| 【発明の名称】 |
自動変速機の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】児島 星
【氏名】藤田 憲次郎
【氏名】臼杵 克俊
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| 【要約】 |
【課題】ニュートラル制御を解除する際に、フォワードクラッチの係合遅れによって引き起こされる種々の不具合を未然に防止できる自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】ニュートラル制御の解除時においてアクセル操作が行われたときに、フォワードクラッチを係合状態に復帰させるためのタービン回転速度Ntの目標変化率を増加補正(K1,K2,K3)するようにしたため、エンジントルクの立上がりによってエンジンが吹き上がる前にフォワードクラッチが係合状態に復帰されて、円滑な発進が実現される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 予め設定された制御開始条件が成立したときに、所定変速段を達成する特定の摩擦係合要素を所定のスリップ状態に制御するスリップ状態制御手段と、運転者の発進意志に基づいて所定の制御解除条件が成立したときに、前記摩擦係合要素の入力回転速度を所定変化率に従って低下させて係合状態に復帰させる制御解除手段と、前記制御解除手段による係合状態への復帰中において、エンジントルクの増加又は車両の後退の少なくともいずれか一方が判定されたときに、前記入力回転速度の変化率を増加補正する変化率補正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。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機の制御装置に係り、詳しくは走行レンジでの停車中等にトルクコンバータによるクリープ現象を低減する制御装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】周知のように、Dレンジ(走行レンジ)で停車中の自動変速機は、次回の発進に備えるために変速機構を低速段に保持しており、エンジンのトルクがトルクコンバータを介して駆動輪に伝達されて、車両が僅かに前進する所謂クリープ現象が生じている。シフトポジションをNレンジ(非走行レンジ)に切換えれば、変速機構が中立状態となるためクリープ現象は生じなくなるが、停車の度にシフトポジションを切換えるのは煩雑なため、通常の運転者はDレンジのままフットブレーキによりクリープ現象を押さえ込む操作を行っている。 【0003】しかしながら、このときのエンジンにはクリープ現象の反作用として負荷トルクが加えられるため、その負荷トルクに抗してアイドル回転を維持するために燃料消費量が増大する傾向がある上に、トルクコンバータを介して駆動輪側に伝達されるエンジントルクと制動力との拮抗により、不快なアイドル振動が発生するという不具合がある。 【0004】そこで、Dレンジでの停車中に、低速段(例えば、第1速段)を達成するために係合されていた摩擦係合要素(以下、フォワードクラッチという)をクリープ現象が発生しない程度のスリップ量に制御する所謂ニュートラル制御を実行し、これによりトルクコンバータを介して伝達されるエンジントルクを減少して、燃料消費量及びアイドル振動の低減を図るようにした制御装置が提案されている。 【0005】そして、ニュートラル制御の解除条件としては、フットブレーキ操作の中止、アクセル操作、車速が所定値以上等が定められており、いずれかの条件が成立すると、タービン回転数が所定変化率で減少するようにフォワードクラッチ用のソレノイドのデューティ率をフィードバック制御して、フォワードクラッチを係合側へと操作し、最終的にデューティ率を100%まで増加させて完全係合させ、その後の発進に備える。このときに適用されるタービン回転数の変化率は、クラッチの急係合を防止し、且つ発進までにクラッチの係合が完了可能なように、解除条件の成立時のエンジン回転速度に基づいて設定している。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記したタービン回転数の目標変化率の設定は、ごく一般的な運転状況を想定したものであり、以下に述べる場合には、目標変化率が過小なためにクラッチ係合が遅れて不具合を生じることがある。