JP3656506B2 - 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て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時には、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すような特性で制御を行なうことが考えられる。以下、これら図６（ａ）〜（ｃ）を用いてニュートラル制御実行時の制御の一例について説明すると、まず、ニュートラル制御の開始条件が成立すると〔図６（ｂ）のＳＳ参照〕、ニュートラル制御の突入制御が開始される〔図６（ｃ）参照〕。なお、図中では、ニュートラル制御を単にＮ制御と記す。
【０００６】
この場合、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）Ｄが、１００％から係合状態のフォワードクラッチが滑り出す直前のデューティ率ＤＮまでステップ状に減少する。その後、デューティ率を徐々に減じていき、フォワードクラッチが次第に解放側に操作される。
これにより、図６（ｃ）に示すように、フォワードクラッチの油圧が低下して、それまで係合状態で停止保持されていたタービンが回転し始める。そして、タービン回転速度Ｎtが、図６（ａ）に示すスリップ判定値ΔＮＢを越えると、突入制御が終了する（タービンスリップ判定ＳＢ１）。
【０００７】
突入制御が終了すると、次に定常制御が開始される〔図６（ｃ）参照〕。この定常制御では、最初はタービン回転速度Ｎtの変化率ｄＮt／ｄｔが目標値に一致するようにデューティ率Ｄがフィードバック制御される。なお、定常制御開始時のデューティ率Ｄの初期値としては、突入制御で漸減させた最後のデューティ率Ｄに所定値ΔＤB (例えば、デューティ率Ｄの２％）を加算した値が適用される。
【０００８】
その後、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ｅという）が所定値まで達すると（図中のＦＢ)、今度は、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。この場合、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。
【０００９】
このように、図に示すＦＢを境に、フィードバック制御の対象が、タービン回転速度変化率ｄＮt／ｄｔからスリップ量変化率ｄＮＳ／ｄtに切り換えられ、その後は、ニュートラル制御の解除条件が成立するまで、上記のフィードバック制御が継続される。
一方、ニュートラル制御の解除条件が成立すると（図中のＥＳ参照)、所定のデューティ率（基準デューティ率）ＤA に、所定のデューティ率ΔＤAFを加えたデューティ率が短時間（ｔ１）だけ出力される。このＤA ＋ΔＤAFは、解放状態のフォワードクラッチの遊び分を詰めるために出力されるものであり、初期フィルともいう。
【００１０】
そして、所定時間ｔ１が経過すると、フォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまで（図中のＳＢ）基準デューティ率ＤA が出力される。なお、上記基準デューティ率ＤA は、それまでスリップしていたフォワードクラッチが係合を開始するのに適したデューティ率に設定されている。
フォワードクラッチの係合開始が判定されると、その後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、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の同期が判定される（即ち、フォワードクラッチの係合が判定される）。
【００１１】
その後、フォワードクラッチの同期が判定されると（図中のＦＦ)、所定デューティ率ΔＤE を所定時間だけ加算して出力した後、デューティ率を１００％に設定（全圧供給）して、ニュートラル制御の解除制御が終了する（図中のＳＦ)。
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。
【００１２】
ところで、ニュートラル制御の解除条件は、必ずしも上述のようなスリップ量変化率ｄＮＳ／ｄtのフィードバック制御中（図中のＦＢ以降）に成立するとは限らず、例えば、タービンスリップ判定（ＳＢ１）直後に解除条件が成立することも考えられる。
しかしながら、このような場合、上述の解除制御と同様に、基準デューティ率ＤA を適用すると、フォワードクラッチを円滑に係合できず、ショックが生じるおそれがある。
【００１３】
以下、この理由について簡単に説明する。
図７はフォワードクラッチの係合に必要な油圧（又は油圧に相当するデューティ率）を示す図であり、トルクコンバータの特性から決定される油圧特性である。図７に示すように、この油圧はトルクコンバータの速度比ｅ相関関係があり、速度比ｅが大きくなるほど（すなわちニュートラル状態に近づくほど）、フォワードクラッチの係合に必要な油圧は低くなる。これは、トルクコンバータの特性上、速度比ｅが小さくなるとトランスミッションに入力されるトルクが大きくなるからである。
【００１４】
ここで、図６（ｂ）のＦＢ以降は速度比ｅが０．９程度であり、上述のように基準デューティ率ＤA は、速度比ｅが０．９程度のときにフォワードクラッチの係合開始に適したデューティ率に設定されているので、ＦＢ以降は円滑に解除制御を開始できる。
これに対して、タービンスリップ判定（ＳＢ１）直後は速度比ｅが０．３程度であり、このとき解除条件が成立したからといって基準デューティ率ＤA を出力しても、図７に示すように、ΔＤL だけ油圧（デューティ率）が不足することになる。
【００１５】
この場合、フォワードクラッチを十分に係合することができず、フォワードクラッチのスリップを抑制することができなくなる。フォワードクラッチのスリップを抑制できないと、速度比は大きくなり、やがて速度比ｅが０．９程度になってからフォワードクラッチが係合するのである。
すなわち、タービンスリップ判定（ＳＢ１）が行なわれたころ（速度比ｅ＝０．３程度）に、ニュートラル制御の解除条件が成立した場合、基準デューティ率ＤA を出力してもすぐにはフォワードクラッチを係合できず、一旦速度比ｅ＝０．９程度までフォワードクラッチがスリップしてからフォワードクラッチの係合が開始されることになる。
【００１６】
このため、フォワードクラッチの係合開始判定（ＳＢ）までの時間が長くなってしまい、ドライバが違和感を覚えるという課題がある。さらには、このようにフォワードクラッチがスリップしいている間に、ドライバがアクセルペダルを踏み込むと、このときはフォワードクラッチが略解放状態であるためエンジンの回転速度が急上昇して、その後フォワードクラッチが急激に係合してショックが生じるという課題がある。
【００１７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、どのような状態で解除条件が成立しても、摩擦要素（フォワードクラッチ）に対して最適な係合力指令値（デューティ率）を設定できるようにした、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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１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、フィードバック制御手段により摩擦要素の係合力がフィードバック制御されて、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。
