(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに流体継手を介して入力軸を連結され、該エンジンから該入力軸に入力された駆動力の駆動輪への伝達を断接可能な摩擦係合要素をそなえた自動変速機の変速制御装置において、
該自動変速機が走行位置にあるか中立位置にあるかを判定する判定手段と、
該エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、
該入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度検出手段と、
該流体継手内の作動油の油温を検出する油温検出手段と、
該自動変速機が中立位置にあるとき、該エンジン回転速度と該入力軸回転速度とに基づき定義される速度比を学習する学習手段と、
上記中立位置での速度比の学習値に基づき、該自動変速機が走行位置にあり、且つ車両が停車状態にあるときの上記速度比の目標値である目標速度比を設定する目標速度比設定手段と、
該自動変速機が走行位置にあり、且つ車両が停車状態にあるとき、速度比が目標速度比設定手段により設定した上記目標速度比となるように、該摩擦係合要素の係合状態を制御する制御手段とをそなえ、
該学習手段には、該油温と該エンジン回転速度とをパラメータとしてマトリックス状に分割された複数の学習領域が設けられて、該学習手段は、該油温検出手段により検出された該油温及び該エンジン回転速度検出手段により検出された該エンジン回転速度に応じた該学習領域毎に該速度比を学習する
ことを特徴とする、自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】
該学習手段は、該油温検出手段により検出された該油温が正常範囲内にあり、且つ、該エンジン回転速度検出手段により検出された該エンジン回転速度がアイドル回転速度範囲内にあることが満たされた時に、該速度比の学習を開始する
ことを特徴とする、請求項１記載の自動変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に用いて好適の自動変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等にそなえられる自動変速機は、内部に複数の油圧クラッチ，油圧ブレーキ等の摩擦係合要素をそなえており、これらを適宜解放，結合することにより所定の変速段の達成等の様々な制御が可能になっている。近年では、エンジンにトルクコンバータ（流体継手）を介して入力軸を連結されるタイプの自動変速機において、アイドルニュートラル制御が実用化されている。
【０００３】
アイドルニュートラル制御とは、自動変速機のシフトポジションがＤレンジ（走行位置）にある状態でも、車両が停車している時（主にブレーキが作動している時）には（すなわち、広義のアイドル状態の時には）、変速段がＮレンジ（中立位置）やＰレンジ（駐車位置）にあるときのようなニュートラル状態に近づける制御であり、燃費の向上と振動の低減とを目的としている。
【０００４】
以下、図１中のスケルトン図を参照しながら、アイドルニュートラル制御について具体的に説明する。なお、スケルトン図に示す自動変速機の構成は従来のものと同構成であり本願発明の特徴部分ではない。
通常、シフトポジションがＤレンジにあり、且つ、車両が停車している時には、変速段は１速段が選択されるため、摩擦係合要素２２〜２６のうち、ＵＤ（アンダードライブ）クラッチ２２，ＬＲ（ロー・リバース）ブレーキ２３が結合状態となるが、車両停車すなわちタイヤが止まっているため、結果としてタービンシャフト２１が回転を拘束されることになりタービン２７は静止する。一方、ポンプインペラ２８はエンジンとともに回転しているため、トルクコンバータ２０内ではタービン２７とポンプインペラ２８との間で滑りが発生している。このポンプインペラ２８，タービン２７間の滑りが大きい程、エンジンの負荷は大きくなり、燃費が悪化したり振動が増大したりする。
【０００５】
