JP2008275000A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速機のニュートラル状態から駆動状態への復帰時において、作動油が低温のため粘性が高い場合においても、係合要素の係合圧の立ち上がりの遅れを防止し、係合要素の係合を滑らかに行わせることにより、車両の発進時に車両にショックが加わったり車両の発進性が悪化することを抑制し、ドライバビリティを向上することができる自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】トランスミッションＥＣＵは、ニュートラル制御の実行開始条件が成立したか否かを判断し（ステップＳ１１）、実行開始条件が成立したと判断したならば、作動油温を測定する（ステップＳ１２）。そして、トランスミッションＥＣＵは、測定された作動油温に対応するトルクコンバータの目標速度比を設定し（ステップＳ１３）、トルクコンバータの速度比が目標速度比と一致するようニュートラル制御を実行する（ステップＳ１４）。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特に、ニュートラル制御を実行する自動変速機の制御装置に関するものである。

一般に、自動変速機の制御装置においては、前進レンジの状態で車両が停止すると、エンジンのアイドリング回転により生成された駆動力が、トルクコンバータおよび変速機構を介して駆動輪にクリープ力として伝達されるクリープ現象が発生する。車両の停止を維持するには、運転者はこのクリープ力を抑えるようブレーキを作動させる必要があり、このブレーキにより消費されたクリープ力の分だけエンジンの燃費が低下するという問題がある。そこで、前進レンジの状態で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場合には、前進レンジのまま前進クラッチがスリップする半係合となるよう、自動変速機を駆動状態からニュートラル状態に移行するニュートラル制御が実行されている。

従来、この種の自動変速機の制御装置においては、ニュートラル制御の実行中に、前進クラッチがスリップによる摩擦熱で過度に発熱することを防ぐため、前進クラッチが所定の温度以下になるよう前進クラッチの係合圧を下げるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された従来の自動変速機の制御装置は、ニュートラル制御の実行時に、エンジン回転速度、エンジン回転速度とトルクコンバータのタービン回転速度との比、作動油温およびニュートラル制御の継続時間に基づいて前進クラッチの温度を推定し、推定された前進クラッチの温度が所定の温度を超えた場合には、前進クラッチの係合圧を下げ、摩擦熱の発生を抑えるようになっている。
特開２００７−９９３０号公報

しかしながら、従来の自動変速機の制御装置においては、前進クラッチを係合するための作動油が低温である場合には、作動油の粘性が高いため、所望の油圧に対して実油圧が追従しない油圧応答性の悪化が発生し、結果として自動変速機がニュートラル状態から駆動状態に復帰する際に前進クラッチの係合圧が所望の係合圧どおりに立ち上がらなかった。また、低温時には摩擦要素に供給される潤滑油の粘性も高くなることを考慮して、前進クラッチの係合圧を下げると、前進クラッチの係合および解放を制御するソレノイドが、反応性の悪い低圧領域で作動することになり、ニュートラル状態から駆動状態への復帰時における前進クラッチの係合圧の立ち上がりの遅れが一段と悪化する原因となっていた。

したがって、作動油の低温状態においては、油圧応答性の悪化などに起因してニュートラル状態から駆動状態への復帰時における前進クラッチの係合圧の立ち上がりの遅れが発生するため、車両の発進時に前進クラッチを滑らかに係合できず、結果として車両にショックが加わったり、車両の発進性が悪化するなど、ドライバビリティが悪化するという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、自動変速機のニュートラル状態から駆動状態への復帰時において、作動油が低温である場合においても、前進クラッチの立ち上がりの遅れの原因となる油圧応答性の悪化を防止し、前進クラッチの係合を滑らかに行わせることにより、車両の発進時に車両にショックが加わったり車両の発進性が悪化することを抑制し、ドライバビリティを向上することができる自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記の課題を解決するため、（１）発進時に係合される係合要素を有する変速機構と、動力源から前記変速機構に動力を伝達するためのトルクコンバータと、前進レンジで車両停止中に、前記係合要素の係合圧を低下させるニュートラル制御を実行し、前記車両の発進時に前記係合要素を係合する復帰制御を実行するニュートラル制御手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、前記ニュートラル制御の開始時に、前記係合要素を作動するための作動油の油温を測定する作動油温測定手段と、前記動力源の回転速度と前記トルクコンバータのタービンの回転速度とを取得し、前記動力源の回転速度と前記トルクコンバータのタービンの回転速度との比により表されるトルクコンバータの速度比を実速度比として算出する実速度比算出手段と、前記トルクコンバータの速度比の目標を目標速度比として設定する目標速度比設定手段と、を備え、前記目標速度比設定手段は、前記作動油温測定手段により測定された作動油の油温が所定の閾値よりも低い場合には、前記実速度比が前記作動油の常温時における速度比よりも小さくなるよう前記目標速度比を設定し、前記ニュートラル制御手段は、ニュートラル制御の実行中に、前記実速度比が前記目標速度比になるよう、前記係合要素の係合圧を調整することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る自動変速機の制御装置は、自動変速機のニュートラル状態への移行時に作動油温が低温である場合には、トルクコンバータの目標速度比を常温時より小さく設定し発進時に係合される係合要素の係合圧を通常より予め高く保持することにより、油圧応答性を向上させることができる。したがって、自動変速機のニュートラル状態から駆動状態への復帰時において、作動油が低温のため粘性が高い場合においても、係合要素の係合圧の立ち上がりの遅れを防止し、係合要素の係合を滑らかに行わせることにより、車両の発進時に車両にショックが加わったり車両の発進性が悪化すること（ヘジテーション）を抑制し、ドライバビリティを向上することができる。