【００１９】
そして、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、回転速度比検出手段により自動変速機の入力回転速度とエンジンの回転速度との比（回転速度比）が検出される。そして、回転速度比が所定値よりも大きい場合、係合力指令値設定手段によって、エンジン回転速度に応じた基準値が摩擦要素に対する係合力指令値として設定され、回転速度比が該所定値よりも小さい場合、基準値に回転速度比に応じた補正値を加えた値が摩擦要素に対する係合力補正値として設定される。
【００２０】
これにより、解除条件成立後に出力される係合力指令値が、回転速度比を考慮した最適な値に設定され、摩擦要素のスリップが防止されるとともに摩擦要素の係合ショックの発生を防止できる。
なお、上記係合力指令値は、それまでスリップしていた摩擦要素の係合を開始するのに適した値に設定するのが好ましい。
【００２１】
また、請求項２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、係合力指令値設定手段に、基準値を設定する基準値設定手段と、補正値を設定する補正値設定手段とが設けられ、補正値は摩擦要素が係合するために必要な係合力指令値のうち、基準値に対する不足分に相当する値として設定される。これにより、エンジンの運転状態に関わらず安定した解除制御を行なうことができる。
また、請求項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、係合力指令値設定手段は、摩擦要素のスリップ判定直後に解除条件が成立した場合、所定期間、基準値に補正値を加えた値に所定の値を加算した値を係合力指令値として設定する。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
このような自動変速機１において、シフトレンジが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速段に切り換えられるが、このときには、Ｎレンジでの各種の摩擦係合要素の係合状態に対して、さらにフォワードクラッチ（摩擦要素）７を係合することで第１速段が実現されるようになっている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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レンジで走行中の車両が停止したときに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。
【００３１】
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。
【００３２】
そして、以上の条件が全て成立したと判定されると（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）、ニュートラル制御が開始されるようになっている。
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、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、ＥＣＵ１１により、ニュートラル制御が解除さ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。
【００３３】
そして、上記３つの条件のうち１つでも成立すれば、ニュートラル制御が解除されるようになっているのである。
次に、本発明の要部について説明すると、本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置は、例えばニュートラル制御の開始条件が成立した直後やタービンスリップ判定〔図６（ｂ）のＳＢ１参照〕の直後にニュートラル制御の解除条件が成立した場合でもフォワードクラッチ７に対して最適なデューティ率を設定するべく構成されたものである。
【００３４】
ここで、図２は本発明の要部機能に着目した機能ブロック図である。図示するように、ＥＣＵ１１内には、速度比算出手段（回転速度比検出手段）３０，判定手段３１及び係合力指令値設定手段３２が設けられており、係合力指令値設定手段３２には、基準値設定手段３２ａと補正値設定手段３２ｂと加算手段３２ｃが設けられている。
【００３５】
速度比算出手段３０は、タービン回転速度センサ１３及びエンジン回転速度センサ１２からの情報に基づいて、自動変速機１の入力回転速度としてのタービン回転速度Ｎｔとエンジン２の回転速度Ｎｅとの速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を検出する手段である。
また、判定手段３１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からの情報に基づいて、上記ニュートラル制御の解除条件（１）〜（３）のいずれかが成立したか否かを判定する手段である。
【００３６】
また、係合力指令値設定手段３２は、上記判定手段３１により解除条件が成立判定したと判定されると、速度比算出手段３０で算出された速度比ｅに基づいてこの解除条件が成立判定直後のフォワードクラッチ７に対するデューティ率（係合力指令値）Ｄを出力する手段である。
この場合、係合力指令値設定手段３２の基準値設定手段３２ａで基準デューティ率ＤA が設定されるとともに、補正値設定手段３２ｂで基準デューティ率ＤA に対してどの程度デューティ率が不足しているか（図７のΔＤL 参照）が算出されて、加算手段３２ｃで基準デューティ率ＤA に不足分のデューティ率（補正値）ΔＤL を加算してデューティ率Ｄを出力するようになっている。
【００３７】
ここで、デューティ率Ｄの設定手法について詳しく説明すると、判定手段３１でニュートラル制御の解除条件成立が判定されると、まず、速度比算出手段３０により速度比ｅが算出されるようになっている。
そして、係合力指令値設定手段３２では、上記速度比ｅが所定値（例えば０．９）以上か否かを判定し、所定値以上の場合には、ニュートラル制御の定常制御中〔図６（ａ），（ｂ）のＦＢ以降〕に解除条件が成立したと判定して、係合力指令値の基準値としてデューティ率（基準デューティ率）ＤA を出力するようになっている。なお、基準デューティ率ＤA は、速度比ｅ＝０．９程度のとき（即ち、定常制御のＦＢ以降）にフォワードクラッチ７の係合を開始するのに適したデューティ率である。
【００３８】
一方、速度比ｅが所定値よりも小さい場合、即ち、上記ＦＢ以前に解除条件が成立した場合、図７を用いて説明したように、基準デューティ率ＤA ではフォワードクラッチ７に対する油圧が不足する。
そこで、速度比ｅが所定値よりも小さい場合には、下式に基づいて不足分のデューティ率ΔＤL を算出するようになっているのである。
【００３９】
ΔＤL ＝ｔ・ｃ・Ｎｅ2・ｋ
