JP5729379B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車輌に搭載される自動変速機の制御装置に係り、詳しくは、走行レンジであって、かつ車輌の停止中に、発進時に係合されるクラッチを制御して、ニュートラル状態に維持する自動変速機の制御装置に関する。

従来、車輌等に搭載される自動変速機において、例えば走行レンジであってフットブレーキ等により車輌が停車状態にされた場合に、エンジンと駆動車輪との動力伝達を行うクラッチ（例えばＣ−１）の係合を緩め、略々ニュートラル状態にする、いわゆるニュートラル制御を行うものがある（特許文献１参照）。この特許文献１のものは、当該クラッチが引き摺り状態にあると判断した場合に該クラッチの係合圧を設定圧分だけ上昇し、該クラッチがスリップ状態（動力伝達状態）にあると判断した場合に該クラッチの係合圧を設定圧分だけ低下することで、クラッチをスリップ状態の直前（動力伝達を行う直前）に維持している。

このように引き摺り状態（スリップ状態の直前）にするニュートラル制御を行うと、車輌の停車中にあって、トルクコンバータの引き摺り（クリープトルクの伝達）を抑えて燃費の向上を図ると共にエンジンの振動を車体に伝えてしまうことの抑制を図ることができ、かつ車輌の発進時にあっては、直ちに該クラッチを係合することを可能にして、発進時における動力伝達のレスポンスを確保し、駆動力の伝達遅れを運転者等に感じさせてしまうことの防止を図ることができる。

特開平９−３２９１７号公報

ところで、従来、自動変速機の油圧制御装置にあっては、クラッチの係合圧を制御するため、リニアソレノイドバルブにより制御した制御圧によってコントロールバルブを駆動制御し、該コントロールバルブによりライン圧を調圧することで、該係合圧を生成していたが、近年、リニアソレノイドバルブの出力性能の向上がなされ、該リニアソレノイドバルブによりライン圧を直接調圧してクラッチの係合圧を生成することが可能となり、上述したクラッチの状態を制御するレスポンスとして飛躍的な向上が図られている。

一方、近年の環境問題等に起因して、更なる車輌の燃費向上、即ち自動変速機における更なる効率向上が求められるようになり、上記特許文献１のようなニュートラル制御にあっても、車輌の停車中にクラッチの引き摺りロスがあるため、更なる燃費向上の余地があると考えられている。しかしながら、ニュートラル制御においてクラッチを完全解放状態（係合圧を０）にしてしまうと、リニアソレノイドバルブの出力性能が向上しているとしても、運転者が発進操作を行った場合にクラッチの係合遅れが生じてしまい、運転者に違和感を与える虞があった。

そこで本発明は、走行レンジで、かつ車輌の停車中にニュートラル制御を実行するものにあって、更なる燃費の向上を図ることが可能な自動変速機の制御装置を提供することを目的とするものである。

本発明は（例えば図１乃至図９参照）、発進時に係合されるクラッチ（Ｃ−１）の油圧サーボ（４０）の作動油室（４６）に供給する係合圧（Ｐ_Ｃ１）を調圧出力自在なソレノイドバルブ（ＳＬＣ１）を指令制御する自動変速機（３）の制御装置（１）において、
走行レンジを含むシフトレンジを判定するレンジ判定手段（２１）と、
車輌の停車を判定する停車判定手段（２２）と、
前記走行レンジが判定され、かつ前記車輌の停車が判定された際に、前記ソレノイドバルブ（ＳＬＣ１）から前記クラッチ（Ｃ−１）の油圧サーボ（４０）の作動油室（４６）までの油路（５０）と、前記クラッチ（Ｃ−１）の油圧サーボ（４０）の作動油室（４６）とが油で満たされ、かつ前記クラッチ（Ｃ−１）のピストン（４３）がスプリング（４５）による付勢力にてクラッチドラム（４２）に押し付けられて当接した状態となるように、０圧よりも大きくかつ前記スプリング（４５）の付勢力よりも小さい圧である所定係合圧（Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ} ）を前記クラッチ（Ｃ−１）の油圧サーボ（４０）に供給制御するニュートラル制御を実行し、該ニュートラル制御が終了されるまで前記所定係合圧（Ｐ _{Ｃ１−ＬＯＷ} ）を継続して供給するニュートラル制御手段（２５）と、を備えたことを特徴とする。

更に、本発明は（例えば図１乃至図９参照）、車輌の発進意思の操作を検出する発進意思操作検出手段（２３）と、
前記車輌の発進意思の操作を検出した際に、前記係合圧（Ｐ_Ｃ１）の油圧指令値を一時的に上昇して、前記クラッチ（Ｃ−１）の油圧サーボ（４０）をストロークエンドよりも係合側の状態にするファーストフィル制御を実行するファーストフィル制御手段（２７）と、
前記ファーストフィル制御に続いて前記クラッチ（Ｃ−１）の係合制御を行う係合制御手段（２６）と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は（例えば図１、図７、図８、図９参照）、前記ファーストフィル制御手段（２７）は、前記ニュートラル制御手段（２５）により指令制御された前記所定係合圧（Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ} ）の油圧指令値と該油圧指令値を前記ニュートラル制御の開始から終了まで継続した時間（ＴＡ）とに基づき、前記ファーストフィル制御における前記係合圧（Ｐ_Ｃ１）の油圧指令値（Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}）の大きさを設定してなることを特徴とする。

