JP4081636B2

JP4081636B2 - Control device for automatic transmission

Info

Publication number: JP4081636B2
Application number: JP2000238530A
Authority: JP
Inventors: 星児島; 憲次郎藤田; 克俊臼杵
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2020-08-07
Also published as: JP2002054733A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両の停車時に自動変速機のニュートラル制御を行い、エンジン負荷を軽減できる自動変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のニュートラル制御に関する従来の技術として、例えば特許第２９０６２８９号公報に車両用自動変速機のクリープ制御装置が掲載されている。この公知のクリープ制御装置は、シフト操作において走行レンジが選択された状態でアクセルペダルの踏み込みが解除され、ブレーキペダルが踏み込まれ、且つ、車速が実質的に零（＝０ｋｍ／ｈ）であるとして検出されたとき、トルクコンバータの出力回転を目標回転速度に合致させるべくフォワードクラッチの滑り量をフィードバック制御し、この滑り状態にてトルクコンバータの伝達エネルギ率を一定に保持するクリープ制御（以下、「ニュートラル制御」として呼称を統一する。）を実行する。このようなニュートラル制御にあっては、トルクコンバータの入力回転と出力回転との間の速度差または速度比を制御変数としてクラッチの滑り量が規定され、これら変数の目標値に基づいて滑り量がフィードバック制御されている。それ故、ニュートラル制御システムには、トルクコンバータの入出力回転速度をそれぞれ検出するためのセンサ類がその検出系に含まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した自動変速機のニュートラル制御は、例えば交差点での信号待ち等で自動変速機がインギヤ状態のまま車両が停車した場合だけでなく、既に停車中の車両においてニュートラルレンジから走行レンジへの切り換え操作がなされたときに即座に実行される場合がある。後者の場合、フォワードクラッチを空回りの状態から完全係合させる前に滑り状態に維持し、前者の場合と同様にニュートラルに近い状態を作り出すものである。このようにニュートラルレンジから走行レンジへのシフト操作後に即ニュートラル制御が実行される場合、その開始直後から制御初期の間は上述した速度差や速度比の目標値に関わらず一定の係合力がクラッチに与えられ、この後、トルクコンバータの出力回転速度の落ち込みが検出されると、その時点でクラッチが適度な滑り状態に移行したものとしてフィードバック制御が開始される。
【０００４】
しかしながら、ニュートラル制御の実行にあたりセンサ類の故障等のトラブルが検出系に生じていた場合、センサ信号から出力回転速度の変化を読みとることができないため、制御システムにおいてフィードバック制御の開始タイミングを判定できず、ニュートラル制御そのものが成立しなくなってしまう。また、ニュートラル制御の開始条件を判断するための一要素として、例えば車速判定にその他のセンサ信号を利用している場合、センサ類の故障により車速を誤判定し、実際に車両が完全停車する前にニュートラル制御を開始してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明ではニュートラル制御システムにおける検出系のトラブルを想定し、検出異常に対する有効なフェール対策の確立を課題としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動変速機の制御装置（請求項１）は、自動変速機がニュートラルの状態から走行用の変速状態に変更された直後においてトルクコンバータの出力回転速度が０として検出された場合はニュートラル制御を実行しない一方、走行用の変速状態に変更された直後においてトルクコンバータの出力回転速度が０として検出されないことを含む所定の条件が成立した場合はニュートラル制御を実行することで上記の課題を解決している。
【０００７】
例えば、ニュートラルレンジから走行レンジへのシフト操作がなされたとき、ニュートラル制御の基本的な開始条件が整っていると認められる場合であっても、その直後に出力回転速度が０として検出された場合、その検出値の信頼性は非常に低いものと考えられる。すなわち、自動変速機がニュートラルの状態では、トルクコンバータの出力側（タービンランナ）がクラッチの摩擦係合力に拘束されることなく回転可能であるにも拘わらず、その回転速度が０として検出される場合は検出系に何らかの異常が生じていると考えることができる。この場合、本発明ではニュートラル制御の実行を禁止することで、制御システムがフェイルにおちいる事態を未然に防止する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
上述したように本発明は、車両用の自動変速機の制御装置として好ましい実施形態をとることができる。
図１に示されるように、本実施形態の自動変速機の制御装置はエンジン１および自動変速機２とともに図示しない車両に組み込まれている。なお、本発明の適用にあたり、車両のエンジン１に関して燃焼形態や燃料噴射方式、シリンダレイアウト等の制約はない。また、ニュートラル制御の対象となる自動変速機２は、その変速機構に複数の変速段を有する態様であってもよいし、無段階に変速比を可変する態様（いわゆるＣＶＴ）であってもよい。
【００１０】
自動変速機２の主な構成としては、トルクコンバータ４および摩擦係合要素としてのクラッチ６（例えば前進用クラッチ）が挙げられ、これらに連なる変速機構として、例えば遊星歯車式や駆動ベルト式の変速機構を備えている。また、変速機構にはその機械的な変速操作を自動で行うため、例えば油圧式の変速制御システム８が組み合わされている。具体的には、変速制御システム８は変速機構に対して作動油圧を供給する油圧制御回路（図示されていない）を構成し、その回路中に油圧供給源や各種の電磁制御弁を含む。ここで、変速機構が複数の変速段を有する場合、油圧制御回路は変速用クラッチまたはブレーキに対する作動油圧の給排路を構成し、一方、ベルト式無段変速機構である場合、油圧制御回路はベルトプーリの可動シーブを変位させたり、あるいはベルト挟持力を適正に保持するためのアクチュエータに対する油圧給排路を構成する。
【００１１】
車両には、エンジン１および変速制御システム８の作動を電子制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ１０）が装備されており、例えばＥＣＵ１０は、運転者によるアクセルペダル１２の踏み込み量をアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）１４により検出し、そのＡＰＳ信号を用いてエンジン１の出力を制御する機能を有している。またＥＣＵ１０は、例えばＡＰＳ信号と車速情報とに基づいて所定の変速パターンが規定された変速マップを参照し、変速制御ユニット８を作動させて自動変速機２の変速段または変速比を所望に変更する機能を有している。
【００１２】
なお、運転者によるセレクタレバー１６の切り換え操作において何れかの走行レンジ（例えばＤレンジ）が選択されると、そのシフトポジションセンサ１８からの信号に基づいてＥＣＵ１０は変速制御システム８を制御し、クラッチ６に対して係合油圧を供給する。これに対しニュートラル（Ｎ）レンジが選択された場合、ＥＣＵ１０は係合油圧を排出し、クラッチ６の係合を解除する。
【００１３】
通常の変速制御においてＥＣＵ１０は、例えばエンジン１のクランク角センサ２０から入力されるパルス信号に基づいてエンジン１の回転速度Ｎｅを検出し、その値をトルクコンバータ４の入力回転速度として利用することができる。また、自動変速機２にはインプット回転センサ２２およびアウトプット回転センサ２４が設けられており、このうちインプット回転センサ２２の検出信号は、トルクコンバータ４の出力回転速度（タービン回転速度）Ｎｔとして利用することができる。一方、アウトプット回転センサ２４の検出信号は、自動変速機２から図示しない車両の駆動軸系（例えばトランスファドライブ軸）への伝達回転速度信号として利用可能であるほか、車速信号としても利用することができる。