このとき、ＬＲブレーキ２３の結合状態はそのままにＵＤクラッチ２２の結合を弱めていくと、ポンプインペラ２８からタービン２７へ伝達されるトルクによりＵＤクラッチ２２に滑りが生じ、タービンシャフト２１の回転が許容され、ポンプインペラ２８，タービン２７間の滑りが小さくなってエンジンの負荷は低下する。そして、エンジン回転速度ＮE に対するタービン回転速度ＮT の比（速度比）ＮT ／ＮE が１に近づく程、エンジンの負荷は低減されていく。
【０００６】
そこで、アイドルニュートラル制御においては、予め目標速度比を設定し、実際の速度比ＮT ／ＮE が目標速度比に一致するようにＵＤクラッチ２２の結合状態をフィードバック制御することにより、自動変速機の制御状態をニュートラル状態に近づけ、エンジンの負荷を低減するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動変速機をよりニュートラル状態に近づけて、燃費の向上や振動の低減等のニュートラル化による効果を上げるためには、目標速度比はできるだけ１（ＮT ＝ＮE ）に近づけることが望ましい。しかしながら、速度比を大きくするとＵＤクラッチ２２を完全解放することになり、次に車両が発進するときにはＵＤクラッチ２２を再結合する必要が生じてしまう。ＵＤクラッチ２２の再結合は、発進遅れを生じさせ、滑らかな発進の妨げになってしまう。
【０００８】
したがって、アイドルニュートラル制御においては、ＵＤクラッチ２２が解放されてしまう限界速度比を越えない範囲で、できるだけ限界速度比に近いところに目標速度比を設定することが重要になる。ここで、限界速度比としては、変速段がＮレンジやＰレンジにあるときのようなニュートラル状態（無負荷状態）での速度比を用いることが考えられる。このニュートラル状態での速度比よりも僅かに小さい値に目標速度比を設定すれば、ニュートラル状態に極限に近い状態に制御することが可能になる。
【０００９】
ところが、ニュートラル状態での速度比は常に一定ではない。例えば、自動変速機には機械的なフリクションがあり、その大きさには各個体毎にバラツキがある。また、トルクコンバータ２０内のＡＴＦ（自動変速機用オイル）の粘性は油温によって変化する。このため、これらのフリクションや油温、さらにはエンジン回転速度によりニュートラル状態での速度比は大きくばらつくことになるのである。
【００１０】
このように、速度比が大きくばらつく場合、ＵＤクラッチ２２の解放を防止するため、目標速度比をニュートラル状態での速度比に対してある程度の余裕を持たせて小さめに設定することが考えられる。しかしながら、このように余裕を持たせて目標速度比を設定したのでは、ニュートラル状態に極限まで近づけることは不可能であり、燃費の向上や振動の低減等のアイドルニュートラル化による効果を十分に上げることができなくなってしまう。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、自動変速機の個体差や運転状態に関わらず、自動変速機をニュートラル状態に極限まで近づけることを可能にした、自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の自動変速機の変速制御装置では、自動変速機が中立位置にあると判定されたときには、学習手段によりエンジン回転速度と入力軸回転速度とに基づき定義される速度比を学習する。そして、この学習値に基づき目標速度比設定手段により目標速度比を設定し、走行位置で且つ車両が停車状態になったときには、速度比が設定した目標速度比となるように摩擦係合要素の係合状態を制御手段により制御する。
【００１３】
また、流体継手内の作動油の油温を検出するとともに、学習手段に所定の油温毎及び所定のエンジン回転速度毎に割り当てられた複数の学習領域を設ける。そして、検出した油温及びエンジン回転速度に応じた学習領域毎に速度比を学習する。
