JP3612541B2 - 自動変速機のダンパクラッチ制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動変速機のダンパクラッチに係り、より詳しくは、エンジン始動時に外気温度を判断して、判断した外気温度に応じてダンパクラッチの直結時期を決定するための補正温度を選定し、選定した補正温度に応じてダンパクラッチの直結を制御することで、滑らかな変速となるようにする自動変速機のダンパクラッチ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動変速機のトルクコンバータは、エンジンのクランク軸と変速機との間に位置してエンジンで発生したトルクを増大させて変速機の入力軸に伝達するものであるが、このトルクコンバータはエンジンのクランク軸から変速機の入力軸に、効率よく動力を伝達して燃費を向上させるため、エンジンのクランク軸と変速機の入力軸との間を直結するダンパクラッチを備えている。このダンパクラッチは燃費向上の点から、その使用率を可能なかぎり高めるようにしてある。
【０００３】
ダンパクラッチによる直結は、自動変速機の変速制御部で制御される作動圧によって行われるが、その時、直結するための作動条件は、自動変速機用オイル（通常、ＡＴＦと呼ばれ、以下、作動オイルと記述する）の温度が３０℃以上の一定値であり、変速中でないこと、変速段が駐車、中立および後進レンジでなく、走行レンジが３速と４速以上の場合に限られる。
即ち、変速段が３速と４速以上の車速で、絞り弁の開度が所定値以上となり、作動オイル温度が一定温度以上に上昇すると、ダンパクラッチが動作してエンジンと変速機の入力軸が直結状態になって駆動力が伝達されるため、燃費の向上が図られる。
【０００４】
上記のように、走行中に作動オイルの温度が一定値以上に上昇してダンパクラッチが直結されると、作動オイルは主としてトルクコンバータのインペラおよびタービン側のブレードから発生するスリップによる摩擦熱により８０〜１００℃に上昇して定常状態となる。この温度が作動オイルの正常温度であるが、さらに、この温度領域で変速を円滑化するために精巧なチューニングが行われることから、この面からも作動オイルの温度領域を８０〜１００℃に保持するのが望ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、自動変速機に関して、走行地域周辺の大気圧の程度に応じてダンパクラッチの作動領域を変化させるとか、エンジンから変速機に伝達される駆動力の低下を補償して変速時に発生する衝撃を緩和する等の方法はあったが、外気温度に対応して作動オイル温度を補正し、ダンパクラッチの作動を制御する技術はなかった。
【０００６】
図１に、ダンパクラッチ直結温度と、その後の作動オイルの推移を示す。冬季あるいは北ヨーロッパ、北アメリカなどの寒冷地域で車両が走行する場合には、トルクコンバータ内のダンパクラッチが前記の該当条件を満足して直結した後も、作動オイル温度が８０〜１００℃の領域（実線）に上昇せず、これより低い温度領域で定常状態に保持される（点線）。これはトルクコンバータのスリップによる発熱量に比べてトルクコンバータからの放熱量が大きいことによるもので、この様な状態では変速が円滑に行われないと言う問題がある。
【０００７】
【発明の目的】
本発明の目的は、ダンパクラッチの直結時に外気温度を勘案して補正温度を選定し、オイル温度が補正温度分上昇するまでダンパクラッチの直結を遅延させることで、ダンパクラッチ直結後にオイル温度が８０〜１００℃の正常状態に上昇、保持され、円滑な変速が可能な自動変速機のダンパクラッチ制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するため本発明は、外気温度を判断する段階と、判断した外気温度に応じてダンパクラッチの直結時点を決定するために直結温度を補正する段階と、作動オイル温度が補正された温度に到達することを必要条件としてダンパクラッチを直結するための動作制御を行う段階とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、前記外気温度を判断する段階は、始動初期の作動オイル温度を検出する過程と、最初の所定時間内のトルクコンバータの発熱量に対する作動オイル温度の上昇率を求める過程と、前記トルクコンバータの発熱量に応じる作動オイル温度の上昇率によって外気温度を推定する過程とからなることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明において、前記ダンパクラッチの直結温度を補正する段階は、異なる外気温度で、ダンパクラッチが直結された後に、作動オイル温度が変速機のチューニング時に設定された範囲の温度で定常状態となるように算定した補正量のマップデータを利用することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施例について添付図に沿つて詳述する。
本発明によるダンパクラッチを直結するための制御方法は、外気温度を判断する段階と、判断した外気温度に応じてダンパクラッチの直結時点を決定するために直結温度を補正する段階、および作動オイル温度が、その補正温度分上昇するのを待ってダンパクラッチを直結するための動作制御を行う段階とを含んでいる。
【００１２】
前記外気温度を判断する段階は、始動初期の作動オイル温度を検出する過程と、最初の所定時間内のトルクコンバータ発熱量に対する作動オイル温度の上昇率を求める過程、および前記トルクコンバータの発熱量に対応する作動オイル温度の上昇率によって外気温度を推定する過程を経て行われる。これは、長時間駐車後にエンジン始動をした場合は、作動オイル温度が外気温度とおおよそ一致すると想定できるが、エンジン始動後しばらく運転し、再始動する場合の作動オイル温度が外気温度に比べてかなり高い状態であることから、外気温度を判断するにあたって、作動オイル温度から算定する場合の誤りを防ぐためである。
【００１３】
前記始動初期の作動オイル温度の検出は、自動変速機のオイル温度検出用センサで行われ、最初の所定時間内の作動オイル温度上昇率（ｄＴ）もまたオイル温度検出用センサを通して算出すことができる。
【００１４】
前記所定時間中のトルクコンバータの発熱量に対する作動オイル温度の上昇率（ｄＴ／ｄＱ）を算出すにあたって、前記トルクコンバータの発熱量（Ｑ）は、所定時間中のトルクコンバータに入力されるエネルギーとトルクコンバータから出力されるエネルギーの差であることから、以下の式で算出される。
【００１５】
【数２】