上式において、ｔはトルクコンバータ３のトルク比、ｃはトルクコンバータ３の容量係数、ｋは定数である。なお、これらのトルク比ｔ及び容量係数ｃは、速度比ｅに応じて変動する値であり、その特性の一例を示すと図３に示すようになる。ＥＣＵ１１には、図３に示すような特性が予めマップ化されており、このマップに基づいてｔ及びｃが設定されるようになっている。
【００４０】
また、定数ｋはエンジントルクをデューティ率に変換するための係数である。つまり、エンジン運転中にタービンランナ３ｂに入力されるトルクは、ｔ・ｃ・Ｎｅ2 で算出することができ、このトルクに所定の変換係数ｋを乗じることでフォワードクラッチ７を係合するためのデューティ率ΔＤL を算出することができるのである。
【００４１】
そして、補正値設定手段３２ｂでデューティ率ΔＤL が算出されると、加算手段３２ｃでは、デューティ率Ｄ＝ＤA ＋ΔＤL として出力するようになっている。
これにより、ニュートラル制御の解除条件の成立タイミングに関係なく、常に最適なデューティ率を設定することができる。例えば、タービンスリップ判定〔図６（ｂ）のＳＢ１〕の直後にニュートラル制御の解除条件が成立した場合でも最適なデューティ率を設定でき、係合力不足によるフォワードクラッチ７のスリップを防止することができる。
【００４２】
ところで、基準値設定手段３２ａでは、エンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA が変更（補正）されるようになっている。
これは、ソレノイド１９を同じデューティ率で駆動したとしても、例えばエンジン回転速度が低下している状態では油圧源（オイルポンプ）の能力が低下して、必要なライン圧が得られない場合が考えられるからである。そこで、基準値設定手段３２ａでは、エンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA を変更するようになっているのである。
【００４３】
この基準値設定手段３２ａには、エンジン回転速度Ｎｅをパラメータとする図示しないマップが設けられており、このマップからエンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA を読み出して出力するようになっている。なお、この基準値設定手段３２ａでは、エンジン回転速度Ｎｅ以外にも例えば油温やオイルポンプの吐出圧等をパラメータとして取り込んで、これらの値に基づいて基準デューティ率ＤA を設定するように構成してもよい。また、マップを設けずに計算により基準デューティ率ＤA を出力してもよい。
【００４４】
なお、上述以外のニュートラル制御の基本的な動作については、発明が解決しようとする課題の欄で図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明したものとほぼ同様であり、その説明を省略する。
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が算出される。
【００４５】
まず、ニュートラル制御実行中において、ステップＳ１で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、解除条件が成立した場合はステップＳ２に進み、そうでない場合にはリターンする。
ステップＳ２ではエンジン回転速度Ｎｅ及びタービン回転速度Ｎｔが読み込まれて、速度比ｅが算出される。次に、ステップＳ３に進んで、現在の速度比ｅが所定値（０．９）以上か否かが判定され、速度比ｅが所定値以上であればステップＳ４に進む。この場合には、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（定常制御）が実行されている〔図６（ａ）に示すＦＢ以降〕ことになるので、解除条件成立時のデューティ率として基準デューティ率ＤA が出力される。
【００４６】
一方、ステップＳ３で現在の速度比ｅが所定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ５に進む。この場合には、上述のようなフィードバック制御が実行される以前〔即ち、図６（ａ）に示すＦＢ以前〕のタイミングで解除条件が成立したことになり、基準デューティ率ＤA では十分にフォワードクラッチ７を係合できないので不足分のデューティ率ΔＤL が算出される。なお、デューティ率ΔＤL は、エンジン回転速度Ｎｅ、トルクコンバータ３のトルク比ｔ、トルクコンバータ３の容量係数ｃ及び定数ｋから算出される。
【００４７】
そして、ステップＳ６で基準デューティ率ＤA にデューティ率ΔＤL を加えた値が出力される。
なお、上記ステップＳ４及びステップＳ６の基準デューティ率ＤA は、例えばエンジン回転速度Ｎｅに応じて補正された値が用いられる。また、実際には、上記ステップＳ４又はステップＳ６で算出されたデューティ率Ｄに対して、初期フィルとしてさらに所定デューティ率ΔＤAFを加えた値が短時間だけソレノイド１９に出力されるが、これはフォワードクラッチ７の遊びを詰めるためのものであり、本願と直接は関係しないのでΔＤAFの設定については説明を省略する。
【００４８】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置の作用について説明する。なお、図中の実線は本発明を適用した場合の特性を示し、一点鎖線は本発明を適用しない場合の特性を示している。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれニュートラル制御（クリープ力制御）の開始後、スリップ判定（図中のＳＢ１）の直後に解除条件が成立した場合のエンジン回転速度Ｎｅ、ソレノイド１９のデューティ率Ｄ、フォワードクラッチの油圧の各特性を示す図である。なお、図中ＳＢ１までの特性は、図６（ａ）〜（ｃ）におけるＳＢ１までの特性と同一であるので、説明を省略する。
【００４９】
さて、図中のＳＢ１（スリップ判定）の直後に、ニュートラル制御の解除条件が成立すると（ＥＳ）、係合力指令値設定手段３２により、速度比算出手段３０で算出された現在の速度比ｅに適したデューティ率Ｄが出力される。
すなわち、図５（ｂ）に示すように、解除条件成立直後、初期フィルとしてデューティ率ＤA ＋ΔＤL ＋ΔＤAFが短時間出力された後、デューティ率ＤA＋ΔＤL が出力され、これにより、図５（ｃ）に示すように油圧が高められ、図５（ａ）に示すように速やかにタービンランナ３ｂの回転が低下する。そして、その後、フォワードクラッチ７が所望の係合状態となると、フォワードクラッチ７の係合開始が判定される（ＳＢ）。ここで、所望の状態とは、前回の制御周期のスリップ量（ＮＳ）n-1 と、今回の制御周期のスリップ量（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。
【００５０】
このように、本装置を適用した場合には、解除条件の成立タイミングに関係なくフォワードクラッチ７に対して最適な油圧を供給できるので、すみやかにタービンランナ３ｂの回転を低下させることができ、解除条件が成立してからフォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまで（ＥＳ〜ＳＢ）の時間を、本発明を適用しない場合よりも短縮することができるのである。
【００５１】