なお、好ましくは、学習手段は、検出した油温が正常範囲内にあり、且つ、検出したエンジン回転速度がアイドル回転速度範囲内にあることが満たされた時に、速度比の学習を開始する。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６は、本発明の一実施形態としての自動車用の自動変速機の変速制御装置について示しており、図１はその構成を示す機能ブロック図である。
図１に示すように、本変速制御装置は、ＴＣＵ（トランスミッション・コントロール・ユニット）１と、タービンシャフト（入力軸）２１の回転速度ＮT を検出するタービン回転速度センサ（入力軸回転速度検出手段）１２，どのシフトポジションが選択されているかを検出するシフトポジションスイッチ１３，ＡＴＦの温度ＴOIL を検出する油温センサ（油温検出手段）１４，エンジンの回転速度ＮE を検出するエンジン回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段）３０，ストップランプスイッチ３１，及びアイドルスイッチ３２等の各種センサ類と、自動変速機１０の油圧回路１１とをそなえて構成されている。
【００１５】
また、図１においては、自動変速機１０が４段変速の場合について示しており、摩擦要素としてＵＤ（アンダードライブ）クラッチ２２，ＬＲ（ロー・リバース）ブレーキ２３，セカンドブレーキ２４，リバースクラッチ２５，オーバードライブクラッチ２６をそなえている。なお、この自動変速機１０については従来のものと同構成であり、トルクコンバータ（流体継手）２０，タービンシャフト２１，オイルポンプ２９等もそなえている。
【００１６】
ＴＣＵ１は、これらの摩擦要素２２〜２６の係合状態を制御するようになっており、変速段は各摩擦要素２２〜２６の係合状態によって決まる。特に、シフトポジションがＤレンジ（前進位置）にあり、且つ、車両が停車している時には、ＵＤクラッチ２２，ＬＲブレーキ２３が結合状態となり、１速段が選択されるようになっている。そして、このシフトポジションがＤレンジにあり、且つ、車両が停車している状態において、ＵＤクラッチ２２の結合状態を適宜制御することにより、後述するアイドルニュートラル制御が行なわれるようになっている。
【００１７】
ＵＤクラッチ２２の制御は、油圧回路１１を介して行なわれるようになっている。つまり、油圧回路１１には、ＵＤクラッチ２２にＡＴＦを供給する図示しないソレノイドバルブ等がそなえられ、このソレノイドバルブにＴＣＵ１の機能要素であるクラッチ制御手段（制御手段）２から駆動信号（デューティ率信号）を出力することによってソレノイドバルブを適宜駆動し、ＡＴＦの量を調整するようになっている。なお、ＡＴＦは、図示しないレギュレータ弁により所定の油圧（ライン圧）に調圧されており、このライン圧に調圧されたＡＴＦがＵＤクラッチ２２を作動させる油圧回路１１へ供給されるようになっている。
【００１８】
ここで、本変速制御装置による自動変速機１０のアイドルニュートラル制御の制御内容について説明すると、本変速制御装置では、変速段が中立位置、即ち、シフトポジションがＮレンジ又はＰレンジの時には速度比（ＮT ／ＮE ）を学習し、シフトポジションがＤレンジにあり、且つ車両が停車している時に、学習した速度比に基づき目標速度比を設定し、実速度比が設定した目標速度比になるようにＵＤクラッチ２２を制御してニュートラル状態に近づけるようにしている。
【００１９】
このため、ＴＣＵ１には、前述のクラッチ制御手段２に加え、その機能要素として判定手段３，学習手段４，目標速度比設定手段５をそなえており、これらの機能要素２〜５を介してアイドルニュートラル制御を行なうようになっている。以下、図２〜図４のフローチャートを参照しながら、アイドルニュートラル制御に関する各機能要素及びその制御内容について説明する。
【００２０】