更に、本発明は（例えば図１、図７、図８、図９参照）、油温を検出する油温検出手段（３５）を備え、
前記ファーストフィル制御手段（２７）は、前記油温に基づき、前記ファーストフィル制御を実行する時間（ＴＢ）を設定してなることを特徴とする。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、ニュートラル制御手段が、走行レンジが判定され、かつ車輌の停車が判定された際に、ソレノイドバルブから作動油室までの油路と、該作動油室とが油で満たされ、かつクラッチのピストンがスプリングによる付勢力にてクラッチドラムに押し付けられて当接した状態となるように、０圧よりも大きくかつ前記スプリングの付勢力よりも小さい圧である所定係合圧をクラッチの油圧サーボに供給制御するので、いわゆるニュートラル制御中にクラッチの引き摺りロスがなく、例えばニュートラルレンジに手動操作した場合と同等な燃費の向上を図ることができる。

請求項２に係る本発明によると、ファーストフィル制御手段が、車輌の発進意思の操作を検出した際に、係合圧の油圧指令値を一時的に上昇して、クラッチの油圧サーボをストロークエンドよりも係合側の状態にするファーストフィル制御を実行するので、ソレノイドバルブによる係合圧上昇のレスポンスと相俟って、運転者が発進操作を行った場合にクラッチの係合遅れが生じることを防ぐことができ、運転者に違和感を与えることを防止することができる。

請求項３に係る本発明によると、ファーストフィル制御手段が、ニュートラル制御手段により指令制御された係合圧の油圧指令値と該油圧指令値を継続した時間とに基づき、ファーストフィル制御における油圧指令値の大きさを設定するので、つまりニュートラル制御の終了時におけるクラッチの油圧制御状態（油圧サーボのストローク状態）を予測し、該予測を反映した形でファーストフィル制御を実行することができる。これにより、より正確にクラッチを係合直前の状態にするファーストフィル制御を可能とすることができ、係合ショックの発生や係合遅れの発生を防止することができる。

請求項４に係る本発明によると、ファーストフィル制御手段が、油温に基づきファーストフィル制御を実行する時間を設定するので、油の粘性に応じた正確なファーストフィル制御を実行することができて、より正確にクラッチを係合直前の状態にすることができ、係合ショックの発生や係合遅れの発生を防止することができる。

本発明に係る自動変速機の制御装置を示すブロック図。 本発明を適用し得る自動変速機を示すスケルトン図。 本発明を適用し得る自動変速機の係合表。 自動変速機のクラッチＣ−１及びその油路の構造を示す模式断面図。 本発明に係るニュートラル制御を示すフローチャート。 インニュートラル制御を示すフローチャート。 アプライ制御を示すフローチャート。 ファーストフィル制御を示すフローチャート。 本発明に係るニュートラル制御の一例を示すタイムチャート。

以下、本発明に係る実施の形態を図１乃至図９に沿って説明する。

まず、本発明を適用し得る自動変速機３の概略構成について図２に沿って説明する。図２に示すように、例えばＦＦタイプ（フロントエンジン、フロントドライブ）の車輌に用いて好適な自動変速機３は、エンジン（Ｅ／Ｇ）２（図１参照）に接続し得る自動変速機の入力軸８を有しており、該入力軸８の軸方向を中心としてトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）４と、自動変速機構５とを備えている。

上記トルクコンバータ４は、自動変速機３の入力軸８に接続されたポンプインペラ４ａと、作動流体を介して該ポンプインペラ４ａの回転が伝達されるタービンランナ４ｂとを有しており、該タービンランナ４ｂは、上記入力軸８と同軸上に配設された上記自動変速機構５の入力軸１０に接続されている。また、該トルクコンバータ４には、ロックアップクラッチ７が備えられており、該ロックアップクラッチ７が係合されると、上記自動変速機３の入力軸８の回転が自動変速機構５の入力軸１０に直接伝達される。

上記自動変速機構５には、入力軸１０上において、プラネタリギヤＳＰと、プラネタリギヤユニットＰＵとが備えられている。上記プラネタリギヤＳＰは、サンギヤＳ１、キャリヤＣＲ１、及びリングギヤＲ１を備えており、該キャリヤＣＲ１に、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１を有している、いわゆるシングルピニオンプラネタリギヤである。

また、該プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素としてサンギヤＳ２、サンギヤＳ３、キャリヤＣＲ２、及びリングギヤＲ２を有し、該キャリヤＣＲ２に、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛合するロングピニオンＰＬと、サンギヤＳ３に噛合するショートピニオンＰＳとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。

上記プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１は、ミッションケース９に一体的に固定されているボス部に接続されて回転が固定されている。また、上記リングギヤＲ１は、上記入力軸１０の回転と同回転（以下「入力回転」という。）になっている。更に上記キャリヤＣＲ１は、該固定されたサンギヤＳ１と該入力回転するリングギヤＲ１とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３に接続されている。

上記プラネタリギヤユニットＰＵのサンギヤＳ２は、バンドブレーキからなるブレーキＢ−１に接続されてミッションケースに対して固定自在となっていると共に、上記クラッチＣ−３に接続され、該クラッチＣ−３を介して上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。また、上記サンギヤＳ３は、クラッチＣ−１に接続されており、上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。

更に、上記キャリヤＣＲ２は、入力軸１０の回転が入力されるクラッチＣ−２に接続され、該クラッチＣ−２を介して入力回転が入力自在となっており、また、ワンウェイクラッチＦ−１及びブレーキＢ−２に接続されて、該ワンウェイクラッチＦ−１を介してミッションケースに対して一方向の回転が規制されると共に、該ブレーキＢ−２を介して回転が固定自在となっている。そして、上記リングギヤＲ２は、カウンタギヤ１１に接続されており、該カウンタギヤ１１は、不図示のカウンタシャフト、ディファレンシャル装置を介して駆動車輪に接続されている。