また、本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記（１）に記載の自動変速機の制御装置において、（２）前記目標速度比設定手段は、前記作動油の油温が所定の閾値よりも低い場合には、前記作動油の油温が低いほど前記目標速度比を小さく設定することを特徴とする。

この構成により、本発明に係る自動変速機の制御装置は、作動油温がより低いほどトルクコンバータの目標速度比をより小さく設定しニュートラル制御時における係合要素の係合圧をより高く設定することができるので、作動油の粘性が一段と高くなった場合においても、係合要素の係合圧の立ち上がりの遅れを防止し係合要素の係合を滑らかに行わせることにより、車両の発進時に車両にショックが加わったり車両の発進性が悪化することを抑制し、ドライバビリティを向上することができる。

また、本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記（１）または（２）に記載の自動変速機の制御装置において、（３）前記ニュートラル制御手段は、ニュートラル制御の実行中において、前記実速度比と前記目標速度比との差異に基づいて前記係合要素の係合圧を調整し、前記実速度比を前記目標速度比に追従させるフィードバック制御を行うことを特徴とする。

この構成により、本発明に係る自動変速機の制御装置は、自動変速機のニュートラル状態において、トルクコンバータの実速度比と目標速度比との差異に基づいて係合要素の係合圧を適宜調整し、トルクコンバータの実速度比を目標速度比に常に近づけるフィードバック制御を実行できる。このため、自動変速機のニュートラル状態から駆動状態への復帰開始時に係合要素の係合圧が最適な値となっているので、復帰時において係合要素の係合がより滑らかに行われ、復帰制御時のドライバビリティを更に向上することができる。

本発明によれば、自動変速機のニュートラル状態から駆動状態への復帰時において、作動油が低温のため粘性が高い場合においても、係合要素の係合圧の立ち上がりの遅れを防止し、係合要素の係合を滑らかに行わせることにより、車両の発進時に車両にショックが加わったり車両の発進性が悪化することを抑制し、ドライバビリティを向上することができる自動変速機の制御装置を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置を搭載した車両を模式的に示す概略構成図である。図２は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示す骨子図である。

本実施の形態においては、本発明に係る自動変速機の制御装置をＦＦ（Front engine Front drive）車両に適用した場合について説明する。

図１に示すように、車両１は、エンジン２と、トルクコンバータ３と、前進クラッチを有する変速機構４と、トルクコンバータ３および変速機構４を油圧で制御するための油圧制御回路９と、動力源としてのエンジン２を制御するためのエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１と、油圧制御回路９を制御するためのトランスミッションＥＣＵ１２と、によって構成されている。

エンジン２は、図示しないインジェクタから噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。なお、内燃機関の代わりに外燃機関を用いてもよい。また、エンジン２の代わりに回転電機などを用いてもよい。

トルクコンバータ３は、エンジン２から変速機構４にトルクを増大してエンジン２の動力を伝達するようになっており、後述するように、エンジン２の出力軸と連結されるポンプインペラー（以下、単にインペラーという）と、変速機構４の入力軸と連結されるタービンランナー（以下、単にタービンという）と、ワンウェイクラッチによって一方向の回転が阻止されているステータとを有している。インペラーとタービンとは、流体を介して動力を伝達するようになっている。

さらに、トルクコンバータ３は、車両１の高速走行時において、インペラーとタービンとを機械的に直結することによりエンジン２から変速機構４への動力の伝達効率を上げるためのロックアップクラッチ４７（図２参照）を有している。

トルクコンバータ３と、変速機構４とは、自動変速機５を構成している。自動変速機５は、所望の変速段を形成することにより、図示しないクランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。自動変速機５の出力ギヤから出力される動力は、図示しないディファレンシャルギヤおよびドライブシャフトを介して、図示しない左右の前輪に伝達される。変速機構４については、後で詳細に説明する。

油圧制御回路９は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５を有している。また、油圧制御回路９は、作動油の油温を測定するための油温センサ３３を有している。

エンジンＥＣＵ１１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）および入出力インターフェースを有している。エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵによって、後述するアクセルセンサやスロットルセンサから入力された信号や、ＲＯＭに記憶されたマップなどに基づきエンジンの回転数を制御するようになっている。

トランスミッションＥＣＵ１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースを有している。トランスミッションＥＣＵ１２のＲＯＭには、車速およびスロットル開度と変速機構４の変速段とを対応させたマップが記憶されている。したがって、トランスミッションＥＣＵ１２は、ＣＰＵによって、後述する車速センサやスロットルセンサから入力された信号とＲＯＭに記憶されたマップに基づき変速機構の変速段を決定するようになっている。

トランスミッションＥＣＵ１２は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５の作動状態を変化させ、ライン圧を元圧とする作動油圧により変速機構４の摩擦要素を選択的に係合あるいは解放させるようになっている。これらの摩擦要素の係合および解放の組み合わせによって、変速機構４の入力軸と出力軸との回転数の比が変更され、変速段が構成されるようになっている。

なお、トランスミッションＥＣＵ１２は、後述するように、本発明に係る制御装置、作動油温測定手段、実速度比算出手段、目標速度比設定手段、およびニュートラル制御手段を構成する。

車両１は、さらに、エンジン２の回転数ＮＥを計測するためのエンジン回転数センサ２１と、エンジン２の吸入空気量を測定するための吸入空気量センサ２２と、エンジン２に吸入される空気の温度を測定するための吸入空気温度センサ２３と、スロットルバルブ３１の開度を検知するためのスロットルセンサ２４と、車速センサ２５と、エンジンの冷却水温を測定するための冷却水温センサ２６と、ブレーキセンサ２７と、シフトレバー２８の操作位置を検出するための操作位置センサ２９と、トルクコンバータ３のタービンの回転数ＮＴを測定するためのタービン回転数センサ３０とを備えている。

