KR101617453B1

KR101617453B1 - 자동 변속기의 변속 제어 장치

Info

Publication number: KR101617453B1
Application number: KR1020090054317A
Authority: KR
Inventors: 고오 엔도오; 오사무 사또오; 세이지 오까자끼
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2016-05-02
Anticipated expiration: 2029-06-18
Also published as: JP2010001953A; KR20090132526A; US8219293B2; CN101608688B; JP4566251B2; EP2136110A3; US20090319140A1; EP2136110B1; CN101608688A; EP2136110A2

Abstract

본 발명의 과제는, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 많은 개발 공정수ㆍ적합 공정수를 필요로 하지 않고, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크를 효과적으로 저감시킬 수 있는 자동 변속기의 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.

제1 마찰 체결 요소를 해방하고 제2 마찰 체결 요소를 체결하여 다른 기어단으로 변속하는 변속 제어 수단(도 4)과, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 기어비가 이너셔 페이즈 종료 직전 영역을 나타내는 설정 기어비에 도달하였을 때에, 상기 제2 마찰 체결 요소에의 지령 유압(P)을 일시적으로 저하시키는 이너셔 페이즈 제어 수단(도 5)을 구비한 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서, 이너셔 페이즈 제어 수단(도 5)은, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서 소정 시간마다 검출되는 기어비(GR)를 기초로 하여 소정 시간마다 지령 유압(P)의 저하량을 설정하고, 지령 유압(P)을 서서히 저하시키는 피니시압 제어부(스텝 S62 내지 스텝 S68)를 갖는다.

엔진, 토크 컨버터, 오일 펌프, 엔진 컨트롤러, 엔진 회전 속도 센서

Description

자동 변속기의 변속 제어 장치{SHIFT CONTROL APPARATUS FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은, 변속의 진행 도중에 발생하는 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서 체결측 마찰 체결 요소에의 지령 유압을 일시적으로 저하시키는 자동 변속기의 변속 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 속도비가 이너셔 페이즈 종료 직전 영역을 나타내는 속도비에 도달하였을 때에, 변속에 수반하여 체결되는 클러치에 공급하는 유압을 단계적으로 저하시켜, 변속 종료 영역에서의 쇼크를 저감시키는 자동 변속기의 업 시프트 제어 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

여기서,「이너셔 페이즈」라 함은, 변속의 진행 도중에 발생하는 페이즈의 하나로, 자동 변속기를 구비한 구동계의 관성력(관성)의 변화를 주된 원인으로서 변속기 입력 회전수가 변화하는 상(相)이다. 이 이너셔 페이즈 중, 종료 직전 영역에서 체결측 마찰 체결 요소로의 지령 유압을 일시적으로 저하시키는 제어는, 이너셔 페이즈의 종료 직전의 영역에서 행해지므로, 이하「피니시압 제어」라 한다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평10-47464호 공보

그러나, 종래의 자동 변속기의 업 시프트 제어 장치에 있어서는, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에 있어서, 변속의 진행과는 무관하게 단계적으로 유압을 저하시키는 것이므로, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서, 이너셔 페이즈의 종료에 근접할수록 발생하기 쉬운 쇼크를 효과적으로 저감할 수 없다는 문제가 있었다.

즉, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크는, 체결측 마찰 체결 요소의 상대 회전수가 작아질수록, 즉 이너셔 페이즈의 종료에 근접할수록, 마찰 체결 요소의 마찰 계수가 상승하거나 불안정해짐으로써 발생한다. 또한, 이때의 쇼크는, 출력축 토크 특성의 형상으로부터 루스터테일 쇼크라 불린다.

이에 대해, 피니시압 제어에 있어서, 피드포워드 제어에 의해 쇼크 저감에 유효한 클러치압의 저하 구배를 설정하고자 하면, 이너셔 페이즈 종료 직전 시기부터 이너셔 페이즈 종료까지 걸리는 시간을 설정하고, 또한 소정 시간마다의 유압의 저하량을 미리 최적화하여 설계해야만 한다. 이 경우, 많은 개발 공정수ㆍ적합 공정수를 필요로 한다. 게다가, 변동이나 외란이나 시간의 경과에 따른 열화 등의 영향에 의해, 미리 정해진 소요 시간이나 유압 저하량이 최적 범위로부터 벗어나면, 쇼크의 발생을 허용해 버리는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 많은 개발 공정수ㆍ적합 공정수를 필요로 하지 않고, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크를 효과적으로 저감시킬 수 있는 자동 변 속기의 변속 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 변속 전의 기어단에서 체결되어 있던 제1 마찰 체결 요소를 해방하는 동시에, 변속 전의 기어단에서 해방되어 있던 제2 마찰 체결 요소를 체결하여 다른 기어단으로 변속하는 변속 제어 수단과, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 상기 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 기어비가 이너셔 페이즈 종료 직전 영역을 나타내는 설정 기어비에 도달하였을 때에, 상기 제2 마찰 체결 요소에의 지령 유압을 일시적으로 저하시키는 이너셔 페이즈 제어 수단을 구비한 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

상기 이너셔 페이즈 제어 수단은, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서 소정 시간마다 검출되는 기어비를 기초로 하여 소정 시간마다 상기 지령 유압의 저하량을 설정하고, 상기 지령 유압을 서서히 저하시키는 피니시압 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서는, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 기어비가 이너셔 페이즈 종료 직전 영역을 나타내는 설정 기어비에 도달하면, 피니시압 제어부에 있어서, 소정 시간마다 검출되는 기어비를 기초로 하여, 소정 시간마다 지령 유압의 저하량이 설정되고, 체결되는 제2 마찰 체결 요소에의 지령 유압을 서서히 저하시키는 제어가 행해진다.