【００１４】
ＥＣＵ１０は上述した変速制御に加えて、ニュートラル制御に関する機能をも有している。ニュートラル制御は車両の停車時において走行レンジが選択され、自動変速機２が走行用の変速状態にあって所定の条件が成立したとき実行されるが、その態様にはいくつかのパターンが含まれる。例えば、車両が交差点での信号待ち等で一時的に停車する場合、自動変速機２がインギヤ状態（走行用の変速状態）にあって所定の条件が成立したときニュートラル制御が実行される。あるいは、既に停車中の車両において自動変速機２がニュートラル状態にあり、例えば運転者が発進に備えてニュートラルレンジから走行レンジへのシフト操作を行った場合、所定の条件が成立したときニュートラル制御が実行される。
【００１５】
上述した各態様において、所定の条件は例えば、以下の（１）〜（３）の全ての要件が満たされるときに成立するものとして設定されている。
（１）ブレーキペダル２６が踏み込まれていること。
（２）アクセルペダル１２が踏み込まれていないこと。
（３）検出した車速が０ｋｍ／ｈ（あるいは所定車速以下）であること。
【００１６】
なお、本実施形態におけるニュートラル制御では、例えばＥＣＵ１０はトルクコンバータ４の入力回転と出力回転との速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を制御変数としてクラッチ６の滑り状態を規定し、その目標値（目標速度比ｅ_N）に基づいてクラッチ６を滑り状態に維持するべく係合油圧を制御する。クラッチ６の係合油圧は、例えばソレノイドバルブを用いて制御することができ、ＥＣＵ１０はトルクコンバータの入力回転速度Ｎｅおよび出力回転速度Ｎｔを検出し、これらの速度比をフィードバック信号としてソレノイドバルブのデューティ率を制御する。
【００１７】
以上は自動変速機の制御装置により実行されるニュートラル制御の基本的な概念であるが、加えて本実施形態では、ＥＣＵ１０において検出系の異常を判断し、ニュートラル制御の実行を禁止または許容する機能をも有している。
【００１８】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げて自動変速機の制御装置によるニュートラル制御の詳細について説明する。また実施例の説明により、ＥＣＵ１０による異常判断の具体的な内容もまた明らかにされる。
図２は、一実施例としてＥＣＵ１０により実行可能なニュートラル制御ルーチンを示し、この制御ルーチンは例えば、シフト操作においてパーキング（Ｐ）レンジまたはＮレンジが選択されている状態で実行される。
【００１９】
ＥＣＵ１０は例えば、所定の制御フラグ（ＩＦＬＡＧ）を用いてセンサ類の異常の有無を判断することができる。ステップＳ１では制御フラグのセット判定が行われるが、初期状態で制御フラグはリセット（ＩＦＬＡＧ＝０）されているため、ステップＳ１からステップＳ２に進む。
ステップＳ２では、エンジン１が運転中であるか否かを判定する。この判定は例えばエンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎ₁（400rpm程度）以上であるかを判別することにより行われる。エンジン１が運転中であれば、ＥＣＵ１０は次のステップＳ３に進み、ここでトルクコンバータ４の出力回転速度Ｎｔが所定値Ｎ₂（50rpm程度）より小さいか否かを判別する。
【００２０】
このとき、ステップＳ２でエンジン１が運転中であると判定されているにも拘わらず、ステップＳ３において出力回転速度Ｎｔが所定値Ｎ₂より小さいと判別される場合（Ｙｅｓ）、そのセンサ信号に何らかの異常があると考えられる。具体的には、インプット回転センサ２２が故障しているため、センサ信号が全く出力されていない（Ｎｔ＝０）状況を想定することができる。この場合、ＥＣＵ１０はステップＳ４を実行し、所定のカウント値Ｉを１だけインクリメントして次のステップＳ５に進む。
【００２１】
ステップＳ５では、カウント値Ｉが所定値Ｉｅ（例えば１０）以上であるか否かを判別する。このカウント値Ｉには初期値として０が与えられており、それ故、ルーチンの初回ではステップＳ５の判別結果は否定（Ｎｏ）となる。この場合、ＥＣＵ１０はステップＳ６を迂回してステップＳ８以降の手順に進む。
なお、ステップＳ２の判別結果が肯定（Ｙｅｓ）である場合、エンジン１が停止しているためステップＳ３からステップＳ６までの手順に進むことなくステップＳ７を実行し、ＥＣＵ１０はカウント値Ｉを初期値（＝０）に引き戻す。また同様に、ステップＳ３の判別結果が否定（Ｎｏ）である場合、特にセンサ信号に異常はないと考えられるため、ＥＣＵ１０はステップＳ４からステップＳ６までの手順を避けてステップＳ７を実行する。
【００２２】
次のステップＳ８では、運転者においてＮレンジからＤレンジへの切り換え操作、または、ＰレンジからＤレンジへの切り換え操作がなされたか否かが判別される。この判別が否定（Ｎｏ）となる間は自動変速機２がニュートラル状態であるため、ＥＣＵ１０はここでルーチンをリターンする。
ルーチンのリターン後、上述したステップＳ２およびステップＳ３の判別が何れも肯定（Ｙｅｓ）される手順が繰り返し実行されてカウント値Ｉの累積が所定値Ｉｅ以上となったとき、ＥＣＵ１０はステップＳ５からステップＳ６に進む。
【００２３】
ステップＳ６では、ＥＣＵ１０は上述した制御フラグをセット（ＩＦＬＡＧ＝１）する。この制御フラグがセットされると、それ以降の処理においてＥＣＵ１０はセンサ類の故障により検出系に異常があるものとして認識する。
それ故、ＥＣＵ１０はステップＳ８からルーチンをリターンした後、ステップＳ１で制御フラグがセットされている（Ｎｏ）と判別できるときは、ステップＳ２からステップＳ５の間の異常判別に進むことなく直ちにステップＳ８に進む。
【００２４】
ステップＳ８で所定のシフト操作（Ｎ→ＤまたはＰ→Ｄ操作）があったものと判別できる場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１０は次のステップＳ９において制御フラグのセット状態を再判別する。上述のステップＳ６で既に制御フラグがセットされていた場合、ＥＣＵ１０はステップＳ１０に進むことなく本制御ルーチンから抜け出て、別途用意されているＮ→Ｄ制御ルーチンＲ１に移行する。Ｎ→Ｄ制御ルーチンＲ１では例えば、ＥＣＵ１０は車体に大きなショックを発生させることなくクラッチ６を係合させるため係合油圧の給排を制御する。
【００２５】
一方、ステップＳ６で制御フラグがセットされる前にＮ→Ｄ操作またはＰ→Ｄ操作があった場合、ＥＣＵ１０はステップＳ１０に進んでニュートラル制御の開始条件を判断する。ここで、ＥＣＵ１０はニュートラル制御の開始条件として上記（１）〜（３）の要件を用いることができるが、これらに加えて以下の要件（４）および要件（５）を判断するものとしている。
（４）条件式Ｃ₀・Ｎｅ²・Ｋ≧Ｃ_N・Ｎｅ² が満足されていること。
ただし、Ｃ₀：トルクコンバータ４のストール容量係数（速度比ｅ＝０）
Ｋ：０．８程度
Ｃ_N：ニュートラル制御の目標速度比ｅ_Nにおける容量係数
（５）トルクコンバータ４の出力回転速度Ｎｔが０でないこと（Ｎｔ≠０）。
【００２６】
ここで、上記の条件式（４）はニュートラル制御によるエンジン１の負荷軽減の有効性を判断するためのものであり、具体的には、ニュートラル制御の実行にあたり設定した目標速度比ｅ_Nから求まるエンジン１の負荷と速度比ｅ＝０のときのエンジン１の負荷とを比較し、その結果、ＥＣＵ１０は前者の負荷の方が小さくなる場合にのみニュートラル制御の開始条件が成立するものとして判断する。なお、目標速度比ｅ_Nは例えばエンジン回転速度ＮｅとＡ／Ｔフルード温度を引数とする３次元マップから求めることができ、特に完全なニュートラル状態（Ｎ，Ｐレンジ）における速度比ｅ_PNをＥＣＵ１０内の記憶回路に学習しておくことで、その学習値の９５％程度の値を目標速度比ｅ_Nとして設定することができる。
【００２７】