これに対して、本発明を適用しない場合には、図５（ｂ）に示すように、ニュートラル制御の解除条件が成立した直後にデューティ率Ｄ＝ＤA ＋ΔＤAFが短時間出力された後、デューティ率ＤA が所定時間出力されることになるが、このとき設定されるデューティ率は、速度比ｅが０．９程度のときにフォワードクラッチ７を係合させるのに適したデューティ率であるため、実際にはΔＤL だけデューティ率が不足する（図７参照）。
【００５２】
このため、図５（ａ）に示すように、タービンランナ３ｂのスリップを抑制することができずにタービンランナ３ｂの回転が上昇してしまい、この結果、解除条件が成立してからフォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまで（ＥＳ〜ＳＢ′）の時間が長くなってしまうのである。
また、フォワードクラッチ７の係合開始判定（ＳＢ，ＳＢ′）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、その後、タービン回転速度Ｎｔと変速機１の出力側回転速度（即ち、車速）Ｎｔ１との差が所定値以下になると、フォワードクラッチ７が同期したと判定される（ＦＦ，ＦＦ′）。そして、同期判定後、所定時間経過すると、デューティ率が１００％に設定され解除制御が終了する。なお、同期判定以降は、図６を用いて説明したものと同様であり説明を省略する。
【００５３】
ここで、図５（ａ）に示すように、本発明を適用した場合には、本発明を適用しない場合よりも係合開始判定時（ＳＢ）のタービン回転速度Ｎｔを低くすることができるので、同期判定までの時間（ＳＢ〜ＦＦ）についても短縮することができる。
つまり、本発明を適用しなかった場合には、速度比ｅが０．９程度になるまで一旦タービンランナ３ｂがふけあっがてしまうため、係合開始判定時（ＳＢ′）のタービン回転速度Ｎｔが比較的高く、この分だけフォワードクラッチ７の係合開始判定から同期判定（ＳＢ′〜ＦＦ′）までの時間も長くなってしまうである。
【００５４】
したがって、本装置によれば、スリップ判定（図中のＳＢ１）の直後にニュートラル制御の解除条件が成立した場合であっても、解除条件が成立してから解除制御が終了するまでの時間を大幅に短縮することができ、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。また、解除条件の成立後、速やかに発進にそなえることができ、ドライバビリティが大幅に向上する利点がある。
【００５５】
なお、フォワードクラッチ７のスリップを防止できない場合、このスリップ中にドライバがアクセルペダルを踏み込むと、エンジンの回転速度が急上昇しその後フォワードクラッチ７が急激に係合してショックが生じることが考えられるが、本装置によれば、上記のスリップを防止することでこのような係合時のショックの発生を防止することができるのである。
【００５６】
また、本装置によれば、基準値設定手段３２ａによりエンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA が設定されるとともに、補正値設定手段３２ｂにより解除条件が成立したときの回転速度比に応じてデューティ率（係合力指令値）の補正値ΔＤL が設定され、これら基準デューティ率ＤA と補正値ΔＤL とに基づいて解除条件成立時のデューティ率が設定されるので、エンジン２の運転状態に関わらず正確なデューティ率を出力することができ、安定した解除制御を実行することができるのである。
【００５７】
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、上述の実施形態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、上述では、エンジン回転速度Ｎｅ等に応じて基準デューティ率ＤA を設定するように構成されているが、このような構成は本発明の必須用件ではなく、基準デューティ率ＤA を固定値として設定してもよい。
【００５８】
また、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無段階変速機等の自動変速機に広く適用可能である。なお、無段階変速機の場合には、前後進を切り換えるクラッチやブレーキに対して適用すれば上述と同様の効果を得ることができる
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１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、どのような状態で解除条件が成立しても、解除条件成立後に出力される係合力指令値を、該自動変速機の入力回転速度とエンジンの回転速度との速度比に応じて最適な値に設定することができ、摩擦要素のスリップが防止されるとともに摩擦要素の係合ショックの発生を防止できるという利点がある。
【００６０】
また、請求項２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、基準値設定手段により、エンジン回転速度に応じて係合力指令値の基準値が設定されるとともに、補正値設定手段により、解除条件が成立したときの回転速度比に応じて係合力指令値の補正値が設定され、係合力指令値設定手段で、これらの基準値と補正値とに基づいて係合力指令値が設定されるので、エンジンの運転状態に関わらず安定した解除制御を実行することができるという利点がある。
また、請求項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、摩擦要素の遊びを速やかに詰めることができる。
【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かかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置に適用されるクコンバータのトルク比及び容量係数の特性の一例を示す図である。
【図４】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の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】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の作用を説明するため図である。
【図６】本発明の創案過程で案出されたクリープ力制御装置の制御特性を示す図である。
【図７】本発明の創案過程で案出されたクリープ力制御装置の制御特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 自動変速機
２ エンジン
７ フォワードクラッチ（摩擦要素）
３０ 回転速度比検出手段
３１ 判定手段
３２ 係合力指令値設定手段
３２ａ 基準値設定手段
３２ｂ 補正値設定手段
【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て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時には、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に示すような特性で制御を行なうことが考えられる。以下、これら図６（ａ）〜（ｃ）を用いてニュートラル制御実行時の制御の一例について説明すると、まず、ニュートラル制御の開始条件が成立すると〔図６（ｂ）のＳＳ参照〕、ニュートラル制御の突入制御が開始される〔図６（ｃ）参照〕。なお、図中では、ニュートラル制御を単にＮ制御と記す。
