JP3630072B2 - 車両用自動変速機のクリープ力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機のクリープ力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両に備えられたトルクコンバータ式の自動変速機において、シフトレンジが走行レンジ（以下、Ｄレンジという）のままで停車すると、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要素（フォワードクラッチ）をスリップさせて、ニュートラル状態に近づけるように制御する技術が提案されている。
【０００３】
このような制御は、一般にアイドルニュートラル制御又はクリープ力制御と呼ばれるものであり、このようなアイドルニュートラル制御（以下、単にニュートラル制御という）を実行することでエンジン負荷を低減し、燃料消費量及びアイドル振動の低減を図ることができる。
上述のようなニュートラル制御では、例えばフォワードクラッチへの係合油圧の供給状態を調整するソレノイド弁をデューティ制御することでフォワードクラッチの係合力が制御される。そして、このようにフォワードクラッチの係合力を制御することにより、フォワードクラッチのスリップ量が制御されて、Ｄレンジであってもニュートラル状態に近い状態を実現することができるのである。
【０００４】
ニュートラル制御の開始条件としては、例えば、車速０ｋｍ／ｈ，フットブレーキ操作中，スロットル開度０％及び第１速段達成から所定時間経過していること、等が設定されており、上記全ての条件が成立すると、コントローラからの指令に基づきニュートラル制御が開始される。
また、フットブレーキ操作の解除，アクセルペダルの操作，車速が所定値以上となった、等のニュートラル制御解除条件がいずれか１つでも成立すると、ニュートラル制御が解除される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなニュートラル制御の実行中（定常制御中）には、トルクコンバータのタービンランナの回転速度（タービン回転速度）Ｎｔと、エンジン回転速度（＝トルクコンバータのポンプインペラの回転速度）Ｎｅとのスリップ量ＮＳ＝Ｎｅ−Ｎｔが一定となるように、フォワードクラッチ用のソレノイドのデューティ率（係合力指令値）をフィードバック制御することが考えられる。
【０００６】
また、ニュートラル制御を解除する際には、例えば以下のようにソレノイドのデューティ率を設定することが考えられる。すなわち、ニュートラル制御解除条件が成立すると、まず、ニュートラル制御解除判定時のデューティ率Ｄ０ に所定量（例えばＤ０ の５％）を加算した値Ｄ１ を所定時間（例えば４８ｍｓｅｃ程度）だけ出力する。
【０００７】
その後、上記の解除判定時デューティ率Ｄ０ に所定量（例えばＤ０ の３％）を加算した値Ｄ２ を初期値としてタービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが目標変化率に一致するようにフィードバック制御を行なう。
なお、車速が生じた場合には、フォワードクラッチのスリップ量変化率が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。ここでフォワードクラッチのスリップ量変化率は、変速機の入力側回転速度変化率（即ちタービン回転速度変化率）ｄＮｔ／ｄｔと、フォワードクラッチ直後の変速機の回転速度変化率ｄＮＴ１／ｄｔとの差（ｄＮｔ／ｄｔ−ｄＮＴ１／ｄｔ）で算出することができる。また、上記回転速度ＮＴ１は、変速機の出力側回転速度Ｎｏと、１速のギア比ｉ１ とを用いて、ＮＴ１＝ｉ１ ・Ｎｏと表すことができ、フォワードクラッチのスリップ量変化率は、ｄＮｔ／ｄｔ−ｉ１・ｄＮｏ／ｄｔと表すことができる。そして車速が生じた場合には、この値が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれるのである。
【０００８】
そして、タービン回転速度Ｎｔが所定値以下となるか、またはフォワードクラッチのスリップ量（Ｎｔ−ｉ１・Ｎｏ）が所定値以下となると、フォワードクラッチが同期した（即ち、フォワードクラッチが係合した）と判定して、所定デューティ率ΔＤＥ を所定時間だけ加算して出力する。また、デューティ率ΔＤＥ の出力後、所定時間経過するとデューティ率を１００％に設定（全圧供給）し、これによりニュートラル制御の解除制御を終了するのである。
【０００９】
しかしながら、上述のように、ニュートラル制御解除条件成立後に所定のデューティ率Ｄ１ を所定時間出力してから、すぐにタービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定となるようなフィードバック制御を実行した場合、以下のような課題があった。
▲１▼油圧の応答遅れやフォワードクラッチのピストンのフリクション等により、タービン回転速度Ｎｔに変化が生じ始めるまでにはある程度の時間（０．１ｓｅｃ程度）がかかるが、その間、上記のフィードバック制御を実行してしまうと、タービン回転速度Ｎｔに変化が生じるまでの間は、デューティ率が不足していると判定され、この結果、デューティ率が必要以上に高く設定されてしまう。これにより、油圧が応答したとき、あるいは、フォワードクラッチのピストンが動き始めたときにフォワードクラッチが急結合してショックが発生してしまう。
▲２▼上記▲１▼によりフォワードクラッチの係合ショックが発生した後、フィードバック制御がオーバシュートし、今度はデューティ率が必要以上に低く設定されフォワードクラッチが解放側に制御されてしまう。そして、このようにフォワードクラッチが解放側に制御されているときにドライバがアクセルペダルを踏みこむと、フォワードクラッチがスリップしてしまい、ドライバビリティを損なうことになる。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、クリープ力制御（ニュートラル制御）解除条件成立後の摩擦要素の係合ショックを防止して、ドライバビリティを向上させるようにした、車両用自動変速機のクリープ力制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜３記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置では、自動変速機のシフトレンジが走行レンジであるときに所定の条件が成立すると、走行時に係合される摩擦要素の係合力が低下してクリープ力が低下し、その後、自動変速機がニュートラル状態に近い状態に保持される。
【００１２】
特に、シフトレンジが非走行レンジ（例えばニュートラル）から走行レンジ（例えばＤレンジ）に切り替えられた直後に、開始判定手段により所定の条件が成立したと判定された場合、初期係合力指令値出力手段により上記摩擦要素に対する指令値として、摩擦要素が僅かに係合しうる状態（微少係合状態）となる初期係合力指令値が出力され、その後は、摩擦要素の係合力がフィードバック制御される。
【００１３】
そして、解除判定手段により、上記クリープ力低下状態を解除する解除条件が成立したと判定されると、係合判定手段により摩擦要素が特定の係合状態となったと判定されるまで、上記開始判定直後に出力された初期係合力指令値が再出力手段から再度出力される。
このとき、再出力手段から摩擦要素に対して出力される係合力指令値は、摩擦要素を微少係合状態に保持するのに適した値であるので、摩擦要素の係合時のレスポンスが向上して、係合ショックが防止される。
なお、特定の係合状態とは、自動変速機の入力側回転速度とエンジン回転速度との間のスリップ量が前回の制御周期でのスリップ量よりも大きくなったときの目標スリップ量に所定量を加えた値よりも今回のスリップ量が大きい係合状態である。
また、該特定の係合状態が、該自動変速機の入力側回転速度とエンジン回転速度との間のスリップ量ＮＳが、前回の制御周期でのスリップ量（ＮＳ） n-1 と今回の制御周期でのスリップ量（ＮＳ） n との関係が（ＮＳ） n-1 ＜（ＮＳ） n となったときの目標スリップ量（ＮＳ） 0 に対して（ＮＳ） n ＞（ＮＳ） o ＋Ａ（Ａは定数）を満足する係合状態としてもよい。
【００１４】