一方、上記（５）の要件は、例えばインプット回転センサ２２が故障している場合、ニュートラル制御を開始しても制御システムがフェイルするおそれがあるため、ここでセンサ類の故障を判断するためのものである。以下、具体例を挙げてセンサ類の故障と制御システムのフェイルとの因果関係について説明する。
図３は、ニュートラル制御の実行に伴う各種制御信号や変数の時間的な変化の一例を示している。例えばＮ→Ｄ操作がなされると、その時点（図中ａ点）でクラッチ６の係合油圧を制御するソレノイドデューティ率に全圧指令（１００％）が与えられ、所定の期間ｔ_F（ａ点〜ｂ点）に亘って多板クラッチの隙間詰め（いわゆるガタ詰め）が行われる。
【００２８】
この後、所定デューティ率Ｄ_Aにてクラッチ６の係合力が高められると、ＥＣＵ１０はインプット回転センサ２２のセンサ信号（出力回転速度Ｎｔ）に基づいてタービン回転速度の落ち込みを判断し、その変化率が所定値となった時点（図中ｃ点）で目標速度比ｅ_Nに基づくフィードバック制御に移行する。このフィードバック制御中（ｃ点〜ｄ点）は目標速度比ｅ_Nに基づいてクラッチ６の滑り量Ｎｓ（＝Ｎｅ−Ｎｔ）がフィードバック制御され、クラッチ６が滑り状態に維持される。
【００２９】
このときインプット回転センサ２２が故障していると、そのセンサ信号からフィードバック制御の開始タイミングを判定できないため、実質的なニュートラル制御に移行することができない。この場合、ＥＣＵ１０の制御システムはバックアップ処理としてデューティ率を所定値Ｄ_Aからステップ状またはランプ状に次第に引き上げていき、最終的にデューティ率に全圧指令が与えられてクラッチ６が完全係合状態となる。これはニュートラル制御を実行しない場合と同じ結果であるが、このときＥＣＵ１０の制御システムはエンジン１の出力制御との関係においてフェイルにおちいるおそれがある。
【００３０】
具体的には、ＥＣＵ１０はニュートラル制御に連動してエンジン１の負荷を調節し、ニュートラル制御の実行中は通常の走行レンジにあるときよりも負荷が軽減されることを見込んで吸入空気量を少なく制御している。従って、このときクラッチ６が完全係合されると、制御上の見込み負荷に対して実負荷が大となり、極端な場合にはエンジンストールしてしまう。
【００３１】
本実施例の場合、自動変速機２がニュートラル状態から変速状態に変更された直後にトルクコンバータ４の出力回転速度Ｎｔが０として検出された場合は、ステップＳ１０で上記（５）の要件が満たされず、ＥＣＵ１０は条件不成立（Ｎｏ）と判断してニュートラル制御ルーチンから抜け出る。従って、上述したように制御システムがフェイルにおちいる前にニュートラル制御の実行が禁止される（ニュートラル制御手段）。
【００３２】
なお、通常どおりステップＳ１０にて開始条件が成立（Ｙｅｓ）した場合、ＥＣＵ１０は別途用意された制御ルーチンＲ２に進み、ここでＮ→Ｄ操作後即ニュートラル制御を実行する。制御ルーチンＲ２では、例えば図３のＮ制御開始時点（ａ点）からデューティ率制御が開始され、フィードバック制御の開始タイミングが判定されると（ｃ点）クラッチ６が滑り状態に維持される。
【００３３】
この後、例えば上記（１）〜（５）の要件の何れかが満足されなくなったとき、その時点（ｄ点）でニュートラル制御は解除され、以後、Ｎ→Ｄ制御に類似した処理にて解除処理を終了させる（ｄ点〜ｅ点）。
以上は、自動変速機２がニュートラル状態から変速状態に変更された直後の処理であるが、次に車両が走行中のインギヤ状態のまま一時的に停車した場合にニュートラル制御が実行される態様について説明する。
【００３４】
図４は、車両が例えば１速（またはフルロー）インギヤ状態のまま停車した場合に実行される制御ルーチンを示している。先ずステップＳ１１は、センサ類の異常の有無を判別するためものであり、このルーチンにおいても制御フラグがセットされている場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ１０は単にルーチンをリターンしてニュートラル制御を実行することはない。
【００３５】
次のステップＳ１２では、ＥＣＵ１０はニュートラル制御の開始条件として上記（１）〜（４）の要件が全て満足されるか否かを判断し、次のステップＳ１３では、トルクコンバータ４の入力回転速度Ｎｔ＝０の条件が成立したか否かを判断する。このステップＳ１３での処理は、ステップＳ１２の要件（３）においてアウトプット回転センサ２４のパルス信号＝０から車速が０ｋｍ／ｈであることを判断していることに加え、更にインプット回転センサ２２のパルス信号Ｎｔ＝０を判断することにより、車両が完全な停車状態にあることをより高精度に判定するためのものである。
【００３６】
より詳しくは、同一の車速では自動変速機２から駆動軸系への伝達回転速度に比較して、トルクコンバータ４から出力されるタービン回転速度の方が変速比の分だけ高回転速度である。従って、車両が停車する寸前にある極低車速域では、インプット回転センサ２２のパルス数の方が多く検出できるため、車速判定をより高精度に行うことができる。
【００３７】
上述のように自動変速機２が所定時間（例えば発進から停車までの時間）に亘って走行用の変速状態にあり、且つ、出力回転速度Ｎｔが０であると検出された場合、ステップＳ１１〜Ｓ１３までの条件が全て成立（Ｙｅｓ）するとＥＣＵ１０は別途用意された制御ルーチンＲ３に進み、ここで１速ニュートラル制御を実行する（ニュートラル制御手段）。なお、本実施例において実行される１速ニュートラル制御の具体的な内容は公知であるため、その詳細については図示ともに省略する。
【００３８】
これに対し、センサ類に故障があると判断できる場合、何れの態様においてもＥＣＵ１０はニュートラル制御を実行しないので、そのフェイルを回避してドライバビリティを大きく向上する。
また従来は、アウトプット回転センサ２４が故障した場合、そのセンサ信号の出力がなくなるため車速＝０ｋｍ／ｈと誤判定し、上記（３）の要件を誤って満足してしまう。この場合、１速インギヤ状態でその他の要件（１），（２）が満たされると、その時点でニュートラル制御の開始条件が成立し、車両が完全に停止する前にニュートラル制御が開始されてしまう。このような状況にあっては、停車前の減速中にクラッチ６がスリップすることで、急なトルク抜けによるブレーキ感を乗員に与えたり、あるいは、車速が充分に高い場合は車速の変化によってタービン回転速度（出力回転速度Ｎｔ）が大きく変化するため、急減速中にニュートラル制御が誤って開始された場合はフィードバック制御のハンチングを引き起こすおそれがある。
【００３９】
更に、本実施例では制御フラグを用いてインプット回転センサ２２の故障をも判断しているため（ステップＳ２〜ステップＳ６）、１速ニュートラル制御におけるフェイル防止にも寄与している。例えば、制御フラグによる故障判断を行っていない場合、図２のステップＳ１０に「Ｎｔ≠０」の要件（５）を追加する対策を講じていたとしても、図４のルーチンを実行したときステップＳ１２およびステップＳ１３の判定が何れも肯定（Ｙｅｓ）される。従って、図２のルーチンではＮ→Ｄ操作後即ニュートラル制御を禁止することができたとしても、この後、ＥＣＵ１０がＮ→Ｄ制御を終了したときに１速インギヤ状態となり、ＥＣＵ１０が図４のルーチンを実行すると、そこで制御ルーチンＲ３へ進んでしまう。
【００４０】
この点、本実施例ではインプット回転センサ２２の故障時には制御フラグがセットされており（ＩＦＬＡＧ＝１）、図４のステップＳ１１でルーチンがリターンされることから、１速ニュートラル制御が誤って実行されることはない。
なお、実施例として挙げた図２および図４の制御ルーチンは、必要に応じて適宜に書き替えが可能であり、その制御手法を得に限定するものではない。例えば、図２のステップＳ２〜ステップＳ６による故障判断のロジックは一例であり、ＥＣＵ１０の処理能力や収集情報量に応じて判断ロジックを変更してもよいし、複数のロジックを用いて故障判断を行ってもよい。
【００４１】
また、図２のステップＳ１０で出力回転速度Ｎｔ＝０が検出された場合は、制御フラグがセットされていなくても、これをセットするようにルーチンを構築することもできる。この場合、引き続き図４のルーチンが実行されても、１速ニュートラル制御ルーチンＲ３に進むことはない。