上記のように構成された自動変速機３は、図３に示す作動表のように前進１速段〜前進６速段及び後進段において、各クラッチＣ−１〜Ｃ−３、ブレーキＢ−１〜Ｂ−２、ワンウェイクラッチＦ−１が作動することにより、良好なステップ比をもって変速段のギヤ比を形成する。また、これらの複数のクラッチＣ−１〜Ｃ−３、ブレーキＢ−１〜Ｂ−２同士を掴み換えすることで各変速制御が実行され、各変速段において前進１速段の駆動時（例えば発進時）を除き、各クラッチＣ−１〜Ｃ−３、ブレーキＢ−１〜Ｂ−２のうちの２つが係合されて各変速段が達成される。

つづいて、本発明に係る自動変速機の制御装置１と、クラッチＣ−１及びその油路の構造とについて、図１及び図４に沿って説明する。

図１に示すように、本自動変速機の制御装置１は、制御部（ＥＣＵ）２０を有しており、該制御部２０は、入力軸回転速度センサ３０、シフトポジションセンサ３１、出力軸回転速度（車速）センサ３２、ブレーキセンサ３３、スロットル開度センサ３４、油温センサ（油温検出手段）３５などが接続されていると共に、上述した自動変速機構５の各クラッチＣ−１〜Ｃ−３、ブレーキＢ−１〜Ｂ−２やロックアップクラッチ７等を油圧制御する油圧制御装置（Ｖ／Ｂ）６に接続されている。

該油圧制御装置６には、各クラッチＣ−１〜Ｃ−３、ブレーキＢ−１〜Ｂ−２の油圧サーボに対して供給する係合圧を制御する複数のリニアソレノイドバルブ等が備えられており、特に油圧制御装置６には、クラッチＣ−１の油圧サーボ４０に対して供給する係合圧Ｐ_Ｃ１を、ライン圧Ｐ_Ｌを元圧として調圧出力自在なリニアソレノイドバルブＳＬＣ１が備えられていて、該リニアソレノイドバルブＳＬＣ１は、制御部２０からの指令により制御され得るように構成されている。

詳細には、クラッチＣ−１は、図４に示すように、外摩擦板４１ａ及び内摩擦板４１ｂからなる摩擦板４１と、この摩擦板４１を接断させる油圧サーボ４０とを備えている。この油圧サーボ４０は、クラッチドラム４２、ピストン部材４３、リターンプレート４４、リターンスプリング４５を有しており、これらにより、作動油室４６、キャンセル油室４７を構成している。

クラッチドラム４２は、図４では図示を省略した入力軸１０に回転自在に支持されており、上記サンギヤＳ３に不図示の連結部材を介して駆動連結されている。また、クラッチドラム４２の外周先端部の内周面には、上記外摩擦板４１ａがスプライン係合されていると共に、それら外摩擦板４１ａはスナップリング４９によってクラッチドラム４２に対して軸方向の移動が規制されている。それら外摩擦板４１ａの軸方向の間に交互に配置された内摩擦板４１ｂは、ハブ部材６０の先端部の外周面にスプライン係合されており、該ハブ部材６０は、上記キャリヤＣＲ１に対して駆動連結されている。

上記ピストン部材４３は、クラッチドラム４２に内包されて軸方向移動可能に配置されていて、２本のシールリングａ１，ａ２により、クラッチドラム４２との間に作動油室４６を構成している。さらにリターンプレート４４は、クラッチドラム４２に嵌合されたスナップリング４８によって軸方向移動が阻止されており、該リターンプレート４４は、ピストン部材４３との間にリターンスプリング４５が縮設されていると共に、シールリングａ３によりキャンセル油室４７を構成している。

また、上記作動油室４６は、油路５０を介してリニアソレノイドバルブＳＬＣ１の出力ポートに接続されており、該リニアソレノイドバルブＳＬＣ１の入力ポートには油路５１を介してライン圧Ｐ_Ｌが入力されている。なお、リニアソレノイドバルブＳＬＣ１は、上記油圧制御装置６内に配置されており、本明細書中において「油路５０」とは、上記油圧制御装置６内に形成されたリニアソレノイドバルブＳＬＣ１の出力ポートから、例えば油圧制御装置６内、オイルポンプケース（不図示）内、入力軸１０内、等をそれぞれ通って作動油室４６まで連通される油路を指す。

以上のように構成されたクラッチＣ−１においては、例えばリニアソレノイドバルブＳＬＣ１から係合圧Ｐ_Ｃ１が出力されない状態（クラッチＣ−１の解放状態）では、油路５０及び作動油室４６がドレーン（大気開放）されて、解放状態の時間の長さ等によっては空気が混入する状態となる。

また、詳しくは後述するニュートラル制御中のように、リニアソレノイドバルブＳＬＣ１から係合圧Ｐ_Ｃ１として所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}が出力されると、スプリング４５の付勢力によってピストン部材４３がクラッチドラム４２に押し付けられて当接した状態で、かつ油路５０及び作動油室４６が油で満たされる状態となる。

つづいて、該リニアソレノイドバルブＳＬＣ１から係合圧Ｐ_Ｃ１としてストロークエンド圧Ｐ_{Ｃ１−ＳＴＥＮＤ}が出力されると、スプリング４５の付勢力に打勝って該スプリング４５を縮めるようにピストン部材４３が移動し、該ピストン部材４３の先端が摩擦板４１に当接した状態（いわゆる油圧サーボ４０がガタ詰めした状態）となる。