また、請求項４記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置では、学習補正手段により初期係合力指令値が運転状態に応じて学習補正されるので、最適な初期係合力を設定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置について説明すると、図１はその全体構成を示す模式図である。
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（流体継手）３を介して変速機構４に連結され、その変速機構４は図示しないディファレンシャルギアを介して車両の駆動輪と接続されている。
【００１６】
また、エンジン２の出力軸２ａは、トルクコンバータ３のポンプインペラ３ａに接続されており、この出力軸２ａの回転に伴いポンプインペラ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に伝達されるようになっている。
【００１７】
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れらの構成要素（サンギア，ピニオンギア及びリングギア）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、これらのクラッチやブレーキの係合状態を油圧源（オイルポンプ）から供給されるＡＴＦにより適宜切り換えて、所望の変速段を達成するようになっている。なお、この変速機構４の構造については、一般に広く知られたものであるので、フォワードクラッチ７以外の構成については図示を省略する。
【００１８】
一方、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）及びタイマカウンタ等を備えたＡ／Ｔ−ＥＣＵ（自動変速機制御ユニット、以下、単にＥＣＵという）１１が設置されており、後述する各種センサからの情報に基づいて各種の制御信号が設定されて、自動変速機１の総合的な制御が行なわれるようになっている。
【００１９】
ＥＣＵ１１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（即ち、フォワードクラッチ７の入力回転速度）を検出するタービン回転速度センサ１３、車両の走行速度（車速）Ｖｓを検出する車速センサ１４、ブレーキオイルの圧力に基づいてオンオフが切り換わるブレーキ圧スイッチ２０、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の油温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レンジ及び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等の各種センサやスイッチ類が接続されている。なお、ブレーキ圧スイッチ２０に代えてブレーキペダルを踏んだときにオンとなるブレーキスイッチを設けてもよい。
【００２０】
また、ＥＣＵ１１の出力側には、上述のオイルポンプ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の係合要素を作動させるための多数のソレノイドや圧力調整弁（プレッシャコントロールバルブ）が接続されている。
そして、ＥＣＵ１１では、スロットルセンサ１６で検出されたスロットル開度θＴＨ及び車速センサ１４で検出された車速Ｖｓを用いて図示しない変速マップから目標変速段を設定し、この目標変速段を達成すべく上記ソレノイドや圧力調整弁を制御して変速機構４の係合要素（クラッチ及びブレーキ等）の係合状態を切り換え、変速制御を実行するようになっている。なお、図１中では、このような多数のソレノイドや圧力調整弁のうち、フォワードクラッチ７の係合状態を切り換えるソレノイド１９及び圧力調整弁２１のみを図示しており、他のソレノイド及び圧力調整弁については図示を省略する。
【００２１】
ソレノイド１９はＥＣＵ１１によりその作動がデューティ制御されるようになっており、このソレノイド１９の作動に応じて圧力調整弁２１へのパイロット圧（制御圧）の供給状態が調整されるようになっている。具体的には、ソレノイド１９により圧力調整弁２１へパイロット圧が供給されると、圧力調整弁２１のスプール２１ａが図中左側に移動してフォワードクラッチ７のライン圧が排出され、フォワードクラッチ７の係合力が低下する。また、これとは逆に、ソレノイド１９によりパイロット圧が排出されると、フォワードクラッチ７にライン圧が供給されて係合力が大きくなる。このように、ソレノイド１９のデューティ率（係合力指令値）を制御することで、フォワードクラッチ７の係合力を調整できるのである。なお、本実施形態では、ソレノイド１９のデューティ率が増加するほど、フォワードクラッチ７の係合力が大きくなるように設定されている。
【００２２】
次に、ニュートラル制御（クリープ力制御）について簡単に説明すると、このニュートラル制御は、Ｄレンジで車両が停止中であるとフォワードクラッチ７の係合力を低下させてニュートラル状態に近い状態に制御するものであり、摩擦係合要素としてのフォワードクラッチ７をスリップさせることでニュートラル制御（クリープ力制御）が実行されるようになっている。
【００２３】
そして、本実施形態では、ニュートラル制御の開始条件として以下の（１）〜（３）の条件が設定されている。
（１）ブレーキ圧スイッチ２０がオン（ブレーキ圧が所定値Ｐａ以上）。
（２）スロットルセンサ１６によりアクセル非操作（スロットル開度が所定量以下）が検出された。
（３）車速センサ１４により検出された車速Ｖｓが所定値未満。
【００２４】
そして、シフトポジションセンサ１８により検出されたシフトレンジがＤレンジであることを前提に、以上の条件（１）〜（３）が全て成立したと判定されると、ニュートラル制御が開始されるようになっている。なお、以下では開始条件（１）〜（３）が全て成立した場合を、単に、開始条件が成立したという。
一方、ニュートラル制御の解除条件としては、以下の（１）〜（３）が設定されており、Ｄレンジを保持していることを前提に、そのいずれかが満たされると、運転者に発進意志があるものとして解除条件が成立し、ニュートラル制御が解除されて第１速段に切り換えられるようになっている。
（１）ブレーキ圧スイッチ２０がオフ（ブレーキ圧が所定値Ｐａ未満）になった場合。
（２）スロットルセンサ１６によりアクセル操作（スロットル開度θｔｈが所定値以上）が検出された場合。
（３）車速センサ１４で検出された走行速度Ｖｓが所定値以上になった場合。
【００２５】
なお、上記の解除条件（１）〜（３）のいずれか１つでも満たされた場合を、単に、解除条件が成立したという。
また、ここでは特に説明しないが、上述以外にもシフトレンジがＤレンジからＮレンジに操作された場合にももちろんニュートラル制御は解除されるようになっている。
【００２６】
次に、本発明の要部について説明すると、本装置は、ニュートラル制御解除条件が成立したときに、ソレノイド１９に対して最適なデューティ率を設定することにより、ニュートラル制御解除時の係合ショックを防止するように構成されたものである。
以下、主に図２及び図３（ａ）〜（ｃ）を用いて本装置の要部の構成及びその作用について説明すると、図２は本装置の要部機能に着目した機能ブロック図、図３はその制御特性を示す図であり、（ａ）はエンジン回転速度Ｎｅ及びタービン回転速度Ｎｔの特性を示す図、（ｂ）はフォワードクラッチに対するソレノイドのデューティ率の特性を示す図、（ｃ）はフォワードクラッチに供給される係合油圧の特性を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、ＥＣＵ１１内には、開始判定手段５１，初期係合力指令値出力手段５２，解除判定手段５３，係合判定手段５４及び再出力手段５５等が設けられており、さらに、この初期係合力指令値出力手段５２には、学習補正手段５２ａが設けられている。
このうち、開始判定手段５１には、ブレーキ圧スイッチ２０，スロットルセンサ１６，車速センサ１４及びシフトポジションセンサ１８が接続されており、開始判定手段５１ではこれらのセンサからの情報に基づいて上記ニュートラル制御の開始条件が成立したか否かが判定されるようになっている。
【００２８】
また、シフトレンジがＮレンジからＤレンジに切り替えられた直後に開始条件が成立すると〔図３（ａ）〜（ｃ）のＳＳ参照〕、初期係合力指令値出力手段５２によりデューティ率が設定されて、ソレノイド１９に出力されるようになっている。