【０００６】
この場合、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）Ｄが、１００％から係合状態のフォワードクラッチが滑り出す直前のデューティ率ＤＮまでステップ状に減少する。その後、デューティ率を徐々に減じていき、フォワードクラッチが次第に解放側に操作される。
これにより、図６（ｃ）に示すように、フォワードクラッチの油圧が低下して、それまで係合状態で停止保持されていたタービンが回転し始める。そして、タービン回転速度Ｎtが、図６（ａ）に示すスリップ判定値ΔＮＢを越えると、突入制御が終了する（タービンスリップ判定ＳＢ１）。
【０００７】
突入制御が終了すると、次に定常制御が開始される〔図６（ｃ）参照〕。この定常制御では、最初はタービン回転速度Ｎtの変化率ｄＮt／ｄｔが目標値に一致するようにデューティ率Ｄがフィードバック制御される。なお、定常制御開始時のデューティ率Ｄの初期値としては、突入制御で漸減させた最後のデューティ率Ｄに所定値ΔＤB (例えば、デューティ率Ｄの２％）を加算した値が適用される。
【０００８】
その後、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ｅという）が所定値まで達すると（図中のＦＢ)、今度は、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。この場合、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。
【０００９】
このように、図に示すＦＢを境に、フィードバック制御の対象が、タービン回転速度変化率ｄＮt／ｄｔからスリップ量変化率ｄＮＳ／ｄtに切り換えられ、その後は、ニュートラル制御の解除条件が成立するまで、上記のフィードバック制御が継続される。
一方、ニュートラル制御の解除条件が成立すると（図中のＥＳ参照)、所定のデューティ率（基準デューティ率）ＤA に、所定のデューティ率ΔＤAFを加えたデューティ率が短時間（ｔ１）だけ出力される。このＤA ＋ΔＤAFは、解放状態のフォワードクラッチの遊び分を詰めるために出力されるものであり、初期フィルともいう。
【００１０】
そして、所定時間ｔ１が経過すると、フォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまで（図中のＳＢ）基準デューティ率ＤA が出力される。なお、上記基準デューティ率ＤA は、それまでスリップしていたフォワードクラッチが係合を開始するのに適したデューティ率に設定されている。
フォワードクラッチの係合開始が判定されると、その後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、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の同期が判定される（即ち、フォワードクラッチの係合が判定される）。
【００１１】
その後、フォワードクラッチの同期が判定されると（図中のＦＦ)、所定デューティ率ΔＤE を所定時間だけ加算して出力した後、デューティ率を１００％に設定（全圧供給）して、ニュートラル制御の解除制御が終了する（図中のＳＦ)。
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。
【００１２】
ところで、ニュートラル制御の解除条件は、必ずしも上述のようなスリップ量変化率ｄＮＳ／ｄtのフィードバック制御中（図中のＦＢ以降）に成立するとは限らず、例えば、タービンスリップ判定（ＳＢ１）直後に解除条件が成立することも考えられる。
しかしながら、このような場合、上述の解除制御と同様に、基準デューティ率ＤA を適用すると、フォワードクラッチを円滑に係合できず、ショックが生じるおそれがある。
【００１３】
以下、この理由について簡単に説明する。
図７はフォワードクラッチの係合に必要な油圧（又は油圧に相当するデューティ率）を示す図であり、トルクコンバータの特性から決定される油圧特性である。図７に示すように、この油圧はトルクコンバータの速度比ｅ相関関係があり、速度比ｅが大きくなるほど（すなわちニュートラル状態に近づくほど）、フォワードクラッチの係合に必要な油圧は低くなる。これは、トルクコンバータの特性上、速度比ｅが小さくなるとトランスミッションに入力されるトルクが大きくなるからである。
【００１４】
ここで、図６（ｂ）のＦＢ以降は速度比ｅが０．９程度であり、上述のように基準デューティ率ＤA は、速度比ｅが０．９程度のときにフォワードクラッチの係合開始に適したデューティ率に設定されているので、ＦＢ以降は円滑に解除制御を開始できる。
これに対して、タービンスリップ判定（ＳＢ１）直後は速度比ｅが０．３程度であり、このとき解除条件が成立したからといって基準デューティ率ＤA を出力しても、図７に示すように、ΔＤL だけ油圧（デューティ率）が不足することになる。
【００１５】
この場合、フォワードクラッチを十分に係合することができず、フォワードクラッチのスリップを抑制することができなくなる。フォワードクラッチのスリップを抑制できないと、速度比は大きくなり、やがて速度比ｅが０．９程度になってからフォワードクラッチが係合するのである。
すなわち、タービンスリップ判定（ＳＢ１）が行なわれたころ（速度比ｅ＝０．３程度）に、ニュートラル制御の解除条件が成立した場合、基準デューティ率ＤA を出力してもすぐにはフォワードクラッチを係合できず、一旦速度比ｅ＝０．９程度までフォワードクラッチがスリップしてからフォワードクラッチの係合が開始されることになる。
【００１６】
このため、フォワードクラッチの係合開始判定（ＳＢ）までの時間が長くなってしまい、ドライバが違和感を覚えるという課題がある。さらには、このようにフォワードクラッチがスリップしいている間に、ドライバがアクセルペダルを踏み込むと、このときはフォワードクラッチが略解放状態であるためエンジンの回転速度が急上昇して、その後フォワードクラッチが急激に係合してショックが生じるという課題がある。
【００１７】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、どのような状態で解除条件が成立しても、摩擦要素（フォワードクラッチ）に対して最適な係合力指令値（デューティ率）を設定できるようにした、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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１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、フィードバック制御手段により摩擦要素の係合力がフィードバック制御されて、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。
【００１９】
そして、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、回転速度比検出手段により自動変速機の入力回転速度とエンジンの回転速度との比（回転速度比）が検出される。そして、回転速度比が所定値よりも大きい場合、係合力指令値設定手段によって、エンジン回転速度に応じた基準値が摩擦要素に対する係合力指令値として設定され、回転速度比が該所定値よりも小さい場合、基準値に回転速度比に応じた補正値を加えた値が摩擦要素に対する係合力補正値として設定される。