즉, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크라 함은, 이너셔 페이즈의 종료에 근접할수록 커지는 쇼크이다. 이로 인해, 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서, 발생하고자 하는 쇼크의 크기에 추종하여 지령 유압을 서서히 저하시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에 있어서 단계적으로 유압을 저하시키는 경우에 비해, 발생하는 쇼크가 효과적으로 저감된다.

예를 들어, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에 있어서, 피드포워드 제어에 의해 소정량 유압을 저하시키는 경우에는, 이너셔 페이즈 종료 직전 시기부터 이너셔 페이즈 종료까지 걸리는 시간을 설정하고, 또한 소정 시간마다의 유압의 저하량을 설계해야만 한다. 이에 대해, 기어비의 변화를 피드백 정보로 하여 지령 유압을 저하시키기 때문에, 개발 공정수ㆍ적합 공정수가 저감되고, 또한 이너셔 페이즈 종료 직전 영역의 시간이 바뀌어도, 이너셔 페이즈 종료시에는, 어느 소정량만큼 유압을 저하시킬 수 있다.

이 결과, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 많은 개발 공정수ㆍ적합 공정수를 필요로 하지 않고, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 자동 변속기의 변속 제어 장치를 실현하는 최량의 형태를, 도면에 나타내는 제1 실시예를 기초로 하여 설명한다.

(제1 실시예)

우선, 구성을 설명한다.

도 1은, 제1 실시예의 변속 제어 장치가 적용된 자동 변속기의 일례를 나타내는 골격도이다.

제1 실시예에 있어서의 자동 변속기는, 전진 7속 후퇴 1속의 유단식 자동 변속기이며, 엔진(Eg)의 구동력이 토크 컨버터(TC)를 통해 입력축(Input)으로부터 입력되고, 4개의 유성 기어와 7개의 마찰 체결 요소에 의해 회전 속도가 변속되어 출력축(Output)으로부터 출력된다. 또한, 토크 컨버터(TC)의 펌프 임펠러와 동축 상에 오일 펌프(OP)가 설치되고, 엔진(Eg)의 구동력에 의해 회전 구동되어 오일을 가압한다.

또한, 엔진(Eg)의 구동 상태를 제어하는 엔진 컨트롤러(10)(ECU)와, 자동 변속기의 변속 상태 등을 제어하는 자동 변속기 컨트롤러(20)(ATCU)와, 자동 변속기 컨트롤러(20)의 출력 신호를 기초로 하여 각 마찰 체결 요소의 유압을 제어하는 컨트롤 밸브 유닛(30)(CVU)이 설치되어 있다. 또한, 엔진 컨트롤러(10)와 자동 변속기 컨트롤러(20)는, CAN 통신선 등을 통해 접속되어, 서로 센서 정보나 제어 정보를 통신에 의해 공유하고 있다.

상기 엔진 컨트롤러(10)에는, 운전자의 액셀러레이터 페달 조작량을 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(1)와, 엔진 회전 속도를 검출하는 엔진 회전 속도 센서(2)가 접속되어 있다. 이 엔진 컨트롤러(10)는, 엔진 회전 속도나 액셀러레이터 페달 조작량을 기초로 하여 연료 분사량이나 스로틀 개방도를 제어하여, 엔진 출력 회전 속도 및 엔진 토크를 제어한다.

상기 자동 변속기 컨트롤러(20)에는, 제1 캐리어(PC1)의 회전 속도를 검출하 는 제1 터빈 회전 속도 센서(3), 제1 링 기어(R1)의 회전 속도를 검출하는 제2 터빈 회전 속도 센서(4), 출력축(Output)의 회전 속도를 검출하는 출력축 회전 속도 센서(5), 및 운전자의 시프트 레버에 의해 선택된 레인지 위치를 검출하는 인히비터 스위치(6)가 접속된다. 그리고, D 레인지의 선택시에 있어서, 차속(Vsp)과 액셀러레이터 페달 조작량을 나타내는 액셀러레이터 개방도(APO)를 기초로 하는 최적의 지령 변속단을 선택하고, 컨트롤 밸브 유닛(30)에 지령 변속단을 달성하는 제어 지령을 출력한다.

다음에, 입력축(Input)과 출력축(Output) 사이의 변속 기어 기구에 대해 설명한다.

입력축(Input)측으로부터 출력축(Output)측까지의 축 상에, 차례로 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)에 의한 제1 유성 기어 세트(GS1) 및 제3 유성 기어(G3)와 제4 유성 기어(G4)에 의한 제2 유성 기어 세트(GS2)가 배치되어 있다. 또한, 마찰 체결 요소로서 제1 클러치(C1), 제2 클러치(C2), 제3 클러치(C3) 및 제1 브레이크(B1), 제2 브레이크(B2), 제3 브레이크(B3), 제4 브레이크(B4)가 배치되어 있다. 또한, 제1 원웨이 클러치(F1)와 제2 원웨이 클러치(F2)가 배치되어 있다.

상기 제1 유성 기어(G1)는 제1 선 기어(S1)와, 제1 링 기어(R1)와, 양 기어(S1, R1)에 맞물리는 제1 피니언(P1)을 지지하는 제1 캐리어(PC1)를 갖는 싱글 피니언형 유성 기어이다.

상기 제2 유성 기어(G2)는 제2 선 기어(S2)와, 제2 링 기어(R2)와, 양 기 어(S2, R2)에 맞물리는 제2 피니언(P2)을 지지하는 제2 캐리어(PC2)를 갖는 싱글 피니언형 유성 기어이다.

상기 제3 유성 기어(G3)는 제3 선 기어(S3)와, 제3 링 기어(R3)와, 양 기어(S3, R3)에 맞물리는 제3 피니언(P3)을 지지하는 제3 캐리어(PC3)를 갖는 싱글 피니언형 유성 기어이다.