ところで、ニュートラル制御開始条件が成立する状況としては、主に以下の２通りの場合が考えられる。第１は、走行中の車両がＤレンジのまま減速して停止し、上記のニュートラル制御開始条件が成立する場合であり、第２は、車両がＮレンジで停車しているときにドライバがブレーキを踏んだままＤレンジにシフトしてニュートラル制御開始条件が成立する場合である。なお、以下ではこのような第２の場合のニュートラル制御を、特にＮ−Ｄ制御という。
【００２９】
第１の場合には、車両の停止直前に変速段が１速に変速されており、ニュートラル制御の開始条件成立後は、この状態からフォワードクラッチ７の係合力を弱めてタービンランナ３ｂの回転を許容する制御が実行されるようになっている。一方、第２の場合（Ｎ−Ｄ制御）には、その直前において、すでに変速段はニュートラルになっており、フォワードクラッチ７は係合が解除された状態（デューティ率０％）となっている。したがって、ニュートラル制御の開始条件が成立しても特にフォワードクラッチ７の制御は必要ないと考えることもできるが、実際にはニュートラル制御中は、制御解除時（発進時）のレスポンスを考慮してフォワードクラッチ７を僅かに係合状態にする必要がある。
【００３０】
上記の初期係合力指令値出力手段５２は、このようなＮ−Ｄ制御開始時のデューティ率を設定するものであり、この場合には、図３（ｂ）に示すように、初期フィルとして所定デューティ率を所定時間ｔＦ だけ出力した後、フォワードクラッチ７を微少係合状態にするための初期デューティ率（初期係合力指令値）ＤＡ をソレノイド１９に出力するようになっている。なお、この初期デューティ率ＤＡ は、開放状態のフォワードクラッチ７を微少係合状態に保持できる程度の値に設定されている。また、図３（ｂ）に示すように、初期フィルはここではデューティ率１００％に設定されている。
【００３１】
そして、このような初期デューティ率ＤＡ を出力することにより、図３（ａ）に示すように、ＦＢ近傍でタービン回転速度Ｎｔがわずかに低下するのである。また、初期係合力指令値出力手段５２には学習補正手段５２ａが設けられており、初期デューティ率ＤＡ はこの学習補正手段５２ａで学習補正されて出力されるようになっている。具体的には、学習補正手段５２ａにはエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ をパラメータとした３次元マップが格納されており、Ｎ−Ｄ制御開始が判定されると、このときのエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ が読み込まれて、３次元マップから初期デューティ率ＤＡ が設定されるようになっている。
【００３２】
そして、その後タービン回転速度Ｎｔが低下してタービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとの比（Ｎｔ／Ｎｅ、以下、単に速度比という）が所定値まで達すると（図３中のＦＢ参照）、定常制御が実行されるようになっている。この定常制御では、タービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとのスリップ量ＮＳ（＝Ｎｅ−Ｎｔ）が一定となるようにフィードバック制御が実行されるようになっており、具体的には、スリップ量ＮＳの変化率ｄＮＳ／ｄｔに対して周期的に目標値が設定され、上記スリップ量変化率ｄＮＳ／ｄｔが目標値となるようにフィードバック制御が実行されるようになっている。なお、このような定常制御は、ニュートラル制御の解除条件が成立するまで実行される。
【００３３】
一方、解除判定手段５３には、ブレーキ圧スイッチ２０，スロットルセンサ１６及び車速センサ１４が接続されており、解除判定手段５３ではこれらのセンサからの情報に基づいて、ニュートラル制御の解除条件が成立したか否かが判定されるようになっている。そして、この解除判定手段５３でニュートラル制御の解除条件が成立したと判定されると〔図３（ａ）〜（ｃ）のＥＳ参照〕、これ以降は解除制御が実行されるようになっている。
【００３４】
ところで、このようなニュートラル制御の解除条件成立時（ＥＳ）には、再出力手段５５により、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定される初期デューティ率ＤＡ が基準デューティ率として出力されるようになっている。つまり、再出力手段５５では、直前のＮ−Ｄ制御開始時の初期デューティ率ＤＡ を記憶しておくとともに、ニュートラル制御の解除時には、上記初期デューティ率ＤＡ を基準デューティ率として出力するようになっているのである。
【００３５】
これは、ニュートラル制御解除時の油圧応答遅れやフォワードクラッチ７のピストン（図示省略）のフリクション等によるフォワードクラッチ７の作動の遅れを防止するためである。つまり、Ｎ−Ｄ制御開始直後に出力される初期デューティ率ＤＡ は、上述したようにフォワードクラッチ７を微少係合状態に保持するのに適した値であり、このデューティ率ＤＡ を、解除条件成立直後に基準デューティ率として再出力することで、フォワードクラッチ７のピストンのガタ詰めを行なうことができ、フォワードクラッチ７の応答性を確保することができるのである。
【００３６】
また、ニュートラル制御解除時には、初期フィルとして基準デューティ率ＤＡ に対してさらに所定デューティ率ΔＤＡＦを加えた値が短時間ｔ１だけソレノイド１９に出力されるようになっている。なお、この所定デューティ率ΔＤＡＦは、解除条件成立時に、エンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ に応じて設定されるものである。
【００３７】
そして、ニュートラル制御解除時に、このような初期フィルＤＡ ＋ΔＤＡＦを出力することにより、図３（ｃ）に示すように、ＥＳ以降はフォワードクラッチ７の油圧が速やかに立ち上がり、その後の基準デューティ率ＤＡ を出力することで、図３（ａ）に示すように、速やかにタービン回転速度Ｎｔが低下するのである。
【００３８】
また、解除条件成立後に係合判定手段５４によりフォワードクラッチ７が特定の係合状態となったと判定されると〔図３（ａ）〜（ｃ）のＳＢ参照〕、これ以降は、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが目標変化率に一致するようにフィードバック制御が実行されるようになっている。ここで、特定の係合状態とは、前周期のスリップ量（ＮＳ）n-1 と現周期のスリップ量（ＮＳ）n との関係が（ＮＳ）n-1 ＜（ＮＳ）n となったときの目標スリップ量（ＮＳ）o に対して、（ＮＳ）n ＞（ＮＳ）o ＋Ａ（Ａは１３０ｒｐｍ程度）を満足した状態をいう。また、この特定の係合状態を判定したとき（ＳＢ）を、クラッチ係合開始点という。
【００３９】
そして、タービン回転速度Ｎｔが所定値以下となるとフォワードクラッチ７の同期が判定され（ＦＦ）、このときのデューティ率に対してさらに所定デューティ率ΔＤＥ を加算した値が出力されるようになっている。また、デューティ率ΔＤＥ の出力から所定時間ｔＥ が経過すると、デューティ率が１００％に設定（全圧供給）されて、ニュートラル制御の解除制御が終了する。これにより、図３（ｃ）に示すように、フォワードクラッチ７の油圧が上昇して、フォワードクラッチ７が係合されるのである。
【００４０】
また、クラッチ係合開始点（ＳＢ）以降、車速が生じた場合には、発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、フォワードクラッチ７におけるスリップ量変化率が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。なお、フォワードクラッチ７のスリップ量変化率は、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔと変速機の出力側回転速度変化率（即ち車両加速度）ｄＮｏ／ｄｔとを用いて、ｄＮｔ／ｄｔ−ｉ１・ｄＮｏ／ｄｔ（ｉ１ は変速機のギア比）で表される。そして、フォワードクラッチ７のスリップ量（Ｎｔ−ｉ１・Ｎｏ）が所定値以下となると、フォワードクラッチ７の同期が判定されるようになっている。
【００４１】
本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置は、上述のように構成されているので、ニュートラル制御（クリープ力制御）の解除時には、例えば図４に示すようなフローチャートにしたがってデューティ率Ｄが設定される。