まず、ニュートラル制御の解除処理中にアクセルが急操作された場合、或いはブレーキ操作継続のままアクセル操作に基づいてニュートラル制御が解除された場合には、フォワードクラッチが完全係合する間もなくエンジントルクが急激に立上げられてしまう。その結果、図6に一点鎖線で示すように、エンジンが吹き上がるだけでトルクが駆動輪側に伝達されない事態が一時的に発生し、その後にショックを伴って完全係合するため、円滑な発進が望めないという問題があった。 【0007】又、登坂路での発進時には、ブレーキ操作の中止によりニュートラル制御が解除されてクリープ現象が発生するまでに、運転者の意に反して車両が後退してしまうことがあった。本発明の目的は、ニュートラル制御を解除する際に、フォワードクラッチの係合遅れによる係合ショックや車両の後退等の種々の不具合を未然に防止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にある。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明は、制御開始条件が成立したときに、スリップ状態制御手段により特定の摩擦係合要素を所定のスリップ状態に制御すると共に、運転者の発進意志に基づいて所定の制御解除条件が成立したときに、制御解除手段により摩擦係合要素の入力回転速度を所定変化率に従って低下させて係合状態に復帰させ、更に、この係合状態への復帰中において、エンジントルクの増加又は車両後退の少なくともいずれか一方が判定されたときに、変化率補正手段により前記入力回転速度の変化率を増加補正するように構成した。 【0009】従って、例えばアクセルの急操作等によりエンジントルクが急激に立上ったときには、増加補正した変化率に従って入力回転速度が速やかに低下されるため、エンジンが吹き上がる前に摩擦係合要素が係合状態に復帰されて、円滑な発進が実現され、又、登坂路での発進に際してブレーキ操作の中止により車両が後退し始めたときにも、摩擦係合要素の速やかな係合により、運転者の意に反した車両の後退が防止される。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した自動変速機の制御装置の一実施例を説明する。図1に示すように、自動変速機1はエンジン2と結合された状態で図示しない車両に搭載されている。エンジン2の出力軸2aはトルクコンバータ3を介して変速機構4に連結され、その変速機構4はディファレンシャルギア5を介して車両の駆動輪と接続されている。エンジン2の出力軸2aと共にトルクコンバータ3のポンプインペラ3aが回転すると、ATF(オートマチック・トランスミッション・フルード)を介してタービンランナ3bが回転駆動され、その回転が変速機構4に伝達される。詳細は説明しないが変速機構4は、複数組の遊星歯車機構、及びその構成要素(サンギア、ピニオンギア、リングギア)の動作を許容又は規制するクラッチやブレーキ類から構成されており、それらのクラッチやブレーキの係合状態を油圧源6から供給されるATFにより適宜切換えて、所望の変速段を得ている。 【0011】ここで、自動変速機1がNレンジ(非走行レンジ)からDレンジ(走行レンジ)に切換えられたとき、変速機構4は発進に備えるために第1速段に切換えられるが、これは変速機構4中のフォワードクラッチ7(前進時に係合するクラッチ)と1速用ブレーキ8とを共に係合することで実現される。そして、後述するように、この摩擦係合要素としてのフォワードクラッチ7のスリップ量を制御することでニュートラル制御が行われる。 【0012】車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置(ROM,RAM,BURAM等)、中央処理装置(CPU)、タイマカウンタ等を備えたA/T−CU(自動変速機制御ユニット)11が設置されており、自動変速機1の総合的な制御を行う。A/T−CU11の入力側には、エンジン2の回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサ12、タービンランナ3bの回転速度Ntを検出するタービン回転速度センサ13、車両の走行速度Vsを検出する車速センサ14、フットブレーキの操作を検出するストップランプスイッチ15、エンジン2のスロットル開度θTH(=アクセル操作量)を検出するスロットルセンサ16、ATF油温TOILを検出する油温センサ17、及び運転者にて選択されたシフトポジション(例えば、Nレンジ、Dレンジ、Pレンジ,Rレンジ等)を検出するためのシフトポジションセンサ18が接続されている。