상기 제4 유성 기어(G4)는 제4 선 기어(S4)와, 제4 링 기어(R4)와, 양 기어(S4, R4)에 맞물리는 제4 피니언(P4)을 지지하는 제4 캐리어(PC4)를 갖는 싱글 피니언형 유성 기어이다.

상기 입력축(Input)은 제2 링 기어(R2)에 연결되어, 엔진(Eg)으로부터의 회전 구동력을 토크 컨버터(TC) 등을 통해 입력한다. 상기 출력축(Output)은 제3 캐리어(PC3)에 연결되어, 출력 회전 구동력을 파이널 기어 등을 통해 구동륜에 전달한다.

상기 제1 링 기어(R1)와 제2 캐리어(PC2)와 제4 링 기어(R4)는 제1 연결 멤버(M1)에 의해 일체적으로 연결된다. 상기 제3 링 기어(R3)와 제4 캐리어(PC4)는 제2 연결 멤버(M2)에 의해 일체적으로 연결된다. 상기 제1 선 기어(S1)와 제2 선 기어(S2)는 제3 연결 멤버(M3)에 의해 일체적으로 연결된다.

상기 제1 유성 기어 세트(GS1)는 제1 유성 기어(G1)와 제2 유성 기어(G2)를, 제1 연결 멤버(M1)와 제3 연결 멤버(M3)에 의해 연결함으로써, 4개의 회전 요소를 갖고 구성된다. 또한, 제2 유성 기어 세트(GS2)는 제3 유성 기어(G3)와 제4 유성 기어(G4)를, 제2 연결 멤버(M2)에 의해 연결함으로써, 5개의 회전 요소를 갖고 구 성된다.

상기 제1 유성 기어 세트(GS1)에서는, 토크가 입력축(Input)으로부터 제2 링 기어(R2)에 입력되고, 입력된 토크는 제1 연결 멤버(M1)를 통해 제2 유성 기어 세트(GS2)에 출력된다. 상기 제2 유성 기어 세트(GS2)에서는, 토크가 입력축(Input)으로부터 직접 제2 연결 멤버(M2)에 입력되는 동시에, 제1 연결 멤버(M1)를 통해 제4 링 기어(R4)에 입력되고, 입력된 토크는 제3 캐리어(PC3)로부터 출력축(Output)으로 출력된다.

상기 제1 클러치(C1)[인풋 클러치(I/C)]는 입력축(Input)과 제2 연결 멤버(M2)를 선택적으로 단접(斷接)하는 클러치이다. 상기 제2 클러치(C2)[다이렉트 클러치(D/C)]는 제4 선 기어(S4)와 제4 캐리어(PC4)를 선택적으로 단접하는 클러치이다. 상기 제3 클러치(C3)[H&LR 클러치(H&LR/C)]는, 제3 선 기어(S3)와 제4 선 기어(S4)를 선택적으로 단접하는 클러치이다.

또한, 상기 제2 원웨이 클러치(F2)는 제3 선 기어(S3)와 제4 선 기어(S4) 사이에 배치되어 있다. 이에 의해, 제3 클러치(C3)가 해방되고, 제3 선 기어(S3)보다도 제4 선 기어(S4)의 회전 속도가 클 때, 제3 선 기어(S3)와 제4 선 기어(S4)는 독립된 회전 속도를 발생한다. 따라서, 제3 유성 기어(G3)와 제4 유성 기어(G4)가 제2 연결 멤버(M2)를 통해 접속된 구성이 되고, 각각의 유성 기어가 독립된 기어비를 달성한다.

상기 제1 브레이크(B1)[프론트 브레이크(Fr/B)]는, 제1 캐리어(PC1)의 회전을 트랜스미션 케이스(Case)에 대해 선택적으로 정지시키는 브레이크이다. 또한, 제1 원웨이 클러치(F1)는, 제1 브레이크(B1)와 병렬로 배치되어 있다. 상기 제2 브레이크(B2)[로우 브레이크(LOW/B)]는 제3 선 기어(S3)의 회전을 트랜스미션 케이스(Case)에 대해 선택적으로 정지시키는 브레이크이다. 상기 제3 브레이크(B3)[2346 브레이크(2346/B)]는 제1 선 기어(S1) 및 제2 선 기어(S2)를 연결하는 제3 연결 멤버(M3)의 회전을 트랜스미션 케이스(Case)에 대해 선택적으로 정지시키는 브레이크이다. 상기 제4 브레이크(B4)[리버스 브레이크(R/B)]는, 제4 캐리어(PC3)의 회전을 트랜스미션 케이스(Case)에 대해 선택적으로 정지시키는 브레이크이다.

도 2는, 제1 실시예의 변속 제어 장치가 적용된 자동 변속기에서의 변속단마다의 각 마찰 체결 요소의 체결 상태를 나타내는 체결 작동표이다. 또한, 도 2에 있어서, ○표는 당해 마찰 체결 요소가 체결 상태로 되는 것을 나타내고, (○)표는 엔진 브레이크가 작동하는 레인지 위치가 선택되어 있을 때에 당해 마찰 체결 요소가 체결 상태로 되는 것을 나타내고, 표시가 없는 것은 당해 마찰 체결 요소가 해방 상태로 되는 것을 나타낸다.

상기한 바와 같이 구성된 변속 기어 기구에 설치된 각 마찰 체결 요소의 체결 상태를, 인접하는 변속단 사이의 업 시프트나 다운 시프트에 있어서는, 체결하고 있던 1개의 마찰 체결 요소를 해방하고, 해방하고 있던 1개의 마찰 체결 요소를 체결하는 전환 체결 변속을 행함으로써, 하기와 같이 전진 7속이며 후퇴 1속의 변속단을 실현할 수 있다.