【００２０】
これにより、解除条件成立後に出力される係合力指令値が、回転速度比を考慮した最適な値に設定され、摩擦要素のスリップが防止されるとともに摩擦要素の係合ショックの発生を防止できる。
なお、上記係合力指令値は、それまでスリップしていた摩擦要素の係合を開始するのに適した値に設定するのが好ましい。
【００２１】
また、請求項２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、係合力指令値設定手段に、基準値を設定する基準値設定手段と、補正値を設定する補正値設定手段とが設けられ、補正値は摩擦要素が係合するために必要な係合力指令値のうち、基準値に対する不足分に相当する値として設定される。これにより、エンジンの運転状態に関わらず安定した解除制御を行なうことができる。
また、請求項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、係合力指令値設定手段は、摩擦要素のスリップ判定直後に解除条件が成立した場合、所定期間、基準値に補正値を加えた値に所定の値を加算した値を係合力指令値として設定する。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
このような自動変速機１において、シフトレンジが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速段に切り換えられるが、このときには、Ｎレンジでの各種の摩擦係合要素の係合状態に対して、さらにフォワードクラッチ（摩擦要素）７を係合することで第１速段が実現されるようになっている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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レンジで走行中の車両が停止したときに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。
【００３１】
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。
【００３２】
そして、以上の条件が全て成立したと判定されると（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）、ニュートラル制御が開始されるようになっている。
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、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、ＥＣＵ１１により、ニュートラル制御が解除さ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。
【００３３】
そして、上記３つの条件のうち１つでも成立すれば、ニュートラル制御が解除されるようになっているのである。
次に、本発明の要部について説明すると、本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置は、例えばニュートラル制御の開始条件が成立した直後やタービンスリップ判定〔図６（ｂ）のＳＢ１参照〕の直後にニュートラル制御の解除条件が成立した場合でもフォワードクラッチ７に対して最適なデューティ率を設定するべく構成されたものである。
【００３４】
ここで、図２は本発明の要部機能に着目した機能ブロック図である。図示するように、ＥＣＵ１１内には、速度比算出手段（回転速度比検出手段）３０，判定手段３１及び係合力指令値設定手段３２が設けられており、係合力指令値設定手段３２には、基準値設定手段３２ａと補正値設定手段３２ｂと加算手段３２ｃが設けられている。
【００３５】
速度比算出手段３０は、タービン回転速度センサ１３及びエンジン回転速度センサ１２からの情報に基づいて、自動変速機１の入力回転速度としてのタービン回転速度Ｎｔとエンジン２の回転速度Ｎｅとの速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を検出する手段である。
また、判定手段３１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からの情報に基づいて、上記ニュートラル制御の解除条件（１）〜（３）のいずれかが成立したか否かを判定する手段である。
【００３６】
また、係合力指令値設定手段３２は、上記判定手段３１により解除条件が成立判定したと判定されると、速度比算出手段３０で算出された速度比ｅに基づいてこの解除条件が成立判定直後のフォワードクラッチ７に対するデューティ率（係合力指令値）Ｄを出力する手段である。
この場合、係合力指令値設定手段３２の基準値設定手段３２ａで基準デューティ率ＤA が設定されるとともに、補正値設定手段３２ｂで基準デューティ率ＤA に対してどの程度デューティ率が不足しているか（図７のΔＤL 参照）が算出されて、加算手段３２ｃで基準デューティ率ＤA に不足分のデューティ率（補正値）ΔＤL を加算してデューティ率Ｄを出力するようになっている。
【００３７】
ここで、デューティ率Ｄの設定手法について詳しく説明すると、判定手段３１でニュートラル制御の解除条件成立が判定されると、まず、速度比算出手段３０により速度比ｅが算出されるようになっている。
そして、係合力指令値設定手段３２では、上記速度比ｅが所定値（例えば０．９）以上か否かを判定し、所定値以上の場合には、ニュートラル制御の定常制御中〔図６（ａ），（ｂ）のＦＢ以降〕に解除条件が成立したと判定して、係合力指令値の基準値としてデューティ率（基準デューティ率）ＤA を出力するようになっている。なお、基準デューティ率ＤA は、速度比ｅ＝０．９程度のとき（即ち、定常制御のＦＢ以降）にフォワードクラッチ７の係合を開始するのに適したデューティ率である。
【００３８】
一方、速度比ｅが所定値よりも小さい場合、即ち、上記ＦＢ以前に解除条件が成立した場合、図７を用いて説明したように、基準デューティ率ＤA ではフォワードクラッチ７に対する油圧が不足する。
そこで、速度比ｅが所定値よりも小さい場合には、下式に基づいて不足分のデューティ率ΔＤL を算出するようになっているのである。
【００３９】
ΔＤL ＝ｔ・ｃ・Ｎｅ2・ｋ
上式において、ｔはトルクコンバータ３のトルク比、ｃはトルクコンバータ３の容量係数、ｋは定数である。なお、これらのトルク比ｔ及び容量係数ｃは、速度比ｅに応じて変動する値であり、その特性の一例を示すと図３に示すようになる。ＥＣＵ１１には、図３に示すような特性が予めマップ化されており、このマップに基づいてｔ及びｃが設定されるようになっている。
【００４０】
また、定数ｋはエンジントルクをデューティ率に変換するための係数である。つまり、エンジン運転中にタービンランナ３ｂに入力されるトルクは、ｔ・ｃ・Ｎｅ2 で算出することができ、このトルクに所定の変換係数ｋを乗じることでフォワードクラッチ７を係合するためのデューティ率ΔＤL を算出することができるのである。
【００４１】
