JP5775845B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ニュートラル制御にかかる自動変速機の制御装置に関するものである。

トルクコンバータを有する自動変速機を搭載した車両では、Ｄレンジ又はＲレンジといった走行レンジが選択されている場合、アクセルペダル開度がゼロであったとしても、所定のトルク（いわゆるクリープトルク）が車両に発生する。このクリープトルクにより、アクセル操作をしなくてもブレーキ操作のみで車庫入れや渋滞時に微速走行させることができ、坂道での発進時にブレーキを解除しても車両の後退を抑制することができ、かかる所定条件下での運転操作性を向上させている。

クリープトルクの発生時には、ブレーキを踏み込むことにより車両を停止保持するが、この停止保持中であってもエンジンからのクリープトルクは発生しており、クリープトルクは車両走行に用いられないため、エンジンには車両走行に寄与しない駆動負荷がかかる。このような状況において、エンジンの駆動負荷を抑制し、燃費を向上させるニュートラル制御が知られている。

ニュートラル制御は、走行レンジが選択され、車両が停止状態であって、アクセルペダル開度がゼロであり、ブレーキ操作がされている等の条件が同時に成立した場合に実施され、自動変速機のクラッチ（動力伝達を遮断可能な係合要素）を開放してニュートラル状態にするものである。

しかしながら、登坂路でニュートラル制御を実施するとブレーキ力が十分に加えられていない場合に車両がずり下がるおそれがある。このため、登坂路ではニュートラル制御の実施を解除する技術が特許文献１等に開示されている。

特許文献１の技術では、ニュートラル制御の実施判定に用いる登坂路の検知デバイスとして加速度センサを用いるが、この加速度センサにより検出されたデータそのもの（以下、生データという）は、エンジン等の駆動系の振動の影響を受けるのでそのまま使用せず、生データを処理したデータ（以下、真の加速度データという）を、登坂路の勾配に対応するデータとして用いている。この真の加速度データは、生データの検出時に対して約１秒の遅れ時間を有する。

特許文献１の技術では、加速度センサにより検出された真の加速度データを用いて、車両が停止している路面勾配の判定（以下、勾配判定という）を行なう。この技術では、登坂路に停車した直後の真の加速度データは登坂路判定閾値のレベルよりも下であるが、該停車から一定時間経過後に真の加速度データが、真の路面勾配に対応し登坂路判定閾値のレベルよりも上になる場合があることに着目し、停車直後に真の加速度データが登坂路判定閾値のレベルよりも下であれば、即座にニュートラル制御を行なう準備としてクラッチを徐々に開放するとともに、並行して一定時間経過後に行なわれる勾配判定に応じて、クラッチの開放を継続する、或いは、クラッチを締結状態に復帰する。

特開２００４−１９０７６４号公報

しかしながら、特許文献１のような制御では、以下の（Ｉ）或いは（ＩＩ）の課題がある。
（Ｉ）車両が停車した路面の勾配が急な登りの場合は、勾配を考慮しないニュートラル制御のクラッチ開放を行なった場合、車両ずり下がりのおそれがある。
（ＩＩ）勾配を判定する真の加速度データを得るためには、所定時間（遅れ時間）がかかるため、ニュートラル制御の実施が遅延する。

また、走行レンジ選択時に登坂路で停車した場合であっても、ブレーキ力が大きければ、車両はずり下がることなく停止保持される。よって、かかる場合にはニュートラル制御の実施は有効である。一方、走行レンジ選択時に登坂路で停車した場合、ブレーキ力が小さければ、車両がずり下がるおそれがある。よって、かかる場合には、ニュートラル制御の実施の解除、すなわち自動変速機のクラッチの開放を回避して、クリープトルクを発生することが望ましい。しかしながら、特許文献１の技術では、登坂路に停車すると、ブレーキ力にかかわらずニュートラル制御の実施が一律に解除されてしまう。

本発明は、かかる課題に鑑み創案されたものであり、道路が登坂路であるか否かを速やかに判定し、平坦路又は降坂路での停車時には直ちにニュートラル制御を実施し、登坂路ではブレーキ力に応じて適切にクラッチの接合圧を調整して燃費を向上させることができるようにした、自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明の自動変速機の制御装置は、エンジンの出力を車両の駆動輪に伝達すると共に前記出力伝達を断接可能なクラッチ（係合要素）を有する自動変速機の制御装置であって、前記自動変速機のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段と、前記車両の車速を検出する車速検出手段と、前記車両のブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段と、前記車両の走行路面の勾配角を検出する路面勾配角検出手段と、前記路面勾配角検出手段により検出された検出角情報を平滑化処理した処理角情報にする処理手段と、前記路面勾配角検出手段及び前記処理手段からの情報に基づいて前記走行路面が登坂路であるか否かを判定する登坂路判定手段と、前記シフトレンジ検出手段，前記車速検出手段，及び前記ブレーキ操作検出手段の各検出情報と前記登坂路判定手段による判定情報とに基づいて、前記シフトレンジが走行レンジであって、前記車両が停止状態であり、前記ブレーキ操作が有るという制御条件が成立した場合に、前記走行路面が登坂路でないと判定されれば、前記クラッチを開放状態にするニュートラル制御を実施し、前記走行路面が登坂路であると判定されれば、前記ニュートラル制御を実施しない制御手段と、前記ブレーキ操作によるブレーキ力を検出するブレーキ力検出手段とを備え、前記登坂路判定手段は、前記制御条件が成立してから前記処理手段による平滑化処理が完了するまでは、直近の前記検出角情報に基づいて、路面が登坂路であるか否かを判定し、前記処理手段による処理の完了以後は、前記処理角情報に基づいて、路面が登坂路であるか否かを判定し、前記制御手段は、前記制御条件が成立し前記走行路面が登坂路であると判定されると、前記制御条件が成立してから前記処理手段による平滑化処理が完了するまでは、直近の前記検出角情報と前記ブレーキ力とに基づき、前記処理手段による処理の完了以後は、前記処理角情報と前記ブレーキ力とに基づき、それぞれ前記クラッチの接合圧制御を実施し、前記制御条件が成立しないと、前記クラッチを締結状態にすることを特徴としている。
また、前記登坂路判定手段は、前記車速検出手段の検出車速が判定基準車速以下の低速
状態に低下したら前記判定を実施することが好ましい。

