JP2007009930A - 車両用自動変速機のニュートラル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両停車時に摩擦係合装置を所定の係合荷重でスリップ係合させながらニュートラル制御を実行する場合に、その摩擦係合装置の耐久性を確保しつつニュートラル制御を継続して実行できるようにする。
【解決手段】 トルクコンバータ１４の速度比ｅが目標速度比ｅｔａｒｇｅｔと一致するように、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1がフィードバック制御されるが、目標速度比ｅｔａｒｇｅｔは、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが高くなるに従って大きくされる。このため、その目標速度比ｅｔａｒｇｅｔに従って実際の速度比ｅが大きくなるように係合圧Ｐ_C1が低減されることにより、完全なニュートラル状態に近くなり、第１クラッチＣ１の摩擦による発熱が抑制されて、第１クラッチＣ１の耐久性が確保されるとともに、ニュートラル制御が継続して実行されるようになって燃費が向上する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、車両用自動変速機のニュートラル制御装置に関し、特に、摩擦係合装置の耐久性を確保しつつニュートラル制御を継続して実行できるようにしたニュートラル制御装置に関するものである。

駆動力源からの動力がトルクコンバータを介して入力される自動変速機内の摩擦係合装置の係合荷重を制御する係合荷重制御手段を有し、車両停車時にその摩擦係合装置の係合荷重を低下させてニュートラル状態を成立させるニュートラル制御を実行する車両用自動変速機のニュートラル制御装置が知られている。特許文献１に記載されている装置はその一例で、第１変速段を成立させる際に係合させられる摩擦係合装置の係合荷重を、若干のトルク伝達を許容するようにトルクコンバータのトルク比に基づいて制御することにより、発進時の応答性を損なうことなく駆動力源の負荷が軽減されて燃費が向上させられる。また、このように所定のトルク伝達を許容するように摩擦係合装置をスリップ係合させると、摩擦により温度が上昇して耐久性が損なわれる可能性があるため、その摩擦係合装置の温度を推定して、その温度が所定値以上になったらニュートラル制御を中止するようになっている。
特開２００４−３５３８４４号公報

しかしながら、このように摩擦係合装置の温度が所定値以上になった場合にニュートラル制御を中止すると、その中止によって燃費が損なわれる一方、燃費をできるだけ向上させるためにニュートラル制御を中止する温度を高くすると、摩擦係合装置の耐久性が損なわれるという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両停車時に摩擦係合装置を所定の係合荷重でスリップ係合させながらニュートラル制御を実行する場合に、その摩擦係合装置の耐久性を確保しつつニュートラル制御を継続して実行できるようにして燃費を一層向上させることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、駆動力源からの動力がトルクコンバータを介して入力される自動変速機内の摩擦係合装置の係合荷重を制御する係合荷重制御手段を有し、車両停車時にその摩擦係合装置の係合荷重を低下させてニュートラル状態を成立させるニュートラル制御を実行する車両用自動変速機のニュートラル制御装置であって、(a) 前記摩擦係合装置の温度を推定する温度推定手段と、(b) 前記トルクコンバータの目標速度比を前記温度推定手段によって推定された温度に基づいて、その温度が高いときには大きくなるように設定する目標速度比設定手段と、を有し、(c) 前記係合荷重制御手段は、前記ニュートラル制御の実行時に前記トルクコンバータの実際の速度比が前記目標速度比設定手段により設定された目標速度比となるように前記摩擦係合装置の係合荷重を制御することを特徴とする。

第２発明は、第１発明の車両用自動変速機のニュートラル制御装置において、前記目標速度比設定手段は、前記温度推定手段により推定された温度が高くなる程前記目標速度比を大きくすることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明の車両用自動変速機のニュートラル制御装置において、前記目標速度比設定手段は、前記目標速度比が予め定められた上限値を超えないように制限する上限ガード手段を備えていることを特徴とする。

このように、本発明のニュートラル制御装置は、トルクコンバータの実際の速度比が目標速度比設定手段により設定された目標速度比となるように、係合荷重制御手段により摩擦係合装置の係合荷重が制御される一方、目標速度比設定手段は、温度推定手段によって推定された摩擦係合装置の温度が高いときには目標速度比を大きくするようになっているため、その目標速度比に従って実際の速度比が大きくなるように摩擦係合装置の係合荷重が低減されることにより、完全なニュートラル状態に近くなって摩擦（スリップ係合）による発熱が抑制され、摩擦係合装置の耐久性が確保されるとともに、ニュートラル制御が継続して実行されるようになって燃費が一層向上する。また、完全にニュートラル状態にするわけではないとともに、摩擦係合装置の温度が下がれば、目標速度比が小さくされて係合荷重が増大させられるため、発進時すなわちニュートラル制御を終了して摩擦係合装置を完全係合させて発進する際の応答性が損なわれることもない。

