JP4737040B2 - 自動変速機を搭載した車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機を搭載した車両の制御に関し、特に、低温時にニュートラル制御を実行する制御に関する。

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、たとえば、アクセル開度および車速に基づいて自動的に動力伝達経路の切り換えを行なう、すなわち自動的に変速比（変速ギヤ段）の切り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（たとえば、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、このように設定された変速ポジション内（通常は、前進走行ポジション内）において自動変速制御が行なわれる。

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な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。

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（以下、このような処理をニュートラル制御と記載する場合がある）。このとき、変速機の特定の摩擦係合要素が解放される（正確には、この摩擦係合要素がスリップ状態に制御される）。

このようなニュートラル制御の実行についての許可条件および禁止条件を判断して、ニュートラル制御を実行したり、ニュートラル制御を禁止したり、許可状態から禁止状態に移行（ニュートラル制御からの復帰）したりすることに関する技術が多く開示されている。たとえば、自動変速機の摩擦係合要素を作動させる自動変速機の作動油の温度が低い場合には作動油の粘度が高く粘りが高いので、油圧で係合および解放が制御される摩擦係合要素の応答性が低下している。このため、車両の再発進時の制御性が低下する可能性があるので、再発進時に運転者に違和感を与えかねない。このような不具合を回避する技術も開示されている。

特開平１１−１９３８６６号公報（特許文献１）は、燃費節減効果の一層の向上と、運転者への違和感の軽減を図ることのできる自動変速機のニュートラル制御装置を開示する。この自動変速機のニュートラル制御装置は、自動変速機のシフトポジションが前進走行ポジションとされているときであっても、所定の条件が成立したときに自動変速機をニュートラル状態にする自動変速機のニュートラル制御装置であって、所定の条件の成立を判断する手段として、（ａ）アクセル開度が所定値以下であることを判断する手段と（ｂ）ブレーキが踏み込まれていることを判断する手段と（ｃ）シフトダウンが行なわれるタイミングであることを判断する手段と（ｄ）車速が所定値以下であることを判断する手段とを備えるとともに、これら全ての判断手段が条件の成立を判断したときに、自動変速機をニュートラル状態に移行させる手段を備えたことを特徴とする。さらに、この自動変速機のニュートラル制御装置は、エンジンの冷却水の温度が所定値以下のとき、または、自動変速機の油温が所定値以下のとき、ニュートラル状態への移行を禁止する手段を設けたことを特徴とする。

この自動変速機のニュートラル制御装置によると、ブレーキを踏んで徐々に減速させて停車させる際に、実際に車両が停止する直前のダウンシフトのタイミング、つまり１速へのダウンシフトのタイミングで、自動変速機がニュートラル状態に移行する。従って、従来のように、１速の状態で、ある程度の距離を走行し、車両が停止した段階で初めてニュートラル状態に移行する場合と比べて、早めにニュートラル状態に移行する分だけ燃費節減効果が高まる。また、停止直前での１速へのダウンシフトは、余計な変速ショックを運転者に感じさせることになる上、車両が静止してからの１速状態からニュートラル状態への移行は、運転者に違和感を感じさせることになっていたが、本発明の装置では、静止状態でニュートラル状態へ移行するのではなく、その前のダウンシフトのタイミングでニュートラル状態に移行するようになるため、運転者に与える僅かなショックも緩和することができる。また、ニュートラル状態へ移行するための条件として、油温および水温の条件を付加することにより、一層安定した制御の実現が図れる。
特開平１１−１９３８６６号公報

このようなニュートラル制御を実行していないで、前進走行ポジション（Ｄポジション）で車両を一時的に停止しているときには、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自動変速機に伝達される。自動変速機においてはＤポジションであることにより摩擦係合要素がたとえば１速のギヤ段を形成した状態である。このような状態でブレーキにより車両が停止している。このため、トルクコンバータの入力側（エンジン側）であるポンプインペラは回転するが、トルクコンバータの出力側（自動変速機側）であるタービンインペラは回転しない。

しかしながら、自動変速機の作動油の温度が低い時には、オイルパン内のオイルレベルが低下するため、気泡混じりの作動油が自動変速機の内部に供給される。このような状態において、ニュートラル制御を行なわないでＤポジションで車両を停止させると、トルクコンバータのタービンインペラが回転しないので、トルクコンバータ内に気泡が滞留したり蓄積したりしてしまう。このような気泡があると、トルクコンバータの動力伝達作用が機能しなくなったり、その機能が低下したりして、車両の再発進時に駆動力が低下してしまう（ロストドライブ現象）。

上述した特許文献１に開示された自動変速機のニュートラル制御装置においては、自動変速機の作動油の温度が低い時にはニュートラル制御を禁止するので、気泡による動力伝達作用の低下による再発進時の違和感が高まる。