まず、ステップＳ１においてニュートラル制御の解除条件成立が判定されると、ステップＳ２で初期フィルとしてデューティ率ＤＡ ＋ΔＤＡＦが出力される。なお、デューティ率ＤＡ は、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定される初期デューティ率であり、デューティ率ΔＤＡＦは、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ に応じて設定されるデューティ率である。次に、ステップＳ３に進み、デューティ率ＤＡ ＋ΔＤＡＦが出力されてから所定時間ｔ１（例えば３２ｍｓｅｃ）経過すると、ステップＳ４に進み、デューティ率ＤＡ が出力される。
【００４２】
そして、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定されるデューティ率ＤＡ をニュートラル制御解除時の初期デューティとして設定することにより、それまで開放状態であったフォワードクラッチ７のピストンのガタ詰めを行なうことができ、フォワードクラッチ７が微少係合状態に保持される。
【００４３】
その後、ステップＳ５でフォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまでデューティ率ＤＡ が出力され、係合開始が判定される（ＳＢ）とステップＳ６に進んで、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが目標変化率に一致するようにフィードバック制御が開始される。
そして、ステップＳ７でタービン回転速度Ｎｔが所定値以下となったことが判定されると、フォワードクラッチ７の同期が判定される（ＦＦ）。そして、同期判定が行われると、ステップＳ８で、同期判定時のデューティ率に対してさらに所定デューティ率ΔＤＥ を加算した値が出力され、ステップＳ９で所定時間ｔＥ 経過したと判定されると、ステップＳ１０でデューティ率が１００％に設定（全圧供給）されて、ニュートラル制御の解除制御が終了する（図中のＳＦ）。
【００４４】
なお、ステップＳ６で車速が生じた場合には、タービン回転速度変化率と変速機の出力側回転速度変化率（即ち車両加速度）との差（ｄＮｔ／ｄｔ−ｉ１・ｄＮｏ／ｄｔ，ｉ１ は変速機のギア比）が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。
したがって、本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、解除条件成立時には、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定される初期デューティ率ＤＡ を再出力した後、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定となるようなフィードバック制御が実行されるので、この初期デューティ率ＤＡ により油圧の応答遅れやフォワードクラッチ７のピストンのガタ（遊び）をなくすことができ、タービン回転速度Ｎｔに変化が生じ始めるまでの時間を大幅に短縮することができるようになる。
【００４５】
これにより、フィードバック制御の過補正（タービン回転速度Ｎｔに変化が生じるまでの間にデューティ率が必要以上に高く設定されるような現象）が確実に回避され、フォワードクラッチ７の急結合によるショックを防止することができる利点がある。また、フィードバック制御のオーバシュートによるフォワードクラッチ７の解放を防止でき、フォワードクラッチ７のスリップを防止できる利点があるほか、これによりドライバビリティを高めることができるという利点がある。
【００４６】
また、学習補正手段５２ａにより初期係合力指令値が運転状態（エンジン回転速度及びＡＴＦ油温）に応じて学習補正されるので、変速機１の個体差による初期デューティ率ＤＡ のバラツキを吸収することができ、最適なデューティ率を設定することができる。
なお、本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置は、上述のもの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の変形が可能である。例えば、本発明は、流体クラッチ（トルクコンバータ）を介してエンジンの駆動力を伝達する自動変速機に広く適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜３記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、クリープ力が低下した状態を解除する解除条件が成立すると、摩擦要素を僅かに係合しうる微少係合状態にするための初期係合力指令値を出力することにより、油圧の応答遅れや摩擦要素のガタ（遊び）をなくすことができ、その後のフィードバック制御の過補正を確実に回避することができる利点がある。また、これにより摩擦要素の急結合によるショックを防止することができる利点があるほか、フィードバック制御のオーバシュートによる摩擦要素の解放を防止でき、ドライバビリティを高めることができるという利点がある。
【００４８】
また、請求項４記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、上記請求項１記載の利点に加えて、学習補正手段により運転状態に応じて初期係合力指令値が学習補正されるので、変速機の個体差を吸収することができ最適な初期係合力を設定することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の要部機能に着目した機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の制御特性を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 自動変速機
７ 摩擦要素（フォワードクラッチ）
５１ 開始判定手段
５２ 初期係合力指令値出力手段
５２ａ 学習補正手段
５３ 解除判定手段
５４ 係合判定手段
５５ 再出力手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機のクリープ力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車等の車両に備えられたトルクコンバータ式の自動変速機において、シフトレンジが走行レンジ（以下、Ｄレンジという）のままで停車すると、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要素（フォワードクラッチ）をスリップさせて、ニュートラル状態に近づけるように制御する技術が提案されている。
【０００３】
このような制御は、一般にアイドルニュートラル制御又はクリープ力制御と呼ばれるものであり、このようなアイドルニュートラル制御（以下、単にニュートラル制御という）を実行することでエンジン負荷を低減し、燃料消費量及びアイドル振動の低減を図ることができる。
上述のようなニュートラル制御では、例えばフォワードクラッチへの係合油圧の供給状態を調整するソレノイド弁をデューティ制御することでフォワードクラッチの係合力が制御される。そして、このようにフォワードクラッチの係合力を制御することにより、フォワードクラッチのスリップ量が制御されて、Ｄレンジであってもニュートラル状態に近い状態を実現することができるのである。
【０００４】
ニュートラル制御の開始条件としては、例えば、車速０ｋｍ／ｈ，フットブレーキ操作中，スロットル開度０％及び第１速段達成から所定時間経過していること、等が設定されており、上記全ての条件が成立すると、コントローラからの指令に基づきニュートラル制御が開始される。
また、フットブレーキ操作の解除，アクセルペダルの操作，車速が所定値以上となった、等のニュートラル制御解除条件がいずれか１つでも成立すると、ニュートラル制御が解除される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなニュートラル制御の実行中（定常制御中）には、トルクコンバータのタービンランナの回転速度（タービン回転速度）Ｎｔと、エンジン回転速度（＝トルクコンバータのポンプインペラの回転速度）Ｎｅとのスリップ量ＮＳ＝Ｎｅ−Ｎｔが一定となるように、フォワードクラッチ用のソレノイドのデューティ率（係合力指令値）をフィードバック制御することが考えられる。