第２発明では、温度推定手段により推定された温度が高くなる程目標速度比が連続的または段階的に大きくされるため、例えば温度に応じて目標速度比を２段階で切り換える場合に比較して、摩擦係合装置の係合荷重が温度に応じてきめ細かく適切に制御されるようになり、その摩擦係合装置の係合荷重や温度の変化幅を小さくできて、発進時の応答性や摩擦係合装置の耐久性を適切に確保しながらニュートラル制御を継続して実施できるようになる。

第３発明では、上限ガード手段により目標速度比が予め定められた上限値を超えないように制限されるため、目標速度比が完全ニュートラル状態における速度比よりも大きくなり、係合荷重制御手段によって係合荷重を幾ら小さくしても実際の速度比が大きくならないといった制御上の問題が回避されるとともに、摩擦係合装置が完全な解放状態になって発進時にニュートラル制御から復帰する際に係合ショックが発生したり、発進するまでの応答性が損なわれたりする恐れがない。

ここで、自動変速機としては、例えば遊星歯車式や平行軸式等の有段の自動変速機が好適に用いられるが、前後進やニュートラルを切り換えるだけの前後進切換装置などでも良い。摩擦係合装置は、発進時に第１変速段等の所定の走行用変速段を成立させる際に係合させられるもので、自動変速機への入力を接続遮断する入力クラッチやブレーキなどでも良い。摩擦係合装置としては油圧式のものが好適に用いられ、例えばソレノイド弁によって油圧すなわち係合荷重が制御されるが、電磁式等の他の摩擦係合装置を用いることもできる。油圧式摩擦係合装置は、油圧シリンダ等のアクチュエータによって係合させられる単板式或いは多板式のクラッチやブレーキ、ベルト式のブレーキなどである。

温度推定手段は、例えば前記特許文献１に記載されているように、ＡＴ油温やニュートラル制御の継続時間、トルクコンバータの速度比等をパラメータとして予め定められたデータマップや演算式等に従って温度を算出するなど、従来から知られている種々の手法を採用できる。

トルクコンバータの速度比は、（出力側のタービン回転速度）／（入力側のポンプ回転速度）で、駆動力源から動力が入力されている車両停車時には１．０より小さな値で、摩擦係合装置の係合荷重が０すなわち出力側の負荷が０の完全ニュートラル状態では１．０に近くなる一方、摩擦係合装置の係合荷重が大きくなって出力側の負荷が大きくなるに従って小さくなる。出力側の負荷が０の完全ニュートラル時の速度比は、トルクコンバータに供給される作動油温度（作動油の粘性）や、駆動力源の回転速度すなわちトルクコンバータの入力側の回転速度等によって変化する。

目標速度比設定手段は、前記温度推定手段によって求められた温度が高い時には目標速度比を大きくするものであれば良く、例えば大小の２段階で切り換えるだけでも良いが、第２発明のように温度に応じて３段階以上で増減させたり連続的に増減させたりすることが望ましい。また、温度推定手段によって求められた温度が所定値以下になるまで、１サイクルタイム毎に所定量ずつ目標速度比を大きくするなど、種々の態様を採用できる。

上記目標速度比設定手段は、例えば(a) トルクコンバータに供給される作動油温度やトルクコンバータの入力側の回転速度等をパラメータとして予め定められたデータマップや演算式等に従って基準速度比ｅｂａｓｅを求める基準速度比算出手段と、(b) その基準速度比ｅｂａｓｅを前記温度推定手段によって算出された温度に基づいて、その温度が高くなるに従って大きくなるように補正する補正手段と、を有して構成される。基準速度比ｅｂａｓｅは、例えば発進時に所定の応答性が得られるとともに駆動力源の負荷ができるだけ小さい係合荷重となるように、トルクコンバータの出力側の負荷が０の完全ニュートラル時の速度比よりも所定量だけ小さい値が設定される。補正手段は、(b-1) 温度推定手段によって算出された温度をパラメータとして予め定められたデータマップや演算式等に従って、その温度が高い程大きな値となる速度比補正値Δｅを求める補正値算出手段と、(b-2) その速度比補正値Δｅを上記基準速度比ｓｂａｓｅに加算して目標速度比ｅｔａｒｇｅｔを求める目標速度比算出手段とを有して構成される。

係合荷重制御手段は、実際の速度比が目標速度比と一致するように、例えばそれ等の偏差に応じて係合荷重を増減するように構成されるが、実際の速度比と目標速度比の大小に応じて一定量ずつ係合荷重を増減するものでも良いなど、種々の態様が可能である。

第３発明の上限ガード手段は、目標速度比が、トルクコンバータの出力側の負荷が０の完全ニュートラル時の速度比以上になり、係合荷重制御手段による係合荷重の制御では速度比のコントロールが不可能になったり、摩擦係合装置が完全な解放状態になったりすることを防止するためのもので、上限値は、前記基準速度比ｅｂａｓｅと同様にトルクコンバータに供給される作動油温度やトルクコンバータの入力側の回転速度等をパラメータとして予め定められたデータマップや演算式等に従って、トルクコンバータの出力側の負荷が０の完全ニュートラル時の速度比より小さく且つ基準速度比ｅｂａｓｅよりも大きな値が設定されるようにすることが望ましい。