又、A/T−CU11の出力側には、前記した油圧源6からの作動油を切換制御して変速機構4のクラッチやブレーキを作動させるための多数のソレノイド19が接続されている。A/T−CU11はスロットル開度θTH及び車速Vsに基づき、図示しない変速点マップに従って変速機構4のクラッチ及びブレーキの係合状態を切換え、変速制御を実行する。 【0013】次に、上記のように構成された自動変速機の制御装置によるニュートラル制御の実行状況を図2乃至図5に従って説明する。図2乃至図4のフローチャートは、Dレンジで走行中の車両が停止したときにフォワードクラッチ7をニュートラル制御するためのものであり、図5のタイムチャートはニュートラル制御の全体的な制御状況を示したものである。 【0014】A/T−CU11は、図2及び図3に示すニュートラル制御ルーチンを所定時間毎に実行する。まず、A/T−CU11はステップS2でニュートラル制御の開始条件が成立したか否かを判定する。本実施例では以下の開始条件が設定されており、その全てが満たされたとき、つまり、車両が走行状態からほぼ停止状態に移行したと推測されるときに開始条件が成立したと見なす。 【0015】1)ストップランプスイッチ15にてブレーキ操作が検出されたこと。 2)スロットルセンサ16にてアクセル非操作(スロットル開度が所定量未満)が検出されたこと。 3)車速センサ14にて検出された走行速度Vsが所定値未満であること。 ステップS2で開始条件が成立しないときには、NO(否定)の判定を下してルーチンを終了する。又、ニュートラル制御の開始条件が成立したときには、YES(肯定)の判定を下してステップS4に移行し、スリップ判定を行う。ニュートラル制御ではフォワードクラッチ7を所定スリップ量に保持するため、制御の開始に際しては、走行のために係合状態にあったクラッチ7を所定スリップ量付近まで解放側に操作する必要がある。以下、この処理を予備操作と称するが、スリップ判定はこの予備操作の完了を判別するためのものであり、タービン回転速度Ntが0から上昇してスリップ判定値Nt0(例えば、50rpm)を越えたときに、フォワードクラッチ7が所定スリップ量付近まで操作されたと推測し、予備操作完了としてスリップ判定を下す。 【0016】タービン回転速度Ntが未だスリップ判定値Nt0以下で、ステップS4の判定がNOであるときには、ステップS8で予備操作として、フォワードクラッチ用のソレノイド19のデューティ率Dを算出して出力する。その後、ステップS10で後述するニュートラル制御の解除条件が成立したか否かを判定し、解除条件が成立していないときには前記ステップS4に戻る。ステップS8でのデューティ率Dの算出処理は次式(1)に従って行う。 【0017】D=DN−DNS………(1)ここに、DNは後述のように係合状態のフォワードクラッチ7が滑り出す直前のデューティ率として設定されたスリップ直前値、DNSは0を始点としてステップS8の実行毎に所定割合で増加設定される勾配項である。従って、図5に示すように、ニュートラル制御の開始条件の成立直後に、ソレノイド19のデューティ率Dは100%からスリップ直前値DNまでステップ状に減少し(図5のポイントa)、その後は勾配項DNSに従って漸減する。フォワードクラッチ7は次第に解放側に操作され、係合状態で停止保持されていたタービン回転速度Nt(フォワードクラッチ7を介してタービンランナ3bが駆動輪側と接続されていたため)が上昇し始め、タービン回転速度Ntがスリップ判定値Nt0を越えると、A/T−ECU11はステップS4でYESの判定を下し、ステップS18でスリップ制御を実行する。 【0018】スリップ制御は、トルクコンバータ3のスリップ量ΔN(=Ne−Nt)を予め設定された目標値にすべく、ソレノイド19のデューティ率Dをフィードバック制御することで行われる。デューティ率Dの初期値としては、前記ステップS8の予備操作で漸減させた最後のデューティ率Dに所定値ΔDSB(例えば、デューティ率Dの2%)を加算した値を適用する(図5のポイントb)。ステップS18の処理は、ステップS10でニュートラル制御の解除条件が成立するまで繰り返され、図5に示すようにスリップ量ΔNは目標値付近に保持される。