JP2004190756A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニュートラル制御からの復帰時に発生するショックを抑制する。
【解決手段】自動変速機の制御装置は、ニュートラル制御を実行しているときのエンジン１００からの駆動力をＣＶＴ３００に伝達する入力クラッチ３１０への油圧指令値を記憶するメモリと、ニュートラル制御の実行条件を満足しなくなったことに応答して、ニュートラル制御から通常制御へ復帰するときの入力クラッチ３１０への待機圧指令値を、メモリに記憶された油圧指令値に所定値を加算して算出するＥＣＵ１０００とを含む。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の自動変速機の制御に関し、特に、ニュートラル制御を実行する自動変速機の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載される自動変速機は、エンジンとトルクコンバータ等を介して繋がるとともに複数の動力伝達経路を有してなる変速機構を有して構成され、例えば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に変速比（走行速度段）の切換えを行なうように構成される。一般的に、自動変速機を有した車両には運転者により操作されるシフトレバーが設けられ、シフトレバー操作に基づいて変速ポジション（例えば、後進走行ポジション、ニュートラルポジション、前進走行ポジション）が設定されている。自動変速モードでは、所定の変速比／変速段を自動で切り換える「前進走行レンジ」がある。
【０００３】
このような自動変速機を有した車両において、前進走行ポジションが設定されて車両が停止している状態では、アイドリング回転するエンジンからの駆動力がトルクコンバータを介して変速機に伝達され、これが車輪に伝達されるため、いわゆるクリープ現象が発生する。クリープ現象は、登坂路での停車からの発進をスムーズに行わせることができるなど、所定条件下では非常に有用なのであるが、車両を停止保持したいときには不要な現象であり、車両のブレーキを作動させてクリープ力を抑えるようになっている。すなわち、エンジンからのクリープ力をブレーキにより抑えるようになっており、その分エンジンの燃費が低下するという問題がある。
【０００４】
このようなことから、前進走行ポジションにおいて、ブレーキペダルが踏み込まれてブレーキが作動されるとともにアクセルがほぼ全閉となって車両が停止している状態では、前進走行ポジションのまま、変速機をニュートラルに近いニュートラル状態として、燃費の向上を図ることが提案されている。
【０００５】
特開２００１−２８０４８５公報（特許文献１）は、ニュートラル状態からのスムーズな復帰を実現する制御装置を開示する。この制御装置は、自動変速機のシフトポジションが前進走行ポジションにあるときに所定の条件が成立すると、走行時に係合される摩擦要素の係合力を低下させてクリープ力を低下させるように構成された車両用自動変速機のクリープ力を制御する。この制御装置は、所定の条件の成立後、摩擦要素の係合力に対するフィードバック制御を実行するフィードバック制御回路と、フィードバック制御の解除条件が成立したか否かを判定する判定回路と、解除条件が成立したと判定されると、解除条件の成立時での自動変速機の入力回転速度に関連したパラメータ値に基づいて解除条件成立直後の摩擦要素に対する係合力指令値を設定する設定回路とを含む。
【０００６】
この制御装置によると、解除条件成立直前の自動変速機の入力回転速度の変化状態に対応するパラメータ値に基づいて、摩擦要素に対する係合力指令値を設定するので、フィードバック制御解除直前の自動変速機の入力回転速度が増加側であっても減少側であっても最適な係合力指令値を得ることができる。その結果、解除レスポンスの向上および解除時のシフトショックの低減を図ることができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２８０４８５公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された制御装置を用いてニュートラル制御からの復帰時の係合力指令値を算出しても、入力回転速度の変化状態に対応しても、個々の油圧制御機器の個体差による油圧指令値と実油圧値との関係のばらつきに対応していない。すなわち、ニュートラル制御を実現しているための入力クラッチ（前進クラッチやフォーワードクラッチともいう）の解放と係合とに関係する油圧制御機器が有する個体差のばらつき、ソレノイドバルブの油圧特性、入力クラッチのリターンスプリングの荷重ばらつき、入力クラッチのクラッチクリアランスの寸法ばらつきなどにより、ニュートラル制御からの復帰時に適正な入力クラッチの実係合圧が発現しないで、ショックが発生することがある。これらの個体差のばらつきに起因する問題は、ニュートラル制御からの復帰時の係合力指令値を学習制御していない場合（たとえばバッテリリセット時など）には、顕著になる。