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、トルクコンバータの作動油の温度が低温であることに起因して発生する駆動力の低下を回避することができる、自動変速機を搭載した車両の制御装置および制御方法を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、車両発進時に係合される摩擦係合要素を含む変速機構と変速機構の駆動源側に設けられた流体継手とを有する自動変速機を搭載した車両を制御する。この制御装置は、自動変速機の作動油の温度を検出するための検出手段と、作動油の温度に基づいて、流体継手の動力伝達機能を低減させるか否かを判断するための判断手段と、シフトポジションが走行ポジションで、車両の状態が停止状態で、かつ流体継手の動力伝達機能を低減させる状態である場合に、車両発進時に係合される摩擦係合要素を解放させたニュートラル状態に移行するように、変速機構を制御するための制御手段とを含む。第９の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第１または第９の発明によると、通常は摩擦係合要素の応答性を確保できないので自動変速機の作動油が低温時の場合にはニュートラル制御を実行しないが、作動油の温度に基づいて流体継手（トルクコンバータ等）の動力伝達機能を低減されると判断されると、ニュートラル状態に移行する。ニュートラル状態に移行すると、トルクコンバータのタービンインペラが回転する（ニュートラル状態に移行しないとトルクコンバータのタービンインペラは回転しない）。このように、たとえ作動油が低温でオイルパンのレベルが低く気泡が自動変速機内で発生しても、トルクコンバータのタービンインペラが回転するため、トルクコンバータ内に気泡が滞留したり蓄積したりすることを回避できる。このため、トルクコンバータの動力伝達作用が機能しなくなったり、その機能が低下したりして、車両の再発進時に駆動力が低下してしまうロストドライブ現象を回避できる。その結果、トルクコンバータの作動油の温度が低温であることに起因して発生する駆動力の低下を回避することができる、自動変速機を搭載した車両の制御装置および制御方法を提供することができる。

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、判断手段は、作動油の温度が、流体継手の動力伝達機能を低減させる状態に関連した温度以下であるか否かを判断するための手段を含む。第１０の発明に係る制御方法は、第２の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第２または第１０の発明によると、流体継手の一例であるトルクコンバータ内に気泡が滞留したり蓄積したりすると駆動力が低下してしまうロストドライブ現象に至る。この現象の発生の可能性を、自動変速機の作動油の温度が流体継手の動力伝達機能を低減させる状態に関連した温度以下であるか否かにより、的確に判断できる。

第３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、判断手段は、作動油の温度が、流体継手の動力伝達機能を低減させる状態に関連した温度以下である状態が予め定められた時間以上継続しているか否かを判断するための手段を含む。第１１の発明に係る制御方法は、第３の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第３または第１１の発明によると、流体継手の一例であるトルクコンバータ内に気泡が滞留したり蓄積したりすると駆動力が低下してしまうロストドライブ現象に至る。この現象の発生の可能性を、自動変速機の作動油の温度が流体継手の動力伝達機能を低減させる状態に関連した温度以下である状態が継続しているか否かにより、的確に判断できる。

第４の発明に係る制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、車両発進時に係合される摩擦係合要素を解放させたニュートラル状態に移行した後において、摩擦係合要素を係合させた非ニュートラル状態を形成するように変速機構を制御するための手段を含む。第１２の発明に係る制御方法は、第４の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第４または第１２の発明によると、ニュートラル状態に移行しても、非ニュートラル状態を形成する（たとえば、ニュートラル状態と非ニュートラル状態とを繰り返す）。ニュートラル状態の場合には、トルクコンバータのタービンインペラを回転させてトルクコンバータ内に気泡が滞留したり蓄積したりすることを回避できる。非ニュートラル状態の場合には発進時に係合される摩擦係合要素が係合状態であるのでこのときにニュートラル制御から復帰すると、作動油が低温であることに起因して油圧応答性が良好でなくても車両の良好な再発進性を実現できる。

第５の発明に係る制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、制御手段は、ニュートラル状態を形成する時間よりも非ニュートラル状態を形成する時間の方が長くなるように、変速機構を制御するための手段を含む。第１３の発明に係る制御方法は、第５の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第５または第１３の発明によると、非ニュートラル状態の方が長いので、作動油が低温であることに起因して油圧応答性が良好でなくても車両の良好な再発進性をより実現できる。

第６の発明に係る制御装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、ニュートラル制御からの復帰時は、駆動源の出力を制限するための制限手段をさらに含む。第１４の発明に係る制御方法は、第６の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第６または第１４の発明によると、作動油が低温であることに起因して油圧応答性が良好でないのでニュートラル状態にされて解放された摩擦係合要素が係合するまでに、作動油が常温であるよりも長い時間を必要とする。摩擦係合要素が非係合の状態において、駆動源の出力を上昇させてしまうと、係合と同時に車両が急発進してしまう。このため、ニュートラル制御からの復帰時は、駆動源の出力を制限して、車両の良好な再発進を実現することができる。