（２）前記制御手段による前記接合圧制御は、前記登坂路判定手段による判定に用いられた検出角情報又は処理角情報にかかる勾配角が大きくなるにしたがって前記クラッチの接合圧を上昇させ、前記ブレーキ力が大きくなるにしたがって前記クラッチの接合圧を低下させることが好ましい。

（３）前記路面勾配角検出手段は、前記車両の前後方向加速度を検出する前後加速度センサを備え、前記車両の停止時には、車両前後方向加速度と勾配角との対応関係に基づいて、前記前後加速度センサにより検出された前後方向加速度から前記検出角情報を検出し、前記車両の走行時には、車両前後方向加速度及びブレーキ力と勾配角との対応関係に基づいて、前記前後加速度センサにより検出された前後方向加速度と前記ブレーキ力検出手段により検出されたブレーキ力とから前記検出角情報を検出することが好ましい。

したがって、本発明の自動変速機の制御装置によれば、登坂路判定手段が、制御条件が成立してから処理手段による平滑化処理が完了するまでは、路面勾配角検出手段により検出された直近の検出角情報に基づいて登坂路であるか否かを判定するため、制御条件が成立した場合に、処理手段による平滑化処理に要する時間（いわば遅れ時間）を待つことなく登坂路を判定することができ、この登坂路判定で否定判定されれば、つまり、車両が平坦路或いは降坂路に停止した状態であれば、クラッチを開放状態にするニュートラル制御を実施する。よって、上記の遅れ時間分を待つことなく登坂路判定を行なうことにより、平坦路或いは降坂路での停車時に直ちにニュートラル制御を実施することができる。

従来技術のように平滑化処理にかかる遅れ時間経過後の加速度データを用いるものに対して、本発明の自動変速機の制御装置は、平滑化処理にかかる遅れ時間を待つことがないためニュートラル制御の実施が遅延することがない。

一方、登坂路判定で肯定判定されれば、つまり、車両が登坂路に停止した状態であれば、ニュートラル制御を実施せず、検出角情報又は処理角情報とブレーキ力検出手段により検出されたブレーキ力とに基づいて、自動変速機のクラッチの接合圧制御を実施するため、走行路面の勾配角及びブレーキ力に応じて適切にクラッチの接合圧を調整し、車両のずり下がりを防止しつつ、接合圧の発生源であるオイルポンプ等の駆動負荷を抑制することにより、燃費を向上させることができる。

車両が登坂路に停止した状態であれば、勾配を考慮せずにニュートラル制御のクラッチ開放を行なう従来技術では車両ずり下がりのおそれがあるが、本発明の自動変速機の制御装置は、勾配角及びブレーキ力を考慮して車両のずり下がりを防止することができる。

制御手段は、制御条件が成立し走行路面が登坂路であると判定されると、処理手段による平滑化処理が完了するまでは検出角情報とブレーキ力とに基づき、この平滑化処理の完了以後は処理角情報とブレーキ力とに基づき、それぞれクラッチの接合圧制御を実施する。よって、車両が登坂路に停止した場合に、例えば、平滑化処理が完了するまでクラッチを一律に締結状態に制御し、平滑化処理が完了するとクラッチの接合圧を低下させる技術に比較して、本発明は、平滑化処理が完了するまでの接合圧を低くすることができ、燃費の向上を図ることができる。また、平滑化処理の完了時の接合圧変化を小さくすることができるため、接合圧変動によるショックを抑制することができる。

本発明の一実施形態にかかる自動変速機の制御装置及びこの装置が装備される車両の要部構成図である。 本発明の一実施形態にかかる自動変速機の制御装置による勾配角の検出を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる自動変速機の制御装置による制御条件の判定を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる自動変速機の制御装置により実施される制御を示すフローチャートである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、本発明のクラッチは、動力伝達を遮断可能な係合要素を意味する。
〔一実施形態〕
本実施形態にかかる自動変速機の制御装置は、自動車等の車両に装備されるものである。

［１．駆動系，動力伝達系及びセンサ類の構成］
まず、車両の要部構成を示す図１を参照して、駆動系及び動力伝達系の構成を説明する。
本実施形態にかかる車両は、車両の駆動源であるエンジン１と、このエンジン１の出力伝達方向順に、トルクコンバータ３と、自動変速機４と、動力伝達機構５と、駆動輪６とを備えている。
エンジン１には、出力回転により駆動されるオイルポンプ２が接続されている。
オイルポンプ２は、自動変速機４等の作動油（一般にＡＴＦ；Automatic Transmission Fluid）を圧送するものであり、後述する接合圧調整機構１０に油路を介して接続される。

トルクコンバータ３は、エンジン１の出力軸１ａに接続されたポンプインペラ３ａと、自動変速機４の入力軸４１に接続されたタービンランナー３ｂとを有し、ポンプインペラ３ａを介して入力されたエンジン１の出力を、タービンランナー３ｂに伝達し、自動変速機４に伝達するものである。

自動変速機４は、入力軸４１と出力軸４２との間に、動力伝達（出力伝達）を断接可能な発進クラッチ（クラッチ）４３と、無段変速機構とを有する。この無段変速機構は、プライマリプーリ４４と、セカンダリプーリ４５と、これらのプーリ４４，４５に掛け回されたベルト４６とを有し、各プーリ４４，４５へのベルト４６の巻き付き径（プーリの有効半径）が調整されて、変速比を変更するものである。なお、本実施形態では、無段変速機構がベルト式のものを説明するが、これに換えて、チェーン式又はトロイダル式の無段変速機を用いてもよい。

発進クラッチ４３は、エンジン１側と無段変速機構側との間の動力伝達経路を切換える遊星歯車４３ａと、前進クラッチ４３ｂと、後進ブレーキ４３ｃとを有する。クラッチ４３ｂ及びブレーキ４３ｃは、接合圧調整機構１０から供給される作動油により、それぞれの接合圧を調整される。