そして、本実施例では、上記ステップS2、ステップS4、ステップS8及びステップS18の処理を実行するときのA/T−CU11がスリップ状態制御手段として機能する。 【0019】一方、ニュートラル制御の解除条件は以下のように設定されており、そのいずれかが満たされたとき、つまり運転者の発進意志が推測されるときに解除条件が成立したと見なす。 1)ストップランプスイッチ15にてブレーキ操作の中止が検出されたこと。 2)スロットルセンサ16にてアクセル操作(スロットル開度が所定値以上)が検出されたこと。 【0020】3)車速センサ14にて検出された走行速度Vsが所定値以上であること。 解除条件のいずれかが満たされてステップS10の判定がYESになると(図5のポイントc)、A/T−CU11はステップS22で、解除条件の成立が上記2)に起因するものであるか否か、換言すれば、ブレーキ操作継続の状況下でアクセル操作が開始されて解除条件が成立したか否かを判定する。通常の運転操作では、ブレーキ操作の中止後にペダルを踏み換えてアクセル操作を開始することから、1)に起因して解除条件が成立し、ステップS22ではNOの判定を下して、ステップS24でニュートラル制御に用いた最後のデューティ率Dを初期値として設定する。又、2)に起因して解除条件が成立してステップS22でYESの判定を下したときには、ステップS26で最後のデューティ率Dに所定値ΔDESを加算した値を初期値として設定する。 【0021】その後、ステップS28で後述のように目標変化率ΔNT1を設定し、ステップS30でスロットル開度θTHに基づくスロットル補正量DTHの算出処理を、ステップS32でエンジン回転速度Neに基づくエンジン回転補正量DNEの算出処理を実行する。更に、ステップS34で、前記ステップS24又はステップS26で設定した初期値を用いて、ステップS28で設定した目標変化率ΔNT1に従ってタービン回転速度Ntが低下するように、デューティ率Dをフィードバック制御する。 【0022】詳細はしないが、前記したスロットル補正量DTHは、アクセル踏込み量(エンジントルクの増加量)に応じてフォワードクラッチ7の油圧を増加させることで滑りを抑制するための補正量であり、エンジン回転補正量DNEは、アイドル回転付近で生ずるATFライン圧の変動による影響を排除するための補正量であり、各補正量DTH,DNEはステップS34のフィードバック制御時に適用されることでデューティ率Dに反映され、それぞれの作用を奏する。 【0023】以上の処理によりタービン回転速度Ntは次第に減少し、フォワードクラッチ7は係合側に操作される。ここで、ステップS26でデューティ率Dの初期値を増加補正しているのは、この場合には解除条件の成立後に直ちにエンジントルクが立上がってフォワードクラッチ7に滑りを発生させることが予想されるため、油圧の瞬間的な立ち上げによってこの事態を防止しているのである。 【0024】続くステップS36でA/T−CU11はタービン回転速度Ntが300rpm未満か否かを判定し、YESの判定を下すまではステップS28乃至ステップS34の処理を繰り返す。タービン回転速度Ntが300rpmを下回ってステップS36の判定がYESになると(図5のポイントd)、上記したステップS28乃至ステップS32と同様に、ステップS38で後述のように目標変化率ΔNT2(|ΔNT2|<|ΔNT1|)を設定し、ステップS40でスロットル補正量DTHの算出処理を、ステップS42でエンジン回転補正量DNEの算出処理を実行する。更にステップS44で、前記ステップS34の処理で用いた最後のデューティ率D(図5のポイントdのデューティ率D)を初期値として、目標変化率ΔNT2に従ってタービン回転速度Ntが低下するように、デューティ率Dをフィードバック制御し、ステップS46で同期判定を行う。この同期判定は、ステップS44でのフィードバック制御によりフォワードクラッチ7が係合付近まで操作されたか否かを判定するための処理であり、具体的にはタービン回転速度Ntが100rpm未満か否かを判定している。 【0025】以上の処理によりタービン回転速度Ntの低下速度はより緩慢なものとなり、ステップS46で同期判定が下されると、ステップS48で、前記ステップS44の処理で用いた最後のデューティ率Dに所定値ΔDFFを加算した値DEを出力し(図5のポイントe)、ステップS50で予め設定された所定時間TEが経過したか否かを判定する。