第７の発明に係る制御装置においては、第６の発明の構成に加えて、駆動源はエンジンであって、制限手段は、ニュートラル制御からの復帰時は、エンジンの吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を制限するための手段を含む。第１５の発明に係る制御方法は、第７の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第７または第１５の発明によると、スロットルバルブの開度を制限してエンジンの吸入空気量を調整することにより、エンジンの出力を制限して、自動変速機の作動油が低温であることにより摩擦係合要素の係合が遅れても、車両の良好な再発進を実現することができる。

第８の発明に係る制御装置においては、第７の発明の構成に加えて、制限手段は、ニュートラル制御からの復帰時は、車両のアクセルペダル開度の変化よりも緩やかな変化になるようにスロットルバルブの開度を変化させるための手段を含む。第１６の発明に係る制御方法は、第８の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第８または第１６の発明によると、車両のアクセルペダル開度の変化よりも緩やかな変化になるようにスロットルバルブの開度をなまして変化させて、エンジンの出力を制限する。これにより、自動変速機の作動油が低温であるときにニュートラル制御が実行され、アクセルペダルが踏み込まれた際に、車両の良好な再発進を実現することができる。

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。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両の６速の自動変速機を搭載している。なお、ＦＦ以外の車両であってもよいし、６速以外の自動変速機を搭載した車両であってもよい。さらに、ベルト式などの無段変速機であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、６速の自動変速機２０００と、自動変速機２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００（変速機構）と、自動変速機２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）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。

自動変速機２０００は、トルクコンバータ３２００（流体継手）を介してエンジン１０００に連結される。自動変速機２０００は、所望のギヤ段を形成することにより、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２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト６０００を介して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００には、車速センサ８００２と、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、ブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４と、電子スロットルバルブ８０１６のスロットル開度センサ８０１８と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４と、水温センサ８０２６とがハーネスなどを介して接続されている。

車速センサ８００２は、ドライブシャフト６０００の回転数から車両の速度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。シフトレバー８００４の位置は、ポジションスイッチ８００６により検出され、検出結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、自動変速機２０００のギヤ段が自動で形成される。

アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。ストロークセンサ８０１４は、ブレーキペダル８０１２のストローク量を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

スロットル開度センサ８０１８は、アクチュエータにより開度が調整される電子スロットルバルブ８０１６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。電子スロットルバルブ８０１６により、エンジン１０００に吸入される空気量（エンジン１０００の出力）が調整される。

エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。入力軸回転数センサ８０２２は、自動変速機２０００の入力軸回転数ＮＩ（トルクコンバータ３２００のタービン回転数ＮＴ）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０２４は、自動変速機２０００の出力軸回転数ＮＯを検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

水温センサ８０２６は、エンジン１０００の冷却水の温度（水温）を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

自動変速機作動油センサ８０２３は、自動変速機２０００の作動油の温度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、車速センサ８００２、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、ストロークセンサ８０１４、スロットル開度センサ８０１８、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、自動変速機油温センサ８０２３．出力軸回転数センサ８０２４、水温センサ８０２６、などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の状態（自動変速機２０００の作動状態、特に、ニュートラル制御状態）となるように、機器類を制御する。

形成するギヤ段は、車速とアクセル開度とをパラメータとして予め作成された変速線図に基づいて決定される。なお、このような変速線図に基づいて形成するギヤ段を決定することに加えて、運転者によるシフトレバー８００４の操作に応じてアップシフトもしくはダウンシフトを行ない形成するギヤ段を形成する変速機であってもよい。

本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００は、シフトレバー８００４がＤ（ドライブ）ポジションやＲ（リバース）ポジションであって、その他のニュートラル制御実行条件を満足した場合であって、従来は自動変速機２０００の作動油の温度が低い場合には実行されていなかったニュートラル制御を実行する点が特徴である。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸３１００を有するトルクコンバータ３２００に接続されている。プラネタリギヤユニット３０００は、遊星歯車機構の第１セット３３００と、遊星歯車機構の第２セット３４００と、出力ギヤ３５００と、ギヤケース３６００に固定されたＢ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０およびＢ３ブレーキ３６３０と、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０と、ワンウェイクラッチＦ３６６０とを含む。

第１セット３３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット３３００は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０と、ピニオンギヤ３３２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０とを含む。

サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結されている。ピニオンギヤ３３２０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ３３２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と噛合している。

リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０は、Ｂ３ブレーキ３６３０によりギヤケース３６００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）３３４０は、Ｂ１ブレーキ３６１０によりギヤケース３６００に固定される。

第２セット３４００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３４００は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０と、ショートピニオンギヤ３４２０と、キャリアＣ（１）３４２２と、ロングピニオンギヤ３４３０と、キャリアＣ（２）３４３２と、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０とを含む。

サンギヤＳ（Ｄ）３４１０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、キャリアＣ（１）３４２２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０およびロングピニオンギヤ３４３０と噛合している。キャリアＣ（１）３４２２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

ロングピニオンギヤ３４３０は、キャリアＣ（２）３４３２に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３４３０は、ショートピニオンギヤ３４２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０と噛合している。キャリアＣ（２）３４３２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

サンギヤＳ（Ｓ）３４４０は、Ｃ１クラッチ３６４０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、Ｂ２ブレーキ３６２０により、ギヤケース３６００に固定され、Ｃ２クラッチ３６５０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、ワンウェイクラッチＦ３６６０に連結されており、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。

ワンウェイクラッチＦ３６６０は、Ｂ２ブレーキ３６２０と並列に設けられる。すなわち、ワンウェイクラッチＦ３６６０のアウターレースはギヤケース３６００に固定され、インナーレースはリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０に回転軸を介して連結される。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。○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。△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速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。

図３に示す係合表から理解できるように、車両停止時から車両がＤポジションで前進するときの１速（１ｓｔ）や２速（２ｎｄ）では、必ずＣ１クラッチ３６４０が係合されている。また、車両がＲポジションで後進するときには、Ｂ２ブレーキ３６２０やＢ３ブレーキ３６３０が係合されている。本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００は、ニュートラル制御が実行される場合においては、ＤポジションであるときにこのＣ１クラッチ３６４０を係合から解放させ、ＲポジションであるときにこれらのＢ２ブレーキ３６２０やＢ３ブレーキ３６３０を係合から解放させる。なお、プラネタリギヤユニット３０００は変速機の種類により異なる構成を有するので、ＤポジションやＲポジションにおいてニュートラル制御するときの摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）は、これらのものに限定されない。

図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図について説明する。
図４に示すように、この制御装置は、制御対象の車両の各種状態量を検出する検出部１００００と、自動変速機２０００の作動油の温度が低い場合であっても、検出部１００００により検出された制御対象の車両の各種状態量に基づいてニュートラル制御を実行するか否か（開始するか否か）を判断して実行させる低油温時ニュートラル制御実行部１１０００と、ニュートラル制御を実行後（開始後）に、検出部１００００により検出された制御対象の車両の各種状態量に基づいて、ニュートラル制御から復帰するか否か（ニュートラル制御を終了して通常制御を開始するか否か）を判断して復帰させる低油温時ニュートラル制御復帰部１１１００と、自動変速機２０００の油圧回路４０００を制御してプラネタリギヤユニット３０００のＣ１クラッチ３６４０等を係合から解放させてニュートラル制御を実行したり、Ｃ１クラッチ３６４０等を解放から係合させてニュートラル制御から復帰したりする自動変速機油圧制御部１２０００とを含む。

この制御装置は、油圧応答性が良好でない自動変速機２０００の作動油の温度が低い場合であってもニュートラル制御を実行する。このため、ニュートラル制御からの復帰時において、Ｃ１クラッチ３６４０が解放から係合されるまでの時間が、作動油の温度が高いときよりも長い。このため、この応答遅れを考慮して、運転者がアクセルペダル８００８を踏み込んでも、電子スロットルバルブ８０１６を大きく開かないように（なまし）制御する。このようにしないと、エンジン１０００の回転数が上昇してからＣ１クラッチ３６４０が解放から係合されるので、車両が急発進する可能性がある。この制御装置は、このような急発進を回避することができる、このため、この制御装置は、低油温時ニュートラル制御復帰部１１１００に接続されニュートラル制御からの復帰時に電子スロットルバルブ８０１６の開度をなまし制御する電子スロットル開度制御部１２１００と、電子スロットル開度制御部１２１００に接続された電子スロットルモータ制御部１２２００とを含む。

検出部１００００は、自動変速機の作動油の温度を検出する自動変速機作動油温度検出部１０１００（自動変速機油温センサ８０２３に対応）、シフトポジション検出部１０２００と、車速検出部１０３００と、ブレーキ検出部１０４００とを含む。これらの検出値に基づいて、ニュートラル制御を実行するか否かやニュートラル制御からの復帰するか否か、判断される。