【００１６】
上記式において、
【数３】

（トルクコンバータの解析時に割出される実験式）であるから、
【００１７】
【数４】

となる。
【００１８】
上記式において、
【数５】

であるから、
【数６】

となる。
【００１９】
ここで、
Ｑはトルクコンバータの発熱量であり、
ＴＥとＮＥはそれぞれエンジンのトルクと回転数、
ＴＴとＮＴはそれぞれトルクコンバータのトルクと回転数、
ｃはトルクコンバータの容量係数であり、
ηはトルクコンバータの伝達効率である。
【００２０】
前記関係式における、エンジンの初期始動時におけるトルクコンバータの速度比（ＳＲ）に対応したトルクコンバータの容量係数（ｃ）と、伝達効率（η）は、トルクコンバータの性能試験の結果から得られる。図２のトルクコンバータの特性曲線において該当する速度比に対するトルクコンバータの容量係数と伝達効率が決定される。
また、前記トルクコンバータの速度比は下記の式から算出される。
ＳＲ＝ＮＴ／ＮＥ
この式における前記タービンの回転数は自動変速機のパルスジェネレーター（ＰＧ−Ａ）で測定され、エンジンの回転数はクランクポジジョンセンサーで測定される。
【００２１】
前記関係式からエンジンの初期始動時に、トルクコンバータの速度比に対応するトルクコンバータの発熱量を求め、図３よりそのトルクコンバータの発熱量に対する作動オイル温度の上昇率を求め、これより現在の外気温度を推定することが出来る。図３は外気温度をパラメターとして、トルクコンバータの発熱量に対する作動オイル温度の関係を測定し、図に示したものである。
【００２２】
即ち、図３で（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は外気温度が２０℃、０℃、−２０℃の場合の、トルクコンバータの発熱量に対する作動オイル温度の変化を示すものである。（Ｄ）は作動オイル温度２０℃からスタートし、トルクコンバータの発熱によって作動オイル温度が上昇する場合について示したものである。
この場合、最初の作動オイル温度は（Ａ）と同一であるが、トルクコンバータの発熱量に対するオイル温度の上昇率が異なるため、現在の外気温度が２０℃でないことが分かるとともに、（Ｄ）の場合にはトルクコンバータの発熱量に対するオイル温度の上昇率が（Ｂ）と同一であるため、現在の外気温度が０℃であると推定される。前記（Ｄ）は、エンジンの再始動時の作動オイル温度が現在の外気温度と一致しない場合を示するものである。
【００２３】
上記過程で、トルクコンバータの発熱量と作動オイル温度の上昇率から現在の外気温度が推定でき、該当する外気温度に対応したダンパクラッチ直結時の温度補正量が決定できる。
【００２４】
前記外気温度におけるダンパクラッチ直結時の温度補正量は、ダンパクラッチ直結後、作動オイル温度が定常状態になった時点で、自動変速機の変速が円滑に行われる温度である。図４の表は、異なる外気温度でダンパクラッチが直結された後、作動オイル温度を８０〜１００℃の定常状態にするための補正量を実験で測定したマップデータで、この表より温度の補正量が選定できる。
【００２５】
換言すれば、現在の外気温度に応じた補正量を選定し、通常ダンパクラッチを直結させる温度である３０℃に近づけた温度に補正してダンパクラッチを直結すると、直結後に作動オイル温度が８０〜１００℃になり、変速が円滑に行われることになる。
【００２６】
変速制御部は、作動オイル温度が補正温度に到達すると、はじめてダンパクラッチ制御ソレノイド弁を制御して、ダンパクラッチを直結状態にする。
図５に示すように、外気温度の低い地域を走行中の車両が３０℃より高い補正温度でダンパクラッチを直結した場合、直結後の作動オイル温度が、トルクコンバータからの熱を受けて定常状態になる温度は８０〜１００℃の領域であり、これは常温で走行中の車両が３０℃でダンパクラッチを直結した後、定常状態となる８０〜１００℃の温度領域と同レベルで、変速時の円滑性を損なうことはない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の自動変速機ダンパクラッチ制御方法によれば、外気温度を考慮してダンパクラッチ直結時点の補正を行い、ダンパクラッチ直結後、作動オイル温度を適正水準にすることで、変速時の衝撃の発生を減少させて円滑な変速ができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のダンパクラッチ直結後の作動オイル温度推移を示すグラフで、正常な場合と作動オイル温度が低い場合を示す。
【図２】トルクコンバータの特性曲線のグラフで、トルクコンバータの速度比と、トルクコンバータの容量係数および伝達効率との関係を示すものである。
【図３】外気温度をパラメターとしてトルクコンバータの発熱量と作動オイル温度の関係を示すグラフである。
【図４】外気温度に対する作動オイル温度の補正量選定のためのマップデータを示す表である。
【図５】ダンパクラッチの直結温度を補正後、定常状態までの作動オイル温度の推移を示すグラフである。

