JP2002031222A - 自動変速機の自動ニュートラル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】製造ばらつき、個体差によらず速やかにクラッ
チをスリップ状態に至らせることができ、有効かつ確実
に燃料消費量と車体振動を低減する。 【解決手段】エンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔ
とから算出したスリップ回転数Ｎｓと予め設定しておい
た目標とするスリップ回転数Ｎａとの偏差ｅを算出す
る。そして、この偏差ｅを基にＰＩＤ制御則に基づきフ
ィードバックし、ロークラッチ１２の締結力の補正量と
しての補正項Δｄを演算し、前回演算した補正項Δｄ-1
と今回演算した補正項Δｄに基づきロークラッチ１２の
締結力を設定する。ここで、自動ニュートラル状態の中
止の際には、最後に演算した補正項を記憶して、新たな
自動ニュートラル状態の開始時に、記憶した補正項を前
回演算した補正項として設定し、演算を開始する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シフトレンジ位置
が走行レンジであっても、予め設定した条件が成立した
ときに所定のクラッチの締結力を制御してニュートラル
状態にしクリープ現象を抑制する自動変速機の自動ニュ
ートラル制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両の自動変速機においては、
エンジンからの駆動力はトルクコンバータを介してクラ
ッチを備えた歯車変速装置に伝達されるため、エンジン
がアイドル状態でシフトレンジが走行レンジの場合に
は、若干の駆動力が歯車変速装置に伝達されてクリープ
現象を生じる。このため、シフトレンジが走行レンジの
場合に車両を確実に停止し続けるには、フットブレーキ
等を踏み続ける必要がある。

【０００３】しかし、フットブレーキ等を踏み続けて車
両を停止する場合、エンジンに無用な負荷が掛かるた
め、近年、走行レンジで停止中は、通常締結しておくべ
き所定のクラッチの締結力を弱め、スリップ状態とする
ことでトルクコンバータの引きずり抵抗を減少させ、燃
料消費量と車体振動を低減する自動ニュートラル制御の
技術が提案・実用化されている。例えば、特開平１０−
１５９６１２号公報には、自動変速機の前進１速で締結
作動されるべき発進クラッチをスリップ状態にしてクリ
ープ防止を行う技術が開示されている。

【０００４】ところで、クラッチの締結力は、通常、電
磁弁を介して作動油圧により調節するが、電磁弁の操作
量であるデューティ比と油圧の関係は電磁弁自体や油圧
回路中の弁などの製造ばらつきにより個体差があり、ま
た、クラッチの摩擦材の特性も個体差が大きい。そこで
実際の制御ではクラッチをスリップさせるためにどのよ
うなデューティ比を入力すべきかが大きな問題となる。
この点について上述の特開平１０−１５９６１２号公報
では、スリップ状態に至るまで油圧を所定勾配で減少さ
せることを提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行技術では、製造ばらつき、個体差によらずクラッチを
スリップ状態に至らせることができるが、スリップ状態
に至るまでの時間は製造ばらつき、個体差に依存したま
まであり、製造ばらつき、個体差が大きいとスリップ状
態に至るまでに長い時間がかかるという問題がある。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、製造ばらつき、個体差によらず速やかにクラッチを
スリップ状態に至らせることができ、有効かつ確実に燃
料消費量と車体振動を低減することができる自動変速機
の自動ニュートラル制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、シフトレンジ位置が走行レ
ンジの際、予め設定した条件が成立したときに所定のク
ラッチの締結力を制御してニュートラル状態にする自動
変速機の自動ニュートラル制御装置において、上記クラ
ッチの実際の締結状態を示すパラメータと目標とする締
結状態を示すパラメータとの偏差を演算する偏差演算手
段と、上記偏差に基づき上記クラッチ締結力の補正量を
演算する補正量演算手段と、上記補正量演算手段で前回
演算した補正量と今回演算した補正量に基づき上記クラ
ッチ締結力を設定する締結力設定手段とを備え、上記締
結力設定手段は、自動ニュートラル状態の中止の際に、
上記補正量演算手段で最後に演算した補正量を記憶し
て、新たな自動ニュートラル状態の開始時に、上記記憶
した補正量を上記前回演算した補正量として設定するこ
とを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、上記補正量演算手段は、上記偏差を
ＰＩＤ制御則に基づき処理して上記補正量を演算するこ
とを特徴とする。