このような機能ブロックを有する本実施の形態に係る制御装置は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＥＣＵ８０００に含まれるＣＰＵ（Central Processing Unit)およびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ８０００は、加算タイマをリセットしてスタートさせる。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、シフトポジション、車速Ｖ、ブレーキ信号、自動変速機油温ＴＨＯを検出する。シフトポジションはポジションスイッチ８００６から入力された信号に基づいて、車速は出力軸回転数センサ８０２４から入力された信号に基づいて、ブレーキ信号はブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４から入力された信号に基づいて、自動変速機油温ＴＨＯは自動変速機作動油センサ８０２３から入力された信号に基づいて、それぞれ検出される。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８０００は、検出された自動変速機油温ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下であるか否かを判断する。このしきい値ＴＨＯ（１）は、オイルパン内のオイルレベルが低下するため、気泡混じりの作動油が自動変速機の内部に供給される温度（たとえば０℃）に設定される。検出された自動変速機油温ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下であると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。

Ｓ１３０にて、ＥＣＵ８０００は、検出されたシフトポジションがＤポジションまたはＲポジションであるか否かを判断する。検出されたシフトポジションがＤポジションまたはＲポジションであると（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Ｓ１００へ戻される。

Ｓ１４０にて、ＥＣＵ８０００は、検出された車速Ｖが０（０近傍でもよい）であるか否かを判断する。検出された車速Ｖが０であると（Ｓ１４０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１４０にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ８０００は、検出されたブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４によるとブレーキが作動しているか（ブレーキＯＮであるか）否かを判断する。ブレーキが作動していると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。なお、ブレーキが作動しているか否かは、ブレーキマスタシリンダ圧の圧力に基づいて判断してもよい。

Ｓ１６０にて、ＥＣＵ８０００は、加算タイマ値がしきい値Ｔ以上になったか否かを判断する。このしきい値Ｔは、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯが低くオイルパン内のオイルレベルが低下したことに伴い、気泡混じりの作動油が自動変速機の内部に供給され、特に、トルクコンバータ３２００の内部に気泡が滞留したり蓄積したりする時間（たとえば３０秒）に設定される。加算タイマ値がしきい値Ｔ以上になったと判断されると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０に移される。もしそうでないと（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ１１０へ戻されてさらにＳ１２０〜Ｓ１５０の条件が成立している限りにおいて加算タイマがカウントされる。なお、このしきい値Ｔを０秒に設定することにより、さらに確実にロストドライブ現象を回避することも可能である。

Ｓ１７０にて、ＥＣＵ８０００は、ニュートラル制御を実行する。Ｄポジションであるときには、Ｃ１クラッチ３６４０を係合から解放する。Ｒポジションであると、Ｂ２ブレーキ３６２０やＢ３ブレーキ３６３０を係合から解放させる。

Ｓ１８０にて、ＥＣＵ８０００は、ニュートラル制御実行中において、シフトポジション、車速Ｖ、ブレーキ信号、自動変速機油温ＴＨＯを検出する。この処理は、ニュートラル制御が実行中であるという点でタイミングは異なるが、Ｓ１１０の処理と同じ処理である。

Ｓ１９０にて、ＥＣＵ８０００は、検出された自動変速機油温ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下であるか否かを判断する。この処理は、ニュートラル制御が実行中であるという点でタイミングが異なり判断結果に基づく処理の内容が異なるが、Ｓ１２０の処理に類似する。検出された自動変速機油温ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下であると（Ｓ１９０にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１９０にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ８０００は、検出されたシフトポジションがＤポジションまたはＲポジションであるか否かを判断する。この処理も、ニュートラル制御が実行中であるという点でタイミングが異なり判断結果に基づく処理の内容が異なるが、Ｓ１３０の処理に類似する。検出されたシフトポジションがＤポジションまたはＲポジションであると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ８０００は、検出された車速Ｖが０（０近傍でもよい）であるか否かを判断する。この処理も、ニュートラル制御が実行中であるという点でタイミングが異なり判断結果に基づく処理の内容が異なるが、Ｓ１４０の処理に類似する。検出された車速Ｖが０であると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。

Ｓ２２０にて、ＥＣＵ８０００は、検出されたブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４によるとブレーキが作動しているか（ブレーキＯＮであるか）否かを判断する。この処理も、ニュートラル制御が実行中であるという点でタイミングが異なり判断結果に基づく処理の内容が異なるが、Ｓ１５０の処理に類似する。ブレーキが作動していると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１８０へ戻される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、処理はＳ２３０へ移される。