接合圧調整機構１０は、ソレノイドバルブやドレイン等を有して構成され、発進クラッチ４３の接合圧を調整するものである。この接合圧調整機構１０は、オイルポンプ２により圧送された作動油の一部を、後述するＡＴＣＵ（制御手段，Automatic Transmission Control Unit）２０からの指示信号に応じて調圧し、この調圧された作動油を前進クラッチ４３ｂのピストン室（図示略）又は後進ブレーキ４３ｃのピストン室（図示略）に供給し、クラッチ４３ｂ及びブレーキ４３ｃのそれぞれに接合圧を作用させる。

前進クラッチ４３ｂは、ドライブ（Ｄ）レンジ等の前進走行レンジが選択される走行時に接合圧が上昇され締結される。前進クラッチ４３ｂが締結すると、自動変速機４の入力軸４１とプライマリプーリ４４の入力軸４４ａとが同方向に回転する。一方、後進ブレーキ４３ｃは、リバース（Ｒ）レンジ（後進走行レンジ）が選択される後進走行時に接合圧が上昇され締結される。後進ブレーキ４３ｃが締結すると、自動変速機４の入力軸４１とプライマリプーリ４４の入力軸４４ａとが逆方向に回転する。

ＲレンジやＤレンジといった走行レンジが選択される車両走行時には、クラッチ４３ｂ及びブレーキ４３ｃの締結は互いに排他的に行なわれ、前進クラッチ４３ｂが締結されれば後進ブレーキ４３ｃは開放され、前進クラッチ４３ｂが開放されれば後進ブレーキ４３ｃは締結される。一方、パーキング（Ｐ）レンジやニュートラル（Ｎ）レンジの非走行レンジ選択時と、後述するニュートラル制御の実施時とには、クラッチ４３ｂ及びブレーキ４３ｃの何れも接合圧が低下され開放される。
自動変速機４の出力軸４２には、ディファレンシャルやドライブシャフト等を有する動力伝達機構５を介して駆動輪６が連結されている。

車両の各車輪（駆動輪６を含む）には、図示しないブレーキ機構が付設されている。各ブレーキ機構は、運転者のブレーキペダル（図示略）の踏力に応じたブレーキ液圧を発生するマスタシリンダ（図示略）にブレーキ液路を介して接続されており、このブレーキ液圧に応じたブレーキ力を車両に発生する。
次に、図１を参照して、センサ類の構成を説明する。

シフトレンジセンサ（シフトレンジ検出手段）３１は、運転者によるシフトレバー操作により設定された自動変速機４のシフトレンジを検出する。例えば、シフトレンジの切替えに伴って接点が切り替えられ、ニュートラル及びパーキングレンジ以外でのエンジン始動用スタータモータの起動を阻止するためのインヒビタスイッチを、シフトレンジセンサ３１として用いることができる。シフトレンジセンサ３１により検出された各シフトレンジＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄの情報（検出情報）は、ＡＴＣＵ２０に伝達される。

車速センサ３２は、車両の車速Ｖを検出する。この車速センサ３２としては、車輪の回転速度を検出する車輪速センサ、或いは自動変速機４の出力軸４２の回転速度を検出する回転速度センサを用いることができる。車速センサ３２により検出された車速Ｖの情報（検出情報）は、ＡＴＣＵ２０に伝達される。

ブレーキスイッチ（ブレーキ操作検出手段）３３は、車両のブレーキ操作の有無を検出する。このスイッチ３３が、ＯＮであればブレーキペダルの踏込み操作がされており、ＯＦＦであればブレーキペダルの踏込み操作がされていない。ブレーキスイッチ３３により検出されたＯＮ/ＯＦＦ信号（検出情報）はＡＴＣＵ２０に伝達される。

マスタシリンダ圧センサ（ブレーキ力検出手段）３４は、運転者のブレーキペダルの踏力に応じたブレーキ液圧を検出する。つまり、ブレーキ液圧が大きくなるにしたがって車輪への制動力は大きくなり、ブレーキ液圧はブレーキ力に対応するものであるため、マスタシリンダ圧センサ３４は、ブレーキ操作によるブレーキ力Ｂ_fを検出するものである。マスタシリンダ圧センサ３４により検出されたブレーキ力Ｂ_fの情報（検出情報）はＡＴＣＵ２０に伝達される。

加速度（Ｇ）センサ（前後加速度センサ）３５は、車両の前後方向加速度（以下、単に加速度という）Ａを検出する。このセンサ３５は、車両の加速時、或いは、車両が登坂路で停止している場合に正の加速度Ａを検出し、車両の減速時、或いは、車両が降坂路で停止している場合に負の加速度（減速度）Ａを検出する。加速度センサ３５により検出された加速度Ａの情報は、ＡＴＣＵ２０に伝達される。

［２．制御系の構成］
［２．１ＡＴＣＵの概要構成］
車両には、自動変速機４に関する広汎なシステムを制御するＡＴＣＵ２０が備えられている。このＡＴＣＵ２０は、例えばマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスや組み込み電子デバイスとして構成される電子制御装置である。

ＡＴＣＵ２０は、自動変速機４に関する広汎なシステムを制御するが、本実施形態では、上記のセンサ類３１，３２，３３，３４，３５により検出された情報に基づいて実施する制御にかかる構成を説明する。この制御には、詳細を後述するニュートラル制御及び接合圧制御が含まれる。
ＡＴＣＵ２０は、制御を実施する機能ブロックとして、メモリ２１ａを有する勾配角検出部２１と、制御条件判定部２２と、処理部（処理手段）２３と、登坂路判定部（登坂路判定手段）２４と、接合圧演算部２５とを有する。

［２．１．１勾配角検出部の構成］
〈路面勾配角検出手段〉
勾配角検出部２１は、加速度センサ３５により検出された加速度Ａの情報と、マスタシリンダ圧センサ３４により検出されたブレーキ力Ｂ_fの情報とを用いて、車両の走行路面の勾配角θ_pを検出する。したがって、加速度センサ３５とマスタシリンダ圧センサ３４と勾配角検出部２１とから、路面勾配角検出手段が構成される。
なお、走行路面とは、車両の走行時の路面はもちろん、停車時の路面をも含むものである。また、勾配角θ_pとは、走行路面の車両前後方向の傾斜角を意味する。