そして、該リニアソレノイドバルブＳＬＣ１からストロークエンド圧Ｐ_{Ｃ１−ＳＴＥＮＤ}よりも大きい係合圧Ｐ_Ｃ１が出力されると、ピストン部材４３がさらに移動し、該ピストン部材４３の先端が摩擦板４１を押圧してクラッチＣ−１を係合していく状態となる。

ついで、本自動変速機の制御装置１における制御部（ＥＣＵ）２０の構成について詳細に説明する。図１に示すように、制御部２０には、レンジ判定手段２１、停車判定手段２２、発進意思操作検出手段２３、ニュートラル制御手段２５、係合制御手段２６が備えられており、該係合制御手段２６には、低圧時間タイマ２７ａとファーストフィル時必要油圧マップ２７ｂとファーストフィル時間マップ２７ｃとを有するファーストフィル制御手段２７、待機制御手段２８、実係合制御手段２９が備えられている。このうちのニュートラル制御手段２５及び係合制御手段２６は、リニアソレノイドバルブＳＬＣ１に指令制御して、係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を自在に制御し、クラッチＣ−１の係脱状態、つまり油圧サーボ４０のピストンのストローク状態ないし摩擦板に対する押圧状態を自在に制御する。

一方、上記入力軸回転速度センサ３０は、上述した自動変速機構５の入力軸１０の回転速度（つまりタービンランナ４ｂのタービン回転数Ｎｔ）を検出する。上記シフトポジションセンサ３１は、不図示の運転席に配置されたシフトレバーの操作位置（或いはシフトレバーに連動するマニュアルシャフトの位置）を検出する。上記出力軸回転速度センサ３２は、上述した自動変速機構５のカウンタギヤ１１（或いはカウンタシャフト）の回転速度（つまり車速Ｖ、出力軸回転数Ｎｏｕｔ）を検出する。上記ブレーキセンサ３３は、不図示のブレーキペダルの踏圧状態（少なくともブレーキＯＮ／ＯＦＦ）を検出する。上記スロットル開度センサ３４は、主にアクセル開度に基づき制御されるスロットル開度を検出する。そして、油温センサ３５は、自動変速機３内の油温を検出する。

上記レンジ判定手段２１は、上記シフトポジションセンサ３１によるシフトレバーの位置検出に基づき、Ｐ（パーキング）レンジ（非走行レンジ）、Ｒ（リバース）レンジ（走行レンジ）、Ｎ（ニュートラル）レンジ（非走行レンジ）、Ｄ（ドライブ）レンジ（走行レンジ）を含むシフトレンジの、いずれのレンジであるかを判定する。上記停車判定手段２２は、上記出力軸回転速度センサ３２による出力軸回転速度（即ち車速Ｖ）の検出結果に基づき車輌が停車状態であるか否かを判定する。上記発進意思操作検出手段２３は、例えば運転者が坂路等でブレーキを緩めて車速Ｖが０以上となった場合（停車状態ではなくなった場合）、ブレーキがＯＦＦされた場合、スロットル開度がＯＮされた場合（０％ではなくなった場合）、のいずれかの場合に運転者による発進意思の操作があったとして検出する。

ついで、停車時のクラッチＣ−１制御、即ち、ニュートラル制御手段２５によるニュートラル制御と係合制御手段２６によるアプライ制御とについて、図１を参照しつつ、図５乃至図８に沿って説明する。例えばレンジ判定手段２１によりＤレンジが判定されている状態で、かつ停車判定手段２２により車輌の停車が判定されると、図５に示すように、本発明に係るクラッチＣ−１の制御を開始し（Ｓ１）、ニュートラル制御手段２５は、インニュートラル制御を開始する（Ｓ２）。ニュートラル制御手段２５は、図６に示すように、このインニュートラル制御を開始すると（Ｓ２−１）、まず、クラッチＣ−１の解放制御を行う（Ｓ２−２）。この解放制御においては、例えば予め演算されたクラッチＣ−１の解放直前の油圧まで係合圧Ｐ_Ｃ１を予め設定した急勾配で降下させ、その後、緩勾配で所定時間の間、該係合圧Ｐ_Ｃ１を降下して緩やかにクラッチＣ−１を解放する。

上記解放制御（Ｓ２−２）が終了すると、ニュートラル制御手段２５は、低圧出力制御に移行し（Ｓ２−３）、リニアソレノイドバルブＳＬＣ１を指令制御して、クラッチＣ−１の係合圧Ｐ_Ｃ１が、該クラッチＣ−１の油圧サーボ４０のピストンがストロークエンド（即ち油圧サーボ４０がガタ詰めした状態）となるストロークエンド圧Ｐ_{Ｃ１−ＳＴＥＮＤ}よりも低い所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}になるように油圧指令値を設定して制御する。

これにより、上述したようにクラッチＣ−１の油圧サーボ４０においては、スプリング４５による付勢力にてピストン部材４３がクラッチドラム４２に当接した状態で、かつリニアソレノイドバルブＳＬＣ１から作動油室４６までの油路５０と、該作動油室４６とが油で満たされた状態となるように制御され（図４参照）、該クラッチＣ−１は、引き摺り状態ではなく、解放した状態であって、かつ完全解放（即ち油圧が０）ではない状態である。これにより、Ｄレンジでかつ停車中の状態にあって、クラッチＣ−１が引き摺られることなく解放され、該クラッチＣ−１の引き摺りロスをなくすことが可能となり、エンジン２のアイドル回転の低回転化や低出力化も可能となる。