Ｓ２３０にて、ＥＣＵ８０００は、ニュートラル制御から復帰する。このとき、Ｓ１７０にて解放した摩擦係合要素（クラッチやブレーキ）を係合させる。

Ｓ２４０にて、ＥＣＵ８０００は、電子スロットルバルブ８０１６の開度を制限する。このとき、アクセル開度センサ８０１０により検出されたアクセルペダル８００８の開度に基づいて、電子スロットルバルブ８０１６の開度が決定されるが、アクセルペダル８００８の開度変化よりも緩やかにしか変化しないように制限して電子スロットルバルブ８０１６の開度を変化させる。なお、電子スロットルバルブ８０１６の開度が一定値以上にならないように制限してもよい。

なお、図５におけるフローチャートのＳ１２０〜Ｓ１５０がニュートラル制御の実行条件、Ｓ１９０〜Ｓ２２０がニュートラル制御からの復帰条件であるが、これら以外のニュートラル制御の実行条件やニュートラル制御からの復帰条件であってもよい。

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により制御される車両の動作を説明する。なお、以下においては、Ｒポジションにおいても同様であるため、Ｄポジションであるときのニュートラル制御について説明する。

この車両においては、たとえば、車両が交差点の赤信号で一時的に停止したり、渋滞で一時的に停止したりして、さらにその他の条件が成立すると、Ｃ１クラッチ３６４０を解放させる（すなわち、シフトポジションはＤポジションであるが、プラネタリギヤユニット３０００はニュートラル状態である）ニュートラル制御が実行される。このような車両において、随時、シフトポジション、車速Ｖ、ブレーキ信号および自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯが検出される（Ｓ１１０）。

ニュートラル制御が実行されていない状態において、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下（Ｓ１２０にてＹＥＳ）かつシフトポジションがＤポジション（Ｓ１３０にてＹＥＳ）かつ車速Ｖが０（Ｓ１４０にてＹＥＳ）かつブレーキがＯＮである（Ｓ１５０にてＹＥＳ）状態を継続している限り、加算タイマにより時間がカウントされる。

自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下でシフトポジションがＤポジションで車速Ｖが０でブレーキがＯＮである状態がしきい値Ｔ（たとえば３０秒）の時間の間を継続すると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、ニュートラル制御が実行される。このとき、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯは、しきい値ＴＨＯ（１）以下の状態である。

ニュートラル制御の実行中も、随時、シフトポジション、車速Ｖ、ブレーキ信号および自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯが検出される（Ｓ１８０）。自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下で（Ｓ１９０にてＹＥＳ）、シフトポジションがＤポジションで（Ｓ２００にてＹＥＳ）、車速Ｖが０で（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、ブレーキがＯＮである（Ｓ２２０にてＹＥＳ）状態が継続している限り、ニュートラル制御が継続される。このとき、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯは、しきい値ＴＨＯ（１）以下の状態であって、自動変速機２０００の作動油のオイルパン内のオイルレベルが低下している。このため、気泡混じりの作動油が自動変速機２０００（トルクコンバータ３２００を含む）の内部に供給されてしまう。さらに、しきい値Ｔの時間以上ニュートラル制御を行なわないでＤポジションで車両が停止されているので、トルクコンバータ３２００の入力側（エンジン側）であるポンプインペラは回転して、トルクコンバータ３２００の出力側（自動変速機側）であるタービンインペラは回転していない状態が継続している。このため、トルクコンバータ３２００の内部に気泡が滞留したり蓄積したりしている。

このような状態では、ニュートラル制御からの復帰時にロストドライブ現象が発生してしまい、トルクコンバータ３２００がエンジン１０００の駆動力を伝達できない。このため、このような状態を回避するために、ニュートラル制御が実行される。ニュートラル制御が実行されてＣ１クラッチ３６４０が解放されると、トルクコンバータ３２００のポンプインペラもタービンインペラも回転する。このため、トルクコンバータ３２００の内部に滞留したり蓄積したりしていた気泡が自動変速機２０００のトルクコンバータ３２００以外の他の部分に流れて行き、トルクコンバータ３２００の内部に気泡が滞留したり蓄積したりしている状態を解消できる。

一方、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯがしきい値ＴＨＯ（１）以下でなくなる（Ｓ１９０にてＮＯ）、シフトポジションがＤポジションでなくなる（Ｓ２００にてＮＯ）、車速Ｖが０でなくなる（Ｓ２１０にてＮＯ）、ブレーキがＯＮでなくなる（Ｓ２２０にてＮＯ）状態になると、ニュートラル制御から復帰される（Ｓ２３０）。

この場合において、Ｃ１クラッチ３６４０に係合指令信号を出力しても、自動変速機２０００の作動油の温度が低く油圧応答性が良好でない。このため、Ｃ１クラッチ３６４０が係合されるまでに（作動油の温度が高い時に比べて）、より長い時間を必要とする。このため、アクセルペダル８００８が踏み込まれても電子スロットルバルブ８０１６が大きく開いてエンジン１０００の回転数が上昇しないように、スロットル開度制限処理（なまし処理）が行なわれる（Ｓ２４０）。