【０００６】
また、ニュートラル制御を解除する際には、例えば以下のようにソレノイドのデューティ率を設定することが考えられる。すなわち、ニュートラル制御解除条件が成立すると、まず、ニュートラル制御解除判定時のデューティ率Ｄ０ に所定量（例えばＤ０ の５％）を加算した値Ｄ１ を所定時間（例えば４８ｍｓｅｃ程度）だけ出力する。
【０００７】
その後、上記の解除判定時デューティ率Ｄ０ に所定量（例えばＤ０ の３％）を加算した値Ｄ２ を初期値としてタービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが目標変化率に一致するようにフィードバック制御を行なう。
なお、車速が生じた場合には、フォワードクラッチのスリップ量変化率が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。ここでフォワードクラッチのスリップ量変化率は、変速機の入力側回転速度変化率（即ちタービン回転速度変化率）ｄＮｔ／ｄｔと、フォワードクラッチ直後の変速機の回転速度変化率ｄＮＴ１／ｄｔとの差（ｄＮｔ／ｄｔ−ｄＮＴ１／ｄｔ）で算出することができる。また、上記回転速度ＮＴ１は、変速機の出力側回転速度Ｎｏと、１速のギア比ｉ１ とを用いて、ＮＴ１＝ｉ１ ・Ｎｏと表すことができ、フォワードクラッチのスリップ量変化率は、ｄＮｔ／ｄｔ−ｉ１・ｄＮｏ／ｄｔと表すことができる。そして車速が生じた場合には、この値が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれるのである。
【０００８】
そして、タービン回転速度Ｎｔが所定値以下となるか、またはフォワードクラッチのスリップ量（Ｎｔ−ｉ１・Ｎｏ）が所定値以下となると、フォワードクラッチが同期した（即ち、フォワードクラッチが係合した）と判定して、所定デューティ率ΔＤＥ を所定時間だけ加算して出力する。また、デューティ率ΔＤＥ の出力後、所定時間経過するとデューティ率を１００％に設定（全圧供給）し、これによりニュートラル制御の解除制御を終了するのである。
【０００９】
しかしながら、上述のように、ニュートラル制御解除条件成立後に所定のデューティ率Ｄ１ を所定時間出力してから、すぐにタービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定となるようなフィードバック制御を実行した場合、以下のような課題があった。
▲１▼油圧の応答遅れやフォワードクラッチのピストンのフリクション等により、タービン回転速度Ｎｔに変化が生じ始めるまでにはある程度の時間（０．１ｓｅｃ程度）がかかるが、その間、上記のフィードバック制御を実行してしまうと、タービン回転速度Ｎｔに変化が生じるまでの間は、デューティ率が不足していると判定され、この結果、デューティ率が必要以上に高く設定されてしまう。これにより、油圧が応答したとき、あるいは、フォワードクラッチのピストンが動き始めたときにフォワードクラッチが急結合してショックが発生してしまう。
▲２▼上記▲１▼によりフォワードクラッチの係合ショックが発生した後、フィードバック制御がオーバシュートし、今度はデューティ率が必要以上に低く設定されフォワードクラッチが解放側に制御されてしまう。そして、このようにフォワードクラッチが解放側に制御されているときにドライバがアクセルペダルを踏みこむと、フォワードクラッチがスリップしてしまい、ドライバビリティを損なうことになる。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、クリープ力制御（ニュートラル制御）解除条件成立後の摩擦要素の係合ショックを防止して、ドライバビリティを向上させるようにした、車両用自動変速機のクリープ力制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１〜３記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置では、自動変速機のシフトレンジが走行レンジであるときに所定の条件が成立すると、走行時に係合される摩擦要素の係合力が低下してクリープ力が低下し、その後、自動変速機がニュートラル状態に近い状態に保持される。
【００１２】
特に、シフトレンジが非走行レンジ（例えばニュートラル）から走行レンジ（例えばＤレンジ）に切り替えられた直後に、開始判定手段により所定の条件が成立したと判定された場合、初期係合力指令値出力手段により上記摩擦要素に対する指令値として、摩擦要素が僅かに係合しうる状態（微少係合状態）となる初期係合力指令値が出力され、その後は、摩擦要素の係合力がフィードバック制御される。
【００１３】
そして、解除判定手段により、上記クリープ力低下状態を解除する解除条件が成立したと判定されると、係合判定手段により摩擦要素が特定の係合状態となったと判定されるまで、上記開始判定直後に出力された初期係合力指令値が再出力手段から再度出力される。
このとき、再出力手段から摩擦要素に対して出力される係合力指令値は、摩擦要素を微少係合状態に保持するのに適した値であるので、摩擦要素の係合時のレスポンスが向上して、係合ショックが防止される。
なお、特定の係合状態とは、自動変速機の入力側回転速度とエンジン回転速度との間のスリップ量が前回の制御周期でのスリップ量よりも大きくなったときの目標スリップ量に所定量を加えた値よりも今回のスリップ量が大きい係合状態である。
また、該特定の係合状態が、該自動変速機の入力側回転速度とエンジン回転速度との間のスリップ量ＮＳが、前回の制御周期でのスリップ量（ＮＳ） n-1 と今回の制御周期でのスリップ量（ＮＳ） n との関係が（ＮＳ） n-1 ＜（ＮＳ） n となったときの目標スリップ量（ＮＳ） 0 に対して（ＮＳ） n ＞（ＮＳ） o ＋Ａ（Ａは定数）を満足する係合状態としてもよい。
【００１４】
また、請求項４記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置では、学習補正手段により初期係合力指令値が運転状態に応じて学習補正されるので、最適な初期係合力を設定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置について説明すると、図１はその全体構成を示す模式図である。
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（流体継手）３を介して変速機構４に連結され、その変速機構４は図示しないディファレンシャルギアを介して車両の駆動輪と接続されている。
【００１６】
また、エンジン２の出力軸２ａは、トルクコンバータ３のポンプインペラ３ａに接続されており、この出力軸２ａの回転に伴いポンプインペラ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に伝達されるようになっている。
【００１７】
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れらの構成要素（サンギア，ピニオンギア及びリングギア）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、これらのクラッチやブレーキの係合状態を油圧源（オイルポンプ）から供給されるＡＴＦにより適宜切り換えて、所望の変速段を達成するようになっている。なお、この変速機構４の構造については、一般に広く知られたものであるので、フォワードクラッチ７以外の構成については図示を省略する。
【００１８】
一方、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）及びタイマカウンタ等を備えたＡ／Ｔ−ＥＣＵ（自動変速機制御ユニット、以下、単にＥＣＵという）１１が設置されており、後述する各種センサからの情報に基づいて各種の制御信号が設定されて、自動変速機１の総合的な制御が行なわれるようになっている。
【００１９】