つまり、同期判定した後はオープンループ制御によりフォワードクラッチ7を係合可能と見なして、所定値DEが適用されるのである。 【0026】そして、ステップS48の繰り返しによりフォワードクラッチ7は係合され、タービン回転速度Ntは、このときの車速Vsに対応する値まで低下する。所定時間TEが経過してステップS50の判定がYESになると、ステップS52でデューティ率を100%に保持して(図5のポイントf)、このルーチンを終了する。本実施例では、上記ステップS22乃至ステップS52の処理を実行するときのA/T−CU11が制御解除手段として機能する。 【0027】よって、油圧の立上げに伴ってフォワードクラッチ7が完全係合されて第1変速段への切換が完了し、運転者のアクセル操作によりエンジン回転速度Neが上昇すると、エンジン2の出力軸2aの回転がトルクコンバータ3を介して変速機構4側に伝達されて、車両が発進する。尚、ニュートラル制御の解除条件が成立(運転者の発進の意志表示)してから実際に第1速段への切換が完了するまでの所要時間はごく短いため、この発進時に運転者が違和感を抱くことはない。 【0028】一方、前記ステップS28及びステップS38の目標変化率ΔNT1,ΔNT2の設定処理は、図4に示すΔNT設定ルーチンに従って行われる。A/T−CU11は、まず、ステップS62で次式(2)に従ってベース値ΔNT0を算出する。 ΔNT0=−(a+b・Ne)………(2)ここに、aとbは係数であり、目標変化率ΔNT1,ΔNT2に応じて個別に設定されている。又、Neとしては、目標変化率ΔNT1の算出時には、ニュートラル制御の解除条件が成立した時点(図5のポイントc)のエンジン回転速度Neが適用され、目標変化率ΔNT2の算出時には、タービン回転速度Ntが300rpmを下回った時点(図5のポイントd)のエンジン回転速度Neが適用される。このようにエンジン回転速度Neに基づいて目標変化率ΔNT1,ΔNT2のベース値ΔNT0を設定しているのは、以下の理由によるものである。 【0029】通常のニュートラル制御時のエンジン回転速度Neは600〜700rpmであるが、低温時はアイドルアップにより1000rpm程度まで上昇することがある。例えば、通常時のエンジン回転速度Ne(600〜700rpm)を前提として目標変化率ΔNT1,ΔNT2を設定した場合、通常の発進操作(ブレーキ操作中止後にアクセル操作を開始)ではクラッチ係合後にエンジントルクが立上がるため、ショック感は発生しない。 【0030】ところが、同一の目標変化率ΔNT1,ΔNT2を低温時(1000rpm)にも適用した場合には、通常の発進操作であってもニュートラル制御解除からクラッチ係合までの時間が長引いてしまうことから、クラッチ係合前にアクセル操作によってエンジントルクが立上がり、その後の急係合によってショックが発生してしまう。そこで、ステップS62では、エンジン回転速度Neが高いときには、低いときに比較してベース値ΔNT0を大きな値に設定し、いずれの場合でも同程度の所要時間でクラッチ係合がなされるように配慮しているのである。 【0031】尚、言うまでもないが、上記のように目標変化率の相互関係をΔNT2<ΔNT1とすべく、目標変化率ΔNT1の算出時により大きなベース値ΔNT0が設定される。次いで、ステップS64でアクセル操作の実行(例えば、スロットル開度電圧で0.8V以上)、若しくは車速Vs≠0(例えば、1km/h以上)のいずれかの条件が成立しているか否かを判定する。NOの判定を下したときにはステップS66で補正係数KとしてK0を設定し、ステップS68で次式(3)に従って変化率ΔNTを算出した後、このルーチンを終了する。 【0032】ΔNT=ΔNT0×K………(3)又、ステップS64でYESの判定を下したときには、ステップS70でアクセル操作が実行されているか否かを判定し、NOのときにはステップS72で補正係数KとしてK1を設定して、前記ステップS68に移行する。更に、ステップS70の判定がYESのときには、ステップS74で車速Vs≠0か否かを判定し、NOのときにはステップS76で補正係数KとしてK2を設定し、YESのときにはステップS78で補正係数KとしてK3を設定する。本実施例では、上記ステップS62乃至ステップS78の処理を実行するときのA/T−CU11が変化率補正手段として機能する。 