その他、図１の実施形態において示した各部の構成は、本発明を実施する上で各種の変形や置き換えが可能であり、本発明の具体的な構成は一実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の自動変速機の制御装置（請求項１）は、検出系の異常に起因した制御システムのフェイルを有効に防止し、ニュートラル制御本来の効果を保証する。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両に適用された自動変速機の制御装置の一実施形態を表す概略図である。
【図２】一実施例として、Ｎ→ＤまたはＰ→Ｄのシフト操作後にＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】Ｎ→Ｄ操作後即ニュートラル制御の実行に伴う各種制御信号や状態量の時間的な変化を表すタイムチャートである。
【図４】例えば１速インギヤ状態で車両が停車する場合にＥＣＵが実行する制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン
２自動変速機
４トルクコンバータ
６クラッチ
１０ＥＣＵ（ニュートラル制御手段）
２２インプット回転センサ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an automatic transmission that can perform neutral control of an automatic transmission when the vehicle is stopped, for example, and reduce an engine load.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique relating to this type of neutral control, for example, Japanese Patent No. 2906289 discloses a creep control device for an automatic transmission for a vehicle. In this known creep control device, it is assumed that the accelerator pedal is released, the brake pedal is depressed, and the vehicle speed is substantially zero (= 0 km / h) in a state where the travel range is selected in the shift operation. When detected, the slip control of the forward clutch is feedback-controlled so that the output rotation of the torque converter matches the target rotation speed, and the creep control (hereinafter referred to as “ The name is unified as “neutral control”. In such neutral control, the slip amount of the clutch is defined using the speed difference or speed ratio between the input rotation and output rotation of the torque converter as a control variable, and the slip amount is determined based on the target value of these variables. Feedback controlled. Therefore, in the neutral control system, sensors for detecting the input / output rotational speed of the torque converter are included in the detection system.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The neutral control of the automatic transmission described above is not only performed when the vehicle stops while the automatic transmission is in an in-gear state, such as waiting for a signal at an intersection, but also when the vehicle is already stopped, switching operation from the neutral range to the travel range May be executed immediately when In the latter case, the forward clutch is maintained in a slipping state before being completely engaged from the idle state, and a state close to neutral is created as in the former case. In this way, when neutral control is executed immediately after a shift operation from the neutral range to the travel range, a constant engagement force is applied regardless of the speed difference or speed ratio target value from immediately after the start to the initial control. Then, when a drop in the output speed of the torque converter is detected, feedback control is started assuming that the clutch has shifted to an appropriate slip state at that time.
[0004]
However, if troubles such as sensor failures occur in the detection system during the execution of neutral control, the change in output rotation speed cannot be read from the sensor signal, so the control system cannot determine the start timing of feedback control. Neutral control itself will not be established. In addition, as one element for determining the neutral control start condition, for example, when other sensor signals are used for determining the vehicle speed, the vehicle speed is erroneously determined due to a sensor failure, and the vehicle is actually stopped completely. There is a risk of starting neutral control.
[0005]