図２に示すように、ＴＣＵ１では、まず、判定手段３により、速度比の学習の開始を判定する。速度比の学習の開始は、次の４つの条件が満足されているか否かにより判定され、第１の条件は、変速段が中立位置にあること、即ち、シフトポジションとしてＮレンジ又はＰレンジが選択されていることである（ステップＳ１００）。第２〜第４の条件は精度の高い学習値を得るための条件であり、第２の条件は、エンジン回転速度ＮE が大きく変動していない〔例えば、エンジン回転速度ＮE の変動幅が所定値（例えば±５０rpm ）以内である〕ことである。第３の条件は、油温ＴOIL が正常範囲内（例えば、−１５℃≦ＴOIL ≦１２０℃）であることであり、第４の条件は、エンジン回転速度ＮE がアイドル回転速度範囲内（例えば、４５０rpm ≦ＮE ≦１３００rpm ）にあることである。判定手段３では、これらの全ての条件が満足された時に速度比の学習を開始すると判定する（ステップＳ１１０）。
【００２１】
判定手段３により速度比の学習開始の成立が判定されると、学習手段４により、速度比の学習を行なう。ここでは、速度比（学習速度比）ＥS を初期設定速度比ＥSOと学習値ＥSLとの和として設定しており、学習値ＥSLについて学習補正するようになっている。また、学習手段４では、エンジン回転速度ＮE と油温ＴOIL とをパラメータとしてマトリックス状に分割された複数の学習領域（ＲＡＭ等）をそなえており、検出したエンジン回転速度ＮE 及び油温ＴOIL 毎に学習値ＥSLを学習補正して、該当する領域（ＲＡＭ）に記憶するようになっている。
【００２２】
まず、学習手段４では、所定の周期でエンジン回転速度ＮE 及び油温ＴOIL を検出し（ステップＳ１２０）、検出したエンジン回転速度ＮE 及び油温ＴOIL に該当する学習領域から前回までの学習値ＥSLを読み出して学習速度比ＥS （ＥS ＝ＥSO＋ＥSL）を計算する（ステップＳ１３０）。そして、測定周期内の所定時間（例えば１秒間）の平均速度比（実速度比）ＥSREAL を計測し（ステップＳ１４０）、さらに実速度比ＥSREAL と学習速度比ＥS との差ΔＥS （ΔＥS ＝ＥSREAL −ＥS ）を計算して（ステップＳ１５０）、この差ΔＥS に応じた補正量（学習値の補正量）ΔＥSLを決定する（ステップＳ１６０）。補正量ΔＥSLは差ΔＥS に対して線形としてもよいが、ここでは、図５に示すように、補正量ΔＥSLを差ΔＥS に対して階段状に設定することにより重み付けを行なっている。そして、決定した補正量ΔＥSLを前回までの学習値（ＥS ) OLD に加算して更新し、更新した学習値（ＥS ) NEW 〔（ＥS ) NEW ＝（ＥS ) OLD ＋ΔＥSL〕 を該当する学習領域に記憶する（ステップＳ１７０）。
【００２３】
以上のステップＳ１２０〜Ｓ１７０の処理を学習開始条件（ステップＳ１００，Ｓ１１０）が不成立になるまで繰り返し行ない、学習開始条件が不成立になった時には図３のステップ２００に進む。そして、判定手段３により、アイドルニュートラル制御の開始を判定する。アイドルニュートラル制御の開始は、次の５つの条件が満足されているか否かにより判定され、第１の条件は、変速段が前進位置にあること、即ち、シフトポジションとして走行レンジ（即ち、Ｄレンジ、又は３，２，Ｌレンジ）が選択されていることである（ステップＳ２００）。
【００２４】
第１の条件が成立すると、他の４つの開始条件（第２〜第５条件）について判定する。第２，第３の条件は車両が停車しているか否かを判定するための条件であり、車速がゼロ（又は極低速）であり（第２の条件）、且つブレーキが踏まれている（第３の条件）ときに車両が停車していると判定する。車速がゼロか否かは出力軸回転速度ＮO が所定時間ゼロになっているか否かで判断し、ブレーキが踏まれているか否かはストップランプスイッチ３１がオンになっているか否かで判断する。なお、出力軸回転速度ＮO は、タービン回転速度ＮT に基づき算出してもよく、また、車速に対応する他の要素から算出してもよい。第４，第５の条件は前述の学習条件（第３，第４条件）に対応するものであり、油温ＴOIL ，エンジン回転速度ＮE が前述した学習範囲内にあることを条件としている。ただし、ここでの制御開始範囲は前述の学習範囲よりもやや狭く設定して学習精度を上げており、例えば、学習範囲が前述の例示範囲であるとすると、油温ＴOIL については−１０℃≦ＴOIL ≦１１５℃を制御開始範囲とし（第４の条件）、エンジン回転速度ＮE については５５０rpm ≦ＮE ≦１２００rpm を制御開始範囲としている（以上、ステップＳ２１０）。