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ニュートラル制御を実行する自動変速機の制御装置であって、ショックを発生させることなくニュートラル状態から復帰できる制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る制御装置は、前進走行ポジションで、アクセル操作が行なわれず、ブレーキ操作が行なわれ、かつ車両が予め定められた車速以下であるという条件が成立した場合に、駆動力源からの駆動力を自動変速機に伝達する入力クラッチを解放させるニュートラル制御を実行する自動変速機を制御する。この制御装置は、ニュートラル制御を実行しているときの入力クラッチへの油圧指令値を記憶するための記憶手段と、条件を満足しなくなったことに応答して、ニュートラル制御から通常制御への復帰するときの、入力クラッチへの油圧指令値を、記憶手段に記憶された油圧指令値に基づいて算出するための算出手段とを含む。
【００１１】
第１の発明によると、記憶手段には、ニュートラル制御実行中の入力クラッチへの油圧指令値が記憶される。このとき、別の制御手段により、トルクコンバータの速度比やスリップ率が予め定められた値になるように入力クラッチを係合させるためのフィードバック制御が実行される。このため、ニュートラル制御実行中における油圧指令値と実油圧値との関係は、入力クラッチ自体の個体差や入力クラッチに送る油圧を制御するソレノイドバルブ自体の個体差が加味されている。すなわり、入力クラッチの油圧指令値に対して実油圧値が、上がり易かったり上がりにくかったり、下がり易かったり下がりにくかったりすると（たとえば入力クラッチのリターンスプリングが強すぎる／弱すぎる、クラッチクリアランスが広すぎる／狭すぎる）、トルクコンバータの速度比やスリップが予め定められた値にならない。そのため、トルクコンバータの速度比やスリップ率を所定の値に近づけるべく、入力クラッチの指令油圧値を変化させる。算出手段は、ニュートラル制御から通常制御への復帰するときの、入力クラッチへの油圧指令値を、この記憶手段に記憶された油圧指令値に基づいて算出する。たとえば、算出手段は、ニュートラル制御からの復帰時の入力クラッチへの油圧指令値を、記憶された油圧指令値に所定値を加算して、算出する。これにより、ニュートラル制御から復帰するときの入力クラッチへの油圧指令値を、油圧制御機器の個体差に影響を受けることなく算出できる。その結果、ニュートラル制御を実行する自動変速機の制御装置であって、ショックを発生させることなくニュートラル状態から復帰できる制御装置を提供することができる。
【００１２】
第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、自動変速機にはトルクコンバータが設けられる。記憶手段は、ニュートラル制御を実行しているときに、トルクコンバータが予め定められた速度比および速度差のいずれかを実現するための、入力クラッチへの油圧指令値を油圧ベース値として記憶するための手段を含む。算出手段は、油圧ベース値に予め定められた値を加算して、入力クラッチへの油圧指令値を算出するための手段を含む。
【００１３】
第２の発明によると、ニュートラル制御時に、油圧制御機器の個体差の影響を受けないで算出された油圧ベース値に予め定められた値を加算して、入力クラッチへの油圧指令値を算出することができる。
【００１４】
第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、記憶手段は、ニュートラル制御を実行しているときに、トルクコンバータが予め定められた速度比および速度差のいずれかを実現するために、フィードバック制御により算出された入力クラッチへの油圧指令値を油圧ベース値として記憶するための手段を含む。
【００１５】
第３の発明によると、ニュートラル制御時に実行されたフィードバック制御により算出された油圧ベース値を用いて、入力クラッチへの油圧指令値を算出することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１７】
図１を参照して、本実施の形態に係る制御装置を含む車両のパワートレーンについて説明する。本実施の形態に係る制御装置は、図１に示すＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０００により実現される。以下では、自動変速機をベルト式無段変速機として説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００１８】
図１に示すように、この車両のパワートレーンは、エンジン１００と、トルクコンバータ２００と、前後進切換え装置２９０と、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ） ３００と、デファレンシャルギヤ８００と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１０００と、油圧制御部１１００とから構成される。
【００１９】
エンジン１００の出力軸は、トルクコンバータ２００の入力軸に接続される。エンジン１００とトルクコンバータ２００とは回転軸により連結されている。したがって、エンジン回転数センサにより検知されるエンジン１００の出力軸回転数ＮＥ（エンジン回転数ＮＥ）とトルクコンバータ２００の入力軸回転数（ポンプ回転数）とは同じである。