このようにすると、Ｃ１クラッチ３６４０が解放または半係合状態においてはエンジン１０００の回転数が急激に上昇することもなく、Ｃ１クラッチ３６４０が係合してからエンジン１０００の回転数（延いてはトルク）が上昇するので、自動変速機の作動油の低温時にニュートラル制御から復帰した時の車両の急発進（飛び出し感）を抑制できる。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、自動変速機の作動油が低温であるときにはニュートラル制御を実行しない従来の場合に発生していた、トルクコンバータのタービンインペラが回転しないでトルクコンバータ内に気泡が滞留したり蓄積したりして発生する、ロストドライブ現象を回避することができる。さらに、このような自動変速機の作動油が低温であって摩擦係合要素の油圧応答性が良好でないときであるので、ニュートラル制御からの復帰時に電子スロットルバルブの開度を制限して、係合されていない状態でのエンジン回転数の上昇を抑制し、ニュートラル制御からの復帰時における車両の急発進を回避できる。

以下、上述した実施の形態の変形例を示す。
＜第１の変形例＞
図５のフローチャートにおいて、ニュートラル制御の実行が開始された（Ｓ１７０）後、ニュートラル制御からの復帰される（Ｓ２３０）までの間において、ニュートラル制御実行状態（Ｃ１クラッチ３６４０が解放）とニュートラル制御非実行状態（Ｃ１クラッチ３６４０が係合）とを、一定の時間間隔で繰り返し実行するようにしても構わない。

特に、トルクコンバータ３２００内に気泡が滞留したり蓄積したりしない程度に、ニュートラル制御非実行状態（Ｃ１クラッチ３６４０を係合させてトルクコンバータ３２００のタービンインペラを停止）を長く設定すると、運転者がブレーキをオフして車両を発進させようとしたタイミングではＣ１クラッチ３６４０が係合している状態の方が時間的に多くなるので、車両を速やかに発進させることができる。さらに、電子スロットルバルブ８０１６の開度制限処理（なまし処理）を不要にすることも可能である。

＜第２の変形例＞
図５のフローチャートのＳ１６０におけるしきい値Ｔを、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯにより可変としてもよい。たとえば、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯが−１０℃と−３０℃とでは、ロストドライブ現象に至るまでの時間が異なるためである。

たとえば、自動変速機２０００の作動油の温度ＴＨＯが低いほど、しきい値Ｔを短くすることが考えられる。

＜第３の変形例＞
図５のフローチャートのＳ１６０において、車両の状態が予め定められた状態である（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）ことがしきい値Ｔで示される時間以上継続しているという条件を、エンジントルクまたはエンジン推定トルクが予め定められた値以下という条件に変更しても構わない。すなわち、低温ロストドライブ回避のためのニュートラル制御実行条件を変更することになる。

ロストドライブ現象に至るとトルクコンバータ３２００の動力伝達作用が低下している。すなわち、エンジン１０００の負荷が低下する。このため、ロストドライブ現象に至っていない場合に比較してエンジン１０００の出力トルクが低下している。

エンジンの出力トルク（自動変速機への入力トルク）が低下するので、エンジントルクまたはエンジン推定トルクが予め定められた値以下であることに基づいて、ニュートラル制御を実行させてトルクコンバータ３２００のタービンインペラを回転させるようにして、ロストドライブ現象を回避することができる。

＜第４の変形例＞
図５のフローチャートのＳ１６０において、車両の状態が予め定められた状態である（Ｓ１２０〜Ｓ１５０）ことがしきい値Ｔ時間以上継続しているという条件を、エンジン回転数が予め定められた値以上という条件に変更しても構わない。すなわち、低温ロストドライブ回避のためのニュートラル制御実行条件を変更することになる。

アイドル時において吸入空気量や燃料噴射量等を一定に制御されるエンジンにおいては、吸入空気量等に基づき推定されるエンジン回転数よりも実エンジン回転数が高くなると（トルクコンバータ３２００の動力伝達作用が低下してエンジン１０００の負荷が低下して実エンジン回転数が上昇しているので）、ロストドライブ現象に至る可能性が高いと推定できる。このため、エンジン回転数が予め定められた値以上であることに基づいて、ニュートラル制御を実行させてトルクコンバータ３２００のタービンインペラを回転させるようにして、ロストドライブ現象を回避することができる。