上記上限ガード手段は、結果的に目標速度比が上限値を超えないように制限するものであれば良く、例えば前記速度比補正値Δｅを制限するように構成することもできる。なお、目標速度比が上限値を超えないように前記速度比補正値Δｅが予め設定されている場合には、上限ガード手段は不要であるなど、上限ガード手段は必要に応じて設けられれば良い。

また、このような上限ガード手段は、前記目標速度比設定手段が、摩擦係合装置の温度が高い場合に目標速度比を例えば１サイクルタイム毎に一定値ずつ際限なく大きくする場合等にも好適に適用され得る。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である車両用自動変速機のニュートラル制御装置が適用された駆動力伝達装置１０の構成を説明する骨子図である。この図１において、走行用駆動力源であるエンジン１２の出力は、流体式動力伝達装置であるトルクコンバータ１４を介して自動変速機１６に入力され、図示しない差動歯車装置及び車軸を介して駆動輪へ伝達されるようになっている。

上記エンジン１２は、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン等の内燃機関である。また、上記トルクコンバータ１４は、上記エンジン１２のクランク軸１８に連結されたポンプ翼車２２と、上記自動変速機１６の入力軸２０に連結されたタービン翼車２４と、一方向クラッチ２８によって上記自動変速機１６のハウジング３８に対する一方向の回転が阻止されているステータ翼車２６とを備えており、上記ポンプ翼車２２とタービン翼車２４との間で流体を介して動力伝達を行う。また、上記ポンプ翼車２２及びタービン翼車２４の間には、それらを直結するためのロックアップクラッチ３０が設けられている。

前記自動変速機１６は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置３２と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置３４及び第３遊星歯車装置３６とを備えている遊星歯車式の変速機で、第１遊星歯車装置３２のサンギヤＳ１は、第３クラッチＣ３を介して入力軸２０に選択的に連結されると共に、一方向クラッチＦ２及び第３ブレーキＢ３を介してハウジング３８に選択的に連結され、入力軸２０と反対方向の回転が阻止されるようになっている。第１遊星歯車装置３２のキャリアＣＡ１は、第１ブレーキＢ１を介してハウジング３８に選択的に連結されると共に、その第１ブレーキＢ１と並列に設けられた一方向クラッチＦ１により常に逆方向の回転が阻止されるようになっている。第１遊星歯車装置３２のリングギヤＲ１は、第２遊星歯車装置３４のリングギヤＲ２と一体的に連結されており、第２ブレーキＢ２を介してハウジング３８に選択的に連結されるようになっている。第２遊星歯車装置３４のサンギヤＳ２は、第３遊星歯車装置３６のサンギヤＳ３と一体的に連結されており、第４クラッチＣ４を介して入力軸２０に選択的に連結されるとともに、一方向クラッチＦ０及び第１クラッチＣ１を介して入力軸２０に選択的に連結され、その入力軸２０に対して逆方向へ相対回転することが阻止されるようになっている。第２遊星歯車装置３４のキャリアＣＡ２は、第３遊星歯車装置３６のリングギヤＲ３と一体的に連結されており、第２クラッチＣ２を介して入力軸２０に選択的に連結されると共に、第４ブレーキＢ４を介してハウジング３８に選択的に連結されるようになっており、更に第４ブレーキＢ４と並列に設けられた一方向クラッチＦ３により常に逆方向の回転が阻止されるようになっている。そして、第３遊星歯車装置３６のキャリアＣＡ３は、出力軸４０に一体的に連結されている。

図２は、前記自動変速機１６の各変速段を成立させるためのクラッチＣ１〜Ｃ４、ブレーキＢ１〜Ｂ４の係合作動、および一方向クラッチＦ０〜Ｆ３の係合状態を説明する係合表であり、「○」は係合を、空欄は解放を、「△」はエンジンブレーキ時の係合を、「●」は動力伝達に関与しない係合をそれぞれ表している。前記自動変速機１６に備えられた第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、第３ブレーキＢ３、及び第４ブレーキＢ４（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、何れも多板式のクラッチやブレーキ等、油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、図３に示す油圧制御回路８２に備えられたソレノイド弁Ｓ４、ＳＲの励磁、非励磁や、リニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬＴ、ＳＬＵの励磁電流の制御などにより、図２に示すように係合・解放が切り換えられることで、図３に示すシフトレバー７８の操作位置（ポジション）及び車両の走行状態等に応じて第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」の６つの前進変速段および１つの後進変速段「Ｒｅｖ」を成立させる。第１変速段「１ｓｔ」から第６変速段「６ｔｈ」へ向かうに従って変速比γ（＝入力軸２０の回転速度Ｎ_IN／出力軸４０の回転速度Ｎ_OUT ）は小さくなり、第４変速段「４ｔｈ」の変速比は１．０である。