【００２５】
判定手段３によりアイドルニュートラル制御の開始が判定されると、アイドルニュートラル制御の解除判定がされるまでの間、ステップＳ２２０のアイドルニュートラル制御を行なう。アイドルニュートラル制御の流れについては図４に示しており、まず、ステップＳ３００〜Ｓ３３０において、目標速度比設定手段５により、学習手段４で学習された速度比（学習速度比）ＥS に基づき目標速度比ＥSTを設定する。
【００２６】
目標速度比設定手段５では、まず、エンジン回転速度ＮE ，油温ＴOIL を検出し（ステップＳ３００）、検出したエンジン回転速度ＮE ，油温ＴOIL に該当する学習領域から学習値ＥSLを読み出し（ステップＳ３１０）、読み出した学習値ＥSLを初期設定速度比ＥSOに加算することにより学習速度比ＥS （ＥS ＝ＥSO＋ＥSL）を算出する（ステップＳ３２０）。そして、学習速度比ＥS に所定の余裕率ＫE （例えば、ＫE ＝９０〜９５％）を掛けることにより、目標速度比ＥST（ＥST＝ＫE ×ＥS ）を設定する（ステップＳ３３０）。
【００２７】
目標速度比ＥSTが設定されると、クラッチ制御手段２により、アイドルニュートラル化のためのＵＤクラッチ２２の制御が開始される（ステップＳ３４０）。この制御内容について図６を参照しながら説明すると、クラッチ制御手段２は、判定手段３によりアイドルニュートラル制御の開始が判定されると（時点ＳＳ）、まず、ＵＤクラッチ２２のソレノイドのデューティ率を１００％から所定値（ＵＤクラッチ２２が滑りださない程度、例えば、４０％）ＤN まで低下させる。そして、所定の変化率ｄＤN で徐々にデューティ率を低下させていく。
【００２８】
ソレノイドのデューティ率を低下させていくことにより、ＵＤクラッチ２２に付与されていた油圧はライン圧から徐々に低下していき、やがて所定の油圧まで低下したところでＵＤクラッチ２２が滑り始めることになる。ＵＤクラッチ２２が滑り始めることによりタービンシャフト２１が回転し始め、タービン回転速度ＮT が次第に上昇していく。
【００２９】
そして、タービン回転速度ＮT が所定値ΔＮB まで上昇したところで（時点ＳＢ）、デューティ率をΔＤB だけ上昇させ、以後、判定手段３によりアイドルニュートラル制御の解除が判定されるまで（時点ＥＳ）、フィードバック制御を行なう。フィードバック制御においては、実速度比Ｅs （Ｅs ＝ＮT ／ＮE ）と目標速度比ＥSTとの偏差に基づきデューティ率を変化させて、実速度比Ｅs が目標速度比ＥSTになるようにＵＤクラッチ２２の結合状態を制御していく。
【００３０】
以上のステップＳ３００〜Ｓ３４０の処理をアイドルニュートラル制御の解除条件が成立するまで繰り返し行ない、解除条件が成立した時には図３のステップ２４０に進む。なお、アイドルニュートラル制御の解除条件は次の６つである。第１の条件は、変速段が前進位置以外になったこと、即ち、シフトポジションとしてＤレンジ（又は３，２，Ｌレンジ）以外が選択されたことである。第２〜第４の条件は車両が発進したか否かを判定するための条件であり、車速がゼロであり（第２の条件）、ブレーキが踏まれておらず（第３の条件）、且つアクセルペダルが踏まれた（第４の条件）ときに車両が発進したと判定する。ここでは、出力軸回転速度ＮO が所定値（例えば９０rpm ）以上になり、ストップランプスイッチ３１がオフになり、アイドルスイッチ３２がオフになった時に各条件が成立するものとしている。第５，第６の条件は前述の学習条件（第３，第４条件）に対応するものであり、油温ＴOIL 及びエンジン回転速度ＮE が前述した学習範囲外になったことを解除条件としている。つまり、学習範囲が前述の例示範囲であるとすると、油温ＴOIL についてはＴOIL ＜−１５℃，１２０℃＜ＴOIL になったとき（第５の条件）、エンジン回転速度ＮE についてはＮE ＜４５０rpm ，１３００rpm ＜ＮE になったとき（第６の条件）に制御を解除する。
【００３１】