즉,「1속단」에서는, 제2 브레이크(B2)만이 체결 상태가 되고, 이에 의해 제 1 원웨이 클러치(F1) 및 제2 원웨이 클러치(F2)가 결합한다. 「2속단」에서는, 제2 브레이크(B2) 및 제3 브레이크(B3)가 체결 상태가 되고, 제2 원웨이 클러치(F2)가 결합한다. 「3속단」에서는, 제2 브레이크(B2), 제3 브레이크(B3) 및 제2 클러치(C2)가 체결 상태가 되고, 제1 원웨이 클러치(F1) 및 제2 원웨이 클러치(F2)는 모두 결합하지 않는다. 「4속단」에서는, 제3 브레이크(B3), 제2 클러치(C2) 및 제3 클러치(C3)가 체결 상태가 된다. 「5속단」에서는, 제1 클러치(C1), 제2 클러치(C2) 및 제3 클러치(C3)가 체결 상태가 된다. 「6속단」에서는, 제3 브레이크(B3), 제1 클러치(C1) 및 제3 클러치(C3)가 체결 상태가 된다. 「7속단」에서는, 제1 브레이크(B1), 제1 클러치(C1) 및 제3 클러치(6)가 체결 상태가 되고, 제1 원웨이 클러치(F1)가 결합한다. 「후퇴속단」에서는, 제4 브레이크(B4), 제1 브레이크(B1) 및 제3 클러치(C3)가 체결 상태가 된다.

도 3은 제1 실시예의 자동 변속기에서 D 레인지 선택시에 있어서의 변속 제어에 사용되는 변속 맵의 일례를 나타내는 변속선도이다. 또한, 도 3에 있어서, 실선은 업 시프트선을 나타내고, 점선은 다운 시프트선을 나타낸다.

D 레인지의 선택시에는, 출력축 회전 속도 센서(5)(=차속 센서)로부터의 차속(Vsp)과, 액셀러레이터 개방도 센서(1)로부터의 액셀러레이터 개방도(APO)를 기초로 정해지는 운전점이, 변속 맵 상에 있어서 존재하는 위치를 검색한다. 그리고, 운전점이 움직이지 않는, 혹은 운전점이 움직여도 도 3의 변속 맵 상에서 1개의 변속단 영역 내에 존재한 상태이면, 그때의 변속단을 그대로 유지한다. 한편, 운전점이 움직여 도 3의 변속 맵 상에서 업 시프트선을 가로지르면, 가로지르기 전 의 운전점이 존재하는 영역이 나타내는 변속단으로부터 가로지른 후의 운전점이 존재하는 영역이 나타내는 변속단으로의 업 시프트 지령을 출력한다. 또한, 운전점이 움직여 도 3의 변속 맵 상에서 다운 시프트선을 가로지르면, 가로지르기 전의 운전점이 존재하는 영역이 나타내는 변속단으로부터 가로지른 후의 운전점이 존재하는 영역이 나타내는 변속단으로의 다운 시프트 지령을 출력한다.

도 4는 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 D 레인지의 선택시에 업 시프트의 지령이 있었을 때의 변속 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도로, 이하 각 스텝에 대해 설명한다(변속 제어 수단). 또한, 이 변속 제어 처리 중에는, 변속 지령(업 시프트 지령과 다운 시프트 지령)을 항상 판독하고 있다.

스텝 S40에서는, D 레인지의 선택시에 변속 지령의 출력이 있는지 여부를 판단하여, "예"(변속 지령 있음)인 경우에는 스텝 S41로 이행하고, "아니오"(변속 지령 없음)인 경우에는 스텝 S40의 판단을 반복한다.

스텝 S41에서는, 스텝 S40에서의 변속 지령 있음이라는 판단에 이어서, 변속 지령이 전환 체결에 의한 업 시프트의 변속 제어가 행해지는 인접단 사이의 업 시프트 지령인지 여부를 판단하여, "예"(변속 지령이 인접단 사이의 업 시프트 지령)인 경우에는 스텝 S43으로 이행하고, "아니오"(변속 지령이 인접단 사이의 업 시프트 지령 이외)인 경우에는 스텝 S42로 이행한다.

스텝 S42에서는, 스텝 S41에서의 변속 지령이 인접단 사이의 업 시프트 지령 이외라는 판단에 이어서, 다른 변속 제어(2단 이상의 변속단으로의 업 시프트, 인접단 사이의 다운 시프트, 2단 이상의 변속단으로의 다운 시프트 등)를 실행하고, 복귀로 이행한다.

스텝 S43에서는, 스텝 S41에서의 변속 지령이 인접단 사이의 업 시프트 지령이라는 판단에 이어서, 제1 변속단으로부터 제2 변속단으로의 업 시프트의 변속 제어 중, 체결측 마찰 체결 요소에 대한 스탠바이 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S44로 이행한다. 예를 들어, 변속 지령이 2속단(제1 변속단)으로부터 3속단(제2 변속단)으로의 업 시프트 지령인 경우, 제2 클러치(C2)를 체결하고, 제3 클러치(C3)를 해방함으로써, 2속단으로부터 3속단으로의 업 시프트의 변속 제어를 개시한다.

또한, 스탠바이 페이즈 제어는, 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)에 대해, 피스톤실에 오일을 충전하는 동시에, 클러치 플레이트간의 간극을 없애 두고, 그 후의 유압 공급에 의한 클러치 플레이트 체결에 의해 토크 전달이 가능한 상태로 해 두는 제어로, 업 시프트 지령의 출력시부터 설정된 타이머 시간까지 실행된다.

스텝 S44에서는, 스텝 S43에서의 스탠바이 페이즈 제어, 혹은 스텝 S46에서의 토크 페이즈 제어에 이어서, 제1 터빈 회전 속도 센서(3) 및 제2 터빈 회전 속도 센서(4)로부터 얻어지는 변속기 입력 회전수와, 출력축 회전 속도 센서(5)로부터 얻어지는 변속기 출력 회전수에 의해 실제 기어비(GR)를 연산하고, 스텝 S45로 이행한다.