シフトレバー７２は、例えば駐車ポジション「Ｐ」や後進走行ポジション「Ｒ」、ニュートラルポジション「Ｎ」、前進走行ポジション「Ｄ」等へ操作されるようになっており、「Ｐ」および「Ｎ」ポジションでは動力伝達を遮断する非駆動変速段としてニュートラルが成立させられるが、「Ｐ」ポジションでは図示しないメカニカルパーキング機構によって機械的に駆動輪の回転が阻止される。また、「Ｄ」等の前進走行ポジションでは前進変速段「１ｓｔ」〜「６ｔｈ」が成立させられ、「Ｒ」ポジションでは後進変速段「Ｒｅｖ」が成立させられる。

図３は、前記エンジン１２及び自動変速機１６等を制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図で、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル４２の操作量（開度）Ａ_CCがアクセル操作量センサ４４により検出されるようになっている。エンジン１２の吸気配管には、スロットルアクチュエータ４６により制御されることで、そのエンジン１２のアイドル回転速度ＮＥ_IDL を制御すると共に、アクセル操作量Ａ_CCに応じた開き角すなわちスロットル弁開度θ_THとされる電子スロットル弁４８が設けられている。また、エンジン１２の回転速度ＮＥを検出するためのエンジン回転速度センサ５０、そのエンジン１２の吸入空気量Ｑを検出するための吸入空気量センサ５２、吸入空気温度Ｔ_A を検出するための吸入空気温度センサ５４、上記電子スロットル弁４８の全閉状態（アイドル状態）及びそのスロットル弁開度θ_THを検出するためのアイドルスイッチ付スロットルセンサ５６、前記出力軸４０の回転速度Ｎ_OUT に対応する車速Ｖを検出するための車速センサ５８、前記エンジン１２の冷却水温Ｔ_W を検出するための冷却水温センサ６０、常用ブレーキである図示しないフットブレーキの操作の有無を検出するためのブレーキスイッチ６２、シフトレバー７８のレバーポジション（操作位置）Ｐ_SHを検出するためのレバーポジションセンサ６４、前記入力軸２０の回転速度Ｎ_INに対応するタービン回転速度ＮＴを検出するためのタービン回転速度センサ６６、油圧制御回路８２内の作動油の温度であるＡＴ油温Ｔ_OIL を検出するためのＡＴ油温センサ６８等が設けられており、それらのセンサやスイッチから、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度Ｔ_A 、スロットル弁開度θ_TH、車速Ｖ、エンジン冷却水温Ｔ_W 、ブレーキ操作の有無、シフトレバー７２のレバーポジションＰ_SH、タービン回転速度ＮＴ、ＡＴ油温Ｔ_OIL 等を表す信号が電子制御装置８０に供給されるようになっている。

上記電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記エンジン１２の出力制御や自動変速機１６の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用と変速制御用とに分けて構成される。エンジン１２の出力制御では、前記スロットルアクチュエータ４６により電子スロットル弁４８を開閉制御する他、燃料噴射量制御のために燃料噴射弁８４を制御し、点火時期制御のためにイグナイタ等の点火装置８６を制御する。電子スロットル弁４８の制御では、予め定められた関係から実際のアクセル操作量Ａ_CCに基づいて上記スロットルアクチュエータ４８を駆動し、そのアクセル操作量Ａ_CCが大きいほどスロットル弁開度θ_THを増加させる。また、エンジン１２の始動時には、スタータ（電動モータ）８８によりそのエンジン１２のクランク軸１８をクランキングする。

自動変速機１６の変速制御は、油圧制御回路８２のソレノイド弁Ｓ４、ＳＲのＯＮ（励磁）、ＯＦＦ（非励磁）を切り換えたり、リニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬＴ、ＳＬＵなどの励磁電流を連続的に変化させたりして、前記クラッチＣやブレーキＢの係合解放状態を切り換えることにより、例えば図４に示すようにスロットル弁開度θ_THおよび車速Ｖをパラメータとして予め定められた変速条件（変速マップ等）に従って前進６速の変速段「１ｓｔ」〜「６ｔｈ」を自動的に切り換える。図４の実線はアップシフト線で、破線はダウンシフト線であり、車速Ｖが低くなったりスロットル弁開度θ_THが大きくなったりするに従って、変速比γが大きい低速側の変速段に切り換えられるようになっており、図中の「１」〜「６」は第１変速段「１ｓｔ」〜第６変速段「６ｔｈ」を意味している。

図５は、油圧制御回路８２の要部であってニュートラル制御に関与する部分、すなわち前記シフトレバー７８が「Ｄ」ポジションへ操作された前進駆動状態における車両停車時に、第１変速段「１ｓｔ」を成立させるために係合させられる第１クラッチＣ１の係合荷重を制御するための部分を示したものである。油圧ポンプ９０によりオイルパン９１から汲み上げられた作動油は、リリーフ型の第１調圧弁９２により調圧されることによって第１ライン圧ＰＬ１とされ、シフトレバー７８に連動させられるマニュアルバルブ９４に供給される。シフトレバー７８が「Ｄ」ポジションへ操作されているときには、このマニュアルバルブ９４から第１ライン圧ＰＬ１と同じ大きさの前進ポジション圧Ｐ_D がリニアソレノイド弁ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３などの各ソレノイド弁やシフト弁、コントロール弁等へ供給されるようになっており、第１クラッチＣ１にはコントロール弁９６を経て作動油が供給される。コントロール弁９６は、リニアソレノイド弁ＳＬ１から出力される信号圧に従って調圧作動を行うもので、リニアソレノイド弁ＳＬ１の励磁電流が前記電子制御装置８０により連続的に変化させられることにより、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1が連続的に調圧されるとともに、その係合圧Ｐ_C1は油圧センサ９８によって検出される。第１クラッチＣ１は、「Ｄ」ポジションの前進駆動状態において入力クラッチとして機能するもので、ニュートラル制御の際に係合荷重が低下させられる摩擦係合装置に相当し、その係合圧Ｐ_C1は係合荷重に対応する。