エンジン回転数センサ２１は、クランクシャフトの回転に基づいて、エンジン２の回転数を計測するようになっている。

スロットルセンサ２４は、例えば、スロットルバルブ３１のスロットル開度に応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されている。スロットルセンサ２４は、この出力電圧をスロットルバルブ３１のスロットル開度を表す信号としてエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に出力するようになっている。

車速センサ２５は、変速機構４の出力軸回転数を表す信号をエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に出力するようになっており、エンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２は、この信号に基づいて車速を算出するようになっている。

冷却水温センサ２６は、例えば、水温に応じて抵抗値が変化するサーミスタにより構成されており、エンジン２の冷却水温に応じて変化した抵抗値に基づく信号をエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に出力するようになっている。

ブレーキセンサ２７は、車両１に備えられた図示しないブレーキペダルが運転者により所定の踏み込み量で踏み込まれたとき、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わる信号（踏力スイッチ信号）をエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に送信するようになっている。例えば、ブレーキセンサ２７は、ブレーキペダルを踏む力（踏力）が予め定められた設定値以上になるとＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換わる信号をエンジンＥＣＵ１１およびトランスミッションＥＣＵ１２に送信するようになっている。

操作位置センサ２９は、シフトレバー２８の位置を検出し、検出結果を表す信号をトランスミッションＥＣＵ１２に送信するようになっている。トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８の位置に対応したレンジの中から最適となる変速機構４の変速段を形成するようになっている。また、操作位置センサ２９は、運転者の操作に応じて、運転者が任意の変速段を選択できるマニュアルポジションにシフトレバー２８が位置していることを検出するように構成してもよい。

アクセル開度センサ３２は、例えばホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、車両１に搭載されたアクセルペダル３４が運転者により操作されると、アクセルペダル３４の位置が示すアクセル開度を表す信号をエンジンＥＣＵ１１に出力するようになっている。

図２に示すように、トルクコンバータ３は、エンジンの出力軸４１と連結されるインペラー４３と、変速機構４の入力軸４８と連結されるタービン４４と、ワンウェイクラッチ４５によって一方向の回転が阻止されているステータ４６とを有している。インペラー４３とタービン４４とは、流体を介して動力を伝達するようになっている。

変速機構４の入力軸４８は、トルクコンバータ３のタービン４４に接続されている。したがって、変速機構４の入力軸４８は、トルクコンバータ３の出力軸としても機能する。変速機構４は、遊星歯車機構の第１セット５０と、遊星歯車機構の第２セット６０と、出力ギヤ７０と、ギヤケース７１に固定されたＢ１ブレーキ７２、Ｂ２ブレーキ７３およびＢ３ブレーキ７４と、Ｃ１クラッチ７５と、Ｃ２クラッチ７６と、ワンウェイクラッチＦ７７とによって構成されている。ここで、後述するように、Ｃ１クラッチ７５は、発進時に係合される係合要素を構成する。

第１セット５０は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。第１セット５０は、サンギヤＳ（ＵＤ）５１と、ピニオンギヤ５２と、リングギヤＲ（ＵＤ）５３と、キャリアＣ（ＵＤ）５４とを有している。

サンギヤＳ（ＵＤ）５１は、入力軸４８を介してトルクコンバータ３のタービン４４に連結されている。ピニオンギヤ５２は、キャリアＣ（ＵＤ）５４に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ５２は、サンギヤＳ（ＵＤ）５１およびリングギヤＲ（ＵＤ）５３と係合している。

リングギヤＲ（ＵＤ）５３は、Ｂ３ブレーキ７４によりギヤケース７１に選択的に固定されている。キャリアＣ（ＵＤ）５４は、Ｂ１ブレーキ７２によりギヤケース７１に選択的に固定されている。

第２セット６０は、ラビニヨ型の遊星歯車機構により構成されている。第２セット６０は、サンギヤＳ（Ｄ）６１と、ショートピニオンギヤ６２と、キャリアＣ（１）６３と、ロングピニオンギヤ６４と、キャリアＣ（２）６５と、サンギヤＳ（Ｓ）６６と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））６７とを有している。

サンギヤＳ（Ｄ）６１は、キャリアＣ（ＵＤ）５４に連結されている。ショートピニオンギヤ６２は、キャリアＣ（１）６３に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ６２は、サンギヤＳ（Ｄ）６１およびロングピニオンギヤ６４と係合している。キャリアＣ（１）６３は、出力ギヤ７０に連結されている。

ロングピニオンギヤ６４は、キャリアＣ（２）６５に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ６４は、ショートピニオンギヤ６２、サンギヤＳ（Ｓ）６６およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））６７と係合している。キャリアＣ（２）６５は、出力ギヤ７０に連結されている。

サンギヤＳ（Ｓ）６６は、Ｃ１クラッチ７５を介して入力軸４８に選択的に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））６７は、Ｂ２ブレーキ７３により、ギヤケース７１に選択的に固定され、Ｃ２クラッチ７６により入力軸４８に選択的に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））６７は、ワンウェイクラッチＦ７７に連結されており、変速段が１段で、かつ駆動時において回転不能となる。

図３は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の作動表である。「○」は係合を表している。「×」は解放を表している。「◎」はエンジンブレーキ時のみの係合を表している。また、「△」は駆動時のみの係合を表している。この作動表に示された組み合わせで、油圧制御回路９（図１参照）に設けられたリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５および図示しないトランスミッションソレノイドの励磁、非励磁によって各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、１速〜６速の前進変速段と、後進変速段が形成される。