ニュートラル制御手段２５は、上記低圧出力制御を行うと、そのままステップＳ２−４を介して、図５に示すステップＳ３に進む。すると、上述した発進意思操作検出手段２３が、スロットル開度センサ３４によりスロットルＯＮが検出されるか、出力軸回転速度（車速）センサ３２により車速Ｖが０より大きくなったことが検出されるか、ブレーキセンサ３３によりブレーキＯＦＦが検出されるか、のいずれかが検出されるまで待機する（Ｓ３のＮｏ）。そして、発進意思操作検出手段２３が、スロットルＯＮ、車速Ｖが０より大きい、ブレーキＯＦＦ、のいずれかの状態を検出すると（Ｓ３のＹｅｓ）、運転者の発進意思があるとして、上記ニュートラル制御（即ち低圧出力制御）の終了を判断し、ステップＳ４に進む。なお、この低圧出力制御の開始（Ｓ２−３）から終了（Ｓ３のＹｅｓ）までの時間、つまり所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}になるように油圧指令値を継続した時間ＴＡ（図９参照）は、低圧時間タイマ２７ａにより計時されており、詳しくは後述するファーストフィル制御手段２７によるファーストフィル制御に反映される。

ステップＳ４に進むと、係合制御手段２６は、図７に示すように、アプライ制御を開始する（Ｓ４−１）。すると、まず、ファーストフィル制御手段２７が、クラッチＣ−１の油圧サーボ４０のガタ詰め動作を行うためのファーストフィル制御の実行を開始する（Ｓ４−２）。詳細には、図８に示すように、ファーストフィル制御を開始すると（Ｓ４−２−１）、アプライ制御開始前（低圧出力制御の終了時）の係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値（つまり所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}）を取得すると共に（Ｓ４−２−２）、上記低圧時間タイマ２７ａにより計時された低圧出力制御の経過時間（所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}になるように油圧指令値を継続した時間）ＴＡを取得する（Ｓ４−２−３）。そして、ファーストフィル制御手段２７は、取得したアプライ制御開始前の油圧指令値と、低圧出力制御の経過時間とに基づきファーストフィル時必要油圧マップ２７ｂを参照し（Ｓ４−２−４）、ファーストフィル制御で指令する係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}を設定する。

なお、詳細な図示は省略したが、該ファーストフィル時必要油圧マップ２７ｂには、予め実験的に求めた値として、アプライ制御開始前の油圧指令値と低圧出力制御の経過時間との関係に基づいたファーストフィル制御の係合圧の値（油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}）が格納されており、具体的には、低圧出力制御において出力した油圧指令値と時間の経過とに関連して僅かに移動する油圧サーボ４０のピストン（不図示）の位置を正確に予測し、そのピストンをファーストフィル制御でガタ詰め動作させるために必要とされる係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}が格納されている。

即ち、上記低圧出力制御中にあっては、クラッチＣ−１の係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}に維持していたとしても、実際の係合圧Ｐ_Ｃ１が油圧指令値としての所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}に収束していくまで時間を要するため、油圧指令値としての所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}を指令していた時間の長さによって、クラッチＣ−１の油圧サーボ４０のピストンのストローク位置が変化するはずである。そこで、低圧時間タイマ２７ａが上記低圧出力制御を継続した時間ＴＡを計時し、上記低圧出力制御により油圧指令した所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}の値とそれが継続した時間ＴＡとに基づき、該ファーストフィル時必要油圧マップ２７ｂを参照することで、クラッチＣ−１の油圧サーボ４０のピストンのストローク位置を予測する形となって、該所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}と該時間ＴＡとに基づきファーストフィル制御における係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}を設定することができる。

一方、ファーストフィル制御手段２７は、上記ステップＳ４−２−２〜Ｓ４−２−４と同時進行的に、油温センサ３５の検出によりファーストフィル制御の開始時の油温を取得し（Ｓ４−２−５）、ファーストフィル時間マップ２７ｃを参照して（Ｓ４−２−６）、ファーストフィル制御で上記油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}を出力する時間、つまりファーストフィル制御を実行する時間（以下、「ファーストフィル時間ＴＢ」という）を設定する。

即ち、詳細な図示は省略したが、該ファーストフィル時間マップ２７ｃには、予め実験的に求めた時間の値として、油温とファーストフィル時間ＴＢとの関係が格納されており、具体的には、油温に起因した油の粘性係数に基づき、上記油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}により正確にピストンをガタ詰め動作させるために必要な時間ＴＢ、つまり油温が高いほど短く、低いほど長くなるような時間ＴＢの値が格納されている。これにより、上記ファーストフィル制御における係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}の設定と、そのファーストフィル制御を実行する時間ＴＢの設定とが相俟って、より正確なガタ詰め動作の実行を可能とすることができる。

以上のように、ファーストフィル制御手段２７は、ファーストフィル制御における係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}とファーストフィル時間ＴＢとを設定すると、ステップＳ４−２−６に進み、ファーストフィル制御における係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}（ファーストフィル油圧）を出力し、ファーストフィル時間ＴＢが経過したか否かを判定して（Ｓ４−２−７）、該ファーストフィル時間ＴＢが経過するまで（Ｓ４−２−７のＮｏ）、ファーストフィル制御を継続する。そして、ファーストフィル時間ＴＢが経過すると（Ｓ４−２−７のＹｅｓ）、クラッチＣ−１の油圧サーボ４０のピストンがストロークエンドより僅かに係合側の状態となるように（つまりクラッチＣ−１が引き摺り状態となるように）ファーストフィル（ガタ詰め動作）が終了しているはずであるので、ファーストフィル制御を終了し（Ｓ４−２−８）、図７のステップＳ４−３に進む。