〈勾配角検出の前提〉
勾配角検出部２１による勾配角θ_pの検出は、ブレーキスイッチ３３がＯＮ且つ車速センサ３２により検出された車速Ｖが所定車速（判定基準車速）Ｖ_TH以下である場合に開始され、ブレーキスイッチ３３がＯＦＦ又は車速Ｖが所定車速Ｖ_THよりも高い場合に終了される。ここでいう所定車速Ｖ_THは、例えば１０ｋｍ/ｈといった停車が間近の低車速であるか否かの判定閾値として予め設定される。
また、勾配角検出部２１による勾配角θ_pの検出は、所定の検出周期で逐次実施される。勾配角検出部２１は、所定の検出周期で検出された勾配角θ_pを累積的にメモリ２１ａにメモリする。
勾配角検出部２１は、停車時マップと走行時マップとを有し、車両の停止時と車両の走行時とで異なるパラメータ及びマップを用いて勾配角θ_pを検出する。

〈車両の停止時における勾配角検出原理〉
車両の停止時、即ち車速センサ３２により検出された車速Ｖがゼロの場合には、車両の前後方向加速度と走行路面の勾配角との対応関係が予め設定された停車時マップと、加速度センサ３５により検出された加速度（以下、加速度値又は検出加速度値ともいう）Ａの情報とを用いて、勾配角θ_pを検出する。
平坦路であれば、加速度センサ３５は加速度を検出しないが、走行路面に勾配があると重力に反応し、登り勾配（登坂路）では正の加速度値が、下り勾配（降坂路）では負の加速度値が検出される。

また、例えば、急な勾配の登坂路（勾配角の大きい登坂路）に停車した場合には、緩やかな勾配の登坂路（勾配角の小さい登坂路）に停車した場合よりも、検出加速度値は大きくなる。このような特性を有する、勾配角と検出加速度値（車両前後方向加速度）との対応関係を予め実験的又は経験的に設定したものを、停車時マップとして用いる。
したがって、勾配角検出部２１は、停車時には、停車時マップから検出加速度値Ａに対応する勾配角を読出し、勾配角θ_pを検出する。

〈車両の走行時における勾配角検出原理〉
車両の走行時、即ち車速センサ３２により検出された車速Ｖがゼロでない場合には、加速度値Ａの情報に加え、マスタシリンダ圧センサにより検出されたブレーキ力Ｂ_fの情報と、車両の前後方向加速度及びブレーキ力と勾配角との対応関係が予め設定された走行時マップとを用いて、勾配角θ_pを検出する。

車両走行中に、例えば、所定勾配の登坂路で大きいブレーキ力が作用される場合には、同勾配の登坂路で小さいブレーキ力が作用される場合よりも、検出加速度値は小さくなる。また、所定のブレーキ力が作用する急な勾配の登坂路では、同ブレーキ力が作用する緩やかな勾配の登坂路よりも、検出加速度値は大きくなる。かかる特性を有する、車両の前後方向加速度（車両前後方向加速度）及びブレーキ力と勾配角との対応関係を予め実験的又は経験的に設定したものを、走行時マップとして用いる。
したがって、勾配検出部２１は、車両走行時には、走行時マップから検出加速度値Ａ及びブレーキ力Ｂ_fに対応する勾配角を読出し、勾配角θ_pを検出する。

［２．１．２制御条件判定部の構成］
制御条件判定部２２は、ＡＴＣＵ２０により実施される制御の実施条件（以下、制御条件という）を判定する。ＡＴＣＵ２０は、制御条件が成立すれば制御を開始し、制御条件が成立しなければ制御を解除する。
なお、この制御条件の判定は、勾配角θ_pの検出と同様に、ブレーキスイッチ３３がＯＮ且つ車速Ｖが所定車速（判定基準車速）Ｖ_TH以下である場合に開始され、ブレーキスイッチ３３がＯＦＦ又は車速Ｖが所定車速Ｖ_THよりも高い場合に終了される。

制御条件は、以下の（１）〜（３）の何れもの条件が満たされる場合に成立し、（１）〜（３）の何れか１つの条件でも満たされなければ成立しない。
（１）シフトレンジセンサ３１により検出されたシフトレンジが前進走行レンジであること。
（２）車速センサ３２により検出された車速がゼロ（車両が停止状態）であること。
（３）ブレーキスイッチ３３がＯＮである（車両のブレーキ操作が有る）こと。
したがって、制御条件判定部２２は、上記の（１）〜（３）の条件を判定し、制御条件を判定する。

［２．１．３処理部の構成］
処理部２３は、勾配角検出部２１により検出された勾配角θ_pの情報（検出角情報）を平滑化処理した処理角θ_tの情報（処理角情報）にする。
かかる勾配角θ_pは、加速度センサ３５により検出された加速度Ａの情報を用いて検出されたものであり、車両の駆動系の振動やブレーキ力に起因する停車時のノーズダイブ等による外乱成分が走行路面の実際の勾配角に合わされたものとなってしまうおそれがある。このため、処理部２３は、勾配角θ_pの情報を平滑化処理し、安定した勾配角θ_pの情報として処理角θ_tを求める処理を行なう。

処理部２３による平滑化処理としては、メモリ２１ａにメモリされた最新（直近）の勾配角θ_pと、この勾配角θ_pの直前（一周期前）の検出周期でメモリされた勾配角θ_pとの差分が所定値以下になれば、勾配角θ_pは安定したものとする処理を採用することができる。この所定値は、勾配角θ_pが収束し安定したことを判定する閾値であり、安定時には無視することのできる勾配角θ_pの変動閾値が予め設定される。
なお、処理部２３による平滑化処理は、これに限らず、例えば１秒といった所定時間の勾配角θ_pの移動平均を演算する等のローパスフィルタ処理を採用してもよい。