【００２０】
トルクコンバータ２００は、入力軸と出力軸とを直結状態にするロックアップクラッチ２１０と、入力軸側のポンプ羽根車２２０と、出力軸側のタービン羽根車２３０と、ワンウェイクラッチ２５０を有し、トルク増幅機能を発現するステータ２４０とから構成される。トルクコンバータ２００とＣＶＴ３００とは、回転軸により接続される。トルクコンバータ２００の出力軸回転数ＮＴ（タービン回転数ＮＴ）は、タービン回転数センサ４００により検知される。
【００２１】
ＣＶＴ３００は、前後進切換え装置２９０を介してトルクコンバータ２００に接続される。ＣＶＴ３００は、入力側のプライマリプーリ５００と、出力側のセカンダリプーリ６００と、プライマリプーリ５００とセカンダリプーリ６００とに巻き掛けられた金属製のベルト７００とから構成される。プライマリプーリ５００は、プライマリシャフトに固定された固定シーブおよびプライマリシャフトに摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。セカンダリプーリ７００は、セカンダリシャフトに固定されている固定シーブおよびセカンダリシャフトに摺動のみ自在に支持されている可動シーブからなる。ＣＶＴ３００の、プライマリプーリの回転数ＮＩＮは、プライマリプーリ回転数センサ４１０により、セカンダリプーリの回転数ＮＯＵＴは、セカンダリプーリ回転数センサ４２０により、検知される。
【００２２】
これら回転数センサは、プライマリプーリやセカンダリプーリの回転軸やこれに繋がるドライブシャフトに取り付けられた回転検出用ギヤの歯に対向して設けられている。これらの回転数センサは、ＣＶＴ３００の、入力軸であるプライマリプーリや出力軸であるセカンダリプーリの僅かな回転の検出も可能なセンサであり、たとえば、一般的に半導体式センサと称される磁気抵抗素子を使用したセンサである。
【００２３】
前後進切換え装置２９０は、ダブルピニオンプラネタリギヤ、リバース（後進用）ブレーキＢ１および入力クラッチＣ１を有している。プラネタリギヤは、そのサンギヤが入力軸に連結されており、第１および第２のピニオンＰ１，Ｐ２を支持するキャリアＣＲがプライマリ側固定シーブに連結されており、そしてリングギヤＲが後進用摩擦係合要素となるリバースブレーキＢ１に連結されており、またキャリアＣＲとサンギヤＳとの間に入力クラッチＣ１が介在しているこの入力クラッチ３１０は、前進クラッチやフォワードクラッチとも呼ばれ、パーキング（Ｐ）ポジション、後進走行（Ｒ）ポジション、ニュートラル（Ｎ）ポジション以外の車両が前進するときに必ず係合状態で使用される。
【００２４】
前進走行（Ｄ）ポジションであって、車両の状態が予め定められた条件を満足して停止した場合に、入力クラッチ３１０を解放して所定のスリップ状態にして、ニュートラルに近い状態にする制御をニュートラル制御という。
【００２５】
図２を参照して、これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００および油圧制御部１１００について説明する。
【００２６】
図２に示すように、ＥＣＴ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）＿ＥＣＵ１０１０には、タービン回転数センサ４００からタービン回転数ＮＴを表わす信号が、プライマリプーリ回転数センサ４１０からプライマリプーリ回転数ＮＩＮを表わす信号が、セカンダリプーリ回転数センサ４２０からセカンダリプーリ回転数ＮＯＵＴを表わす信号が、それぞれ入力される。
【００２７】
図２に示すように、油圧制御部１１００は、変速速度制御部１１１０と、ベルト挟圧力制御部１１２０と、ロックアップ係合圧制御部１１３０と、クラッチ圧制御部１１４０と、マニュアルバルブ１１５０とを含む。ＥＣＵ１０００から、油圧制御部１１００の変速制御用デューティソレノイド（１）１２００と、変速制御用デューティソレノイド（２）１２１０と、リニアソレノイド１２２０と、ロックアップソレノイド１２３０と、ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド１２４０に制御信号が出力される。
【００２８】
図２を参照して、これらのパワートレーンを制御するＥＣＵ１０００の構造をさらに詳しく説明する。図２に示すように、ＥＣＵ１０００は、エンジン１００を制御するエンジンコントロールコンピュータ１０１０と、トルクコンバータ２００、前後進切換え装置２９０およびＣＶＴ３００を制御するトランスミッションコントロールコンピュータ１０２０とを含む。
【００２９】
図１に示した入出力信号に加えて、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０には、ストップランプスイッチから、運転者によりブレーキペダルが踏まれていることを表わす信号、Ｇセンサから、車両が登坂路などに停車したした際の登坂路の傾斜度を表わす信号が、それぞれ入力される。さらに、エンジンコントロールコンピュータ１０１０には、アクセル開度センサから、運転者により踏まれているアクセルの開度を表わす信号、スロットルポジションセンサから、電磁スロットルの開度を表わす信号、エンジン回転数センサから、エンジン１００の回転数（ＮＥ）を表わす信号が、それぞれ入力される。エンジンコントロールコンピュータ１０１０とトランスミッションコントロールコンピュータ１０２０とは、相互に接続されている。