ここで、Ｂ２ブレーキ７３と並列にワンウェイクラッチＦ７７が設けられているため、作動表に「◎」で示されているように、変速段の１速（１ｓｔ）形成時においてエンジン側からの駆動状態（加速時）にはＢ２ブレーキ７３を係合させる必要はない。本実施の形態において、ワンウェイクラッチＦ７７は、変速段が１速を形成している駆動時には、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））６７の回転を防止するようになっている。一方、エンジンブレーキを利かせる場合、ワンウェイクラッチＦ７７は、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））６７の回転を防止しない。

車両１の発進時において形成される１速（１ｓｔ）の変速段においては、作動表に示されているように、Ｃ１クラッチ７５が係合される。したがって、Ｃ１クラッチ７５は、前進クラッチとして機能し、本発明において発進時に係合される係合要素を構成している。

シフトレバー２８（図１参照）は、車両の後方から前方に向かって、ローレンジに対応するＬポジション、第２〜第３レンジに対応する２〜３ポジション、ドライブレンジ（以下、単にＤレンジという）に対応するＤポジション、中立レンジに対応するＮポジション、後進レンジに対応するＲポジション、駐車レンジに対応するＰポジションを取るようになっている。なお、本発明に係る前進レンジとは、中立レンジ、後進レンジ、駐車レンジを除く、少なくとも前進レンジをいい、本実施の形態においては、Ｄレンジをいう。

シフトレバー２８（図１参照）がＤレンジに位置する場合には、変速段が１速から６速のうち、いずれかを形成するようになっており、前述したように、トランスミッションＥＣＵ１２が、これらの変速段の中から車速やスロットル開度に基づいて変速段を選択するようになっている。

シフトレバー２８（図１参照）は、さらに、自動変速機５（図１参照）の変速段を手動変速モードにおいてシフトするためのマニュアルポジションを表すＭポジション、アップシフトを指示するためのプラスポジション（＋ポジション）およびダウンシフトを指示するためのマイナスポジション（−ポジション）を取るようにしてもよい。この場合、ＭポジションはＤポジションの横に位置するようにする。シフトレバー２８（図１参照）は、Ｄポジションから横に移動されると、図示しないばねにより、Ｍポジションに保持されるようになっている。

図４は、本発明の実施の形態に係る油圧制御回路の概略構成を示す回路図である。

オイルポンプ３８から圧送された作動油は、リリーフ型の第１調圧バルブ４０により調圧され、第１ライン圧ＰＬ１となる。オイルポンプ３８は、例えばエンジン２によって回転駆動される機械式ポンプにより構成されている。

第１ライン圧ＰＬ１を有する作動油は、シフトレバー２８（図１参照）に連動させられるマニュアルバルブ３９に供給される。シフトレバー２８が前進レンジに対応するポジションに位置する場合には、第１ライン圧ＰＬ１と等しい前進ポジション圧Ｐ_Ｄを有する作動油が、マニュアルバルブ３９からリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５へ供給されるようになっている。

リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５は、Ｃ１クラッチ７５、Ｃ２クラッチ７６、Ｂ１ブレーキ７２、Ｂ２ブレーキ７３、Ｂ３ブレーキ７４にそれぞれ対応するよう配設されている。トランスミッションＥＣＵ１２は、ソレノイド電流によってこれらのリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５を制御することにより、油圧Ｐ_Ｃ１、Ｐ_Ｃ２、Ｐ_Ｂ１、Ｐ_Ｂ２、Ｐ_Ｂ３を調節し、Ｃ１クラッチ７５、Ｃ２クラッチ７６、Ｂ１ブレーキ７２、Ｂ２ブレーキ７３、Ｂ３ブレーキ７４の係合および解放を切り換えたり、係合圧を調節したりする。

以下、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置を構成するトランスミッションＥＣＵの特徴的な構成について図１を参照して説明する。

トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８がＤポジションに位置する場合における車両１の停止中に、ブレーキペダルが所定の踏み込み量で踏み込まれたことがブレーキセンサ２７により検知されたならば、自動変速機５が駆動状態からニュートラル状態に移行するようニュートラル制御の実行を開始する。また、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の実行中にブレーキペダルが所定の踏み込み量で踏み込まれたときのブレーキペダルの操作がブレーキセンサ２７により検知されなくなった場合には、自動変速機５がニュートラル状態から駆動状態に復帰するよう、ニュートラル制御を終了し復帰制御を実行するようになっている。すなわち、トランスミッションＥＣＵ１２は、本発明に係るニュートラル制御手段を構成している。

ここで、本発明に係る車両停止中とは、車両が所定の条件を満たして停止している状態をいい、例えば、車速が０、かつ、アクセル開度が０である場合の車両の状態をいう。また、上記のニュートラル状態とは、Ｄレンジにおけるエンジン２の駆動力が、トルクコンバータ３および変速機構４を介して前輪に伝達されない状態をいい、例えば、前進クラッチとしてのＣ１クラッチ７５を半係合にした場合をいう。このとき、登坂路で車両が後退することを防止するためにＢ１ブレーキ７２を係合させている。本実施の形態に係る駆動状態とは、Ｄレンジにおけるエンジン２の駆動力が、トルクコンバータ３および変速機構４を介して前輪に伝達される状態をいい、例えば、Ｃ１クラッチ７５が係合された状態をいう。
また、本実施の形態に係る半係合とは、Ｃ１クラッチ７５がスリップ状態で係合していることをいう。したがって、必ずしもＣ１クラッチ７５の半係合時の係合圧が係合時の係合圧の半分であることを意味するわけではなく、Ｃ１クラッチ７５がスリップ状態となるよう、係合時より低い係合圧で係合されていることを意味する。

自動変速機５の制御装置を構成するトランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の開始時において、油温センサ３３から作動油の油温を表す信号を取得し、この信号に基づいて作動油の油温を測定するようになっている。すなわち、トランスミッションＥＣＵ１２は、本発明に係る作動油温測定手段を構成している。