Claims (8)

1. 外気温度を判断する段階と、判断した外気温度に応じてダンパクラッチの直結時点を決定するために直結温度を補正する段階と、作動オイル温度が補正された温度に到達することを必要条件としてダンパクラッチを直結するための動作制御を行う段階とを含むことを特徴とする自動変速機のダンパクラッチ制御方法。
2. 前記外気温度を判断する段階は、始動初期の作動オイル温度を検出する過程と、最初の所定時間内のトルクコンバータの発熱量に対する作動オイル温度の上昇率を求める過程と、前記トルクコンバータの発熱量に対応する作動オイル温度の上昇率によって外気温度を推定する過程とからなることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のダンパクラッチ制御方法。
3. 前記トルクコンバータの発熱量は、下記の関係式から算出．されることを特徴とする請求項２に記載の自動変速機のダンパクラッチ制御方法。
   

   

   ここで、 上記式において、
   ＮＥはエンジンの回転数、
   ｃはトルクコンバータの容量係数、
   ηはトルクコンバータの伝達効率である。
4. 前記トルクコンバータの容量係数と伝達効率は、トルクコンバータの速度比に対する特性曲線から決定されることを特徴とする請求項３に記載の自動変速機のダンパクラッチ制御方法。
5. 前記トルクコンバータの速度比は、エンジンの回転数に対するタービンの回転数比から算出されることを特徴とする請求項４に記載の自動変速機のダンパクラッチ制御方法。
6. 前記外気温度は、トルクコンバータの発熱量に対応する作動オイル温度の変化率を算出した後、多数の外気温度をパラメターとしたトルクコンバータの発熱量と作動オイル温度の変化率の関係図より、作動オイル温度の変化率が一致するものを選定することから推定することを特徴とする請求項２に記載の自動変速機のダンパクラッチ制御方法。
7. 前記ダンパクラッチの直結温度を補正する段階は、異なる外気温度で、ダンパクラッチが直結された後に、作動オイル温度が変速機のチューニング時に設定された範囲の温度で定常状態となるように実験で測定した補正量のマップデータを利用することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のダンパクラッチ制御方法。
8. 前記ダンパクラッチを直結するための動作制御を行う段階は、作動オイル温度が、推定された外気温度に応じて選定された補正量で補正された温度に到達した時、変速制御部がダンパクラッチ制御用ソレノイド弁の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機のダンパクラッチ制御方法。

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