【０００９】すなわち、請求項１記載の発明は、シフト
レンジ位置が走行レンジの際、予め設定した条件が成立
したとき、偏差演算手段で、クラッチの実際の締結状態
を示すパラメータと目標とする締結状態を示すパラメー
タとの偏差を演算し、補正量演算手段で、偏差に基づき
クラッチ締結力の補正量を演算し、締結力設定手段で、
補正量演算手段で前回演算した補正量と今回演算した補
正量に基づきクラッチ締結力を設定して自動ニュートラ
ル状態に制御する。この際、締結力設定手段は、自動ニ
ュートラル状態の中止の際に、補正量演算手段で最後に
演算した補正量を記憶して、新たな自動ニュートラル状
態の開始時に、記憶した補正量を前回演算した補正量と
して設定するため、新たな自動ニュートラル状態でのク
ラッチ締結力には、製造ばらつき、個体差が含まれた状
態から設定していくことになり、製造ばらつき、個体差
の大きさでクラッチがスリップ状態に至るまでの時間が
長くなることがなく、速やかにクラッチをスリップ状態
に至らせることができ、有効かつ確実に燃料消費量と車
体振動を低減することができる。

【００１０】そして、具体的には、請求項２記載の発明
のように、補正量演算手段は、偏差をＰＩＤ制御則に基
づき処理して補正量を演算する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１乃至図５は本発明の実施の形
態を示し、図１は自動変速機の制御機構の全体説明図、
図２は自動変速機の主要部の概略説明図、図３は通常の
変速位置と係合要素の係合状態との関係を示す説明図、
図４は自動変速機制御のフローチャート、図５は自動ニ
ュートラル制御のフローチャートである。

【００１２】図１において、符号１はエンジンを示し、
エンジン１で発生した駆動力は、エンジン出力軸１ａか
らトルクコンバータ２、タービンシャフト３、及び変速
機構４を介してリダクションドライブシャフト５に伝達
される。このリダクションドライブシャフト５のトルク
は、ドライブピニオンシャフト６を介して、デファレン
シャルギア７に伝達され、前輪を駆動する。

【００１３】変速機構４の変速機では、図２に示すよう
に、変速機の入力軸であるタービンシャフト３は、リア
プラネタリ８のサンギアに連結されている。一方、変速
機の出力軸であるリダクションドライブシャフト５は、
フロントプラネタリ９のリングギア及びリアプラネタリ
８のプラネタリキャリアに連結されている。

【００１４】２つのプラネタリギア８、９における各メ
ンバ（サンギア、プラネタリキャリア、リングギア）
は、図示したように、３つの多板クラッチ（リバースク
ラッチ１０、ハイクラッチ１１、ロークラッチ１２）、
２つの多板ブレーキ（２＆４ブレーキ１３、ロー＆リバ
ースブレーキ１４）、ローワンウェイクラッチ１５に連
結されている。

【００１５】これらの係合要素（クラッチ、ブレーキ）
は、変速段に応じて選択的に係合または解放される。こ
れにより、図示しないシフトレバーがニュートラルレン
ジ（Ｎレンジ）、ドライブ（走行）レンジ（Ｄレン
ジ）、リバースレンジ（Ｒレンジ）、１速レンジ、２速
レンジ及び３速レンジの各シフトレンジ位置を有し、変
速機は前進４段、後進１段の変速を行うことができるよ
うになっている。

【００１６】具体的には、図３に示すように、各係合要
素の係合状態を変更することで変速を行う。図中、○印
は、該当する係合要素が係合していることを表し、ブラ
ンクは解放していることを表している。また、◎印は、
該当する変速段で駆動する時にのみ係合することを表し
ている。例えば、Ｄレンジの１速の状態は、ロークラッ
チ１２を締結し、駆動して走行するときにはローワンウ
ェイクラッチ１５を締結して実現する。

【００１７】また、自動変速機制御に関して、エンジン
回転数センサ２１、スロットル開度センサ２２、エンジ
ン水温センサ２３、タービン回転数センサ２４、ＡＴＦ
（自動変速機油）温度センサ２５、車速センサ２６、及
びレンジ位置スイッチ２７、ブレーキペダルスイッチ２
８が設けられている。そして、これら各センサ、スイッ
チは制御装置３０に接続されて、それぞれ、エンジン回
転数Ｎｅ、スロットル開度θ、エンジン水温Ｔｅ、ター
ビン回転数Ｎｔ、ＡＴＦ温度ＴAT、車速Ｖ、シフトレン
ジ位置、ブレーキのＯＮ−ＯＦＦを制御装置３０に入力
する。