トランスミッションＥＣＵ１２は、トルクコンバータ３のタービン４４（図２参照）の回転数ＮＴを表す信号をタービン回転数センサ３０から取得するとともに、エンジンの回転数ＮＥを表す信号をエンジン回転数センサ２１からエンジンＥＣＵ１１を介して取得し、これらの回転数の比からエンジン２の回転速度とトルクコンバータ３のタービン４４の回転速度との速度比（以下、単にトルクコンバータ３の実速度比という）ＮＴ／ＮＥを算出するようになっている。すなわち、トランスミッションＥＣＵ１２は、本発明に係る実速度比算出手段を構成している。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の開始時において、油圧制御回路９の油温センサ３３から、作動油温を表す信号を取得するとともに、トランスミッションＥＣＵ１２のＲＯＭに記憶されている目標速度比マップを参照して、作動油温に対するトルクコンバータ３の速度比の目標となる目標速度比を設定するようになっている。すなわち、トランスミッションＥＣＵ１２は、本発明に係る目標速度比設定手段を構成している。

図５は、作動油温とトルクコンバータの目標速度比との関係を定義した目標速度比マップを示す模式図である。本実施の形態に係る目標速度比マップにおいて、作動油温が所定の閾値以上の常温である場合には、作動油の粘性が低い状態でほぼ一定となるため、油温に対する油圧応答性もほぼ一定となる。したがって、トルクコンバータ３の目標速度比もほぼ一定となるよう定められている。また、作動油温が所定の閾値よりも低い油温である低温領域においては、作動油温が低くなるにつれて作動油の粘性が高くなる。したがって、作動油温が低温であるほど、目標速度比が低くなるよう定められている。
なお、本発明における作動油温の常温とは、作動油の粘性がほぼ一定とみなすことができる油温の範囲を意味しており、例えば８０℃以上のことを意味している。

一方、図５に点線で示す従来のニュートラル制御においては、トランスミッションＥＣＵ１２は、作動油の低温時においてもトルクコンバータ３の速度比が常温時と等しくなるように設定されており、作動油の粘性の上昇に関しては何ら考慮されていない。

図１に戻り、トランスミッションＥＣＵ１２は、ＲＯＭに記憶されている図示しない係合圧マップを参照して、トルクコンバータ３の実速度比と、設定された目標速度比との差異に応じてＣ１クラッチ７５の係合圧が調整されるよう、例えばリニアソレノイドバルブＳＬ１を制御するようになっている。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の実行を開始して所定の時間が経過したならば、フィードバック制御を開始するようになっている。このフィードバック制御では、トランスミッションＥＣＵ１２は、エンジン回転数センサ２１とタービン回転数センサ３０からそれぞれ入力される信号に基づいて、トルクコンバータ３の実速度比を算出し、実速度比が目標速度比と乖離している場合には、Ｃ１クラッチ７５の係合圧を調整することにより、実速度比を目標速度比に追従させるようになっている。

具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、トルクコンバータ３の実速度比と目標速度比との差異およびＣ１クラッチ７５の係合圧によりフィードバック制御を行い、ニュートラル制御の実行中において、トルクコンバータ３の実速度比を、常に目標速度比に追従させるようになっている。ここで、トランスミッションＥＣＵ１２は、復帰制御開始の時点において、フィードバック制御を終了するようになっている。

また、トルクコンバータ３の実速度比と、Ｃ１クラッチ７５の係合圧とに基づいてフィードバック制御を行うことにより、Ｃ１クラッチ７５の作動油の粘性のみならず、自動変速機５内部の引きずりなどに起因する不確定要素の影響をも加味した状態でＣ１クラッチ７５の係合圧を調整するようになっている。

図６は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下の処理は、トランスミッションＥＣＵ１２を構成するＣＰＵによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵによって処理可能なプログラムを実現する。

まず、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の実行条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１１）。詳細には、トランスミッションＥＣＵ１２は、まずブレーキセンサ２７から入力された信号が、ブレーキＯＮを表す信号であるか否かを判断する。

判断の結果、入力されたブレーキがＯＮであることを表す信号であるならば、トランスミッションＥＣＵ１２は、シフトレバー２８の位置がＤレンジであることを表す信号が操作位置センサ２９から入力されているか否か、車速が０であることを表す信号が車速センサ２５から入力されているか否か、およびアクセル開度が０であることを表す信号がアクセル開度センサ３２から入力されているか否かを判断する。判断の結果、これらの信号がすべて入力されているならば、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の実行条件が成立しているものと判断する。

ここで、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキセンサ２７から入力された信号がブレーキＯＦＦを表す信号である場合、Ｄレンジであることを表す信号が入力されていない場合、車速が０であることを表す信号が入力されていない場合、アクセル開度が０であることを表す信号が入力されていない場合のうちの何れかの場合には、ニュートラル制御の実行条件が成立していないと判断し、（ステップＳ１１でＮｏの場合）、このステップを繰り返す。

一方、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の実行条件が成立していると判断した場合（ステップＳ１１でＹｅｓの場合）には、作動油温を測定する（ステップＳ１２）。詳細には、トランスミッションＥＣＵ１２は、油温センサ３３から作動油温を表す信号を取得し、取得した信号に基づいて作動油温を測定する。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、測定された作動油温に対するトルクコンバータ３の目標速度比の設定を行う（ステップＳ１３）。

具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、ＲＯＭに記憶されている作動油温と目標速度比との対応を示した目標速度比マップに基づいて、測定された作動油温に対するトルクコンバータ３の目標速度比を設定する。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御を実行する（ステップＳ１４）。