そして、補正値設定手段３２ｂでデューティ率ΔＤL が算出されると、加算手段３２ｃでは、デューティ率Ｄ＝ＤA ＋ΔＤL として出力するようになっている。
これにより、ニュートラル制御の解除条件の成立タイミングに関係なく、常に最適なデューティ率を設定することができる。例えば、タービンスリップ判定〔図６（ｂ）のＳＢ１〕の直後にニュートラル制御の解除条件が成立した場合でも最適なデューティ率を設定でき、係合力不足によるフォワードクラッチ７のスリップを防止することができる。
【００４２】
ところで、基準値設定手段３２ａでは、エンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA が変更（補正）されるようになっている。
これは、ソレノイド１９を同じデューティ率で駆動したとしても、例えばエンジン回転速度が低下している状態では油圧源（オイルポンプ）の能力が低下して、必要なライン圧が得られない場合が考えられるからである。そこで、基準値設定手段３２ａでは、エンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA を変更するようになっているのである。
【００４３】
この基準値設定手段３２ａには、エンジン回転速度Ｎｅをパラメータとする図示しないマップが設けられており、このマップからエンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA を読み出して出力するようになっている。なお、この基準値設定手段３２ａでは、エンジン回転速度Ｎｅ以外にも例えば油温やオイルポンプの吐出圧等をパラメータとして取り込んで、これらの値に基づいて基準デューティ率ＤA を設定するように構成してもよい。また、マップを設けずに計算により基準デューティ率ＤA を出力してもよい。
【００４４】
なお、上述以外のニュートラル制御の基本的な動作については、発明が解決しようとする課題の欄で図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明したものとほぼ同様であり、その説明を省略する。
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が算出される。
【００４５】
まず、ニュートラル制御実行中において、ステップＳ１で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、解除条件が成立した場合はステップＳ２に進み、そうでない場合にはリターンする。
ステップＳ２ではエンジン回転速度Ｎｅ及びタービン回転速度Ｎｔが読み込まれて、速度比ｅが算出される。次に、ステップＳ３に進んで、現在の速度比ｅが所定値（０．９）以上か否かが判定され、速度比ｅが所定値以上であればステップＳ４に進む。この場合には、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（定常制御）が実行されている〔図６（ａ）に示すＦＢ以降〕ことになるので、解除条件成立時のデューティ率として基準デューティ率ＤA が出力される。
【００４６】
一方、ステップＳ３で現在の速度比ｅが所定値より小さいと判定された場合には、ステップＳ５に進む。この場合には、上述のようなフィードバック制御が実行される以前〔即ち、図６（ａ）に示すＦＢ以前〕のタイミングで解除条件が成立したことになり、基準デューティ率ＤA では十分にフォワードクラッチ７を係合できないので不足分のデューティ率ΔＤL が算出される。なお、デューティ率ΔＤL は、エンジン回転速度Ｎｅ、トルクコンバータ３のトルク比ｔ、トルクコンバータ３の容量係数ｃ及び定数ｋから算出される。
【００４７】
そして、ステップＳ６で基準デューティ率ＤA にデューティ率ΔＤL を加えた値が出力される。
なお、上記ステップＳ４及びステップＳ６の基準デューティ率ＤA は、例えばエンジン回転速度Ｎｅに応じて補正された値が用いられる。また、実際には、上記ステップＳ４又はステップＳ６で算出されたデューティ率Ｄに対して、初期フィルとしてさらに所定デューティ率ΔＤAFを加えた値が短時間だけソレノイド１９に出力されるが、これはフォワードクラッチ７の遊びを詰めるためのものであり、本願と直接は関係しないのでΔＤAFの設定については説明を省略する。
【００４８】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて本発明の車両用自動変速機のクリープ力制御装置の作用について説明する。なお、図中の実線は本発明を適用した場合の特性を示し、一点鎖線は本発明を適用しない場合の特性を示している。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、それぞれニュートラル制御（クリープ力制御）の開始後、スリップ判定（図中のＳＢ１）の直後に解除条件が成立した場合のエンジン回転速度Ｎｅ、ソレノイド１９のデューティ率Ｄ、フォワードクラッチの油圧の各特性を示す図である。なお、図中ＳＢ１までの特性は、図６（ａ）〜（ｃ）におけるＳＢ１までの特性と同一であるので、説明を省略する。
【００４９】
さて、図中のＳＢ１（スリップ判定）の直後に、ニュートラル制御の解除条件が成立すると（ＥＳ）、係合力指令値設定手段３２により、速度比算出手段３０で算出された現在の速度比ｅに適したデューティ率Ｄが出力される。
すなわち、図５（ｂ）に示すように、解除条件成立直後、初期フィルとしてデューティ率ＤA ＋ΔＤL ＋ΔＤAFが短時間出力された後、デューティ率ＤA＋ΔＤL が出力され、これにより、図５（ｃ）に示すように油圧が高められ、図５（ａ）に示すように速やかにタービンランナ３ｂの回転が低下する。そして、その後、フォワードクラッチ７が所望の係合状態となると、フォワードクラッチ７の係合開始が判定される（ＳＢ）。ここで、所望の状態とは、前回の制御周期のスリップ量（ＮＳ）n-1 と、今回の制御周期のスリップ量（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。
【００５０】
このように、本装置を適用した場合には、解除条件の成立タイミングに関係なくフォワードクラッチ７に対して最適な油圧を供給できるので、すみやかにタービンランナ３ｂの回転を低下させることができ、解除条件が成立してからフォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまで（ＥＳ〜ＳＢ）の時間を、本発明を適用しない場合よりも短縮することができるのである。
【００５１】
これに対して、本発明を適用しない場合には、図５（ｂ）に示すように、ニュートラル制御の解除条件が成立した直後にデューティ率Ｄ＝ＤA ＋ΔＤAFが短時間出力された後、デューティ率ＤA が所定時間出力されることになるが、このとき設定されるデューティ率は、速度比ｅが０．９程度のときにフォワードクラッチ７を係合させるのに適したデューティ率であるため、実際にはΔＤL だけデューティ率が不足する（図７参照）。
【００５２】
このため、図５（ａ）に示すように、タービンランナ３ｂのスリップを抑制することができずにタービンランナ３ｂの回転が上昇してしまい、この結果、解除条件が成立してからフォワードクラッチ７の係合開始が判定されるまで（ＥＳ〜ＳＢ′）の時間が長くなってしまうのである。