【００３０】
油圧制御部１１００においては、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０からリニアソレノイド１２２０に出力された制御信号に基づいて、ベルト挟圧力制御部１１２０がＣＶＴ３００のベルト７００の挟圧力を制御するとともに、クラッチ圧制御部１１４０が入力クラッチ３１０の係合圧を制御する。
【００３１】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるトランスミッションコントロールコンピュータ１０２０で実行されるニュートラル制御復帰時の待機圧算出処理のプログラムの制御構造について説明する。
【００３２】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０は、ニュートラル制御が実行中であるか否かを判断する。この判断は、ニュートラル制御を開始する際に、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０の内部のメモリに記憶されたフラグなどに基づいて行なわれる。ニュートラル制御実行中であると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻され、Ｎ制御実行中に入るまで待つ。
【００３３】
Ｓ１１０にて、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０は、リニアソレノイド１２２０への油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）を検知する。Ｓ１２０にて、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０は、Ｓ１１０にて検知した油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）をメモリに記憶する。
【００３４】
Ｓ１３０にて、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０は、ニュートラル制御からの復帰が行なわれたか否かを判断する。ニュートラル制御からの復帰が行なわれると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、処理はＳ１４０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１３０にてＮＯ）、処理はＳ１１０へ戻される。Ｓ１１０へ処理が戻された後、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０は、さらに、リニアソレノイド１２２０への油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）を検知し、メモリに記憶する。
【００３５】
Ｓ１４０にて、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０は、待機圧指令値を算出する。このとき、たとえばＳ１２０にて記憶した油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）にΔＰ（Ｔ）を加算した値を待機圧指令値とする。
【００３６】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるトランスミッションコントロールコンピュータにより制御されるパワートレーンを搭載した車両の動作について説明する。
【００３７】
ニュートラル制御が実行されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０がリニアソレノイド１２２０への油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）を検知して（Ｓ１１０）、その検知された油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）がメモリに記憶される（Ｓ１２０）。このような処理がニュートラル制御からの復帰が実行されるまで繰返し行なわれる。このときニュートラル制御モードであるため、入力クラッチ３１０はトルクコンバータ２００が所定の速度比やスリップ率であるスリップ状態を実現するように制御される。
【００３８】
このようにして、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０は、トルクコンバータ２００が所定の速度比になるように、リニアソレノイド１２２０への油圧指令値をフィードバックコントロールする。このため、ニュートラル制御を実現するための入力クラッチ３１０の解放と係合に関係する油圧制御機器が有する個体差のばらつき、リニアソレノイド１２２０の油圧特性、入力クラッチ３１０のリターンスプリングの荷重ばらつき、入力クラッチ３１０のクラッチクリアランスの寸法ばらつきなどを考慮した状態で、リニアソレノイド１２２０の油圧指令値がフィードバック制御により算出される。