上記油圧ポンプ９０から汲み上げられた作動油は、クラッチＣやブレーキＢへ供給されてそれ等を係合させるだけでなく、自動変速機１６の各部の潤滑に使用されるとともに、トルクコンバータ１４にも供給されて、そのトルク伝達に寄与する。また、このように自動変速機１６やトルクコンバータ１４の各部へ供給された作動油は、図示しないオイルクーラー等を介してオイルパン９１へ戻されるようになっている。前記ＡＴ油温センサ６８は、この作動油の温度Ｔ_OIL を検出するためのものである。

一方、前記電子制御装置８０は、図６に示すように、クラッチ温度推定手段１２２、目標速度比設定手段１２４、油圧制御手段１２６、および速度比算出手段１２８から成るニュートラル制御手段１２０を機能的に備えており、目標速度比設定手段１２４は、補正値算出手段１３０、基準速度比算出手段１３２、および目標速度比算出手段１３４を備えている。このニュートラル制御手段１２０は、図７および図１０に示すフローチャートに従って信号処理を実行することにより、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1を低下させてニュートラル制御を行うもので、具体的にはトルクコンバータ１４の実際の速度比ｅ（＝ＮＴ／ＮＥ）が目標速度比ｅｔａｒｇｅｔとなるように係合圧Ｐ_C1をフィードバック制御するものであり、図７のステップＳＡ３は上記基準速度比算出手段１３２に相当し、ステップＳＡ５は補正値算出手段１３０に相当し、ステップＳＡ６は目標速度比算出手段１３４に相当し、ステップＳＡ７は油圧制御手段１２６および速度比算出手段１２８に相当する。また、クラッチ温度推定手段１２２は温度推定手段として機能するもので、ニュートラル制御中か否かに拘らず図１０のフローチャートに従って信号処理を実行することにより、第１クラッチＣ１の推定温度である推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐを逐次算出して更新する。

クラッチ温度推定手段１２２に相当する図１０のステップＳＣ１では、ニュートラル制御中か否かを、例えばニュートラル制御中か否かによって切り換えられるＮ制御フラグの状態等によって判断し、ニュートラル制御中の場合にはステップＳＣ２以下を実行し、ニュートラル制御中でなければステップＳＣ６以下を実行する。ステップＳＣ２では、エンジン回転速度ＮＥ及びタービン回転速度ＮＴからトルクコンバータ１４の実際の速度比ｅ（＝ＮＴ／ＮＥ）を算出し、ステップＳＣ３では、ステップＳＣ２で算出した速度比ｅ、エンジン回転速度ＮＥ、ＡＴ油温Ｔ_OIL 、およびニュートラル制御の継続時間ｔＮに基づいて第１クラッチＣ１の推定上昇温度ｔｍｐｕｐを算出する。具体的には、図１１(a) に示すマップから速度比ｅ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて求められる第１係数Ｋ１と、図１１(b) に示すマップからＡＴ油温Ｔ_OIL に基づいて求められる第２係数Ｋ２と、図１１(c) に示すマップからニュートラル制御の継続時間ｔＮに基づいて求められる第３係数Ｋ３とに基づいて、次式(1) に従って第１クラッチＣ１の推定上昇温度ｔｍｐｕｐを算出する。そして、次のステップＳＣ４では、次式(2) に示すように、現在の推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐとステップＳＣ３で求めた推定上昇温度ｔｍｐｕｐとを加算することにより、新たな推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐを算出して記憶内容を更新する。また、ステップＳＣ５では、ニュートラル制御の継続時間ｔＮにカウント「１」を加算する。
ｔｍｐｕｐ＝Ｋ１×Ｋ２×Ｋ３ ・・・(1)
ｃ１ｔｍｐ＝ｃ１ｔｍｐ＋ｔｍｐｕｐ ・・・(2)

前記ステップＳＣ１の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわちニュートラル制御中でない通常の走行時においては、ステップＳＣ６で現在の推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐがＡＴ油温Ｔ_OIL より高いか否かを判断し、ｃ１ｔｍｐ＞Ｔ_OIL であればステップＳＣ７以下を実行する。ステップＳＣ７では、現在の推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐとＡＴ油温Ｔ_OIL との温度差ΔＴ（＝ｃ１ｔｍｐ−Ｔ_OIL ）を算出し、ステップＳＣ８において、例えば図１１(d) に示すマップからその温度差ΔＴに基づいて第１クラッチＣ１の推定降下温度ｔｍｐｄｗを算出する。そして、次のステップＳＣ９では、次式(3) に示すように、現在の推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐからステップＳＣ８で求めた推定降下温度ｔｍｐｄｗを引き算することにより、新たな推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐを算出して記憶内容を更新する。
ｃ１ｔｍｐ＝ｃ１ｔｍｐ−ｔｍｐｄｗ ・・・(3)