［２．１．４登坂路判定部の構成］
登坂路判定部２４は、路面勾配角検出手段及び処理部２３からの情報に基づいて、車両の走行路面が登坂路であるか否かを判定する。この判定（以下、登坂路判定という）は、制御条件判定部２２により制御条件の成立が判定されていることを前提としている。
具体的には、登坂路判定部２４は、路面勾配角検出手段及び処理部２３からの情報にかかる勾配角θが正であれば（θ＞０）、車両の走行路面が登坂路であると判定し、勾配角θが正でなければ（θ≦０）、車両の走行路面が登坂路でない、即ち平坦路又は降坂路であると判定する。なお、勾配角θがゼロ付近の幅を持った領域を平坦路として、登坂路判定閾値θ₀（正の微小値）を設定し、勾配角θがこの閾値θ₀以上であれば（θ≧θ₀）、登坂路であると判定してもよい。
登坂路判定では、処理部２３による平滑化処理の完了前と完了以後とで、異なる情報を用いる。以下、登坂路判定部２４による登坂路判定を、判定時別に説明する。

〈平滑化処理の完了前の登坂路判定〉
処理部２３による平滑化処理の完了前には、路面勾配角検出手段により検出された最新（直近）の勾配角θ_pの情報が勾配角θとして用いられる。
例えば、登坂路での停車直後には車両のノーズダイブ等により勾配角θ_pが安定収束していない期間には、処理部２３による平滑化処理が完了しておらず、登坂路判定部２３は、平滑化処理された処理角θ_tの情報が得られるまでの暫定的なものとして、勾配角θ_pを勾配角θとして登坂路判定を行なう。

〈平滑化処理の完了以後の登坂路判定〉
処理部２３による平滑化処理の完了以後には、処理部２３により平滑化処理された処理角θ_tの情報が勾配角θとして用いられる。
例えば、登坂路で停車後に勾配角θ_pが安定収束し、処理部２３による平滑化処理が完了する場合には、この平滑化処理の完了時に、登坂路判定部２３は、暫定的なものとして勾配角θとして用いられた勾配角θ_pを平滑化処理された処理角θ_tに置換し、この処理角θ_tを勾配角θとして登坂路判定を行なう。

［２．１．５接合圧演算部の構成］
接合圧演算部２５は、上述の登坂路判定で用いた勾配角θと、車両のブレーキ力Ｂとに基づいて、前進クラッチ４３ｂの接合圧Ｐ_Cを演算する。この演算は、所定の演算周期で逐次実施され、マスタシリンダ圧センサ３４により検出されたブレーキ力Ｂ_fがブレーキ力Ｂとして用いられる。ただし、ブレーキ力Ｂ_fに変更がない場合、即ち直前（一周期前）に検出されたブレーキ力Ｂ_fと最新のブレーキ力Ｂ_fとが同値である場合には、この周期には接合圧を演算せず、最新の演算結果を維持する。

なお、接合圧演算部２５により演算される接合圧Ｐ_Cは、前進クラッチ４３ｂが完全締結状態のクリープトルクが上限ではあるが、ブレーキ力Ｂ_fを考慮して、車両を停止保持することができる前進クラッチ４３ｂの目標接合圧を意味する。
接合圧演算部２５による演算は、制御条件判定部２２により制御条件の成立が判定され、且つ、登坂路判定部２４により車両の走行路面が登坂路であると判定されていることを前提としている。

接合圧演算部２５は、シフトレンジセンサ３１によりＤレンジ等の前進走行レンジが検出される場合には前進クラッチ４３の接合圧Ｐ_Cを演算する。以下、前進走行レンジ選択時の前進クラッチ４３ｂの接合圧演算を説明する。この場合、後進ブレーキ４３ｃは、Ｄレンジ選択時には開放状態にされたままであり、接合圧は演算されない。
接合圧演算部２５は、登坂路判定に用いられた勾配角θが大きくなるにしたがって大きくなる接合圧Ｐ_Cを演算し、車両のブレーキ力Ｂが大きくなるにしたがって小さくなる接合圧Ｐ_Cを演算する。
また、接合圧演算部２５は、接合圧マップを有する。以下、接合圧マップを説明する。

登坂路での停車時には、走行路面の勾配角が大きくなるにしたがって車両をずり下げる力が大きくなるため、車両を停止保持するには、走行路面の勾配角が大きくなるにしたがって大きな抗力を要する。この抗力は、ブレーキ力Ｂに対応するものと、前進クラッチ４３ｂの接合圧により駆動輪６に伝達されるクリープトルクに対応するものとを合わせたものである。もちろん前進クラッチ４３ｂが開放状態であれば、クリープトルクが発生されないため、抗力はブレーキ力Ｂに対応するものである。かかる特性を有する、勾配角及びブレーキ力と接合圧との対応関係が予め実験的又は経験的に設定したものが、接合圧マップである。
登坂路での停車時には、ブレーキ力が大きければ車両のずり下がりは発生しないため、接合圧マップには、前進クラッチ４３ｂを開放状態にする接合圧も設定されている。

つまり、接合圧演算部２５は、接合圧マップから勾配角θ及びブレーキ力Ｂに対応する接合圧を読出すことにより、接合圧Ｐ_Cを演算する。この演算は、所定の演算周期で逐次実施される。よって、マスタシリンダ圧センサ３４により検出されるブレーキ力Ｂ_fが変動すると、これにともなって、接合圧演算部２５により演算される接合圧Ｐ_Cも変動する。

［３．ＡＴＣＵにより実施される制御］
ＡＴＣＵ２０は、上記のセンサ類３１，３２，３３，３４，３５からの情報と、上記の機能ブロック２１，２２，２３，２４，２５からの判定情報等の情報とに基づいて、ニュートラル制御と接合圧制御とを実施する。これらの制御は、制御条件判定部２２により制御条件の成立が判定されれば開始され、制御条件が成立しないと判定されれば解除（終了）される。

［３．１ニュートラル制御］
ニュートラル制御は、発進クラッチ４３を開放状態にする制御である。
具体的には、ＡＴＣＵ２０が、接合圧調整機構１０に前進クラッチ４３ｂ及び後進ブレーキ４３ｃの何れもの接合圧を低下させ開放状態にする制御指示信号を出力し、発進クラッチ４３を開放状態にするニュートラル制御を実施する。