具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、油圧制御回路９を介してＣ１クラッチ７５を解放させて半係合状態にするとともに、Ｂ１ブレーキ７２を係合させることにより、ニュートラル制御の実行を開始する。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の実行時において、エンジン回転数センサ２１およびタービン回転数センサ３０から入力されるエンジン回転数ＮＥおよびタービン回転数ＮＴに基づいて、トルクコンバータ３の実速度比を算出する。算出の結果、目標速度比と乖離しているならば、油圧制御回路９を介してＣ１クラッチ７５の係合圧を調整し、トルクコンバータ３の実速度比が目標速度比と一致するようフィードバック制御を行う。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御から復帰するニュートラル復帰条件が成立したか否かを判断する（ステップＳ１５）。

具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキセンサ２７から入力される信号がＯＦＦを表しているか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキセンサ２７から入力される信号がＯＮを表していると判断した場合（ステップＳ１５でＮｏの場合）、このステップを繰り返す。

一方、トランスミッションＥＣＵ１２は、ブレーキセンサ２７から入力される信号がＯＦＦを表していると判断した場合（ステップＳ１５でＹｅｓの場合）には、処理を終了する。具体的には、トランスミッションＥＣＵ１２は、油圧制御回路９を介して半係合状態であったＣ１クラッチ７５を徐々に係合させるとともに、Ｂ１ブレーキ７２を解放させ、変速機構４の変速段が１速を形成するよう復帰制御の実行を開始するとともに、ステップＳ１１にリターンする。

図７は、本発明の実施の形態に係るニュートラル制御において、低油温時のタービン回転数およびＣ１クラッチの係合圧の時間に対する変化を表すタイミングチャートである。

このタイミングチャートにおいて、実線は、本発明の実施の形態に係るニュートラル制御による低油温時のタービン回転数ＮＴおよびＣ１クラッチ７５の係合圧の時間に対する変化を表しており、一点鎖線は、従来のニュートラル制御によるタービン回転数ＮＴおよびＣ１クラッチ７５の係合圧の低油温時の時間に対する変化を表している。

また、図７には、エンジン回転数ＮＥも実線で記載されている。このタイミングチャートにおいては、エンジン回転数ＮＥはほぼ一定であるとみなしている。したがって、実線および一点鎖線で示すタービン回転数ＮＴと、トルクコンバータ３の速度比との時間に対する変化はほぼ同一となる。

本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ１２は、ニュートラル制御の実行条件が成立した時の作動油温が低温の場合には、矢印８２で示すように、トルクコンバータ３の速度比が従来の低温時に比べて小さくなるよう目標速度比を設定する。したがって、トランスミッションＥＣＵ１２は、トルクコンバータ３の速度比が設定された目標速度比と一致するよう、矢印８１に示すようにＣ１クラッチ７５の係合圧を従来の低温時の場合に比べて高くする。

Ｃ１クラッチ７５の係合圧が高くなると、変速機構４の入力軸の回転数は、変速機構４の出力軸の回転数０に近づくよう下がっていく。結果として、変速機構４の入力軸と接続されているタービン４４の回転数ＮＴも、矢印８２に示すように従来の低温時と比較して下がっていく。

また、トランスミッションＥＣＵ１２は、図７に示すフィードバック制御開始の時点から、復帰制御開始の時点まで、トルクコンバータ３の実速度比に基づいて、Ｃ１クラッチ７５の係合圧を調整するようフィードバック制御を行っているので、ニュートラル制御中においてトルクコンバータ３の実速度比が目標速度比から大幅に乖離することを防止することが可能となる。

一方、図７において一点鎖線で示す従来のニュートラル制御では、本実施の形態に係るニュートラル制御における復帰制御終了の時点において、Ｃ１クラッチ７５の係合圧が十分に上がっておらず、この時点では復帰制御が継続している。

作動油温の常温時においては、トランスミッションＥＣＵ１２は、クリープ力の発生が最小限に留まるようニュートラル制御を実行する。したがって、トランスミッションＥＣＵ１２は、トルクコンバータ３の目標速度比を一点鎖線で示す従来と等しい値となるよう高めに設定し、ニュートラル制御中にフィードバック制御が開始されると、トルクコンバータ３の実速度比が設定された目標速度比となるようＣ１クラッチ７５の係合圧を調整する。この場合、Ｃ１クラッチ７５の係合圧も、一点鎖線で示されるように、従来と等しい低い値となる。この作動油温の常温時においては、作動油の粘性が低く油圧応答性が高いため、一点鎖線で示す従来の場合と異なり、図７に示す復帰制御終了の時点で復帰制御が終了するようになっている。

図８は、本発明の実施の形態に係るニュートラル制御において、タービン回転数、Ｃ１クラッチの係合圧およびアウトプットトルクの時間に対する変化を表すタイミングチャートである。

図８において、実線は、本発明の実施の形態に係るニュートラル制御による低油温時のタービン回転数ＮＴ、Ｃ１クラッチ７５の係合圧およびアウトプットトルクの変化を表しており、点線は、常温時におけるこれらの変化を表している。また、一点鎖線は、従来のニュートラル制御によるタービン回転数ＮＴ、Ｃ１クラッチ７５の係合圧およびアウトプットトルクの低油温時における変化を表している。

図８（ａ）は、タービン回転数ＮＴの時間に対する変化を表している。また、エンジン回転数ＮＥも実線で表している。図８（ａ）に実線で示すように、復帰制御の開始時点ｔ１より前のニュートラル制御実行中において、本実施の形態におけるトルクコンバータ３のタービン回転数ＮＴは、作動油温の低温時には、常温時に比べて回転数が低くなっている。一方、従来のニュートラル制御においては、一点鎖線で示すトルクコンバータ３のタービン回転数ＮＴは、点線で示す常温時のタービン回転数ＮＴとほぼ一致している。

