリ３０ｂの出力軸には、図示しない終減速ギヤ機構を介してディファレンシャル１２が接続される。ディファレンシャル１２には、ドライブシャフト１３を介して駆動輪６が接続される。

【0018】

オイルポンプ５は、エンジン１の回転がベルトを介して伝達されることによって駆動される。オイルポンプ５は、例えばベーンポンプによって構成される。オイルポンプ５は、オイルパン３２に貯留される作動油を吸い上げ、バルブユニット４０に作動油を供給する。バルブユニット４０に供給された作動油は、各プーリ３０ａ，３０ｂの駆動や、締結要素３１の駆動、自動変速機３の各要素の潤滑などに用いられる。

【0019】

コントローラ１０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ１０は、複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。具体的には、コントローラ１０は、自動変速機３を制御するＡＴＣＵ、シフトレンジを制御するＳＣＵ、エンジン１の制御を行うＥＣＵ等によって構成することもできる。

【0020】

コントローラ１０には、エンジン１の回転速度（＝トルクコンバータ２の入力側の回転速度（ポンプ回転速度Ｎｐ））を検出する第１回転速度センサ５１、トルクコンバータ２の出力側の回転速度（タービン回転速度Ｎｔ）を検出する第２回転速度センサ５２、締結要素３１の出力回転速度（＝プライマリプーリ３０ａの回転速度）を検出する第３回転速度センサ５３、セカンダリプーリ３０ｂの回転速度を検出する第４回転速度センサ５４、車速Ｖを検出する車速センサ５５、バリエータ３０のセレクトレンジ（前進、後進、ニュートラル及びパーキングを切り替えるセレクトレバー又はセレクトスイッチの状態）を検出するインヒビタスイッチ５６、アクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ５７、ブレーキの踏力を検出する踏力センサ５８、エンジン１の水温を検出する水温センサ５９、自動変速機３の油温を検出する油温センサ６０、等からの信号が入力される。コントローラ１０は、入力されるこれら信号に基づき、エンジン１及び自動変速機３の各種動作を制御する。

【0021】

ところで、自動変速機３の作動油は、温度低下に応じて粘度が増加する粘度特性を有する。よって、ロックアップクラッチ２ａの締結時の特性は、冷間時に作動油の粘度に起因して変化し得る。また、低油温時にはエンジン１の水温も低くなっているので、エンジン１のトルクも低下する。

【0022】

よって、車両全体として考えると、ロックアップクラッチ２ａの締結時の特性に着目するのは勿論のこと、エンジン１の特性にも着目してロックアップクラッチ２ａの締結を行うことが望ましい。

【0023】

そこで、本実施形態では、コントローラ１０の制御部は、ロックアップクラッチ２ａの締結を車両全体として適切に行うことができるように、図２にフローチャートで示す補正処理を行って、ロックアップクラッチ２ａに供給される油圧の指示圧（以下、ＬＵ指示圧という。）に関するパラメータを決定する。なお、本実施形態における制御部とは、コントローラ１０の補正処理を実行する機能を仮想的なユニットとしたものである。

【0024】

補正処理の説明に先立ってＬＵ指示圧について説明すると、ロックアップクラッチ２ａを締結する際は、コントローラ１０は、図３に示すように、まずＬＵ指示圧を初期圧まで上昇させる（時刻ｔ１）。これにより、ロックアップクラッチ２ａのピストンに油圧が充填される。

【0025】

次に、コントローラ１０は、ＬＵ指示圧を徐々に上昇させる。これにより、ロックアップクラッチ２ａの伝達容量が徐々に発生し、トルクコンバータ２の入力軸の回転と出力軸の回転とが同期する。上述したＬＵ指示圧に関するパラメータは、このときのＬＵ指示圧の上昇の傾き（ランプの傾き）であって、ロックアップクラッチ２ａの締結速度に影響する。

【0026】

コントローラ１０は、入力軸の回転と出力軸の回転とが同期したと判定すると（時刻ｔ２）、ＬＵ指示圧を締結圧まで上昇させてロックアップクラッチ２ａを締結する。

【0027】

続いて、図２に示すフローチャートを参照しながら、コントローラ１０（制御部）が実行する補正処理について説明する。

【0028】

ステップＳ１１では、コントローラ１０は、油温センサ６０から油温を取得する。

【0029】

ステップＳ１２では、コントローラ１０は、取得した油温に基づいて第１補正値を決定する。

【0030】

第１補正値は、ランプの傾きを補正するために用いられる補正値であり、油温が低いほどランプの傾きが小さくなるように設定される。第１補正値は、演算式を用いて演算により求めてもよいし、予め作成された油温と第１補正値とのマップデータに基づいて求めてもよい。