ＥＣＵ１１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（即ち、フォワードクラッチ７の入力回転速度）を検出するタービン回転速度センサ１３、車両の走行速度（車速）Ｖｓを検出する車速センサ１４、ブレーキオイルの圧力に基づいてオンオフが切り換わるブレーキ圧スイッチ２０、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の油温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レンジ及び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等の各種センサやスイッチ類が接続されている。なお、ブレーキ圧スイッチ２０に代えてブレーキペダルを踏んだときにオンとなるブレーキスイッチを設けてもよい。
【００２０】
また、ＥＣＵ１１の出力側には、上述のオイルポンプ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の係合要素を作動させるための多数のソレノイドや圧力調整弁（プレッシャコントロールバルブ）が接続されている。
そして、ＥＣＵ１１では、スロットルセンサ１６で検出されたスロットル開度θＴＨ及び車速センサ１４で検出された車速Ｖｓを用いて図示しない変速マップから目標変速段を設定し、この目標変速段を達成すべく上記ソレノイドや圧力調整弁を制御して変速機構４の係合要素（クラッチ及びブレーキ等）の係合状態を切り換え、変速制御を実行するようになっている。なお、図１中では、このような多数のソレノイドや圧力調整弁のうち、フォワードクラッチ７の係合状態を切り換えるソレノイド１９及び圧力調整弁２１のみを図示しており、他のソレノイド及び圧力調整弁については図示を省略する。
【００２１】
ソレノイド１９はＥＣＵ１１によりその作動がデューティ制御されるようになっており、このソレノイド１９の作動に応じて圧力調整弁２１へのパイロット圧（制御圧）の供給状態が調整されるようになっている。具体的には、ソレノイド１９により圧力調整弁２１へパイロット圧が供給されると、圧力調整弁２１のスプール２１ａが図中左側に移動してフォワードクラッチ７のライン圧が排出され、フォワードクラッチ７の係合力が低下する。また、これとは逆に、ソレノイド１９によりパイロット圧が排出されると、フォワードクラッチ７にライン圧が供給されて係合力が大きくなる。このように、ソレノイド１９のデューティ率（係合力指令値）を制御することで、フォワードクラッチ７の係合力を調整できるのである。なお、本実施形態では、ソレノイド１９のデューティ率が増加するほど、フォワードクラッチ７の係合力が大きくなるように設定されている。
【００２２】
次に、ニュートラル制御（クリープ力制御）について簡単に説明すると、このニュートラル制御は、Ｄレンジで車両が停止中であるとフォワードクラッチ７の係合力を低下させてニュートラル状態に近い状態に制御するものであり、摩擦係合要素としてのフォワードクラッチ７をスリップさせることでニュートラル制御（クリープ力制御）が実行されるようになっている。
【００２３】
そして、本実施形態では、ニュートラル制御の開始条件として以下の（１）〜（３）の条件が設定されている。
（１）ブレーキ圧スイッチ２０がオン（ブレーキ圧が所定値Ｐａ以上）。
（２）スロットルセンサ１６によりアクセル非操作（スロットル開度が所定量以下）が検出された。
（３）車速センサ１４により検出された車速Ｖｓが所定値未満。
【００２４】
そして、シフトポジションセンサ１８により検出されたシフトレンジがＤレンジであることを前提に、以上の条件（１）〜（３）が全て成立したと判定されると、ニュートラル制御が開始されるようになっている。なお、以下では開始条件（１）〜（３）が全て成立した場合を、単に、開始条件が成立したという。
一方、ニュートラル制御の解除条件としては、以下の（１）〜（３）が設定されており、Ｄレンジを保持していることを前提に、そのいずれかが満たされると、運転者に発進意志があるものとして解除条件が成立し、ニュートラル制御が解除されて第１速段に切り換えられるようになっている。
（１）ブレーキ圧スイッチ２０がオフ（ブレーキ圧が所定値Ｐａ未満）になった場合。
（２）スロットルセンサ１６によりアクセル操作（スロットル開度θｔｈが所定値以上）が検出された場合。
（３）車速センサ１４で検出された走行速度Ｖｓが所定値以上になった場合。
【００２５】
なお、上記の解除条件（１）〜（３）のいずれか１つでも満たされた場合を、単に、解除条件が成立したという。
また、ここでは特に説明しないが、上述以外にもシフトレンジがＤレンジからＮレンジに操作された場合にももちろんニュートラル制御は解除されるようになっている。
【００２６】
次に、本発明の要部について説明すると、本装置は、ニュートラル制御解除条件が成立したときに、ソレノイド１９に対して最適なデューティ率を設定することにより、ニュートラル制御解除時の係合ショックを防止するように構成されたものである。
以下、主に図２及び図３（ａ）〜（ｃ）を用いて本装置の要部の構成及びその作用について説明すると、図２は本装置の要部機能に着目した機能ブロック図、図３はその制御特性を示す図であり、（ａ）はエンジン回転速度Ｎｅ及びタービン回転速度Ｎｔの特性を示す図、（ｂ）はフォワードクラッチに対するソレノイドのデューティ率の特性を示す図、（ｃ）はフォワードクラッチに供給される係合油圧の特性を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、ＥＣＵ１１内には、開始判定手段５１，初期係合力指令値出力手段５２，解除判定手段５３，係合判定手段５４及び再出力手段５５等が設けられており、さらに、この初期係合力指令値出力手段５２には、学習補正手段５２ａが設けられている。
このうち、開始判定手段５１には、ブレーキ圧スイッチ２０，スロットルセンサ１６，車速センサ１４及びシフトポジションセンサ１８が接続されており、開始判定手段５１ではこれらのセンサからの情報に基づいて上記ニュートラル制御の開始条件が成立したか否かが判定されるようになっている。
【００２８】
また、シフトレンジがＮレンジからＤレンジに切り替えられた直後に開始条件が成立すると〔図３（ａ）〜（ｃ）のＳＳ参照〕、初期係合力指令値出力手段５２によりデューティ率が設定されて、ソレノイド１９に出力されるようになっている。
ところで、ニュートラル制御開始条件が成立する状況としては、主に以下の２通りの場合が考えられる。第１は、走行中の車両がＤレンジのまま減速して停止し、上記のニュートラル制御開始条件が成立する場合であり、第２は、車両がＮレンジで停車しているときにドライバがブレーキを踏んだままＤレンジにシフトしてニュートラル制御開始条件が成立する場合である。なお、以下ではこのような第２の場合のニュートラル制御を、特にＮ−Ｄ制御という。
【００２９】
第１の場合には、車両の停止直前に変速段が１速に変速されており、ニュートラル制御の開始条件成立後は、この状態からフォワードクラッチ７の係合力を弱めてタービンランナ３ｂの回転を許容する制御が実行されるようになっている。一方、第２の場合（Ｎ−Ｄ制御）には、その直前において、すでに変速段はニュートラルになっており、フォワードクラッチ７は係合が解除された状態（デューティ率０％）となっている。したがって、ニュートラル制御の開始条件が成立しても特にフォワードクラッチ７の制御は必要ないと考えることもできるが、実際にはニュートラル制御中は、制御解除時（発進時）のレスポンスを考慮してフォワードクラッチ７を僅かに係合状態にする必要がある。
【００３０】
上記の初期係合力指令値出力手段５２は、このようなＮ−Ｄ制御開始時のデューティ率を設定するものであり、この場合には、図３（ｂ）に示すように、初期フィルとして所定デューティ率を所定時間ｔＦ だけ出力した後、フォワードクラッチ７を微少係合状態にするための初期デューティ率（初期係合力指令値）ＤＡ をソレノイド１９に出力するようになっている。なお、この初期デューティ率ＤＡ は、開放状態のフォワードクラッチ７を微少係合状態に保持できる程度の値に設定されている。また、図３（ｂ）に示すように、初期フィルはここではデューティ率１００％に設定されている。
【００３１】
そして、このような初期デューティ率ＤＡ を出力することにより、図３（ａ）に示すように、ＦＢ近傍でタービン回転速度Ｎｔがわずかに低下するのである。また、初期係合力指令値出力手段５２には学習補正手段５２ａが設けられており、初期デューティ率ＤＡ はこの学習補正手段５２ａで学習補正されて出力されるようになっている。具体的には、学習補正手段５２ａにはエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ をパラメータとした３次元マップが格納されており、Ｎ−Ｄ制御開始が判定されると、このときのエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ が読み込まれて、３次元マップから初期デューティ率ＤＡ が設定されるようになっている。