次に、トランスミッションＥＣＵ１２は、自動変速機５がニュートラル状態から駆動状態に復帰するための復帰制御をｔ１の時点において開始する。このとき、タービン回転数ＮＴは、Ｃ１クラッチ７５の係合とともに減少していく。ここで、作動油温の低温時には、予めタービン回転数ＮＴが低くなっているので、常温時に復帰制御が終了するｔ２とほぼ等しい時点で復帰制御が終了する。

一方、低油温時における従来の復帰制御の場合においては、一点鎖線で示すように、ｔ２の時点において復帰制御が終了しておらず、本実施の形態に係る復帰制御の場合と比較してタービン回転数ＮＴが高くなっている。そして、従来の復帰制御は、ｔ３の時点において終了する。

図８（ｂ）は、Ｃ１クラッチ７５の係合圧の時間に対する変化を表している。図８（ｂ）に示すように、復帰制御が開始されるｔ１より前の時点において、本実施の形態におけるＣ１クラッチ７５の係合圧は、実線で示す低油温の場合には、点線で示す常温の場合に比べて高くなるようトランスミッションＥＣＵ１２によって制御されている。

一方、従来のニュートラル制御においては、トランスミッションＥＣＵ１２は、トルクコンバータ３の目標速度比を作動油温に係らず等しく設定する。したがって、作動油温が低温の場合におけるトルクコンバータ３の目標速度比が、常温と等しい目標速度比に設定される。この場合、トランスミッションＥＣＵ１２は、作動油の粘性が高いために発生するＣ１クラッチ７５の引きずりに起因するタービン回転数ＮＴの低下を抑制するために、Ｃ１クラッチ７５の係合圧が常温より低くなるよう制御する。したがって、一点鎖線で示すように、従来の低温時におけるニュートラル制御では、Ｃ１クラッチ７５の係合圧が、本実施の形態に係るニュートラル制御における常温および低温時のＣ１クラッチ７５の係合圧より低くなっている。

次に、図８（ｂ）のｔ１時点以降に示される本実施の形態に係る復帰制御においては、トランスミッションＥＣＵ１２がｔ１の時点で復帰制御を開始すると、実線で示す低温時および点線で示す常温時のいずれの場合にも、Ｃ１クラッチ７５の係合圧が迅速に立ち上がり、Ｃ１クラッチ７５が滑らかに係合される。

一方、一点鎖線で示すように、従来の低温時における復帰制御においては、作動油の粘性が高いために作動油の応答性が悪化し、トランスミッションＥＣＵ１２がｔ１の時点で復帰制御を開始してもＣ１クラッチ７５の係合圧の立ち上がりが発生しない。この係合圧は、復帰制御が開始されるｔ１の時点からなだらかに上昇を続け、本実施の形態に係る復帰制御の終了時点ｔ２よりも遅いｔ３の時点で所望の値となる。

図８（ｃ）は、自動変速機５のアウトプットトルクの時間に対する変化を表している。

一点鎖線で示すように、従来の低温時における復帰制御においては、ｔ１時点における復帰制御の開始後、しばらくアウトプットトルクが立ち上がらず、車両の発進性が悪いこと（ヘジテーション）を表している。また、従来の低温時における復帰制御の終了時点ｔ３の直前においてアウトプットトルクが急上昇しており、Ｃ１クラッチ７５の急係合に起因して車両にショックが発生したことを表している。

一方、本実施の形態に係る復帰制御においては、実線で示す低温時のアウトプットトルクの立ち上がりが、点線で示す常温時のアウトプットトルクの立ち上がりとほぼ一致している。したがって、作動油温の低温時において、作動油の粘性が高くなっているにも係らず、従来と比較して油圧応答性が向上しており、常温のアウトプットトルクの立ち上がりとほぼ等しいアウトプットトルクの立ち上がり特性が得られることを表している。

以上のように、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置においては、自動変速機５のニュートラル状態への移行時に作動油温が低温である場合には、トルクコンバータ３の目標速度比を常温時より小さく設定しＣ１クラッチ７５の係合圧を通常より予め高く保持することにより、油圧応答性を向上させることができる。したがって、自動変速機５のニュートラル状態から駆動状態への復帰時において、作動油が低温のため粘性が高い場合においても、Ｃ１クラッチ７５の係合圧の立ち上がりの遅れを防止し、Ｃ１クラッチ７５の係合を滑らかに行わせることにより、車両１の発進時に車両１にショックが加わったり車両１の発進性が悪化すること（ヘジテーション）を抑制し、ドライバビリティを向上することができる。

また、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置においては、作動油温がより低いほどトルクコンバータ３の目標速度比をより小さく設定しニュートラル制御時におけるＣ１クラッチ７５の係合圧をより高く設定することができるので、作動油の粘性が一段と高くなった場合においても、Ｃ１クラッチ７５の係合圧の立ち上がりの遅れを防止しＣ１クラッチ７５の係合を滑らかに行わせることにより、車両１の発進時に車両１にショックが加わったり車両１の発進性が悪化することを抑制し、ドライバビリティを向上することができる。

また、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置においては、自動変速機５のニュートラル状態において、トルクコンバータ３の実速度比と目標速度比との差異に基づいてＣ１クラッチ７５の係合圧を適宜調整し、トルクコンバータ３の実速度比を目標速度比に近づけるフィードバック制御を実行できるので、トルクコンバータ３の実速度比およびＣ１クラッチ７５の係合圧を常に最適な値にすることができる。結果として、自動変速機５のニュートラル状態から駆動状態への復帰開始時にＣ１クラッチ７５の係合圧が最適な値となっているので、復帰時においてＣ１クラッチ７５の係合がより滑らかに行われ、復帰制御時のドライバビリティを更に向上することができる。