【0031】

図３に示すＬＵ指示圧が、基準となる所定の油温（以下、基準油温という。）の場合のＬＵ指示圧であるとして説明すると、油温センサ６０で検出された油温が基準油温よりも低い場合は、第１補正値は、ランプの傾きが矢印Ｂの方向に変化するように、つまり小さくなるように設定される。反対に、油温センサ６０で検出された油温が基準油温よりも高い場合は、第１補正値は、ランプの傾きが矢印Ａの方向に変化するように、つまり大きくなるように設定される。

【0032】

本実施形態では、ランプの傾きを大きくするための第１補正値がプラスの値となり、ランプの傾きを小さくするための第１補正値がマイナスの値となる。なお、基準油温の設定によっては、第１補正値がプラスの値のみ、又はマイナスの値のみを取り得る。すなわち、第１補正値は、油温が低いほどランプの傾きを小さくするための補正値であると言える。

【0033】

ステップＳ１３では、コントローラ１０は、水温センサ５９から水温を取得する。

【0034】

ステップＳ１４では、コントローラ１０は、取得した水温に基づいて第２補正値を決定する。

【0035】

第２補正値は、第１補正値と同様に、ランプの傾きを補正するために用いられる補正値であり、水温が低いほどランプの傾きが小さくなるように設定される。第２補正値は、演算式を用いて演算により求めてもよいし、予め作成された水温と第２補正値とのマップデータに基づいて求めてもよい。

【0036】

図３に示すＬＵ指示圧が、基準となる所定の水温（以下、基準水温という。）の場合のＬＵ指示圧であるとして説明すると、水温センサ５９で検出された水温が基準水温よりも低い場合は、第２補正値は、ランプの傾きが矢印Ｂの方向に変化するように、つまり小さくなるように設定される。反対に、水温センサ５９で検出された水温が基準水温よりも高い場合は、第２補正値は、ランプの傾きが矢印Ａの方向に変化するように、つまり大きくなるように設定される。

【0037】

本実施形態では、ランプの傾きを大きくするための第２補正値がプラスの値となり、ランプの傾きを小さくするための第２補正値がマイナスの値となる。なお、基準水温の設定によっては、第２補正値がプラスの値のみ、又はマイナスの値のみを取り得る。すなわち、第２補正値は、水温が低いほどランプの傾きを小さくするための補正値であると言える。

【0038】

ステップＳ１５では、コントローラ１０は、アクセル開度センサ５７からアクセル開度ＡＰＯを取得する。

【0039】

ステップＳ１６では、コントローラ１０は、取得したアクセル開度ＡＰＯに基づいて第３補正値を決定する。

【0040】

第３補正値は、第１補正値及び第２補正値と同様に、ランプの傾きを補正するために用いられる補正値であり、アクセル開度ＡＰＯが大きいほどランプの傾きが大きくなるように設定される。第３補正値は、演算式を用いて演算により求めてもよいし、予め作成されたアクセル開度ＡＰＯと第３補正値とのマップデータに基づいて求めてもよい。

【0041】

第３補正値は、アクセル開度ＡＰＯ＝０を基準としてプラスの値で設定することができる。

【0042】

ステップＳ１７では、コントローラ１０は、第１～第３補正値に基づいて、ランプの傾きを補正するために用いる最終的な補正値としてＬＵ補正値を決定する。具体的には、ＬＵ補正値は、第１～第３補正値の和である。なお、第１～第３補正値それぞれの重みは、適宜調整してもよい。

【0043】

ステップＳ１８では、コントローラ１０は、ＬＵ補正値を用いてランプの傾きを補正する。

【0044】

ＬＵ補正値がランプの傾きを大きくする補正値となった場合、すなわちプラスの値である場合は、図３に示す矢印Ａの方向に変化するようにランプの傾きが補正される。反対に、ＬＵ補正値がランプの傾きを小さくする補正値となった場合、すなわちマイナスの値である場合は、図３に示す矢印Ｂの方向に変化するようにランプの傾きが補正される。なお、ＬＵ補正値の絶対値が大きいほどランプの傾きの変化量も大きくなる。

【0045】

ステップＳ１９では、コントローラ１０は、第１補正値を用いてＬＵ指示圧の初期圧を補正する。

【0046】

初期圧の補正に用いられる演算式は、油温が低いほど初期圧が高くなるように構築されている。

【0047】

油温センサ６０で検出された油温が基準油温よりも低い場合は、初期圧は、図３に示すように、矢印Ｃで示す方向に補正されて高くなる。反対に、油温センサ６０で検出された油温が基準油温よりも高い場合は、初期圧は、矢印Ｄで示す方向に補正されて低くなる。言い換えると、ＬＵ指示圧の初期圧は、油温が低いほど高くなるように補正される。