【0033】そして、本実施例では上記した補正係数K0が1.0に、他の補正係数K1,K2,K3がそれぞれ1.5に予め設定されている。よって、アクセル操作の実行、若しくは車速Vs≠0の少なくとも一方が発生した場合には、図6に実線で示す通常時(K0)に比較して、より大きな補正係数K(K1,K2,K3)が設定されて目標変化率ΔNT1,ΔNT2が増加補正されるため、破線で示すようにタービン回転速度Ntが速やかに低下し、早期にステップS46の同期判定が下されてフォワードクラッチ7が完全係合される。 【0034】従って、ニュートラル制御の解除処理中にアクセルが急操作されたり、アクセル操作に基づいてニュートラル制御が解除されたりして、エンジントルクが急激に立上がった場合であっても、エンジンが吹き上がる前にフォワードクラッチ7が完全係合されるため、係合ショックを防止して円滑な発進を実現することができる。又、登坂路での発進に際して、ブレーキ操作の中止によりニュートラル制御が解除されたときには、車両の僅かな後退により直ちに車速Vs≠0の条件が成立するため、速やかにフォワードクラッチ7が完全係合されて、運転者の意に反した車両の後退を未然に防止することができる。 【0035】更に、以上詳述したように、フィードバック制御の目標値である目標変化率ΔNT1,ΔNT2を補正係数K0〜K3により増加補正するだけの極めて簡単な処理のため、僅かなプログラム変更によって上記した作用効果を得ることができる。ところで、周知のように車速センサ14は、駆動輪の回転に伴って出力されるパルスをカウントして車速Vsに換算する動作原理のため、車両の移動方向を判別不能であり、下り坂で車両が前進した場合にもフォワードクラッチ7の早期係合が図られる。しかしながら、この場合には車速Vsと共にフォワードクラッチ7の出力回転がある程度上昇していることから、係合時のショック発生の要因とはならない。尚、既存の車速センサ14を利用することなく、車両の後退のみを判別可能なセンサを設けて、その出力を利用するようにしてもよい。 【0036】以上で実施例の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では車両停止に伴ってニュートラル制御が開始された場合を説明したが、ニュートラル制御の開始状況はこれに限定されず、例えば停車中でのNレンジからDレンジへの切換に基づいて、一旦第1速段に変速することなく即座にニュートラル制御が開始された場合でも、上記実施例と同じ解除処理を実行することにより、同様の作用効果を得ることができる。 【0037】又、上記実施例では、目標変化率ΔNT1,ΔNT2に対する補正係数K0を1.0に、他の補正係数K1,K2,K3を1.5に設定したが、望ましくはK0<K1<K2<K3の関係、少なくともK0<K1,K2,K3の関係を満たしさえすれば、上記以外の値に設定してもよい。更に、上記実施例では、有段式の自動変速機の制御装置に具体化したが、無段式の自動変速機に対する制御装置として具体化することもできる。この場合には、前後進段を切換える摩擦係合要素を制御の対象とすればよい。 【0038】 【発明の効果】以上説明したように本発明の自動変速機の制御装置によれば、摩擦係合要素のスリップ状態制御の解除時において、エンジントルクの増加又は車両後退を判定したときに、入力回転速度の変化率を増加補正して摩擦係合要素を速やかに係合状態に復帰させるようにしたため、係合遅れによって引き起こされる種々の不具合を未然に防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000006286 【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成11年4月16日(1999.4.16) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100090022 【弁理士】 【氏名又は名称】長門 侃二
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| 【公開番号】 |
特開2000−304127(P2000−304127A) |
| 【公開日】 |
平成12年11月2日(2000.11.2) |
| 【出願番号】 |
特願平11−109473 |
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