ステップＳ４−３に進むと、待機制御手段２８は、係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値をストロークエンド圧Ｐ_{Ｃ１−ＳＴＥＮＤ}よりも高い待機圧Ｐ_Ｃ１−Ｗに維持する待機制御を開始する。これにより、クラッチＣ−１は、引き摺り状態から徐々にピストンが係合側にストロークされていく。そして、上記入力軸回転速度センサ３０により検出されるタービン回転数Ｎｔに変化が生じたか否かにより、クラッチＣ−１が係合を開始したか否か（つまりスリップ状態に移行したか否か）を判定し（Ｓ４−４）、該クラッチＣ−１が係合開始となるまで待機圧を維持し（Ｓ４−４のＮｏ）、その後、クラッチＣ−１が係合を開始すると（Ｓ４−４のＹｅｓ）、待機制御手段２８による待機制御を終了して、ステップＳ４−５に進む。

なお、この待機圧Ｐ_Ｃ１−Ｗは、前回のクラッチＣ−１の係合制御（通常の変速時の係合制御でもよい）における係合タイミング等に基づき、学習補正されて設定されるようにしてもよい。また、この待機制御が所定時間以上継続してもクラッチＣ−１の係合開始が検出できない場合は、タイムリミットを設けて、強制的に後述する実係合制御に移行することが好ましく、それによりクラッチＣ−１の係合遅れを防止することが好ましい。

ステップＳ４−５に進むと、実係合制御手段２９は、係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を上昇勾配に設定する。この上昇勾配は、例えばクラッチＣ−１のトルク容量の上昇を保障する勾配、予め設定された基本勾配、タービン回転数Ｎｔと出力軸回転数Ｎｏｕｔとに基づく回転変化率の上昇を保障する勾配、の例えば３つの勾配を演算し、そのうちの最も急勾配となる勾配を選択する。そして、上記タービン回転数Ｎｔと出力軸回転数Ｎｏｕｔとに基づく回転変化率（即ちギヤ比の進行率）が所定の変化率になったか否かにより、クラッチＣ−１が実係合を完了したか否かを判定し（Ｓ４−６）、該クラッチＣ−１が実係合完了となるまで上記上昇勾配を維持し（Ｓ４−６のＮｏ）、その後、クラッチＣ−１が係合を完了すると（Ｓ４−６のＹｅｓ）、実係合制御手段２９による実係合制御を終了して、ステップＳ４−７に進む。

ステップＳ４−７に進むと、係合制御手段２６は係合完了制御を実行して係合圧Ｐ_Ｃ１を急上昇させ、該係合圧Ｐ_Ｃ１をライン圧Ｐ_Ｌ相当まで上昇させて、以上のアプライ制御を終了する（Ｓ４−８）。そして、係合制御手段２６によるクラッチＣ−１の完全係合制御が完了するまで待機し（図５のＳ５のＮｏ）、クラッチＣ−１の完全係合が完了すると（Ｓ５のＹｅｓ）、以上説明した停車時のクラッチＣ−１制御を全て終了する（Ｓ６）。

つづいて、停車時のクラッチＣ−１制御を図９の走行例に沿って説明する。例えばＤレンジによる走行中にフットブレーキ（Ｂｒａｋｅ）がＯＮされると、出力軸回転数Ｎｏｕｔ（車速Ｖ）及びタービン回転数Ｎｔが降下していき、時点ｔ１に０となって、つまり車輌が停車される。すると、レンジ判定手段２１により判定されるシフトレンジがＤレンジであって、かつ停車判定手段２２により車輌の停車が判定されるので、ニュートラル制御手段２５がインニュートラル制御における解放制御を開始し（Ｓ２−２）、時点ｔ２までに係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を急勾配で降下させてクラッチＣ−１を解放直前の状態にし、時点ｔ２から時点ｔ３まで係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を緩勾配で降下させてクラッチＣ−１を緩やかに解放していく。

これにより、クラッチＣ−１が引き摺り状態まで解放されて自動変速機構５の入力軸１０とカウンタギヤ１１（つまり駆動車輪）との動力伝達が切り離され、入力軸１０及びタービンランナ４ｂが略々自由回転状態となって、タービン回転数Ｎｔはトルクコンバータ４の流体伝動により略々エンジン回転数Ｎｅと一致するまで上昇する。また、クラッチＣ−１が解放される前にあって、入力軸１０及びタービンランナ４ｂがクラッチＣ−１の係合によりエンジン２のアイドル回転以下まで引き摺られると、トルクコンバータ４を空転させる分のエンジントルクＴｅ、言い換えるとエンジンストールを防止するための分のエンジントルクＴｅを出力する必要があるが、クラッチＣ−１が解放されて入力軸１０及びタービンランナ４ｂが略々自由回転状態となることで、その分、エンジントルクＴｅを下げることができる。

時点ｔ３において、上記解放制御が終了すると、ニュートラル制御手段２５は、低圧出力制御を開始し（Ｓ２−３）、係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値をストロークエンド圧Ｐ_{Ｃ１−ＳＴＥＮＤ}よりも低い所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}に設定する。これにより、ニュートラル制御中のクラッチＣ−１における引き摺りロスをなくしてニュートラルと同じ解放状態にすることができ、例えばニュートラルレンジに手動操作した場合と同等な燃費にすることができて、クラッチＣ−１を引き摺り状態にする従来のニュートラル制御に比して、燃費の向上を図ることができる。

時点ｔ４において、発進意思操作検出手段２３が、スロットルＯＮ、車速Ｖが０より大きい、ブレーキＯＦＦ、のいずれかの状態を検出すると（Ｓ３のＹｅｓ）、運転者の発進意思があるとして、上記低圧出力制御を終了し、ファーストフィル制御手段２７によりアプライ制御におけるファーストフィル制御を開始する（Ｓ４−２）。