また、ステップＳＣ６の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわち現在の推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐがＡＴ油温Ｔ_OIL 以下である場合には、ステップＳＣ１０を実行し、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐをＡＴ油温Ｔ_OIL とする。

ニュートラル制御手段１２０によって実行される図７のフローチャートにおいて、ステップＳＡ１では、前記Ｎ制御フラグの状態等に基づいてニュートラル制御中か否かを判断し、ニュートラル制御中であれば直ちにステップＳＡ４以下を実行するが、ニュートラル制御中でない場合はステップＳＡ２で所定のニュートラル制御開始条件が成立したか否かを判断する。ニュートラル制御開始条件は、例えば「Ｄ」ポジションにおける車両停止時で、アクセルペダル４２が踏み込まれておらず、且つ図示しないフットブレーキがオン状態であることなどであり、このニュートラル制御開始条件が成立した場合はステップＳＡ３以下を実行するが、成立しない場合はそのまま終了する。

ステップＳＡ３では、現在のＡＴ油温Ｔ_OIL およびエンジン回転速度ＮＥに基づいて、図８に示すようにそれ等をパラメータとして定められたマップや演算式等から基準速度比ｅｂａｓｅを算出する。基準速度比ｅｂａｓｅは、ニュートラル制御において第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1を目標速度比ｅｔａｒｇｅｔに応じてフィードバック制御する際の、その目標速度比ｅｔａｒｇｅｔの基礎となるもので、ニュートラル制御から復帰して第１クラッチＣ１を完全係合させて発進する際に所定の応答性が得られるとともに、エンジン１２の負荷ができるだけ小さくなるように、トルクコンバータ１４の出力側の負荷が０すなわち係合圧Ｐ_C1＝０の完全なニュートラル状態における速度比ｅ_N よりも所定量だけ小さい値が設定される。トルクコンバータ１４の速度比ｅは、「Ｄ」ポジションの前進駆動状態における車両停止時には、ＮＴ＜ＮＥで１．０より小さな値となり、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1が０すなわち出力側の負荷が０の完全なニュートラル状態では１．０に近くなる一方、係合圧Ｐ_C1が大きくなって出力側の負荷が大きくなるに従って小さくなる。また、完全なニュートラル状態における速度比ｅ_N は、トルクコンバータ１４に供給される作動油の温度すなわちＡＴ油温Ｔ_OIL が低くて粘性が高くなると小さくなり、トルクコンバータ１４の入力側の回転速度であるエンジン回転速度ＮＥが低い程小さくなる。したがって、図８のデータマップも、ＡＴ油温Ｔ_OIL が低いとともにエンジン回転速度ＮＥが低い程、基準速度比ｅｂａｓｅが連続的に小さくなるように、予め実験等によって定められている。

次のステップＳＡ４では、前記図１０のフローチャートに従って算出されて記憶装置に記憶されるとともに逐次更新される推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐを読み込み、ステップＳＡ５では、その推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐに基づいて、図９に示すようにその推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐをパラメータとして定められたマップや演算式等から速度比補正値Δｅを算出する。この速度比補正値Δｅは、ニュートラル制御による第１クラッチＣ１のスリップ係合で、その第１クラッチＣ１の温度が高くなって耐久性が損なわれることを防止するためのもので、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが高くなる程第１クラッチＣ１の負荷すなわち係合圧Ｐ_C1が低下するように、言い換えれば目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが大きくなるように定められれば良く、前記図９のデータマップは、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが高くなる程速度比補正値Δｅが連続的に大きくなるように、予め実験等によって定められている。

そして、ステップＳＡ６では、次式(4) に示すように、ステップＳＡ３で算出された基準速度比ｅｂａｓｅにステップＳＡ５で算出された速度比補正値Δｅを加算することにより、目標速度比ｅｔａｒｇｅｔを算出する。また、ステップＳＡ７では、トルクコンバータ１４の実際の速度比ｅが目標速度比ｅｔａｒｇｅｔと一致するように、前記リニアソレノイド弁ＳＬ１の励磁電流をフィードバック制御することにより、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1を調圧制御する。すなわち、速度比ｅと目標速度比ｅｔａｒｇｅｔとの偏差に応じて、速度比ｅが目標速度比ｅｔａｒｇｅｔより小さい場合は、トルクコンバータ１４の負荷が小さくなるように係合圧Ｐ_C1を低下させる一方、速度比ｅが目標速度比ｅｔａｒｇｅｔより大きい場合は、トルクコンバータ１４の負荷が大きくなるように係合圧Ｐ_C1を上昇させるのである。速度比ｅ（＝ＮＴ／ＮＥ）は、タービン回転速度センサ６６によって検出されるタービン回転速度ＮＴおよびエンジン回転速度センサ５０によって検出されるエンジン回転速度ＮＥを用いて前記速度比算出手段１２８によって算出される。なお、このステップＳＡ７を実行する油圧制御手段１２６は、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1を制御するリニアソレノイド弁ＳＬ１と共に係合荷重制御手段を構成している。
ｅｔａｒｇｅｔ＝ｅｂａｓｅ＋Δｅ ・・・(4)