Therefore, the present invention assumes a detection system trouble in the neutral control system and establishes an effective fail countermeasure against detection abnormality.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The control device for an automatic transmission according to the present invention (Claim 1) provides a neutral control device when the output rotational speed of the torque converter is detected as 0 immediately after the automatic transmission is changed from the neutral state to the traveling shift state. While the control is not executed, if the predetermined condition including that the output rotational speed of the torque converter is not detected as 0 immediately after changing to the shift state for traveling is satisfied, the neutral control is executed to solve the above problem. It has been solved.
[0007]
For example, when a shift operation from the neutral range to the travel range is performed, even if it is recognized that the basic neutral control start conditions are in place, the output rotational speed is detected as 0 immediately after that. The reliability of the detected value is considered to be very low. That is, when the automatic transmission is in the neutral state, the rotational speed is detected as 0 even though the output side of the torque converter (turbine runner) can rotate without being restricted by the frictional engagement force of the clutch. In this case, it can be considered that some abnormality has occurred in the detection system. In this case, in the present invention, the execution of the neutral control is prohibited to prevent a situation where the control system falls into a failure.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the present invention can take a preferred embodiment as a control device for an automatic transmission for a vehicle.
As shown in FIG. 1, the automatic transmission control device of this embodiment is incorporated in a vehicle (not shown) together with the engine 1 and the automatic transmission 2. In applying the present invention, there are no restrictions on the combustion mode, the fuel injection method, the cylinder layout, and the like for the engine 1 of the vehicle. Further, the automatic transmission 2 to be subjected to the neutral control may have a mode in which a plurality of shift speeds are provided in the speed change mechanism, or a mode (so-called CVT) in which the gear ratio is continuously variable. .
[0010]
The main configuration of the automatic transmission 2 includes a torque converter 4 and a clutch 6 (for example, a forward clutch) as a friction engagement element. As a transmission mechanism linked to these, for example, a planetary gear type or a drive belt type It has a mechanism. Further, for example, a hydraulic shift control system 8 is combined with the speed change mechanism in order to automatically perform the mechanical speed change operation. Specifically, the shift control system 8 constitutes a hydraulic control circuit (not shown) that supplies the operating hydraulic pressure to the transmission mechanism, and includes a hydraulic supply source and various electromagnetic control valves in the circuit. Here, when the speed change mechanism has a plurality of speed stages, the hydraulic control circuit constitutes an operating oil pressure supply / discharge path for the speed change clutch or brake, while when the speed change mechanism is a belt-type continuously variable speed change mechanism, A hydraulic supply / discharge path for the actuator for displacing the movable sheave of the belt pulley or appropriately holding the belt clamping force is configured.