ところで、上述したように、上記低圧出力制御中にあっては、クラッチＣ−１の係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}に維持していたとしても、実際の係合圧Ｐ_Ｃ１が油圧指令値としての所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}に収束していくまで時間を要するため、油圧指令値としての所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}を指令していた時間の長さによって、クラッチＣ−１の油圧サーボ４０におけるピストンのストローク位置が変化する。

そこで、低圧時間タイマ２７ａが上記低圧出力制御が継続した時間ＴＡを計時し、上記低圧出力制御により油圧指令した所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}の値とそれが継続した時間ＴＡとに基づき、ファーストフィル時必要油圧マップ２７ｂを参照し（Ｓ４−２−２〜Ｓ４−２−４）、つまりクラッチＣ−１の油圧サーボ４０におけるピストンのストローク位置を予測する形で、該所定圧Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}と該時間ＴＡとに基づきファーストフィル制御における係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}を設定する。

また、上述のようにピストンストローク位置の予測に基づきファーストフィル制御における係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}を正確に設定したとしても、油温によって油の粘性が異なるため、実際の係合圧Ｐ_Ｃ１が油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}に収束するまでの時間が異なる。そこで、ファーストフィル制御手段２７は、油温と油圧指令する時間ＴＢとの関係が記録されたファーストフィル時間マップ２７ｃを参照して、油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}を出力（実行）する時間ＴＢを設定する（Ｓ４−２−５〜Ｓ４−２−６）。

このように係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}と、それを出力する時間ＴＢとを設定してファーストフィル制御を行うことで、迅速に、かつ正確にガタ詰め動作を行ってクラッチＣ−１を係合直前の状態（引き摺り状態であってスリップ状態の直前）にすることができ、車輌の発進に際して係合ショックの発生や係合遅れの発生を防止することができる。

つづいて、時点ｔ４から上記の時間ＴＢが経過して時点ｔ５となり、ファーストフィル制御が終了すると（Ｓ４−２−７のＹｅｓ）、待機制御手段２８が係合圧Ｐ_Ｃ１を待機圧Ｐ_Ｃ１−Ｗにする待機制御を開始する（Ｓ４−３）。これにより、クラッチＣ−１は徐々に係合されていき、引き摺り状態からスリップ状態に移行して、つまりクラッチＣ−１のトルク伝達が開始される。

その後の時点ｔ６において、上記待機制御によってタービン回転数Ｎｔに変化が生じたことを検出し、クラッチＣ−１が係合を開始したことを判定すると（Ｓ４−４のＹｅｓ）、実係合制御手段２９は、上述のように例えばクラッチＣ−１のトルク容量の上昇を保障する勾配、予め設定された基本勾配、タービン回転数Ｎｔと出力軸回転数Ｎｏｕｔとに基づく回転変化率の上昇を保障する勾配、の例えば３つの勾配を演算し、そのうちの最も急勾配となる勾配を選択し、その勾配で係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を設定する（Ｓ４−５）。

これにより、時点ｔ６から時点ｔ７にかけて、クラッチＣ−１は、スリップ状態から徐々に完全係合状態に向けて係合されていく。それにより、クラッチＣ−１の係合が進行するに連れて出力軸回転数Ｎｏｕｔ（車速Ｖ）が上昇していき、タービン回転数Ｎｔは徐々に前進１速段のギヤ比に近づくために下降し、前進１速段のギヤ比となると出力軸回転数Ｎｏｕｔの上昇に応じて上昇を開始する。また、タービン回転数Ｎｔが前進１速段のギヤ比となる回転数まで下げられるため、トルクコンバータ４においてアイドル回転数のポンプインペラ４ａとタービンランナ４ｂとの間に差回転が生じ、その差回転の伝動ロス分だけエンジントルクＴｅが上昇することになる。

そして、時点ｔ７において、タービン回転数Ｎｔと出力軸回転数Ｎｏｕｔとに基づく回転変化率（ギヤ比進行率）に基づき、クラッチＣ−１が実係合を完了したことを判定すると（Ｓ４−６のＹｅｓ）、係合制御手段２６は係合完了制御を実行し（Ｓ４−７）、係合圧Ｐ_Ｃ１を急上昇させて該係合圧Ｐ_Ｃ１をライン圧Ｐ_Ｌ相当まで上昇させ、アプライ制御を終了する（Ｓ４−８）。以上によって本ニュートラル制御に係るクラッチＣ−１の制御を終了し、前進１速段としての通常走行状態となる。

以上説明したように本自動変速機の制御装置１によると、ニュートラル制御手段２５が、Ｄレンジが判定され、かつ車輌の停車が判定された際に、クラッチＣ−１のピストン４３がスプリング４５による付勢力にてクラッチドラム４２に当接した状態で、かつリニアソレノイドバルブＳＬＣ１から作動油室４６までの油路５０と、該作動油室４６とが油で満たされるように、係合圧Ｐ_Ｃ１を指令制御するので、いわゆるニュートラル制御中にクラッチＣ−１の引き摺りロスがなく、例えばニュートラルレンジに手動操作した場合と同等な燃費の向上を図ることができる。

また、ファーストフィル制御手段２７が、車輌の発進意思の操作を検出した際に、係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値を一時的に上昇して、クラッチＣ−１の油圧サーボ４０をストロークエンドよりも係合側の状態にするファーストフィル制御を実行するので、リニアソレノイドバルブＳＬＣ１による係合圧Ｐ_Ｃ１の上昇のレスポンスと相俟って、運転者が発進操作を行った場合にクラッチＣ−１の係合遅れが生じることを防ぐことができ、運転者に違和感を与えることを防止することができる。