스텝 S45에서는, 스텝 S44에서의 실제 기어비(GR)의 연산에 이어서, 연산된 실제 기어비(GR)(현재의 기어비)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)에 도달하였는지 여부를 판단하여, "예"[실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어 비(GR_St)에 도달]인 경우에는 스텝 S47로 이행하고, "아니오"[실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)에 미도달]인 경우에는 스텝 S46으로 이행한다.

스텝 S46에서는, 스텝 S45에서의 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)에 미도달이라는 판단에 이어서, 업 시프트의 체결측 마찰 체결 요소와 해방측 마찰 체결 요소에 대해 토크 페이즈 제어에 의한 체결압 제어와 해방압 제어를 실행하고, 스텝 S44로 복귀한다.

여기서,「토크 페이즈」라 함은, 변속의 진행 도중에 발생하는 페이즈의 하나로, 입력 회전이 변화하지 않고, 출력축 토크만이 변화하는 상(相)을 말한다.

스텝 S47에서는, 스텝 S45에서의 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)에 도달한다는 판단, 스텝 S50에서의 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End)에 미도달이라는 판단에 이어서, 스텝 S44와 마찬가지로 제1 터빈 회전 속도 센서(3) 및 제2 터빈 회전 속도 센서(4)로부터 얻어지는 변속기 입력 회전수와, 출력축 회전 속도 센서(5)로부터 얻어지는 변속기 출력 회전수에 의해 실제 기어비(GR)를 연산하고, 스텝 S48로 이행한다.

스텝 S48에서는, 스텝 S47에서의 실제 기어비의 연산에 이어서, 업 시프트의 진행도를 하기의 식 (1)에 의해 연산하고, 스텝 S49로 이행한다.

단, GR : 현재의 실제 기어비, GR_End : 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비, GR1 : 이너셔 페이즈 종료 직전 기어비이다.

여기서,「진행도」라 함은, 변속이 어느 정도 진행되고 있는지를 나타내는 값으로, 변속의 진행에 수반하여 저하된다. 상기 수학식 1의 경우, 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)로부터 이너셔 페이즈 종료 직전 기어비(GR1)까지는, 진행도≥1000(GR1일 때 진행도=1000)이다. 또한, 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End)일 때는, 진행도=0이다.

스텝 S49에서는, 스텝 S48에서의 진행도의 연산에 이어서, 도 5에 나타내는 흐름도에 따라서, 이너셔 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S50으로 이행한다.

스텝 S50에서는, 스텝 S49에서의 이너셔 페이즈 제어의 실행에 이어서, 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End)에 도달하였는지 여부를 판단하여, "예"인 경우에는 스텝 S51로 이행하고, "아니오"인 경우에는 스텝 S47로 복귀한다.

스텝 S51에서는, 스텝 S50에서의 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End)에 도달하였다는 판단에 이어서, 변속 종료 페이즈 제어를 실행하고, 복귀로 이행한다.

여기서, 변속 종료 페이즈 제어라 함은, 업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소로의 체결압을 라인압까지 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 드레인압까지 저하시키는 제어를 말한다.

도 5는 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 이너셔 페이즈 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다(이너셔 페이즈 제어 수단). 도 6은 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 이너셔 페이즈 제어 처리에 있어서 변속 진행도에 따른 피니시압 제어에서의 지령 유압(P)의 인하값(P_fin)의 결정 방법을 나타내는 도면으로, (a)는 변속 진행도에 대한 인하값(P_fin)의 보간 연산을 나타내고, (b)는 터빈 토크에 대한 최대 인하값(P1)을 나타낸다. 도 7은 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 이너셔 페이즈 제어에서의 최종적인 지령 유압(P)을 베이스 구배(P_base)와 인하값(P_fin)과 FB 보정량(P_fb)을 합산함으로써 얻는 제어 개요를 나타내는 이너셔 페이즈 제어 블록도이다.

이 이너셔 페이즈 제어는, 업 시프트의 체결측 마찰 체결 요소에 대해 적용된다. 그리고, 도 4의 변속 제어 처리에서 스텝 S49로 진행됨으로써 개시되고, 개시 후는, 도 4의 변속 제어 처리에서 연산되는 변속의「진행도」를 수시 판독하면서 동시 진행에 의해 처리되고, 도 4의 변속 제어 처리에서 스텝 S51로 진행됨으로써 종료된다. 이하, 도 5의 흐름도를 구성하는 각 스텝에 대해 설명한다.

스텝 S60에서는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 연산에 의해 취득한 터빈 토크(Tin)와, 출력축 회전 속도 센서(5)로부터 얻어지는 차속(Vsp)을 기초로 하여 베이스 구배(P_base)를 맵으로부터 설정하고, 스텝 S61로 이행한다.

스텝 S61에서는, 스텝 S60에서의 베이스 구배(P_base)의 설정에 이어서, 제1 터빈 회전 속도 센서(3) 및 제2 터빈 회전 속도 센서(4)로부터 얻어지는 터빈 회전수(Nt)와, 출력축 회전 속도 센서(5)로부터 얻어지는 출력축 회전수(No)를 기초로 하여, FB 보정량(P_fb)을 연산하고, 스텝 S62로 이행한다.

이 FB 보정량(P_fb)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 출력축 회전수(No)에 의해 목표 터빈 회전수(Nt*)를 구하고, 이 목표 터빈 회전수(Nt*)와 실제 터빈 회전수(Nt)의 편차에 따른 값으로 연산된다.

스텝 S62에서는, 스텝 S61에서의 FB 보정량(P_fb)의 연산에 이어서, 도 4의 변속 제어 처리에서 연산된 진행도를 판독하고, 이 진행도가 0 이하인지 여부를 판단하여, "예"(진행도≤0)인 경우에는 스텝 S68로 이행하고, "아니오"(진행도＞0)인 경우에는 스텝 S63으로 이행한다.