[0011]
The vehicle is equipped with an electronic control unit (ECU 10) for electronically controlling the operation of the engine 1 and the speed change control system 8. For example, the ECU 10 determines the amount of depression of the accelerator pedal 12 by the driver using an accelerator position sensor (APS). ) 14 and has a function of controlling the output of the engine 1 using the APS signal. Further, the ECU 10 refers to a shift map in which a predetermined shift pattern is defined based on, for example, an APS signal and vehicle speed information, and operates the shift control unit 8 to change the gear stage or gear ratio of the automatic transmission 2 as desired. It has a function to do.
[0012]
When any driving range (for example, D range) is selected in the switching operation of the selector lever 16 by the driver, the ECU 10 controls the shift control system 8 on the basis of the signal from the shift position sensor 18, and the clutch The engagement hydraulic pressure is supplied to 6. On the other hand, when the neutral (N) range is selected, the ECU 10 discharges the engagement hydraulic pressure and releases the engagement of the clutch 6.
[0013]
In normal shift control, the ECU 10 can detect the rotational speed Ne of the engine 1 based on, for example, a pulse signal input from the crank angle sensor 20 of the engine 1 and use the value as the input rotational speed of the torque converter 4. it can. Further, the automatic transmission 2 is provided with an input rotation sensor 22 and an output rotation sensor 24, and a detection signal of the input rotation sensor 22 is used as an output rotation speed (turbine rotation speed) Nt of the torque converter 4. can do. On the other hand, the detection signal of the output rotation sensor 24 can be used not only as a rotation speed signal transmitted from the automatic transmission 2 to a vehicle drive shaft system (for example, a transfer drive shaft) (not shown), but also as a vehicle speed signal. Can do.
[0014]
The ECU 10 has a function related to neutral control in addition to the shift control described above. Neutral control is executed when a travel range is selected when the vehicle is stopped, and when the automatic transmission 2 is in a shift state for travel and a predetermined condition is satisfied, the mode includes several patterns. . For example, when the vehicle temporarily stops due to a signal waiting at an intersection or the like, the neutral control is executed when the automatic transmission 2 is in an in-gear state (traveling shift state) and a predetermined condition is satisfied. Alternatively, when the automatic transmission 2 is in the neutral state in the already stopped vehicle, for example, when the driver performs a shift operation from the neutral range to the traveling range in preparation for starting, the neutral control is performed when a predetermined condition is satisfied. Executed.
[0015]
In each aspect described above, the predetermined condition is set to be established when all of the following requirements (1) to (3) are satisfied, for example.
(1) The brake pedal 26 is depressed.
(2) The accelerator pedal 12 is not depressed.
(3) The detected vehicle speed is 0 km / h (or less than a predetermined vehicle speed).
[0016]
In the neutral control in the present embodiment, for example, the ECU 10 defines the slip state of the clutch 6 using the speed ratio e (= Nt / Ne) between the input rotation and the output rotation of the torque converter 4 as a control variable, and sets the target value ( Based on the target speed ratio e _N ), the engagement hydraulic pressure is controlled so as to maintain the clutch 6 in the slipping state. The engagement hydraulic pressure of the clutch 6 can be controlled using, for example, a solenoid valve, and the ECU 10 detects the input rotation speed Ne and the output rotation speed Nt of the torque converter, and uses these speed ratios as feedback signals to determine the duty of the solenoid valve. Control the rate.
[0017]
The above is the basic concept of the neutral control executed by the control device of the automatic transmission. In addition, in the present embodiment, the ECU 10 determines the abnormality of the detection system and prohibits or allows the execution of the neutral control. It also has.
[0018]
【Example】
The details of the neutral control by the automatic transmission control device will be described below with specific examples. In addition, the specific contents of the abnormality determination by the ECU 10 will also be clarified from the description of the embodiment.
FIG. 2 shows a neutral control routine that can be executed by the ECU 10 as one embodiment. This control routine is executed, for example, in a state where the parking (P) range or the N range is selected in the shift operation.
[0019]
For example, the ECU 10 can determine whether or not there is an abnormality in the sensors using a predetermined control flag (IFLAG). In step S1, the control flag is set, but since the control flag is reset (IFLAG = 0) in the initial state, the process proceeds from step S1 to step S2.
In step S2, it is determined whether or not the engine 1 is in operation. This determination is performed, for example, by determining whether the engine speed Ne is equal to or higher than a predetermined value N ₁ (about 400 rpm). If the engine 1 is in operation, the ECU 10 proceeds to the next step S3, where it is determined whether or not the output rotational speed Nt of the torque converter 4 is smaller than a predetermined value N ₂ (about 50 rpm).
[0020]
At this time, in spite of being judged that the engine 1 is in operation at the step S2, if the output rotational speed Nt is determined to be a predetermined value N ₂ is smaller than in step S3 (Yes), on the sensor signal There seems to be some abnormality. Specifically, since the input rotation sensor 22 is out of order, no sensor signal is output (Nt = 0). In this case, the ECU 10 executes step S4, increments the predetermined count value I by 1, and proceeds to the next step S5.
[0021]
In step S5, it is determined whether or not the count value I is a predetermined value Ie (for example, 10) or more. The count value I is given 0 as an initial value. Therefore, the determination result in step S5 is negative (No) at the first time of the routine. In this case, ECU10 bypasses step S6 and progresses to the procedure after step S8.
If the determination result of step S2 is affirmative (Yes), the engine 1 is stopped, so step S7 is executed without proceeding to the procedure from step S3 to step S6, and the ECU 10 sets the count value I to the initial value. Pull back to (= 0). Similarly, if the determination result in step S3 is negative (No), it is considered that there is no abnormality in the sensor signal, and therefore the ECU 10 executes step S7 while avoiding the steps from step S4 to step S6.