また、ファーストフィル制御手段２７が、ニュートラル制御手段２５により指令制御された係合圧Ｐ_Ｃ１の油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}と該油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}を継続した時間ＴＡとに基づき、ファーストフィル制御２７における油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}の大きさを設定するので、つまりニュートラル制御２５の終了時におけるクラッチＣ−１の油圧制御状態（油圧サーボ４０のピストンのストローク状態）を予測し、該予測を反映した形でファーストフィル制御を実行することができる。これにより、より正確にクラッチＣ−１を係合直前の状態にするファーストフィル制御を可能とすることができ、係合ショックの発生や係合遅れの発生を防止することができる。

さらに、ファーストフィル制御手段２７が、油温に基づきファーストフィル制御を実行する時間ＴＢを設定するので、油の粘性に応じた正確なファーストフィル制御を実行することができて、より正確にクラッチを係合直前の状態にすることができ、係合ショックの発生や係合遅れの発生を防止することができる。

なお、以上説明した本実施の形態においては、例えば前進６速段及び後進段を達成し得る自動変速機３に本制御装置１を適用したものを説明したが、これに限らず、解放された際にニュートラル状態を形成し、かつ発進時に係合されて動力伝達を行うクラッチを有する自動変速機であれば、例えば多段式自動変速機、ベルト式無段変速機、トロイダル式無段変速機など、どのような自動変速機であっても本発明を適用することができる。

また、本実施の形態においては、Ｄレンジの停車中におけるニュートラル制御を説明したが、例えばＲレンジの停車中にニュートラル制御を行うようなものにあっても、本発明を適用することができる。

さらに、本実施の形態においては、ファーストフィル制御において、ニュートラル制御の終了時における油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}とニュートラル制御の継続時間ＴＡとによって油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ}を設定し、油温に基づきファーストフィル時間ＴＢを設定するものを説明したが、例えば油圧指令値は全開値（ライン圧Ｐ_Ｌ相当）として、ニュートラル制御の終了時における油圧指令値Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ}、継続時間ＴＡ、油温のパラメータに応じて、ファーストフィル時間ＴＢだけを調節して設定するようにしても構わない。

そして、クラッチＣ−１の解放制御や、アプライ制御における待機制御、実係合制御、係合完了制御等は、本実施の形態に限るものではなく、種々の変更が可能である。

本発明に係る発進装置の油圧制御装置は、乗用車、トラック等に搭載される自動変速機の制御装置として用いることが可能であり、特にニュートラル制御を行うものにあって、ニュートラル制御後の発進時のクラッチ係合遅れを防ぎつつ燃費の向上が求められる自動変速機の制御装置に用いて好適である。

１ 自動変速機の制御装置
３ 自動変速機
２１ レンジ判定手段
２２ 停車判定手段
２３ 発進意思操作検出手段
２５ ニュートラル制御手段
２６ 係合制御手段
２７ ファーストフィル制御手段
３５ 油温検出手段（油温センサ）
４０ 油圧サーボ
Ｃ−１ クラッチ
Ｐ_Ｃ１ 係合圧
Ｐ_{Ｃ１−ＳＴＥＮＤ} ストロークエンド圧
Ｐ_{Ｃ１−ＬＯＷ} 低圧、（ニュートラル制御における）油圧指令値
Ｐ_{Ｃ１−ＦＦ} （ファーストフィル制御における）油圧指令値
ＳＬＣ１ ソレノイドバルブ
ＴＡ 時間（低圧出力制御の経過時間）
ＴＢ 時間（ファーストフィル時間）

Claims (4)

1. 発進時に係合されるクラッチの油圧サーボの作動油室に供給する係合圧を調圧出力自在なソレノイドバルブを指令制御する自動変速機の制御装置において、
   走行レンジを含むシフトレンジを判定するレンジ判定手段と、
   車輌の停車を判定する停車判定手段と、
   前記走行レンジが判定され、かつ前記車輌の停車が判定された際に、前記ソレノイドバルブから前記クラッチの油圧サーボの作動油室までの油路と、前記クラッチの油圧サーボの作動油室とが油で満たされ、かつ前記クラッチのピストンがスプリングによる付勢力にてクラッチドラムに押し付けられて当接した状態となるように、０圧よりも大きくかつ前記スプリングの付勢力よりも小さい圧である所定係合圧を前記クラッチの油圧サーボに供給制御するニュートラル制御を実行し、該ニュートラル制御が終了されるまで前記所定係合圧を継続して供給するニュートラル制御手段と、を備えた、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 車輌の発進意思の操作を検出する発進意思操作検出手段と、
   前記車輌の発進意思の操作を検出した際に、前記係合圧の油圧指令値を一時的に上昇して、前記クラッチの油圧サーボをストロークエンドよりも係合側の状態にするファーストフィル制御を実行するファーストフィル制御手段と、
   前記ファーストフィル制御に続いて前記クラッチの係合制御を行う係合制御手段と、を備えた、
   ことを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記ファーストフィル制御手段は、前記ニュートラル制御手段により指令制御された前記所定係合圧の油圧指令値と該油圧指令値を前記ニュートラル制御の開始から終了まで継続した時間とに基づき、前記ファーストフィル制御における前記係合圧の油圧指令値の大きさを設定してなる、
   ことを特徴とする請求項２記載の自動変速機の制御装置。
4. 油温を検出する油温検出手段を備え、
   前記ファーストフィル制御手段は、前記油温に基づき、前記ファーストフィル制御を実行する時間を設定してなる、
   ことを特徴とする請求項２または３記載の自動変速機の制御装置。

Images