そして、このように目標速度比ｅｔａｒｇｅｔに応じて係合圧Ｐ_C1がフィードバック制御されると、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが高くなり、速度比補正値Δｅにより目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが大きくなるように補正された場合には、実際の速度比ｅも大きくなるように、言い換えればトルクコンバータ１４の負荷が小さくなるように係合圧Ｐ_C1が低下させられ、これにより第１クラッチＣ１の負荷が軽減されてスリップ係合による温度上昇が抑制される。

次のステップＳＡ８では、所定のニュートラル制御終了条件が成立したか否かを判断する。ニュートラル制御終了条件は、例えば前記ニュートラル制御開始条件とは反対にフットブレーキがオフ状態になったり、アクセルペダル４２が踏込み操作されたり、或いはシフトレバー７８が「Ｄ」ポジションから他のポジションへ操作されたりしたことなどで、ニュートラル制御終了条件が成立しない場合はそのまま終了する。ニュートラル制御終了条件としてはまた、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが第１クラッチＣ１の耐久性を損なう所定温度以上に達した場合、或いは所定温度以上の状態が所定時間以上継続した場合など、他の種々の条件を設定することができる。そして、ニュートラル制御終了条件が成立した場合には、ステップＳＡ９でニュートラル制御を終了し、シフトレバー７８が「Ｄ」ポジションのままの発進時には第１クラッチＣ１を完全係合させ、「Ｄ」ポジションから「Ｎ」等の他のポジションへ操作された場合は第１クラッチＣ１を解放する。

このように、本実施例のニュートラル制御では、トルクコンバータ１４の実際の速度比ｅが目標速度比設定手段１２４により設定された目標速度比ｅｔａｒｇｅｔと一致するように、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1をフィードバック制御するが、目標速度比設定手段１２４は、クラッチ温度推定手段１２２によって推定された推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが高いときには目標速度比ｅｔａｒｇｅｔを大きくする。これにより、その目標速度比ｅｔａｒｇｅｔに従って実際の速度比ｅが大きくなるように係合圧Ｐ_C1が低減されるため、完全なニュートラル状態に近くなり、第１クラッチＣ１の摩擦（スリップ係合）による発熱が抑制されて、第１クラッチＣ１の耐久性が確保されるとともに、ニュートラル制御が継続して実行されるようになって燃費が一層向上する。また、完全にニュートラル状態にするわけではないとともに、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが下がれば目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが小さくされて係合圧Ｐ_C1が増大させられるため、発進時すなわちニュートラル制御を終了して第１クラッチＣ１を完全係合させて発進する際の応答性が損なわれることもない。

また、本実施例では図９に示すように推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが高くなる程大きな値の速度比補正値Δｅが設定され、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐに応じて目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが連続的に変化させられるため、例えば推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐに応じて目標速度比ｅｔａｒｇｅｔを２段階で切り換える場合に比較して、第１クラッチＣ１の係合圧Ｐ_C1が推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐに応じてきめ細かく適切に制御されるようになり、その係合圧Ｐ_C1や推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐの変化幅を小さくできて、発進時の応答性や第１クラッチＣ１の耐久性を適切に確保しながらニュートラル制御を継続して実施できるようになる。

ここで、上記実施例では推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが上昇するに従って速度比補正値Δｅが大きくなるため、図９のデータマップの設定によっては、推定クラッチ温度ｃ１ｔｍｐが予想以上に高くなった場合に目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが完全ニュートラル時の速度比ｅ_N に接近したり、その速度比ｅ_N を超える可能性がある。そして、目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが完全ニュートラル時の速度比ｅ_N に近くなったり、それよりも大きくなったりすると、第１クラッチＣ１が完全な解放状態になり、発進時にニュートラル制御から復帰する際に係合ショックが発生したり、第１クラッチＣ１が完全係合して発進するまでの応答性が悪くなったりする恐れがある。また、油圧制御手段１２６よって係合圧Ｐ_C1を幾ら小さくしても実際の速度比ｅが大きくならなず、目標速度比ｅｔａｒｇｅｔと一致させることができないといった制御上の問題が発生する可能性がある。