【００３９】
ニュートラル制御からの復帰状態になると（Ｓ１３０にてＹＥＳ）、トランスミッションコントロールコンピュータ１０２０により、待機圧指令値が算出される。図４に示すように、このときのニュートラル制御から復帰する際の待機圧指令値は、ニュートラル制御実行中にメモリに記憶された油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）にΔＰ（Ｔ）を加算した値である。
【００４０】
また、応答性をよくするため、ニュートラル制御復帰直後は、ステップ状に、油圧指令値Ｐ（ＢＡＳＥ）にΔＰ（ＦＦ）を加算した油圧指令値がリニアソレノイド１２２０にトランスミッションコントロールコンピュータ１２２０から出力される。このように制御することにより、入力クラッチ３１０の係合圧は、ニュートラル制御からの復帰モードに入ると、速やかに上昇し、その入力クラッチ３１０の実際の係合圧の上昇により、タービン回転数ＮＴが下降する。
【００４１】
以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置であるトランスミッションコントロールコンピュータによりニュートラル制御からの復帰時の待機圧指令値は、ニュートラル制御時の油圧指令値に所定値を加算して算出するため、ニュートラル制御から復帰するときの入力クラッチの油圧指令値を、油圧制御機器の個体差に影響を受けることなく算出することができる。その結果、ニュートラル制御を実行するパワートレーンの制御装置であって、ショックを発生させることなくニュートラル状態から復帰できる制御装置を提供することができる。
【００４２】
さらに、本実施の形態においては、自動変速機をベルト式無段変速機として説明したが、本発明はこれに限定されない。自動変速機はトロイダル式無段変速機であっても、流体継手および遊星歯車式減速機構を有する自動変速機であってもよい。
【００４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御ブロック図である。
【図２】図１に示すＥＣＵの詳細図である。
【図３】ＥＣＵで実行される油圧指令値算出処理のプログラムの制御構造を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る自動変速機が搭載された車両の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００ エンジン、２００ トルクコンバータ、２１０ ロックアップクラッチ、２２０ ポンプ羽根車、２３０ タービン羽根車、２４０ ステータ、２５０ ワンウェイクラッチ、２９０ 前後進切換え装置、３００ ＣＶＴ、３１０入力クラッチ、４００ タービン回転数センサ、４１０ プライマリプーリ回転数センサ、４２０ セカンダリプーリ回転数センサ、５００ プライマリプーリ、６００ セカンダリプーリ、７００ ベルト、８００ デファレンシャルギヤ、１０００ ＥＣＵ、１０１０ エンジンコントロールコンピュータ、１０２０ トランスミッションコントロールコンピュータ、１１００ 油圧制御部、１１１０ 変速速度制御部、１１２０ ベルト挟圧力制御部、１１３０ ロックアップ係合圧制御部、１１４０ クラッチ圧力制御部、１１５０ マニュアルバルブ、１２００ 変速制御用デューティソレノイド（１）、１２１０ 変速制御用デューティソレノイド（２）、１２２０ リニアソレノイド、１２３０ ロックアップソレノイド、１２４０ ロックアップ係合圧制御用デューティソレノイド。

Claims (3)

1. 前進走行ポジションで、アクセル操作が行なわれず、ブレーキ操作が行なわれ、かつ車両が予め定められた車速以下であるという条件が成立した場合に、駆動力源からの駆動力を自動変速機に伝達する入力クラッチを解放させるニュートラル制御を実行する自動変速機の制御装置であって、
   前記ニュートラル制御を実行しているときの前記入力クラッチへの油圧指令値を記憶するための記憶手段と、
   前記条件を満足しなくなったことに応答して、前記ニュートラル制御から通常制御への復帰するときの、前記入力クラッチへの油圧指令値を、前記記憶手段に記憶された油圧指令値に基づいて算出するための算出手段とを含む、制御装置。
2. 前記自動変速機にはトルクコンバータが設けられ、
   前記記憶手段は、前記ニュートラル制御を実行しているときに、前記トルクコンバータが予め定められた速度比および速度差のいずれかを実現するための、前記入力クラッチへの油圧指令値を油圧ベース値として記憶するための手段を含み、
   前記算出手段は、前記油圧ベース値に予め定められた値を加算して、前記入力クラッチへの油圧指令値を算出するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記記憶手段は、前記ニュートラル制御を実行しているときに、前記トルクコンバータが予め定められた速度比および速度差のいずれかを実現するために、フィードバック制御により算出された前記入力クラッチへの油圧指令値を油圧ベース値として記憶するための手段を含む、請求項２に記載の制御装置。

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