[0022]
In the next step S8, it is determined whether or not the driver has performed a switching operation from the N range to the D range or a switching operation from the P range to the D range. Since the automatic transmission 2 is in the neutral state while this determination is negative (No), the ECU 10 returns the routine here.
After the routine returns, when the procedure in which the determinations in steps S2 and S3 described above are both affirmative (Yes) is repeatedly executed and the accumulated count value I becomes equal to or greater than the predetermined value Ie, the ECU 10 performs steps from step S5 to step S5. Proceed to S6.
[0023]
In step S6, the ECU 10 sets the above-described control flag (IFLAG = 1). When this control flag is set, the ECU 10 recognizes that there is an abnormality in the detection system due to a failure of the sensors in the subsequent processing.
Therefore, after the ECU 10 returns the routine from step S8, if it can be determined in step S1 that the control flag has been set (No), the ECU 10 immediately proceeds to step S8 without proceeding to abnormality determination between step S2 and step S5. Proceed to
[0024]
If it is determined in step S8 that a predetermined shift operation (N → D or P → D operation) has been performed (Yes), the ECU 10 again determines the set state of the control flag in the next step S9. If the control flag has already been set in step S6 described above, the ECU 10 exits from this control routine without proceeding to step S10, and proceeds to a separately prepared N → D control routine R1. In the N → D control routine R1, for example, the ECU 10 controls the supply and discharge of the engagement hydraulic pressure in order to engage the clutch 6 without causing a large shock to the vehicle body.
[0025]
On the other hand, if there is an N → D operation or a P → D operation before the control flag is set in step S6, the ECU 10 proceeds to step S10 and determines a neutral control start condition. Here, although ECU10 can use the requirements of said (1)-(3) as a starting condition of neutral control, in addition to these, the following requirements (4) and requirements (5) shall be judged.
(4) Conditional expression C ₀ · Ne ² · K ≧ C _N · Ne ² is satisfied.
C ₀ : Stall capacity coefficient of the torque converter 4 (speed ratio e = 0)
K: About 0.8 C _N : Capacity coefficient at the target speed ratio e _N of neutral control (5) The output rotation speed Nt of the torque converter 4 is not 0 (Nt ≠ 0).
[0026]
Here, the above conditional expression (4) is for determining the effectiveness of the load reduction of the engine 1 by the neutral control. Specifically, it is obtained from the target speed ratio e _N set in executing the neutral control. The load of the engine 1 is compared with the load of the engine 1 when the speed ratio e = 0, and as a result, the ECU 10 determines that the neutral control start condition is satisfied only when the former load is smaller. . The target speed ratio e _N can be obtained from, for example, a three-dimensional map using the engine speed Ne and the A / T fluid temperature as arguments, and the speed ratio e _PN in the complete neutral state (N, P range) is determined by the ECU 10. By learning in the storage circuit, a value about 95% of the learned value can be set as the target speed ratio e _N.
[0027]
On the other hand, the requirement (5) above is that, for example, if the input rotation sensor 22 is out of order, the control system may fail even when neutral control is started. Is. Hereinafter, a causal relationship between sensor failure and control system failure will be described with specific examples.
FIG. 3 shows an example of temporal changes in various control signals and variables accompanying the execution of neutral control. For example, when an N → D operation is performed, a full pressure command (100%) is given to the solenoid duty ratio for controlling the engagement hydraulic pressure of the clutch 6 at that time (point a in the figure), and a predetermined period t _F (a The gap clearance (so-called backlash filling) of the multi-plate clutch is performed over the points (b) to (b).
[0028]
Thereafter, when the engagement force of the clutch 6 is increased at the predetermined duty ratio D _A , the ECU 10 determines a drop in the turbine rotation speed based on the sensor signal (output rotation speed Nt) of the input rotation sensor 22, and the rate of change thereof. There shifts to feedback control based on the target speed ratio e _N at the time when a predetermined value (in the drawing point c). During this feedback control (points c to d), the slip amount Ns (= Ne−Nt) of the clutch 6 is feedback-controlled based on the target speed ratio e _N , and the clutch 6 is maintained in the slip state.
[0029]
At this time, if the input rotation sensor 22 is out of order, the start timing of the feedback control cannot be determined from the sensor signal, so that it is not possible to shift to the substantial neutral control. In this case, the control system will gradually raising the duty ratio from the predetermined value D _A stepwise or lamp shaped as a backup process, eventually all pressure command is given clutch 6 is completely engaged state with the duty ratio of the ECU10 It becomes. This is the same result as when neutral control is not executed, but at this time, the control system of the ECU 10 may fail in relation to the output control of the engine 1.
[0030]
Specifically, the ECU 10 adjusts the load of the engine 1 in conjunction with the neutral control, and the amount of intake air is reduced during execution of the neutral control in anticipation of the load being reduced compared to when in the normal travel range. I have control. Accordingly, if the clutch 6 is completely engaged at this time, the actual load becomes larger than the expected load for control, and the engine stalls in an extreme case.
[0031]
In the case of this embodiment, when the output speed Nt of the torque converter 4 is detected as 0 immediately after the automatic transmission 2 is changed from the neutral state to the shift state, the requirement (5) is satisfied in step S10. Accordingly, the ECU 10 determines that the condition is not satisfied (No) and exits from the neutral control routine. Therefore, as described above, execution of neutral control is prohibited before the control system fails (neutral control means).
[0032]
When the start condition is satisfied (Yes) in step S10 as usual, the ECU 10 proceeds to a separately prepared control routine R2, where neutral control is executed immediately after the N → D operation. In the control routine R2, for example, duty ratio control is started from the N control start time (point a) in FIG. 3, and when the start timing of feedback control is determined (point c), the clutch 6 is maintained in a slipping state.
[0033]
Thereafter, for example, when any of the above requirements (1) to (5) is not satisfied, the neutral control is canceled at that time (point d), and thereafter, the process is canceled by a process similar to N → D control. The process is terminated (d point to e point).