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。

本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵにより制御されるパワートレーンを示す概略構成図である。 自動変速機におけるギヤトレーンを示すスケルトン図である。 自動変速機の作動表を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵにより実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０００ エンジン、２０００ 自動変速機、３０００ プラネタリギヤユニット、３２００ トルクコンバータ、４０００ 油圧回路、５０００ ディファレンシャルギヤ、６０００ ドライブシャフト、７０００ 前輪、８０００ ＥＣＵ、８００２ 車速センサ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ ブレーキペダル、８０１４ ストロークセンサ、８０１６ 電子スロットルバルブ、８０１８ スロットル開度センサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２３ 自動変速機油温センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０２６ 水温センサ。

Claims (16)

1. 車両発進時に係合される摩擦係合要素を含む変速機構と前記変速機構の駆動源側に設けられた流体継手とを有する自動変速機を搭載した車両の制御装置であって、
   前記自動変速機の作動油の温度を検出するための検出手段と、
   前記作動油の温度に基づいて、前記自動変速機の内部に気泡が蓄積されるか否かを判断するための判断手段と、
   シフトポジションが走行ポジションで、車両の状態が停止状態で、かつ前記自動変速機の内部に気泡が蓄積される状態である場合に、前記車両発進時に係合される摩擦係合要素を解放させたニュートラル状態に移行するように、前記変速機構を制御するための制御手段とを含む、自動変速機を搭載した車両の制御装置。
2. 前記判断手段は、前記作動油の温度が、前記自動変速機の内部に気泡が蓄積される状態に関連した温度以下であるか否かを判断するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記判断手段は、前記作動油の温度が、前記自動変速機の内部に気泡が蓄積される状態に関連した温度以下である状態が予め定められた時間以上継続しているか否かを判断するための手段を含む、請求項１に記載の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記車両発進時に係合される摩擦係合要素を解放させたニュートラル状態に移行した後において、前記摩擦係合要素を係合させた非ニュートラル状態を形成するように前記変速機構を制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記制御手段は、前記ニュートラル状態を形成する時間よりも前記非ニュートラル状態を形成する時間の方が長くなるように、前記変速機構を制御するための手段を含む、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記制御装置は、前記ニュートラル制御からの復帰時は、前記駆動源の出力を制限するための制限手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記駆動源はエンジンであって、
   前記制限手段は、前記ニュートラル制御からの復帰時は、前記エンジンの吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を制限するための手段を含む、請求項６に記載の制御装置。
8. 前記制限手段は、前記ニュートラル制御からの復帰時は、前記車両のアクセルペダル開度の変化よりも緩やかな変化になるようにスロットルバルブの開度を変化させるための手段を含む、請求項７に記載の制御装置。
9. 車両発進時に係合される摩擦係合要素を含む変速機構と前記変速機構の駆動源側に設けられた流体継手とを有する自動変速機を搭載した車両の制御方法であって、
   前記自動変速機の作動油の温度を検出する検出ステップと、
   前記作動油の温度に基づいて、前記自動変速機の内部に気泡が蓄積されるか否かを判断する判断ステップと、
   シフトポジションが走行ポジションで、車両の状態が停止状態で、かつ前記自動変速機の内部に気泡が蓄積される状態である場合に、前記車両発進時に係合される摩擦係合要素を解放させたニュートラル状態に移行するように、前記変速機構を制御する制御ステップとを含む、自動変速機を搭載した車両の制御方法。
10. 前記判断ステップは、前記作動油の温度が、前記自動変速機の内部に気泡が蓄積される状態に関連した温度以下であるか否かを判断するステップを含む、請求項９に記載の制御方法。
11. 前記判断ステップは、前記作動油の温度が、前記自動変速機の内部に気泡が蓄積される状態に関連した温度以下である状態が予め定められた時間以上継続しているか否かを判断するステップを含む、請求項９に記載の制御方法。
12. 前記制御ステップは、前記車両発進時に係合される摩擦係合要素を解放させたニュートラル状態に移行した後において、前記摩擦係合要素を係合させた非ニュートラル状態を形成するように前記変速機構を制御するステップを含む、請求項９〜１１のいずれかに記載の制御方法。
13. 前記制御ステップは、前記ニュートラル状態を形成する時間よりも前記非ニュートラル状態を形成する時間の方が長くなるように、前記変速機構を制御するステップを含む、請求項１２に記載の制御方法。
14. 前記制御方法は、前記ニュートラル制御からの復帰時は、前記駆動源の出力を制限する制限ステップをさらに含む、請求項９〜１３のいずれかに記載の制御方法。
15. 前記駆動源はエンジンであって、
    前記制限ステップは、前記ニュートラル制御からの復帰時は、前記エンジンの吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を制限するステップを含む、請求項１４に記載の制御方法。
16. 前記制限ステップは、前記ニュートラル制御からの復帰時は、前記車両のアクセルペダル開度の変化よりも緩やかな変化になるようにスロットルバルブの開度を変化させるステップを含む、請求項１５に記載の制御方法。

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