【００３２】
そして、その後タービン回転速度Ｎｔが低下してタービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとの比（Ｎｔ／Ｎｅ、以下、単に速度比という）が所定値まで達すると（図３中のＦＢ参照）、定常制御が実行されるようになっている。この定常制御では、タービン回転速度Ｎｔとエンジン回転速度Ｎｅとのスリップ量ＮＳ（＝Ｎｅ−Ｎｔ）が一定となるようにフィードバック制御が実行されるようになっており、具体的には、スリップ量ＮＳの変化率ｄＮＳ／ｄｔに対して周期的に目標値が設定され、上記スリップ量変化率ｄＮＳ／ｄｔが目標値となるようにフィードバック制御が実行されるようになっている。なお、このような定常制御は、ニュートラル制御の解除条件が成立するまで実行される。
【００３３】
一方、解除判定手段５３には、ブレーキ圧スイッチ２０，スロットルセンサ１６及び車速センサ１４が接続されており、解除判定手段５３ではこれらのセンサからの情報に基づいて、ニュートラル制御の解除条件が成立したか否かが判定されるようになっている。そして、この解除判定手段５３でニュートラル制御の解除条件が成立したと判定されると〔図３（ａ）〜（ｃ）のＥＳ参照〕、これ以降は解除制御が実行されるようになっている。
【００３４】
ところで、このようなニュートラル制御の解除条件成立時（ＥＳ）には、再出力手段５５により、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定される初期デューティ率ＤＡ が基準デューティ率として出力されるようになっている。つまり、再出力手段５５では、直前のＮ−Ｄ制御開始時の初期デューティ率ＤＡ を記憶しておくとともに、ニュートラル制御の解除時には、上記初期デューティ率ＤＡ を基準デューティ率として出力するようになっているのである。
【００３５】
これは、ニュートラル制御解除時の油圧応答遅れやフォワードクラッチ７のピストン（図示省略）のフリクション等によるフォワードクラッチ７の作動の遅れを防止するためである。つまり、Ｎ−Ｄ制御開始直後に出力される初期デューティ率ＤＡ は、上述したようにフォワードクラッチ７を微少係合状態に保持するのに適した値であり、このデューティ率ＤＡ を、解除条件成立直後に基準デューティ率として再出力することで、フォワードクラッチ７のピストンのガタ詰めを行なうことができ、フォワードクラッチ７の応答性を確保することができるのである。
【００３６】
また、ニュートラル制御解除時には、初期フィルとして基準デューティ率ＤＡ に対してさらに所定デューティ率ΔＤＡＦを加えた値が短時間ｔ１だけソレノイド１９に出力されるようになっている。なお、この所定デューティ率ΔＤＡＦは、解除条件成立時に、エンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ に応じて設定されるものである。
【００３７】
そして、ニュートラル制御解除時に、このような初期フィルＤＡ ＋ΔＤＡＦを出力することにより、図３（ｃ）に示すように、ＥＳ以降はフォワードクラッチ７の油圧が速やかに立ち上がり、その後の基準デューティ率ＤＡ を出力することで、図３（ａ）に示すように、速やかにタービン回転速度Ｎｔが低下するのである。
【００３８】
また、解除条件成立後に係合判定手段５４によりフォワードクラッチ７が特定の係合状態となったと判定されると〔図３（ａ）〜（ｃ）のＳＢ参照〕、これ以降は、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが目標変化率に一致するようにフィードバック制御が実行されるようになっている。ここで、特定の係合状態とは、前周期のスリップ量（ＮＳ）n-1 と現周期のスリップ量（ＮＳ）n との関係が（ＮＳ）n-1 ＜（ＮＳ）n となったときの目標スリップ量（ＮＳ）o に対して、（ＮＳ）n ＞（ＮＳ）o ＋Ａ（Ａは１３０ｒｐｍ程度）を満足した状態をいう。また、この特定の係合状態を判定したとき（ＳＢ）を、クラッチ係合開始点という。
【００３９】
そして、タービン回転速度Ｎｔが所定値以下となるとフォワードクラッチ７の同期が判定され（ＦＦ）、このときのデューティ率に対してさらに所定デューティ率ΔＤＥ を加算した値が出力されるようになっている。また、デューティ率ΔＤＥ の出力から所定時間ｔＥ が経過すると、デューティ率が１００％に設定（全圧供給）されて、ニュートラル制御の解除制御が終了する。これにより、図３（ｃ）に示すように、フォワードクラッチ７の油圧が上昇して、フォワードクラッチ７が係合されるのである。
【００４０】
また、クラッチ係合開始点（ＳＢ）以降、車速が生じた場合には、発明が解決しようとする課題の欄で説明したように、フォワードクラッチ７におけるスリップ量変化率が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。なお、フォワードクラッチ７のスリップ量変化率は、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔと変速機の出力側回転速度変化率（即ち車両加速度）ｄＮｏ／ｄｔとを用いて、ｄＮｔ／ｄｔ−ｉ１・ｄＮｏ／ｄｔ（ｉ１ は変速機のギア比）で表される。そして、フォワードクラッチ７のスリップ量（Ｎｔ−ｉ１・Ｎｏ）が所定値以下となると、フォワードクラッチ７の同期が判定されるようになっている。
【００４１】
本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置は、上述のように構成されているので、ニュートラル制御（クリープ力制御）の解除時には、例えば図４に示すようなフローチャートにしたがってデューティ率Ｄが設定される。
まず、ステップＳ１においてニュートラル制御の解除条件成立が判定されると、ステップＳ２で初期フィルとしてデューティ率ＤＡ ＋ΔＤＡＦが出力される。なお、デューティ率ＤＡ は、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定される初期デューティ率であり、デューティ率ΔＤＡＦは、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ に応じて設定されるデューティ率である。次に、ステップＳ３に進み、デューティ率ＤＡ ＋ΔＤＡＦが出力されてから所定時間ｔ１（例えば３２ｍｓｅｃ）経過すると、ステップＳ４に進み、デューティ率ＤＡ が出力される。
【００４２】
そして、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定されるデューティ率ＤＡ をニュートラル制御解除時の初期デューティとして設定することにより、それまで開放状態であったフォワードクラッチ７のピストンのガタ詰めを行なうことができ、フォワードクラッチ７が微少係合状態に保持される。
【００４３】
その後、ステップＳ５でフォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまでデューティ率ＤＡ が出力され、係合開始が判定される（ＳＢ）とステップＳ６に進んで、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが目標変化率に一致するようにフィードバック制御が開始される。
そして、ステップＳ７でタービン回転速度Ｎｔが所定値以下となったことが判定されると、フォワードクラッチ７の同期が判定される（ＦＦ）。そして、同期判定が行われると、ステップＳ８で、同期判定時のデューティ率に対してさらに所定デューティ率ΔＤＥ を加算した値が出力され、ステップＳ９で所定時間ｔＥ 経過したと判定されると、ステップＳ１０でデューティ率が１００％に設定（全圧供給）されて、ニュートラル制御の解除制御が終了する（図中のＳＦ）。
【００４４】
なお、ステップＳ６で車速が生じた場合には、タービン回転速度変化率と変速機の出力側回転速度変化率（即ち車両加速度）との差（ｄＮｔ／ｄｔ−ｉ１・ｄＮｏ／ｄｔ，ｉ１ は変速機のギア比）が目標変化率に一致するようにフィードバック制御が行なわれる。