【００１８】制御装置３０では、上述の各パラメータか
ら車両の走行状態とエンジン運転状態に応じて油圧制御
回路３９に出力し、自動変速機の油圧制御機構４０の複
数のソレノイドを所定に組み合わせて動作させバルブを
制御して、クラッチを動作することで必要なレンジ位
置、あるいは、ギヤ位置のギヤ比で変速制御する。さら
に、必要に応じて、トルクコンバータ２のロックアップ
制御、ライン圧制御等の自動変速機に係る制御を行う。

【００１９】油圧制御機構４０中のオイルポンプ４１
は、オイルパン４２から吸入した制御油を吐出する。レ
ギュレータバルブ４３により所定の油圧に調整された制
御油は、５つのリニアソレノイドバルブ４４、４５、４
６、４７、４８に供給される。ここで、各リニアソレノ
イドバルブ４４、４５、４６、４７、４８は、各係合要
素１０、１１、１２、１３、１４毎に設けられている。
そして、それぞれのリニアソレノイドバルブ４４、４
５、４６、４７、４８は、油圧制御回路３９からの電流
値に応じて、それに対応した係合要素を直接的かつリニ
ア（電流値に応じて連続した制御量を生じる）に係合制
御する。

【００２０】制御装置３０は、マイクロコンピュータと
その周辺回路からなり、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡ
Ｍ３３、入力回路３４、及び出力回路３５で構成されて
いる。そして、各センサ、スイッチから出力された信号
は、入力回路３４に入力され、ＣＰＵ３１はこれらのセ
ンサからの情報に応じた演算等を行い、演算結果として
の制御情報は、出力回路３５を介して油圧制御回路３９
に出力される。これにより油圧制御回路３９は、出力回
路３５からの制御信号から各リニアソレノイドバルブ４
４、４５、４６、４７、４８を動作させる電流値を求
め、これを各々該当するリニアソレノイドバルブに供給
する。

【００２１】そして、この制御装置３０では、上述の自
動変速機に係る各制御に加え、シフトレンジ位置がＤレ
ンジの際、予め設定した条件が成立したときに、ローク
ラッチ１２の締結力を制御してニュートラル状態にする
後述の自動ニュートラル制御を実行する。すなわち、ロ
ークラッチ１２の締結をスリップ状態にすることでクリ
ープ現象を低減すると共に、発進時には速やかにローク
ラッチ１２を締結して遅れることなく発進できるように
制御する。

【００２２】本実施の形態の自動ニュートラル制御で
は、ロークラッチ１２の実際の締結状態を示すパラメー
タとしてエンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとか
ら算出したスリップ回転数Ｎｓを用い、この実際のスリ
ップ回転数Ｎｓと予め設定しておいた目標とするスリッ
プ回転数Ｎａとの偏差ｅを算出する。そして、この偏差
ｅを基にＰＩＤ制御則に基づきフィードバックし、ロー
クラッチ１２の締結力の補正量としての補正項Δｄを演
算し、前回演算した補正項Δｄ-1と今回演算した補正項
Δｄに基づきロークラッチ１２の締結力を設定する。こ
こで、自動ニュートラル状態の中止の際には、最後に演
算した補正項を記憶して、新たな自動ニュートラル状態
の開始時に、記憶した補正項を前回演算した補正項とし
て設定する。すなわち、制御装置３０は、偏差演算手
段、補正量演算手段及び締結力設定手段の機能を備えて
構成されるものである。

【００２３】次に、制御装置３０により実行される自動
変速機制御を、図４のフローチャートで説明する。この
制御プログラムは、所定時間毎に繰り返し実行され、ま
ず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、制御に
必要なパラメータの読み込む。

【００２４】その後、Ｓ１０２乃至Ｓ１０８の自動ニュ
ートラル制御を実行する条件判定の処理へと進み、Ｓ１
０２乃至Ｓ１０８の全てが成立するときにのみＳ１０９
へと進み、Ｓ１０２乃至Ｓ１０８の１つでも否の場合
は、Ｓ１１１へと進む。