스텝 S63에서는, 스텝 S62에서의 진행도＞0이라는 판단에 이어서, 도 4의 변속 제어 처리에서 연산된 진행도를 판독하고, 이 진행도가 1000 미만인지 여부를 판단하여, "예"(진행도＜1000)인 경우에는 스텝 S65로 이행하고, "아니오"(진행도≥1000)인 경우에는 스텝 S64로 이행한다.

스텝 S64에서는, 스텝 S63에서의 진행도≥1000이라는 판단에 이어서, 인하값(P_fin)을 P_fin=0으로 설정하고, 스텝 S69로 이행한다.

스텝 S65에서는, 스텝 S63에서의 진행도＜1000이라는 판단에 이어서, 금회의 진행도가 전회의 진행도를 초과하고 있는, 즉 업 시프트측에 변속이 진행되고 있는지 여부를 판단하여, "예"(금회의 진행도＞전회의 진행도)인 경우에는 스텝 S67에 이행하고, "아니오"(금회의 진행도≤전회의 진행도)인 경우에는 스텝 S66으로 이행한다.

스텝 S66에서는, 스텝 S65에서의 금회의 진행도≤전회의 진행도라는 판단에 이어서, 금회의 진행도로서 전회의 진행도를 사용하고, 스텝 S67로 이행한다.

스텝 S67에서는, 스텝 S65에서의 금회의 진행도＞전회의 진행도라는 판단, 혹은 스텝 S66에서의 금회의 진행도(=전회의 진행도)의 수정에 이어서, 금회의 진행도를 기초로 하여 인하값(P_fin)을 보간 연산하고, 스텝 S69로 이행한다.

여기서, 피니시압 제어에서의 지령 유압(P)의 인하값(P_fin)은, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 진행도가 1000일 때에 P_fin=0으로 하고, 진행도가 0일 때에 P_fin=P1(최대 인하값)이 되도록, 진행도의 감소에 따라서 인하값(P_fin)을 감소하도록 보간 연산으로 구해진다. 여기서, 최대 인하값(P1)은, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 터빈 토크(Tin)(변속기로의 입력 토크)가 커질수록, 비례적으로 저하되는 특성으로 결정된다.

스텝 S68에서는, 스텝 S62에서의 진행도≤0이라는 판단에 이어서, 피니시압 제어에서의 지령 유압(P)의 인하값(P_fin)을, P_fin=P1(최대 인하값)로 하고, 스텝 S69로 이행한다.

스텝 S69에서는, 스텝 S64에서의 P_fin=0의 설정, 스텝 S67에서의 인하값(P_fin)의 보간 연산, 스텝 S68에서의 P_fin=P1의 설정에 이어서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소에의 지령 유압(P)을, 베이스 구배(P_base)와 인하값(P_fin)과 FB 보정량(P_fb)을 합산함으로써 취득하고, 복귀로 이행한다.

또한, 스텝 S62 내지 스텝 S68은 피니시압 제어부에 상당한다.

다음에, 작용을 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서의 작용을,「변속 제어 작용」,「이너셔 페이즈 제어 작용」,「업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소에 대 한 피니시압 제어 작용」으로 나누어 설명한다.

도 8은 제1 실시예의 자동 변속기로 2속→3속 업 시프트시에 있어서의 진행도ㆍ실제 기어비ㆍ보정량(P_fin)ㆍ지령 유압ㆍ출력축 토크의 각 특성을 나타내는 타임챠트이다.

[변속 제어 작용]

예를 들어, 도 3의 변속선도 상의 운전점 A에서 주행하고 있는 상태에서, 액셀러레이터 개방도가 일정한 상태로 운전점 B로 이행하여, 업 시프트선을 가로지름으로써 2속으로부터 3속으로의 업 시프트의 변속 지령이 내려진 경우의 변속 제어 작용을, 도 4의 흐름도를 기초로 하여 설명한다.

우선, 2속으로부터 3속으로의 업 시프트 지령이 출력되면, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S40→스텝 S41→스텝 S43으로 진행하여, 스텝 S43에서 스탠바이 페이즈 제어가 실행된다.

그리고, 스텝 S43에서의 스탠바이 페이즈 제어가 종료되면, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S43으로부터, 스텝 S44→스텝 S45→스텝 S46으로 진행하는 흐름이 반복되고, 스텝 S46에서, 2속→3속 업 시프트의 제2 클러치(C2)(체결측 마찰 체결 요소)와 제3 클러치(C3)(해방측 마찰 체결 요소)에 대해 토크 페이즈 제어에 의한 체결압 제어와 해방압 제어가 실행된다.

그리고, 스텝 S45에서 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)에 도달하였다고 판단되면, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S45로부터 스텝 S47→스텝 S48→스텝 S49→스텝 S50으로 진행하는 흐름이 반복되어, 스텝 S49에 서, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)에 대해 이너셔 페이즈 제어에 의한 체결압 제어와 해방압 제어가 실행된다. 이때, 2속→3속 업 시프트의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)에 대해서는, 도 5에 나타내는 흐름도에 따라서 피니시압 제어를 포함하는 이너셔 페이즈 제어가 실행된다.

그리고, 스텝 S50에서 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End)에 도달하였다고 판단되면, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S50으로부터 스텝 S51로 진행하고, 스텝 S51에서, 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)에 대해 변속 종료 페이즈 제어에 의한 체결압 제어와 해방압 제어가 실행된다. 또한, 이 변속 종료 페이즈 제어가 완료되면, 스텝 S40으로 복귀된다.