アイドルニュートラル制御が解除された後は、通常の制御への移行制御（ニュートラル化脱出制御）を行なう（ステップＳ２４０）。このニュートラル化脱出制御は、シフトポジションをＮレンジからＤレンジへ変更したときに行なう制御（Ｎ−Ｄ制御）と同様の制御であり、図６に示すように、ＵＤクラッチ２２のソレノイドのデューティ率を徐々に上昇させていき、ＵＤクラッチ２２に付与される油圧を上昇させてタービン回転速度ＮT を徐々に低下させていく。そして、タービン回転速度ＮT がある程度まで低下したところでデューティ率を１００％にしてＵＤクラッチ２２を完全に結合させる（時点ＳＦ）。
【００３２】
このように、本発明の一実施形態にかかる自動変速機の変速制御装置によれば、Ｎレンジ又はＰレンジが選択されてニュートラル状態（無負荷状態）になる度に、その時の速度比を学習し、学習速度比に基づき目標速度比を設定するようになっているので、アイドルニュートラル制御時には、常にニュートラル状態に極限に近い状態に制御することが可能になり、ＵＤクラッチを解放してしまうことなく燃費の向上と振動の低減とを図るとができる。また、ニュートラル状態での速度比の学習は、エンジン回転速度ＮE ，油温ＴOIL 毎に行なうようになっているので、エンジン回転速度ＮE ，油温ＴOIL による速度比のバラツキの影響を受けることなく、常に高精度な制御が可能になる。
【００３３】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、自動変速機は、上述の実施形態に示すようなギヤ式のものではなく、無段変速機（ＣＶＴ）であってもよい。この場合には、ＵＤクラッチの代わりに前進クラッチ又は後進ブレーキの結合状態を制御することにより、アイドルニュートラル化を行なう。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の自動変速機の変速制御装置によれば、アイドルニュートラル制御時において、自動変速機の個体差や運転状態に関わらず、常にニュートラル状態に極限に近い状態に制御することが可能になり、摩擦係合要素を解放してしまうことなく燃費の向上と振動の低減とを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態としての自動変速機の変速制御装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】  本発明の一実施形態としての自動変速機の変速制御装置にかかるアイドルニュートラル制御のフローを示す図である。
【図３】  本発明の一実施形態としての自動変速機の変速制御装置にかかるアイドルニュートラル制御のフローを示す図である。
【図４】  本発明の一実施形態としての自動変速機の変速制御装置にかかるアイドルニュートラル制御のフローを示す図である。
【図５】  本発明の一実施形態としての自動変速機の変速制御装置にかかる学習速度比の補正量の設定方法を示す図である。
【図６】  本発明の一実施形態としての自動変速機の変速制御装置にかかるアイドルニュートラル制御の制御タイミングを示す図であり、（ａ）はエンジン回転速度ＮE ，タービン回転速度ＮT の時間変化を示す図、（ｂ）はＵＤクラッチを駆動するソレノイドのデューティ率の制御タイミングを示す図、（ｃ）はＵＤクラッチの油圧の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
２  クラッチ制御手段（制御手段）
３  判定手段
４  学習手段
５  目標速度比設定手段
１０  自動変速機
１２  タービン回転速度センサ（入力軸回転速度検出手段）
２０  トルクコンバータ（流体継手）
２１  タービンシャフト（入力軸）
２２  ＵＤクラッチ（摩擦係合要素）
３０  エンジン回転速度センサ（エンジン回転速度検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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