【0048】

なお、初期圧の補正については、第１補正値を用いるのではなく、ステップＳ１２で取得した油温に基づいて初期圧補正用の補正値を決定して用いてもよい。

【0049】

また、ステップＳ１１からステップＳ１６までの処理は、適宜順序を入れ替えてもよいし、いくつかのステップを並列処理してもよい。

【0050】

続いて、以上のようにＬＵ指示圧を補正することの作用効果について説明する。

【0051】

上述したように、自動変速機３の作動油は、温度が低くなると粘度が高くなる。よって、油温が低いと、ロックアップクラッチ２ａの締結時に伝達容量の立ち上がりが急になって締結ショックが生じやすくなる。

【0052】

これに対して、本実施形態では、油温が低くなるほどランプの傾きが小さくなるようにＬＵ指示圧を補正するので、ロックアップクラッチ２ａの締結速度が遅くなり、伝達容量の立ち上がりが緩やかになる。これにより、締結ショックの発生が抑制される。

【0053】

また、エンジン１のトルクに着目すると、締結ショック防止の観点からは、トルクが高くなるほどロックアップクラッチ２ａの締結速度を速くし、トルクが低くなるほど締結速度を遅くすることが好ましい。

【0054】

エンジン１は、水温が低いほどトルクが下がるので、本実施形態では、水温が低くなるほどランプの傾きが小さくなるようにＬＵ指示圧を補正して、ロックアップクラッチ２ａの締結速度を遅くする。

【0055】

このように、自動変速機３の油温及びエンジン１の水温の双方を考慮してランプの傾きの補正係数であるＬＵ補正値を決定することで、ロックアップクラッチ２ａの締結を車両全体として適切に行うことができ、締結ショックを抑制することができる。

【0056】

なお、図２に示すフローチャートでは、第１～第３補正値に基づいて最終的にＬＵ指示圧の補正に用いるＬＵ補正値を決定しているが、上記効果は、第１補正値と第２補正値とに基づいてＬＵ補正値を決定することで得ることができる。

【0057】

一方で、エンジン１のトルクが高い場合は、ロックアップクラッチ２ａの締結速度を速くして締結ショックを低減することが好ましい。よって、第１補正値及び第２補正値に加えて、アクセル開度ＡＰＯに基づく第３補正値を考慮してＬＵ補正値を決定することで、ロックアップクラッチ２ａのロックアップ開放からロックアップ締結までの時間（締結時間）の変動を抑制することができる。

【0058】

また、本実施形態では、自動変速機３の油温が低いほどＬＵ指示圧の初期圧を上昇させる。これによれば、ロックアップクラッチ２ａの伝達容量が発生する前の初期圧発生段階においてピストンに充填される油圧が高くなり、ピストンのストロークを早めることができる。

【0059】

すなわち、自動変速機３の油温が低いほどロックアップクラッチ２ａの締結速度を遅くして伝達容量の上昇を緩やかにする一方、ピストンのストロークを早めることで、ロックアップクラッチ２ａの締結までのラグを低減することができる。

【0060】

以上述べたように、本実施形態によれば、コントローラ１０は、自動変速機３の油温とエンジン１の水温とに基づいてロックアップクラッチ２ａの締結速度に影響するパラメータを決定する。パラメータは、ロックアップクラッチ２ａの締結時にロックアップクラッチ２ａに供給される油圧の上昇の傾き（ランプの傾き）である。

【0061】

より詳しくは、コントローラ１０は、油温が低いほどロックアップクラッチ２ａの締結速度が遅くなるようにパラメータを補正するための第１補正値を決定し、水温が低いほど締結速度が遅くなるようにパラメータを補正するための第２補正値を決定し、第１補正値及び前記第２補正値に基づいてパラメータを決定する。

【0062】

これによれば、ロックアップクラッチ２ａの締結速度に影響するパラメータが、自動変速機３の油温及びエンジン１の水温に基づいて決定される。すなわち、自動変速機３の作動油の粘度に加えてエンジン１のトルクも考慮してパラメータが決定されるので、ロックアップクラッチ２ａの締結を車両全体として適切に行うことができる。

【0063】

また、コントローラ１０は、アクセル開度ＡＰＯが大きいほど締結速度が速くなるようにパラメータを補正するための第３補正値を決定し、第１補正値、第２補正値、及び第３補正値に基づいてパラメータを決定する。

【0064】

これによれば、ロックアップクラッチ２ａのロックアップ開放からロックアップ締結までの時間（締結時間）の変動を抑制することができる。

【0065】

また、コントローラ１０は、油温が低いほどロックアップクラッチ２ａの締結時にロックアップクラッチ２ａに供給される油圧の初期圧を上昇させる。

【0066】

これによれば、自動変速機３の油温が低いほどロックアップクラッチ２ａの締結速度を遅くして伝達容量の上昇を緩やかにする一方、ピストンのストロークを早めることで、ロックアップクラッチ２ａの締結までのラグを低減することができる。

【0067】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0068】

本願は２０１８年１２月１４日に日本国特許庁に出願された特願２０１８－２３４８４１に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】