したがって、本発明の一実施形態にかかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、解除条件成立時には、解除条件成立時のエンジン回転速度Ｎｅ及びＡＴＦ油温ＴＯＩＬ からＮ−Ｄ制御開始時に使用される３次元マップに基づいて設定される初期デューティ率ＤＡ を再出力した後、タービン回転速度変化率ｄＮｔ／ｄｔが一定となるようなフィードバック制御が実行されるので、この初期デューティ率ＤＡ により油圧の応答遅れやフォワードクラッチ７のピストンのガタ（遊び）をなくすことができ、タービン回転速度Ｎｔに変化が生じ始めるまでの時間を大幅に短縮することができるようになる。
【００４５】
これにより、フィードバック制御の過補正（タービン回転速度Ｎｔに変化が生じるまでの間にデューティ率が必要以上に高く設定されるような現象）が確実に回避され、フォワードクラッチ７の急結合によるショックを防止することができる利点がある。また、フィードバック制御のオーバシュートによるフォワードクラッチ７の解放を防止でき、フォワードクラッチ７のスリップを防止できる利点があるほか、これによりドライバビリティを高めることができるという利点がある。
【００４６】
また、学習補正手段５２ａにより初期係合力指令値が運転状態（エンジン回転速度及びＡＴＦ油温）に応じて学習補正されるので、変速機１の個体差による初期デューティ率ＤＡ のバラツキを吸収することができ、最適なデューティ率を設定することができる。
なお、本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置は、上述のもの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の変形が可能である。例えば、本発明は、流体クラッチ（トルクコンバータ）を介してエンジンの駆動力を伝達する自動変速機に広く適用可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜３記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、クリープ力が低下した状態を解除する解除条件が成立すると、摩擦要素を僅かに係合しうる微少係合状態にするための初期係合力指令値を出力することにより、油圧の応答遅れや摩擦要素のガタ（遊び）をなくすことができ、その後のフィードバック制御の過補正を確実に回避することができる利点がある。また、これにより摩擦要素の急結合によるショックを防止することができる利点があるほか、フィードバック制御のオーバシュートによる摩擦要素の解放を防止でき、ドライバビリティを高めることができるという利点がある。
【００４８】
また、請求項４記載の本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置によれば、上記請求項１記載の利点に加えて、学習補正手段により運転状態に応じて初期係合力指令値が学習補正されるので、変速機の個体差を吸収することができ最適な初期係合力を設定することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の要部機能に着目した機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の制御特性を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクリープ力制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 自動変速機
７ 摩擦要素（フォワードクラッチ）
５１ 開始判定手段
５２ 初期係合力指令値出力手段
５２ａ 学習補正手段
５３ 解除判定手段
５４ 係合判定手段
５５ 再出力手段
Claims (4)
- 自動変速機のシフトレンジが走行レンジにあるときに所定の条件が成立すると、走行時に係合される摩擦要素の係合力を低下させてクリープ力を低下させるように構成された車両用自動変速機のクリープ力制御装置において、
該所定の条件が成立したか否かを判定する開始判定手段と、
該シフトレンジが非走行レンジから走行レンジに切り替えられた直後に該開始判定手段により該所定の条件が成立したと判定されると、該摩擦要素を僅かに係合しうる微少係合状態にするための初期係合力指令値を出力する初期係合力指令値出力手段と、
該クリープ力が低下した状態を解除する解除条件が成立したか否かを判定する解除判定手段と、
該解除条件成立後、該摩擦要素が特定の係合状態となったか否かを判定する係合判定手段と、
該解除条件成立後から該特定の係合状態が判定されるまで該初期係合力指令値を再度出力する再出力手段とをそなえるとともに、
該特定の係合状態が、該自動変速機の入力側回転速度とエンジン回転速度との間のスリップ量が前回の制御周期でのスリップ量よりも大きくなったときの目標スリップ量に所定量を加えた値よりも今回のスリップ量が大きい係合状態である
ことを特徴とする、車両用自動変速機のクリープ力制御装置。 - 自動変速機のシフトレンジが走行レンジにあるときに所定の条件が成立すると、走行時に係合される摩擦要素の係合力を低下させてクリープ力を低下させるように構成された車両用自動変速機のクリープ力制御装置において、
該所定の条件が成立したか否かを判定する開始判定手段と、
該シフトレンジが非走行レンジから走行レンジに切り替えられた直後に該開始判定手段により該所定の条件が成立したと判定されると、該摩擦要素を僅かに係合しうる微少係合状態にするための初期係合力指令値を出力する初期係合力指令値出力手段と、
該クリープ力が低下した状態を解除する解除条件が成立したか否かを判定する解除判定手段と、
該解除条件成立後、該摩擦要素が特定の係合状態となったか否かを判定する係合判定手段と、
該解除条件成立後から該特定の係合状態が判定されるまで該初期係合力指令値を再度出力する再出力手段とをそなえるとともに、
該特定の係合状態が、該自動変速機の入力側回転速度とエンジン回転速度との間のスリップ量ＮＳが、前回の制御周期でのスリップ量（ＮＳ） n-1 と今回の制御周期でのスリップ量（ＮＳ） n との関係が（ＮＳ） n-1 ＜（ＮＳ） n となったときの目標スリップ量（ＮＳ） 0 に対して（ＮＳ） n ＞（ＮＳ） o ＋Ａ（Ａは定数）を満足する係合状態である
ことを特徴とする、車両用自動変速機のクリープ力制御装置。 - エンジンに接続され該エンジンの回転速度を変速して出力する自動変速機であって、該自動変速機のシフトレンジが走行レンジにあるときに所定の条件が成立すると、走行時に係合される摩擦要素の係合力を低下させてクリープ力を低下させるように構成された車両用自動変速機のクリープ力制御装置において、
該所定の条件が成立したか否かを判定する開始判定手段と、
該シフトレンジが非走行レンジから走行レンジに切り替えられた直後に該開始判定手段により該所定の条件が成立したと判定されると、該摩擦要素を僅かに係合しうる微少係合状態にするための初期係合力指令値を出力する初期係合力指令値出力手段と、
該クリープ力が低下した状態を解除する解除条件が成立したか否かを判定する解除判定手段と、
該解除条件成立後、該摩擦要素が特定の係合状態となったか否かを判定する係合判定手段と、
該解除条件成立後から該特定の係合状態が判定されるまで該初期係合力指令値を再度出力する再出力手段とをそなえるとともに、
該エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
該自動変速機の入力側回転速度を検出する入力側回転速度センサと、
該エンジン回転速度センサで得られるエンジン回転速度と該入力側回転速度センサで得られる入力側回転速度との差で規定されるスリップ量に対して目標値を設定する目標スリップ量設定手段とを備え、
該特定の係合状態が、該スリップ量が前回の制御周期でのスリップ量よりも大きくなったときの目標スリップ量に所定量を加えた値よりも今回のスリップ量が大きい係合状態である
ことを特徴とする、車両用自動変速機のクリープ力制御装置。 - 該初期係合力指令値を運転状態に応じて学習補正する学習補正手段をそなえていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の車両用自動変速機のクリープ力制御装置。
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