따라서, 2속으로부터 3속으로의 업 시프트시에는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 시각 t1에서 2속으로부터 3속으로의 업 시프트 지령이 출력되면, 시각 t1 내지 시각 t2 동안은, 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)에 대해, 피스톤실에 오일을 충전하는 동시에, 클러치 플레이트간의 간극을 없애 두고, 그 후의 유압 공급에 의한 클러치 플레이트 체결에 의해 토크 전달이 가능한 상태로 해 두는 스탠바이 페이즈 제어가 실행된다.

그리고, 시각 t2에서 스탠바이 페이즈 제어가 종료되면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 시각 t2 내지 시각 t3 동안은, 2속→3속 업 시프트의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)와, 해방측 마찰 체결 요소인 제3 클러치(C3)에 대해, 입력 회전(실제 기어비)을 변화시키지 않고, 출력축 토크만을 저하하는 방향으로 변화시키는 토크 페이즈 제어가 실행된다.

그리고, 시각 t3에서 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)에 도달하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 시각 t3 내지 시각 t5 동안은, 2속→3속 업 시프트의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)와, 해방측 마찰 체결 요소인 제3 클러치(C3)에 대해, 입력 회전(실제 기어비)을 변화시키면서, 출력축 토크의 변동을 억제하는 이너셔 페이즈 제어가 실행된다. 이때, 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)에 대해 시각 t4 내지 시각 t5 동안은, 도 5에 나타내는 흐름도에 따라서 피니시압 제어를 포함하는 이너셔 페이즈 제어가 실행된다.

그리고, 시각 t5에서 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End)에 도달하면, 도 8에 나타낸 바와 같이, 시각 t5 내지 시각 t6 동안은, 2속→3속 업 시프트의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)에의 체결압을 라인 압까지 단시간에 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소인 제3 클러치(C3)의 해방압을 단시간에 드레인압까지 저하시키는 변속 종료 페이즈 제어가 실행된다.

[이너셔 페이즈 제어 작용]

파워 온 업 시프트에 있어서의 체결측 마찰 체결 요소의 체결압 제어에 적용되고, 실제 기어비가 변속 진행 방향인 업 시프트 방향으로 변화함으로써 개시되는 이너셔 페이즈 제어 작용을, 도 5의 흐름도를 기초로 하여 설명한다.

우선, 이너셔 페이즈 제어가 개시되면, 이너셔 페이즈 제어의 개시 시점에서는, 진행도가 1000 이상의 값이 됨으로써, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S60→스텝 S61→스텝 S62→스텝 S63→스텝 S64→스텝 S69로 진행된다. 그리고, 스텝 S69에서는, 스텝 S60에서 설정된 베이스 구배(P_base)와, 스텝 S61에서 연산된 FB 보 정량(P_fb)과, 스텝 S64에서 설정된 인하값(P_fin)(P_fin=0)을 가산함으로써, 업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)로의 지령 유압(P)(= P_base+P_fb)이 구해진다. 그리고, 진행도가 1000 미만이 될 때까지는, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S60→스텝 S61→스텝 S62→스텝 S63→스텝 S64→스텝 S69로 진행되는 흐름이 반복되고, 스텝 S69에서는, 지령 유압(P)이 P=P_base+P_fb의 식에 의해 구해진다.

그리고, 진행도가 1000 미만이 되고, 또한 업 시프트측에 실제 기어비(GR)가 변화되면, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S60→스텝 S61→스텝 S62→스텝 S63→스텝 S65→스텝 S67→스텝 S69로 진행된다. 그리고, 스텝 S67에서는, 금회의 진행도를 기초로 하여 인하값(P_fin)이 보간 연산되고, 스텝 S69에서는, 스텝 S60에서 설정된 베이스 구배(P_base)와, 스텝 S61에서 연산된 FB 보정량(P_fb)과, 스텝 S67에서 보간 연산된 인하값(P_fin)(마이너스의 값)을 가산함으로써, 업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)로의 지령 유압(P)(=P_base+P_fb+P_fin)이 구해진다.

한편, 진행도가 1000 미만이 되고, 또한 다운 시프트측에 실제 기어비(GR)가 변화되면, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S60→스텝 S61→스텝 S62→스텝 S63→스텝 S65→스텝 S66→스텝 S67→스텝 S69로 진행된다. 그리고, 스텝 S67에서는, 수정된 금회의 진행도(=전회의 진행도)를 기초로 하여 인하값(P_fin)이 보간 연산되고, 스텝 S69에서는, 업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)로의 지령 유압(P)(=P_base+P_fb+P_fin)이 구해진다. 즉, 다운 시프트측에 실제 기어 비(GR)가 변화된 경우에는, 변화되기 직전의 인하값(P_fin)의 값이 유지되게 된다.

그리고, 진행도가 0 이하가 되는, 도 5의 흐름도에 있어서, 스텝 S60→스텝 S61→스텝 S62→스텝 S68→스텝 S69로 진행한다. 그리고, 스텝 S68에서는, 인하값(P_fin)이 최대 인하값(P1)으로 설정되고, 스텝 S69에서는, 스텝 S60에서 설정된 베이스 구배(P_base)와, 스텝 S61에서 연산된 FB 보정량(P_fb)과, 스텝 S68에서 설정된 최대 인하값(P1)(마이너스의 최대값)을 가산함으로써, 업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소인 제2 클러치(C2)로의 지령 유압(P)(=P_base+P_fb+P1)이 구해진다.

따라서, 이너셔 페이즈 제어에서의 인하값(P_fin)의 특성은, 도 8의 보정량 특성으로 나타낸 바와 같이, 실제 기어비(GR)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St)로부터 이너셔 페이즈 종료 직전 기어비(GR1)까지는, 진행도≥1000인 것으로, 인하값(P_fin)이 0으로 설정된다. 그리고, 이너셔 페이즈 종료 직전 기어비(GR1)로부터 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End)까지는, 1000＞진행도＞0인 것으로, 역방향으로의 진행도의 경우에 인하값(P_fin)을 유지하면서, 업 시프트 방향으로의 진행도에 따라서 인하값(P_fin)이 서서히 저하되는 값으로 설정된다. 그리고, 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End) 이상이 되면, 진행도≤0인 것으로, 인하값(P_fin)이 최대 인하값(P1)으로 설정된다.