このニュートラル制御は、登坂路判定部２４により走行路面が登坂路でない、即ち平坦路又は降坂路であると判定された場合に実施される。一方、登坂路判定部２４により走行路面が登坂路であると判定された場合には、ニュートラル制御を実施されず、以下の接合圧制御が実施される。

［３．２接合圧制御］
接合圧制御は、発進クラッチ４３の接合圧を制御するものである。つまり、ＡＴＣＵ２０は、接合圧演算部２５により演算された接合圧Ｐ_Cの制御指示信号を接合圧調整機構１０に出力し、発進クラッチ４３ｂの接合圧を制御する。この制御は、前進走行レンジ選択時に実施される。

したがって、ＡＴＣＵ２０は、処理部２３による平滑化処理の完了前には、メモリ２１ａにメモリされた最新（直近）の勾配角θ_pの情報と、マスタシリンダ圧センサ３４により検出されたブレーキ力Ｂ_fの情報とに基づき、平滑化処理の完了以後には、処理部２３により平滑化処理された勾配角θ_tの情報と、マスタシリンダ圧センサ３４により検出されたブレーキ力Ｂ_fの情報とに基づき、クラッチ４３の接合圧制御を実施する。

例えば、車両が登坂路で停車した状態であってもブレーキ力Ｂ_fが大きければ、接合圧演算部２５により演算される接合圧Ｐ_Cが前進クラッチ４３ｂを開放状態にする接合圧となり、ＡＴＣＵ２０は、実質的にニュートラル制御と同様、前進クラッチ４３ｂ及び後進ブレーキ４３ｃを開放状態にする制御を行なう。

［作用・効果］
本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置は上述のように構成されるため、ＡＴＣＵ２０により、所定の周期毎に図２〜図４に示すフローが行なわれる。なお、図２及び図３のフローは並行して行なわれる。また、図４のフローが行なわれる場合には、図２及び図３のフローも並行して行なわれる。

図２に示すフローは、勾配角検出部２１による走行路面の勾配角θ_pの検出を示すものであり、ブレーキスイッチ３３がＯＮ且つ車速センサ３２により検出された車速Ｖが所定車速（判定基準車速）Ｖ_TH以下であることをトリガーに開始される。
ステップＡ１０では、加速度センサ３５により検出された加速度Ａと、マスタシリンダ圧センサにより検出されたブレーキ力Ｂ_fとを読込む。
ステップＡ２０では、ステップＡ１０で読込んだ加速度Ａとブレーキ力Ｂ_fとに基づき、前述の通り停車時マップと走行時マップとを参照して、勾配角θ_pを検出する。
ステップＡ３０では、ステップ２０で検出された勾配角θ_pをメモリ２１ａにメモリする。
そして、今回の検出周期を終了（リターン）する。

図３に示すフローは、制御条件判定部２２による制御条件の判定を示すものであり、図２に示す勾配角θ_pの検出と同様に、ブレーキスイッチ３３がＯＮ且つ車速Ｖが所定車速（判定基準車速）Ｖ_TH以下であることをトリガーに開始される。

ステップＢ１０では、シフトレンジセンサ３１により検出されたシフトレンジが前進走行レンジであるか否かを判定する。このシフトレンジが前進走行レンジであればステップＢ２０へ移行し、シフトレンジが前進走行レンジでなければステップＢ５０へ移行する。
ステップＢ２０では、車速センサ３２により検出された車速Ｖがゼロであるか否かを判定する。車速ＶがゼロであればステップＢ３０へ移行し、車速ＶがゼロでなければステップＢ５０へ移行する。
ステップＢ３０では、ブレーキスイッチ３３がＯＮであるか否かを判定する。ブレーキスイッチ３３がＯＮであればステップＢ４０へ移行し、ブレーキスイッチ３３がＯＦＦであればステップＢ５０へ移行する。

これらのステップＢ１０〜Ｂ３０の何れもが肯定（ＹＥＳ）判定された場合に制御条件が成立し、ステップＢ１０〜Ｂ３０の何れかでも否定（ＮＯ）判定された場合には制御条件が成立しない。以下のステップＢ４０及びＢ５０では、制御条件が成立すると１にセットされ、制御条件が成立しないと０にセットされるフラグＦ１を用いる。
ステップＢ４０では、フラグＦ１を１にセットする。そして、今回の判定周期を終了（リターン）する。
また、ステップＢ５０は、フラグＦ１を０にセットする。そして、今回の判定周期を終了（リターン）する。

図４に示すフローは、ＡＴＣＵ２０が実施する制御を示すものであり、制御条件が成立すると、つまりフラグＦ１が１にセットされると開始される。なお、本フローでは、処理部２３による平滑化処理の完了前までは０にセットされ、平滑化処理の完了以後は１にセットされるフラグＦ２を用いる。なお、このフラグＦ２の初期値は０にセットされる。
ステップＣ１では、フラグＦ２が１であるか否かを判定する。フラグＦ２が１であればステップＣ１０へ移行し、フラグＦ２が０であればステップＣ２へ移行する。
ステップＣ２では、処理部２３による勾配角θ_pの平滑化処理が完了したか否かを判定する。平滑化処理の完了以後であればステップＣ３へ移行し、平滑化処理の完了前であればステップＣ５へ移行する。

ステップＣ３では、登坂路判定部２４による登坂路判定、及び接合圧演算部２５による接合圧演算に用いられる勾配角θに勾配角θ_tを代入する。そして、ステップＣ４でフラグＦ２を１にセットし、ステップＣ１０へ移行する。
ステップＣ５では、登坂路判定及び接合圧演算に用いられる勾配角θに勾配角θ_pを代入する。そして、ステップＣ６でフラグＦ２を０にセットし、ステップＣ１０へ移行する。

ステップＣ１０では、勾配角θが正であるか否かを判定する。このステップＣ１０は、登坂路判定部２４による登坂路判定を行なうステップである。勾配角θが正であればステップＣ２０へ移行し、勾配角θが正でなければステップＣ１００へ移行する。
ステップＣ２０では、マスタシリンダ圧センサ３４により検出されたブレーキ力Ｂ_fを読込む。そして、ステップＣ３０へ移行する。