【００２５】すなわち、Ｓ１０２ではブレーキペダルス
イッチ２８がＯＮか否か判定し、Ｓ１０３ではスロット
ル開度θが予め設定しておいた閾値θｓより小さいか否
か判定する。このＳ１０３では、スロットル弁が全閉か
否か判定するもので、閾値θｓは、スロットル弁が実質
的に全閉と判定できる値である。

【００２６】また、Ｓ１０４ではエンジン回転数Ｎｅが
予め設定しておいた閾値Ｎes（エンジン回転が略アイド
ル回転とみなせる値）より小さいか否かを判定し、Ｓ１
０５では車速Ｖが予め設定しておいた閾値Ｖｓ（実質的
に車速ゼロと見なせる値）より小さいか否か判定する。

【００２７】さらに、Ｓ１０６ではシフトレンジ位置が
Ｄレンジか否か判定し、Ｓ１０７ではエンジン水温Ｔｅ
が予め設定しておいた閾値、Ｔes１とＴes２の間にある
か否か判定する。このＳ１０７の判定は、エンジン水温
Ｔｅが低すぎるときには燃焼変動から車体振動が発生し
やすくなるため自動ニュートラル制御は行わないように
する。また、エンジン水温Ｔｅが高すぎるときには、エ
ンジン１がオーバーヒートにならないように自動ニュー
トラル制御は行わないようにする。

【００２８】また、Ｓ１０８ではＡＴＦ温度ＴATが予め
設定しておいた閾値、ＴATS1とＴATS2の間にあるか否か
判定する。すなわち、ＡＴＦ温度ＴATが低すぎるときに
は、自動変速機のレスポンスが良好では無く、再発進の
ときの制御性が悪化することを防止するため自動ニュー
トラル制御は行わないようにする。また、ＡＴＦ温度Ｔ
ATが高すぎるときには、自動ニュートラル制御でクラッ
チを滑らせるとクラッチ摩擦材の劣化が進み好ましくな
いため、自動ニュートラル制御は行わないようにする。

【００２９】そして、Ｓ１０２乃至Ｓ１０８の自動ニュ
ートラル制御を実行する条件判定を全て満足してＳ１０
９に進むと、自動ニュートラル制御実行フラグＦNTRLを
セット（ＦNTRL＝１）し、Ｓ１１０に進んで後述の自動
ニュートラル制御を実行する。

【００３０】一方、Ｓ１０２乃至Ｓ１０８の自動ニュー
トラル制御を実行する条件判定の何れか一つで否となっ
て、Ｓ１１１に進むと、自動ニュートラル制御実行フラ
グＦNTRLがセットされているか否か判定される。

【００３１】そして、自動ニュートラル制御実行フラグ
ＦNTRLがセットされていれば、Ｓ１１２に進み、自動ニ
ュートラル制御により設定されるロークラッチ１２の締
結力に対するＰＩＤ補正項Δｄを、最後に演算した補正
量として記憶する。その後、Ｓ１１３に進み、自動ニュ
ートラル制御実行フラグＦNTRLをクリア（ＦNTRL＝０）
し、Ｓ１１４に進んで通常の制御、すなわち、通常の、
自動変速機に係る変速制御、ロックアップ制御、ライン
圧制御等を行う。

【００３２】また、Ｓ１１１で、自動ニュートラル制御
実行フラグＦNTRLがクリアされている場合は、Ｓ１１３
にジャンプして、自動ニュートラル制御実行フラグＦNT
RLをクリア（ＦNTRL＝０）し、Ｓ１１４に進んで通常の
制御、すなわち、通常の、自動変速機に係る変速制御、
ロックアップ制御、ライン圧制御等を行う。

【００３３】次に、図５は、上述の自動変速機制御のＳ
１１０で実行される自動ニュートラル制御のフローチャ
ートを示し、まず、Ｓ２０１で、予め実験等により設定
されたロークラッチ１２の締結力の初期出力Ｄuty 比Ｄ
uty0を設定する。

【００３４】次いで、Ｓ２０２に進み、現在記憶してい
るロークラッチ１２の締結力に対するＰＩＤ補正項Δｄ
を、前回のＰＩＤ補正項Δｄ-1として設定する。これに
より、自動ニュートラル制御の初めでは、前回の自動ニ
ュートラル制御の最後に設定しておいたＰＩＤ補正項Δ
ｄが前回のＰＩＤ補正項Δｄ-1として設定されることに
なる。