The above is the process immediately after the automatic transmission 2 is changed from the neutral state to the shift state. Next, the neutral control is executed when the vehicle is temporarily stopped in the in-gear state during travel. explain.
[0034]
FIG. 4 shows a control routine that is executed when the vehicle stops in a first speed (or full low) in-gear state, for example. Step S11 is for determining whether or not there is an abnormality in the sensors. If the control flag is also set in this routine (No), the ECU 10 simply returns the routine and executes neutral control. Absent.
[0035]
In the next step S12, the ECU 10 determines whether or not all of the above requirements (1) to (4) are satisfied as the neutral control start conditions. In the next step S13, the input rotational speed Nt of the torque converter 4 is determined. It is determined whether the condition of = 0 is satisfied. In step S13, in addition to determining that the vehicle speed is 0 km / h from the pulse signal = 0 of the output rotation sensor 24 in the requirement (3) of step S12, the processing of the input rotation sensor 22 is further performed. By determining the pulse signal Nt = 0, it is for determining with higher accuracy that the vehicle is in a completely stopped state.
[0036]
More specifically, at the same vehicle speed, the turbine rotation speed output from the torque converter 4 is higher than the transmission rotation speed from the automatic transmission 2 to the drive shaft system by the gear ratio. Therefore, since the number of pulses of the input rotation sensor 22 can be detected more in the extremely low vehicle speed range just before the vehicle stops, the vehicle speed can be determined with higher accuracy.
[0037]
As described above, when it is detected that the automatic transmission 2 is in a shifting state for traveling for a predetermined time (for example, time from start to stop) and the output rotational speed Nt is 0, steps S11 to S11 are performed. When all the conditions up to S13 are satisfied (Yes), the ECU 10 proceeds to a separately prepared control routine R3, where the first speed neutral control is executed (neutral control means). In addition, since the specific content of the 1st-speed neutral control performed in a present Example is well-known, the detail is abbreviate | omitted with illustration.
[0038]
On the other hand, when it can be determined that there is a failure in the sensors, the ECU 10 does not execute neutral control in any aspect, so that the drivability is greatly improved by avoiding the failure.
Conventionally, if the output rotation sensor 24 fails, the output of the sensor signal is lost, so the vehicle speed is erroneously determined to be 0 km / h, and the requirement (3) is satisfied by mistake. In this case, if the other requirements (1) and (2) are satisfied in the first-speed in-gear state, the neutral control start condition is satisfied at that time, and the neutral control is started before the vehicle completely stops. . In such a situation, the clutch 6 slips during deceleration before the vehicle stops, giving the passenger a feeling of braking due to sudden torque loss, or if the vehicle speed is sufficiently high, the turbine is caused by changes in the vehicle speed. Since the rotational speed (output rotational speed Nt) changes greatly, if neutral control is erroneously started during rapid deceleration, there is a risk of causing feedback control hunting.
[0039]
Further, in the present embodiment, the control flag is also used to determine whether the input rotation sensor 22 has failed (steps S2 to S6), which contributes to the prevention of failure in the first speed neutral control. For example, when failure determination based on the control flag is not performed, even if a measure for adding the requirement (5) of “Nt ≠ 0” to step S10 in FIG. 2 is taken, step S12 is executed when the routine in FIG. 4 is executed. And the determination of step S13 is affirmed (Yes). Therefore, even if it is possible to prohibit the neutral control immediately after the N → D operation in the routine of FIG. When the routine is executed, the process proceeds to the control routine R3.
[0040]
In this respect, in this embodiment, when the input rotation sensor 22 is in failure, the control flag is set (IFLAG = 1), and the routine is returned in step S11 of FIG. Never happen.
Note that the control routines of FIGS. 2 and 4 given as examples can be appropriately rewritten as necessary, and the control method is not limited to obtaining the control method. For example, the failure determination logic in steps S2 to S6 in FIG. 2 is an example, and the determination logic may be changed according to the processing capability of the ECU 10 and the amount of collected information, or failure determination may be performed using a plurality of logics. You may go.
[0041]
Further, if the output rotation speed Nt = 0 is detected in step S10 of FIG. 2, even if the control flag is not set, a routine can be constructed so as to set it. In this case, even if the routine of FIG. 4 is continuously executed, the process does not proceed to the first speed neutral control routine R3.
In addition, the configuration of each unit shown in the embodiment of FIG. 1 can be variously modified and replaced in carrying out the present invention, and it goes without saying that the specific configuration of the present invention is not limited to one embodiment. Nor.
[0042]
【The invention's effect】
The control device for an automatic transmission according to the present invention (Claim 1) effectively prevents the failure of the control system due to the abnormality of the detection system, and guarantees the original effect of neutral control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a control device for an automatic transmission applied to a vehicle.
FIG. 2 is a flowchart of a control routine executed by the ECU after a shift operation of N → D or P → D as one embodiment.
FIG. 3 is a time chart showing temporal changes in various control signals and state quantities associated with execution of neutral control immediately after an N → D operation.
FIG. 4 is a flowchart of a control routine executed by the ECU when, for example, the vehicle stops in a first-speed in-gear state.
[Explanation of symbols]
1 Engine 2 Automatic transmission 4 Torque converter 6 Clutch 10 ECU (neutral control means)
22 Input rotation sensor

Claims

When the automatic transmission is in a shifting state for traveling and a predetermined condition is satisfied, the frictional engagement is determined based on the target value of the input / output rotation speed ratio while detecting the input rotation speed and the output rotation speed of the torque converter. A neutral control means for performing neutral control for maintaining the joint element in a slipping state;
The neutral control means does not execute the neutral control when the output rotational speed is detected as 0 immediately after the automatic transmission is changed from the neutral state to the traveling shift state, while the traveling control unit does not execute the neutral control. A control device for an automatic transmission, wherein the neutral control is executed when a predetermined condition is satisfied immediately after changing to a shift state of when the output rotational speed is not detected as zero.