また、フォワードクラッチ７の係合開始判定（ＳＢ，ＳＢ′）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、その後、タービン回転速度Ｎｔと変速機１の出力側回転速度（即ち、車速）Ｎｔ１との差が所定値以下になると、フォワードクラッチ７が同期したと判定される（ＦＦ，ＦＦ′）。そして、同期判定後、所定時間経過すると、デューティ率が１００％に設定され解除制御が終了する。なお、同期判定以降は、図６を用いて説明したものと同様であり説明を省略する。
【００５３】
ここで、図５（ａ）に示すように、本発明を適用した場合には、本発明を適用しない場合よりも係合開始判定時（ＳＢ）のタービン回転速度Ｎｔを低くすることができるので、同期判定までの時間（ＳＢ〜ＦＦ）についても短縮することができる。
つまり、本発明を適用しなかった場合には、速度比ｅが０．９程度になるまで一旦タービンランナ３ｂがふけあっがてしまうため、係合開始判定時（ＳＢ′）のタービン回転速度Ｎｔが比較的高く、この分だけフォワードクラッチ７の係合開始判定から同期判定（ＳＢ′〜ＦＦ′）までの時間も長くなってしまうである。
【００５４】
したがって、本装置によれば、スリップ判定（図中のＳＢ１）の直後にニュートラル制御の解除条件が成立した場合であっても、解除条件が成立してから解除制御が終了するまでの時間を大幅に短縮することができ、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。また、解除条件の成立後、速やかに発進にそなえることができ、ドライバビリティが大幅に向上する利点がある。
【００５５】
なお、フォワードクラッチ７のスリップを防止できない場合、このスリップ中にドライバがアクセルペダルを踏み込むと、エンジンの回転速度が急上昇しその後フォワードクラッチ７が急激に係合してショックが生じることが考えられるが、本装置によれば、上記のスリップを防止することでこのような係合時のショックの発生を防止することができるのである。
【００５６】
また、本装置によれば、基準値設定手段３２ａによりエンジン回転速度Ｎｅに応じて基準デューティ率ＤA が設定されるとともに、補正値設定手段３２ｂにより解除条件が成立したときの回転速度比に応じてデューティ率（係合力指令値）の補正値ΔＤL が設定され、これら基準デューティ率ＤA と補正値ΔＤL とに基づいて解除条件成立時のデューティ率が設定されるので、エンジン２の運転状態に関わらず正確なデューティ率を出力することができ、安定した解除制御を実行することができるのである。
【００５７】
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、上述の実施形態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、上述では、エンジン回転速度Ｎｅ等に応じて基準デューティ率ＤA を設定するように構成されているが、このような構成は本発明の必須用件ではなく、基準デューティ率ＤA を固定値として設定してもよい。
【００５８】
また、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無段階変速機等の自動変速機に広く適用可能である。なお、無段階変速機の場合には、前後進を切り換えるクラッチやブレーキに対して適用すれば上述と同様の効果を得ることができる
【００５９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１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、どのような状態で解除条件が成立しても、解除条件成立後に出力される係合力指令値を、該自動変速機の入力回転速度とエンジンの回転速度との速度比に応じて最適な値に設定することができ、摩擦要素のスリップが防止されるとともに摩擦要素の係合ショックの発生を防止できるという利点がある。
【００６０】
また、請求項２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、基準値設定手段により、エンジン回転速度に応じて係合力指令値の基準値が設定されるとともに、補正値設定手段により、解除条件が成立したときの回転速度比に応じて係合力指令値の補正値が設定され、係合力指令値設定手段で、これらの基準値と補正値とに基づいて係合力指令値が設定されるので、エンジンの運転状態に関わらず安定した解除制御を実行することができるという利点がある。
また、請求項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、摩擦要素の遊びを速やかに詰めることができる。
【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かかる車両用自動変速機のクリープ力制御装置に適用されるクコンバータのトルク比及び容量係数の特性の一例を示す図である。
【図４】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の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】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の作用を説明するため図である。
【図６】本発明の創案過程で案出されたクリープ力制御装置の制御特性を示す図である。
【図７】本発明の創案過程で案出されたクリープ力制御装置の制御特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 自動変速機
２ エンジン
７ フォワードクラッチ（摩擦要素）
３０ 回転速度比検出手段
３１ 判定手段
３２ 係合力指令値設定手段
３２ａ 基準値設定手段
３２ｂ 補正値設定手段
Claims (3)
- 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、
該自動変速機の入力回転速度とエンジンの回転速度との比を検出する回転速度比検出手段と、
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判定手段と、
該解除条件成立を判定したとき、該回転速度比が所定値よりも大きい場合、エンジン回転速度に応じた基準値を係合力指令値として設定し、該回転速度比が該所定値よりも小さい場合、該基準値に該回転速度比に応じた補正値を加えた値を係合力補正値として設定する係合力指令値設定手段と、
をそなえたことを特徴とする、車両用自動変速機のクリープ力制御装置。 - 該係合力指令値設定手段は、基準値を設定する基準値設定手段と、該補正値を設定する補正値設定手段とを有し、該補正値は該摩擦要素が係合するために必要な係合力指令値のうち、該基準値に対する不足分に相当する値であることを特徴とする、請求項１記載の車両用自動変速機のクリープ力制御装置。
- 該係合力指令値設定手段は、該摩擦要素のスリップ判定直後に該解除条件が成立した場合、所定期間、該基準値に該補正値を加えた値に所定の値を加算した値を係合力指令値として設定することを特徴とする、請求項１又は２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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