このため、図１２に示すように、前記ステップＳＡ６とＳＡ７との間でステップＳＡ１０〜ＳＡ１２を実行する上限ガード手段１３６を設け、上限値ｅｇｕａｒｄによって目標速度比ｅｔａｒｇｅｔを制限することが望ましい。すなわち、前記ステップＳＡ６に続いてステップＳＡ１０を実行し、目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが上限値ｅｇｕａｒｄより大きいか否かを判断するとともに、ｅｔａｒｇｅｔ＞ｅｇｕａｒｄであればステップＳＡ１１でｅｔａｒｇｅｔ＝ｅｇｕａｒｄとし、ｅｔａｒｇｅｔ≦ｅｇｕａｒｄの場合には、ステップＳＡ１２でその目標速度比ｅｔａｒｇｅｔをそのまま維持するのである。上限値ｅｇｕａｒｄは、目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが完全ニュートラル時の速度比ｅ_N に近くなって第１クラッチＣ１が完全な解放状態になることを防止するためのものであるため、前記基準速度比ｅｂａｓｅと同様にＡＴ油温Ｔ_OIL およびエンジン回転速度ＮＥをパラメータとして予め定められたデータマップや演算式等に従って設定されるようにすることが望ましく、完全ニュートラル時の速度比ｅ_N と基準速度比ｅｂａｓｅとの間の所定の値が定められる。

この場合には、上限ガード手段１３６により目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが予め定められた上限値ｅｇｕａｒｄを超えないように制限されるため、目標速度比ｅｔａｒｇｅｔが完全ニュートラル状態における速度比ｅ_N よりも大きくなり、油圧制御手段１２６よって係合圧Ｐ_C1を幾ら小さくしても実際の速度比ｅが大きくならないといった制御上の問題が回避されるとともに、第１クラッチＣ１が完全な解放状態になって発進時にニュートラル制御から復帰する際に係合ショックが発生したり、発進するまでの応答性が損なわれたりする恐れがない。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

本発明の一実施例である車両用自動変速機のニュートラル制御装置が適用された駆動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。 図１の自動変速機の各変速段を成立させるためのクラッチ及びブレーキの作動状態を説明する係合表である。 図１のエンジン及び自動変速機等を制御するために車両に設けられた制御系統を説明するブロック線図である。 図３の電子制御装置によって自動変速機の変速制御が行われる際の変速マップの一例を示す図である。 図３の油圧制御回路のうちニュートラル制御で使用される第１クラッチＣ１に関連する部分を示す回路図である。 図３の電子制御装置によって行われるニュートラル制御の種々の機能を説明するブロック線図である。 図６のニュートラル制御手段の内容を具体的に説明するフローチャートである。 図７のステップＳＡ３で基準速度比ｅｂａｓｅを求める際のデータマップの一例を示す図である。 図７のステップＳＡ５で速度比補正値Δｅを求める際に用いられるデータマップの一例を示す図である。 図６のクラッチ温度推定手段の内容を具体的に説明するフローチャートである。 図１０のステップＳＣ３、ＳＣ７で推定上昇温度ｔｍｐｕｐや推定降下温度ｔｍｐｄｗを求める際に用いられるデータマップの一例を示す図である。 本発明の他の実施例を説明する図で、(a) は図６の機能ブロック線図に対する追加部分を示す図、(b) は図７のフローチャートに対する追加部分を示す図である。

符号の説明

１２：エンジン（駆動力源） １４：トルクコンバータ １６：自動変速機 ８０：電子制御装置 ８２：油圧制御回路 １２０：ニュートラル制御手段 １２２：クラッチ温度推定手段（温度推定手段） １２４：目標速度比設定手段 １２６：油圧制御手段（係合荷重制御手段） １３６：上限ガード手段 ＳＬ１：リニアソレノイド弁（係合荷重制御手段） Ｃ１：第１クラッチ（摩擦係合装置） Ｐ_C1：係合圧（係合荷重） ｃ１ｔｍｐ：推定クラッチ温度 ｅｔａｒｇｅｔ：目標速度比 ｅｇｕａｒｄ：上限値

Claims (3)

1. 駆動力源からの動力がトルクコンバータを介して入力される自動変速機内の摩擦係合装置の係合荷重を制御する係合荷重制御手段を有し、車両停車時に該摩擦係合装置の係合荷重を低下させてニュートラル状態を成立させるニュートラル制御を実行する車両用自動変速機のニュートラル制御装置であって、
   前記摩擦係合装置の温度を推定する温度推定手段と、
   前記トルクコンバータの目標速度比を前記温度推定手段によって推定された温度に基づいて、該温度が高いときには大きくなるように設定する目標速度比設定手段と、
   を有し、前記係合荷重制御手段は、前記ニュートラル制御の実行時に前記トルクコンバータの実際の速度比が前記目標速度比設定手段により設定された目標速度比となるように前記摩擦係合装置の係合荷重を制御する
   ことを特徴とする車両用自動変速機のニュートラル制御装置。
2. 請求項１において、
   前記目標速度比設定手段は、前記温度推定手段により推定された温度が高くなる程前記目標速度比を大きくする
   ことを特徴とする車両用自動変速機のニュートラル制御装置。
3. 請求項１または２において、
   前記目標速度比設定手段は、前記目標速度比が予め定められた上限値を超えないように制限する上限ガード手段を備えている
   ことを特徴とする車両用自動変速機のニュートラル制御装置。

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