さらに、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置においては、トルクコンバータ３の速度比と、Ｃ１クラッチ７５の係合圧とに基づいてフィードバック制御を行うことにより、Ｃ１クラッチ７５の作動油の粘性のみならず、自動変速機５内部の引きずりなどに起因する不確定要素の影響をも加味した状態でＣ１クラッチ７５の係合圧を調整することができるので、トルクコンバータ３の実速度比およびＣ１クラッチ７５の係合圧を常に最適な値にすることができる。結果として、自動変速機５のニュートラル状態から駆動状態への復帰開始時にＣ１クラッチ７５の係合圧が最適な値となっているので、復帰時においてＣ１クラッチ７５の係合がより滑らかに行われ、車両発進時のドライバビリティを更に向上することができる。

なお、本実施の形態においては、目標速度比マップにおける作動油温と目標速度比との関係が、図５に示すように低温領域において一次関数で表される場合について説明したが、これに限らず、低温領域における作動油温と目標速度比との関係が、作動油温が小さいほど目標速度比が小さくなるよう表されていればよい。また、トランスミッションＥＣＵ１２は、作動油温が低温領域で３区分など複数に区分けされ、それぞれの区分ごとに目標速度比が対応付けられた目標速度比マップを有していてもよい。この場合、トランスミッションＥＣＵ１２は、測定された作動油温がいずれの区分に該当するかを判断し、該当する区分に対応する目標速度比を目標速度比マップから取得して設定するようにする。
さらに、トランスミッションＥＣＵ１２は、エンジン回転数ＮＥに応じた複数の目標速度比マップを有していてもよい。この場合、トランスミッションＥＣＵは、エンジン回転数センサ２１から取得したエンジン回転数に基づいて目標速度比マップを選択するようにする。

また、本実施の形態においては、変速機構４の変速段が最大で６段になる場合について説明したが、これに限らず、変速段が５段以下あるいは７段以上になるよう変速機構４を構成してもよい。

また、本実施の形態においては、本発明に係る自動変速機の制御装置をＦＦ車両に搭載した場合について説明したが、これに限らず、本発明に係る自動変速機の制御装置をＦＲ車両等にも適用できる。

以上説明したように、本発明に係る自動変速機の制御装置は、自動変速機のニュートラル状態から駆動状態への復帰時において、作動油が低温のため粘性が高い場合においても、係合要素の係合圧の立ち上がりの遅れを防止し、係合要素の係合を滑らかに行わせることにより、車両の発進時に車両にショックが加わったり車両の発進性が悪化することを抑制し、ドライバビリティを向上することができるという効果を奏するものであり、ニュートラル制御を実行する自動変速機の制御装置に有用である。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置を搭載した車両を模式的に示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示す骨子図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機の作動表である。 本発明の実施の形態に係る油圧制御回路の概略構成を示す回路図である。 作動油温とトルクコンバータの目標速度比との関係を定義した目標速度比マップを示す模式図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係るニュートラル制御において、低油温時のタービン回転数およびＣ１クラッチの係合圧の時間に対する変化を表すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態に係るニュートラル制御において、タービン回転数、Ｃ１クラッチの係合圧およびアウトプットトルクの時間に対する変化を表すタイミングチャートである。

符号の説明

１ 車両
２ エンジン
３ トルクコンバータ
４ 変速機構
５ 自動変速機
９ 油圧制御回路
１１ エンジンＥＣＵ
１２ トランスミッションＥＣＵ（制御装置、ニュートラル制御手段、作動油温測定手段、実速度比算出手段、目標速度比設定手段）
２１ エンジン回転数センサ
２２ 吸入空気量センサ
２３ 吸入空気温度センサ
２４ スロットルセンサ
２５ 車速センサ
２６ 冷却水温センサ
２７ ブレーキセンサ
２８ シフトレバー
２９ 操作位置センサ
３０ タービン回転数センサ
３１ スロットルバルブ
３２ アクセル開度センサ
３３ 油温センサ
３８ オイルポンプ
３９ マニュアルバルブ
４０ 第１調圧バルブ
４１ 出力軸
４３ インペラー
４４ タービン
４５ ワンウェイクラッチ
４６ ステータ
４７ ロックアップクラッチ
４８ 入力軸

Claims (3)

1. 発進時に係合される係合要素を有する変速機構と、
   動力源から前記変速機構に動力を伝達するためのトルクコンバータと、
   前進レンジで車両停止中に、前記係合要素の係合圧を低下させるニュートラル制御を実行し、前記車両の発進時に前記係合要素を係合する復帰制御を実行するニュートラル制御手段と、を備えた自動変速機の制御装置において、
   前記ニュートラル制御の開始時に、前記係合要素を作動するための作動油の油温を測定する作動油温測定手段と、
   前記動力源の回転速度と前記トルクコンバータのタービンの回転速度とを取得し、前記動力源の回転速度と前記トルクコンバータのタービンの回転速度との比により表されるトルクコンバータの速度比を実速度比として算出する実速度比算出手段と、
   前記トルクコンバータの速度比の目標を目標速度比として設定する目標速度比設定手段と、を備え、
   前記目標速度比設定手段は、前記作動油温測定手段により測定された作動油の油温が所定の閾値よりも低い場合には、前記実速度比が前記作動油の常温時における速度比よりも小さくなるよう前記目標速度比を設定し、
   前記ニュートラル制御手段は、ニュートラル制御の実行中に、前記実速度比が前記目標速度比になるよう、前記係合要素の係合圧を調整することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記目標速度比設定手段は、前記作動油の油温が所定の閾値よりも低い場合には、前記作動油の油温が低いほど前記目標速度比を小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記ニュートラル制御手段は、ニュートラル制御の実行中において、前記実速度比と前記目標速度比との差異に基づいて前記係合要素の係合圧を調整し、前記実速度比を前記目標速度比に追従させるフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置。