ステップＣ３０では、直前（一周期前）の周期のステップＣ２０で読込んだブレーキ力Ｂ_fと今回の周期のステップＣ２０で読込んだブレーキ力Ｂ_fとを比較し、ブレーキ力Ｂ_fに変更があるか否かを判定する。ブレーキ力Ｂ_fに変更があればステップＣ４０へ移行し、ブレーキ力Ｂ_fに変更がなければステップＣ６０へ移行する。なお、初回の制御周期であれば、ステップＣ４０へ移行する。
ステップＣ４０では、接合圧演算部２５の接合圧演算に用いる車両のブレーキ力Ｂに今回の制御周期のブレーキ力Ｂ_fを代入する。そして、ステップＣ５０へ移行する。

ステップＣ５０では、勾配角θとブレーキ力Ｂとに基づいて発進クラッチ４３の接合圧Ｐ_Cを演算する。そして、ステップＣ６０へ移行する。
ステップＣ６０では、接合圧調整機構１０に接合圧Ｐ_Cの制御指示信号を出力する。そして、ステップＣ７０へ移行する。

また、ステップＣ１００では、ニュートラル制御を実施する。つまり、ＡＴＣＵ２０は、発進クラッチ４３を開放状態にすべく、接合圧調整機構１０に接合圧の低下を指示する制御指示信号を出力する。そして、ステップＣ７０へ移行する。
ステップＣ７０では、制御条件の成立にかかるフラグＦ１を読込み、ステップＣ８０へ移行する。

ステップＣ８０では、フラグＦ１が０であるか否か、すなわち、制御条件が成立しているか否かを判定する。フラグＦ１が０であればステップＣ９０へ移行し、フラグＦ１が１であれば今回の制御周期を終了（リターン）する。
ステップＣ９０では、ＡＴＣＵ２０により実施される制御（接合圧制御又はニュートラル制御）を解除（終了）する。そして、今回の制御周期を終了（リターン）する。

したがって、本発明の自動変速機の制御装置は、登坂路判定部２４が、制御条件が成立してから処理部による平滑化処理の完了前までは、路面勾配角検出手段により検出された直前の勾配角θ_pの情報に基づいて登坂路判定を行なうため、制御条件が成立した場合に、処理部２３による平滑化処理に要する時間（いわば遅れ時間）を待つことなく登坂路を判定することができる。この登坂路判定で否定判定されれば、つまり、平坦路或いは降坂路に車両が停止状態であれば、発進クラッチ４３を開放状態にするニュートラル制御を実施するため、上記の遅れ時間分を待つことなく登坂路判定を行なうことにより、平坦路或いは降坂路での停車時に直ちにニュートラル制御を実施することができる。

従来技術のように平滑化処理にかかる遅れ時間経過後の加速度データを用いるものに対して、本発明の自動変速機の制御装置は、平滑化処理にかかる遅れ時間を待つことがないためニュートラル制御の実施が遅延することがない。

一方、登坂路判定で肯定判定されれば、つまり、車両が登坂路に停止した状態であれば、ニュートラル制御を実施せず、勾配角θ_pの情報又は処理角θ_tの情報とマスタシリンダ圧センサ３４により検出されたブレーキ力Ｂ_fとに基づいて、自動変速機４の前進クラッチ４３ｂの接合圧制御を実施するため、走行路面の勾配角θ（勾配角θ_p又は処理角θ_t）及びブレーキ力Ｂに応じて適切に前進クラッチ４３ｂの接合圧Ｐ_Cを調整し、車両のずり下がりを防止しつつ、接合圧Ｐ_Cの発生源であるオイルポンプ２の駆動負荷を抑制することにより、燃費を向上させることができる。

車両が登坂路に停止した状態であれば、勾配を考慮せずにニュートラル制御のクラッチ開放を行なう従来技術では車両ずり下がりのおそれがあるが、本発明の自動変速機の制御装置は、勾配角θ及びブレーキ力Ｂを考慮して車両のずり下がりを防止することができる。

ＡＴＣＵ２０は、制御条件が成立し走行路面が登坂路であると判定されると、処理部２３による平滑化処理の完了前までは勾配角θ_pの情報とブレーキ力Ｂ_fとに基づき、この平滑化処理の完了以後は処理角θ_tの情報とブレーキ力Ｂ_fとに基づいて、前進クラッチ４３ｂの接合圧制御を実施する。よって、車両が登坂路に停止した場合に、例えば平滑化処理が完了するとクラッチの接合圧を低下させる技術に比較して、本発明は、平滑化処理が完了するまでの接合圧を低くすることができ、燃費の向上を図ることができる。また、平滑化処理の完了時の接合圧変化を小さくすることができるため、接合圧変動によるショックを抑制することができる。

ＡＴＣＵ２０による接合圧制御では、勾配角θが大きくなるにしたがって前進クラッチ４３ｂの接合圧を上昇させ、ブレーキ力Ｂが大きくなるにしたがって前進クラッチ４３ｂの接合圧を低下させるため、勾配角及びブレーキ力のそれぞれに応じて適切に接合圧Ｐ_Cを設定することができる。

ＡＴＣＵ２０は、前進走行レンジ選択時に制御条件が成立しないと、発進クラッチ４３ｂを締結状態にするため、ニュートラル制御の実施中に、仮に車両が停止状態からずり下がったとしても、該停止状態が解除されるため制御条件が成立しなくなり、発進クラッチ４３ｂは締結状態にされる。よって、クリープトルクが発生され、車両のずり下がりを防止或いは抑制することができる。
処理部２３による平滑化処理前の車両走行時には、加速度Ａの情報に加えて、ブレーキ力Ｂ_fの情報に基づいて勾配角θ_pを検出するため、勾配角θ_pを精度よく検出することができる。