【００３５】その後、Ｓ２０３に進み、エンジン回転数
Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとを読み込み、Ｓ２０４に進
んで、スリップ回転数Ｎｓ（＝Ｎｅ−Ｎｔ）を算出す
る。

【００３６】次いで、Ｓ２０５に進み、Ｓ２０４で算出
した実際のスリップ回転数Ｎｓと予め設定しておいた目
標とするスリップ回転数Ｎａ（例えば、１００rpm ）と
の偏差ｅ（＝Ｎａ−Ｎｓ）を算出して、Ｓ２０６に進
む。

【００３７】Ｓ２０６では、ＰＩＤ制御則により、スリ
ップ回転数偏差ｅに基づく補正項Δｄを算出する。 Δｄ＝Ｋｐ・ｅ＋Ｋｉ・∫ｅｄｔ＋Ｋｄ・（ｄｅ／ｄ
ｔ） ここでＫｐ、Ｋｉ、Ｋｄは制御パラメータである。

【００３８】次いで、Ｓ２０７に進み、ロークラッチ１
２の締結力となる総Ｄuty 比Ｄutyを初期出力Ｄuty 比
Ｄuty0と前回のＰＩＤ補正項Δｄ-1とＳ２０６で算出し
た今回の補正項Δｄとから算出する。 Ｄuty ←Ｄuty0＋Δｄ-1＋Δｄ

【００３９】そして、Ｓ２０８では、Ｓ２０７で算出し
た総Ｄuty 比Ｄuty を油圧制御回路３９に対して出力す
る。

【００４０】このように、本実施の形態によれば、新た
な自動ニュートラル制御の初めでは、前回の自動ニュー
トラル制御の最後に設定しておいたＰＩＤ補正項Δｄを
前回のＰＩＤ補正項Δｄ-1として設定して総Ｄuty 比Ｄ
uty を算出するようになっているので、製造ばらつき、
個体差により総Ｄuty 比Ｄuty が理想の値に収束するこ
とが遅れることがない。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、製
造ばらつき、個体差によらず速やかにクラッチをスリッ
プ状態に至らせることができ、有効かつ確実に燃料消費
量と車体振動を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動変速機の制御機構の全体説明図

【図２】自動変速機の主要部の概略説明図

【図３】通常の変速位置と係合要素の係合状態との関係
を示す説明図

【図４】自動変速機制御のフローチャート

【図５】自動ニュートラル制御のフローチャート

【符号の説明】

１ エンジン １ａ エンジン出力軸 ２ トルクコンバータ ３ タービンシャフト ４ 変速機構 １２ ロークラッチ ３０ 制御装置（偏差演算手段、補正量演算手段、締結
力設定手段） ４０ 油圧制御機構 ４６ リニアソレノイドバルブ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J552 MA02 MA12 NA01 NB01 PA31 PA47 PA59 PA70 RA20 RA27 RB02 SA03 SA18 SA52 TA01 TB17 TB18 UA02 VA02W VA06Y VA32Z VA48Z VA62W VA66W VB01Z VC01Z VC03Z VC07Z VD11Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シフトレンジ位置が走行レンジの際、予
   め設定した条件が成立したときに所定のクラッチの締結
   力を制御してニュートラル状態にする自動変速機の自動
   ニュートラル制御装置において、 上記クラッチの実際の締結状態を示すパラメータと目標
   とする締結状態を示すパラメータとの偏差を演算する偏
   差演算手段と、 上記偏差に基づき上記クラッチ締結力の補正量を演算す
   る補正量演算手段と、 上記補正量演算手段で前回演算した補正量と今回演算し
   た補正量に基づき上記クラッチ締結力を設定する締結力
   設定手段とを備え、 上記締結力設定手段は、自動ニュートラル状態の中止の
   際に、上記補正量演算手段で最後に演算した補正量を記
   憶して、新たな自動ニュートラル状態の開始時に、上記
   記憶した補正量を上記前回演算した補正量として設定す
   ることを特徴とする自動変速機の自動ニュートラル制御
   装置。
2. 【請求項２】 上記補正量演算手段は、上記偏差をＰＩ
   Ｄ制御則に基づき処理して上記補正量を演算することを
   特徴とする請求項１記載の自動変速機の自動ニュートラ
   ル制御装置。