例えば、登坂路で車両が停車状態であってもブレーキ力Ｂ_fが大きければ、即ち、接合圧演算部２５により演算された接合圧Ｐ_Cが前進クラッチ４３ｂを開放状態にする接合圧であれば、ＡＴＣＵ２０は、実質的にニュートラル制御と同様、前進クラッチ４３ｂ及び後進ブレーキ４３ｃを開放状態にする制御を行なうため、登坂路において車両がずり下がらない状況では、エンジン１の負荷を抑制して燃費を向上させることができる。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の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。
上述の実施形態では、自動変速機が無段変速機構を有するものを示したが、無段変速機構に替えて、有段変速機構（いわゆるステップＡＴ）を用いてもよい。この場合、ニュートラル制御は、発進クラッチを開放状態にする制御に限らず、有段変速機構の所要のギヤ段を達成するクラッチ或いはブレーキを制御し、有段変速機構の動力伝達を遮断する制御としてもよい。

また、上述の実施形態では、クラッチが、自動変速機とエンジンとの間に介装される発進クラッチである場合を示したが、クラッチは、これに限らず、自動変速機と駆動輪との間に介装されるものでもよい。例えば、クラッチに替えて、遊星歯車機構等による変速機能を追加した副変速機を用いてもよい。

また、前進走行レンジの選択時にニュートラル制御及び接合圧制御を実施するものを示したが、後進走行レンジの選択時にもニュートラル制御及び接合圧制御を実施してもよい。この場合、降坂路に車両が停車状態であって、ブレーキ操作がされていると、接合圧制御が実施される。これによれば、さらに燃費を向上させることができる。

また、エンジン駆動のオイルポンプを用いるものを示したが、これに限らず、バッテリ駆動の電動ポンプを用いてもよい。この場合、ニュートラル制御及び接合圧制御を実施することにより、電動ポンプの駆動負荷を抑制し電力消費を抑制して、燃費を向上させることができる。
また、制御条件には、上記の（１）〜（３）の条件に加えて、アクセル操作がされていない（アクセル開度がゼロ）であることやスロットル開度がゼロであることを条件に加えてもよい。

本発明の自動変速機の制御装置は、駆動源からの動力伝達を断接可能なクラッチを備えた自動車に有効であるほか、駆動源からの動力伝達を断接可能なクラッチを備えた種々の車両に用いることができる。

１ エンジン
１ａ 出力軸
２ オイルポンプ
３ トルクコンバータ
３ａ ポンプインペラ
３ｂ タービンランナー
４ 自動変速機
５ 動力伝達機構
６ 駆動輪
１０ クラッチ圧調整機構
２０ ＡＴＣＵ（制御手段，Automatic Transmission Control Unit）
２１ 勾配角検出部
２１ａ メモリ
２２ 制御条件判定部
２３ 処理部（処理手段）
２４ 登坂路判定部（登坂路判定手段）
２５ クラッチ圧演算部
３１ シフトレンジセンサ（シフトレンジ検出手段）
３２ 車速センサ（車速検出手段）
３３ ブレーキスイッチ（ブレーキ操作検出手段）
３４ マスタシリンダ圧センサ（ブレーキ力検出手段）
３５ 加速度センサ
４１ 入力軸
４２ 出力軸
４３ 発進クラッチ（クラッチ）
４３ａ 遊星歯車
４３ｂ 前進クラッチ
４３ｃ 後進ブレーキ
４４ プライマリプーリ
４４ａ 入力軸
４５ セカンダリプーリ
４６ ベルト

Claims (3)

1. エンジンの出力を車両の駆動輪に伝達すると共に前記出力伝達を断接可能なクラッチを有する自動変速機の制御装置であって、
   前記自動変速機のシフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段と、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   前記車両のブレーキ操作の有無を検出するブレーキ操作検出手段と、
   前記車両の走行路面の勾配角を検出する路面勾配角検出手段と、
   前記路面勾配角検出手段により検出された検出角情報を平滑化処理した処理角情報にする処理手段と、
   前記路面勾配角検出手段及び前記処理手段からの情報に基づいて前記走行路面が登坂路であるか否かを判定する登坂路判定手段と、
   前記シフトレンジ検出手段，前記車速検出手段，及び前記ブレーキ操作検出手段の各検出情報と前記登坂路判定手段による判定情報とに基づいて、前記シフトレンジが走行レンジであって、前記車両が停止状態であり、前記ブレーキ操作が有るという制御条件が成立した場合に、前記走行路面が登坂路でないと判定されれば、前記クラッチを開放状態にするニュートラル制御を実施し、前記走行路面が登坂路であると判定されれば、前記ニュートラル制御を実施しない制御手段と、
   前記ブレーキ操作によるブレーキ力を検出するブレーキ力検出手段とを備え、
   前記登坂路判定手段は、前記制御条件が成立してから前記処理手段による平滑化処理が完了するまでは、直近の前記検出角情報に基づいて、路面が登坂路であるか否かを判定し、前記処理手段による処理の完了以後は、前記処理角情報に基づいて、路面が登坂路であるか否かを判定し、
   前記制御手段は、
   前記制御条件が成立し前記走行路面が登坂路であると判定されると、前記制御条件が成立してから前記処理手段による平滑化処理が完了するまでは、直近の前記検出角情報と前記ブレーキ力とに基づき、前記処理手段による処理の完了以後は、前記処理角情報と前記ブレーキ力とに基づき、それぞれ前記クラッチの接合圧制御を実施し、
   前記制御条件が成立しないと、前記クラッチを締結状態にする
   ことを特徴とする、自動変速機の制御装置。
2. 前記制御手段による前記接合圧制御は、
   前記登坂路判定手段による判定に用いられた検出角情報又は処理角情報にかかる勾配角が大きくなるにしたがって前記クラッチの接合圧を上昇させ、
   前記ブレーキ力が大きくなるにしたがって前記クラッチの接合圧を低下させる
   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. 前記路面勾配角検出手段は、
   前記車両の前後方向加速度を検出する前後加速度センサを備え、
   前記車両の停止時には、車両前後方向加速度と勾配角との対応関係に基づいて、前記前後加速度センサにより検出された前後方向加速度から前記検出角情報を検出し、
   前記車両の走行時には、車両前後方向加速度及びブレーキ力と勾配角との対応関係に基づいて、前記前後加速度センサにより検出された前後方向加速度と前記ブレーキ力検出手段により検出されたブレーキ力とから前記検出角情報を検出する
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の自動変速機の制御装置。

Images