[업 시프트시의 체결측 마찰 체결 요소에 대한 피니시압 제어 작용]

제1 실시예의 피니시압 제어는, 첫째로, 기어비에 추종하여 유압을 저하시킨다. 둘째로, 기어비가 변속 진행 방향에 대해 후복귀(진동)하였을 때는, 이 기어비에는 추종하지 않도록 한다. 셋째로, 변속의 진행도를 기초로 하여 유압의 저하 량을 설정한다. 넷째로, 지령 유압의 저하량을 입력 토크에 따른 저하량으로 한다는 특징을 갖는다. 이하, 각 특징에 대해 설명한다.

(기어비 추종)

이너셔 페이즈 종료 직전의 영역에서, 단계적으로 체결측 유압을 저하시키는 피니시압 제어는, 종래부터 알려져 있다. 이 경우, 단계적으로 유압을 저하시키는 것 보다도 비스듬하게(소정 구배로) 유압을 저하시킨 쪽이, 이너셔 페이즈 종료시에 발생하는 쇼크를 경감시킬 수 있다. 그래서, 이 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에 있어서, 어떤 소정량만큼 유압을 저하시키도록 설계할 때, 구배를 기초로 하여 설계하고 있었던 것에서는, 개발 공정수ㆍ적합 공정수가 들게 된다. 즉, 구배를 설계하기 위해서는, 이너셔 페이즈 종료까지 저하시켜야 할 유압의 저하량과, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역의 시간이 필요한 것에 따른다.

따라서, 제1 실시예에서는, 기어비에 추종하여 유압을 저하시키도록 하였다. 이 경우, 기어비는 이너셔 페이즈에 있어서 자동적으로 이너셔 페이즈 종료시의 기어비를 향해 변화하므로, 기어비에 추종하여 유압이 저하하도록 하면, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역의 시간이 바뀌어도, 이너셔 페이즈 종료시에는 어느 소정량만큼 유압을 저하시킬 수 있다.

또한, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크라 함은, 이너셔 페이즈의 종료에 근접할수록 커지는 쇼크이기 때문에, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 소정 시간마다의 기어비를 기초로 하여 소정 시간마다 지령 유압의 저하량을 설정함으로써, 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서 지령 유압을 서서히 저하시킬 수 있다. 이 로 인해, 예를 들어, 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서 단계적으로 유압을 저하시키는 것 보다도, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

또한, 기어비를 기초로 하여 지령 유압을 저하시키므로, 개발 공정수ㆍ적합 공정수를 저감시킬 수 있다. 즉, 예를 들어, 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서 피드포워드에 의해 소정량 유압을 저하시키는 경우에는, 이너셔 페이즈 종료 직전 시기부터 이너셔 페이즈 종료까지 걸리는 시간을 설정하여 소정 시간마다의 유압의 저하량을 설계해야만 하는 만큼만 개발 공정수ㆍ적합 공정수가 필요하다. 그러나, 기어비를 기초로 하여 지령 유압을 저하시키기 위해, 이너셔 페이즈 종료 직전 시기로부터 이너셔 페이즈 종료까지 걸리는 시간을 설정하지 않아도, 기어비의 변화에 따라서 자동적으로 지령 유압을 저하시킬 수 있다.

(후복귀 금지)

그러나, 기어비에 추종하여 유압을 저하시키는 방법을 채용한 경우의 단점으로서, 도 8의 실제 기어비 특성으로 나타낸 바와 같이 기어비가 진동한 경우, 도 8의 보정량의 점선 특성 및 지령 유압의 점선 특성으로 나타낸 바와 같이, 보정량[인하값(P_fin)]과 지령 유압(P)이 기어비 진동에 추종해 버린다. 여기서, 이너셔 페이즈의 종료 영역에서 기어비가 진동하는 것은, 이너셔 페이즈의 종료에 근접할수록, 마찰 체결 요소에서의 상대 회전수가 작아지고, 마찰 계수가 상승하고, 그 후, 저하되어 다시 상승하도록 불안정한 상태가 되는 것에 따른다.

그리고, 클러치에 공급하는 유압을 기어비를 기초로 하여 설정하면, 기어비 의 검출값은 진동하고 있으므로, 클러치에 공급하는 유압을 기어비를 기초로 하여 설정하면, 변속 방향과 반대 방향으로 기어비가 변화한 경우도 클러치에 공급하는 유압이 그 기어비의 진동에 추종하여 지령 유압(=체결 유압)이 진동함으로써, 운전자에게 진동을 느끼게 하고, 또한 기어비의 진동이 악화될 가능성이 있다.

이 단점 대책으로서, 도 8의 보정량의 실선 특성으로 나타낸 바와 같이, 기어비가 변속 진행 방향에 대해 후복귀하였을(진동하였을) 때는, 이 기어비에는 추종하지 않도록 하였다. 이로 인해, 변속 방향과 반대 방향으로 기어비가 변화한 경우에는 클러치에 공급하는 유압을 전회값으로 유지하도록 설정함으로써, 도 8의 지령 유압의 실선 특성으로 나타낸 바와 같이, 기어비의 진동에 추종하여 지령 유압(P)(=체결 유압)이 진동하는 것을 방지할 수 있다.

(변속의 진행도에 의한 유압 저하량의 설정)

기어비 그 자체를 기초로 하여 유압의 저하량을 설정하면, 업 시프트와 다운 시프트로 기어비의 진행 방향이 다르기 때문에 제어를 절환할 필요가 있다.

이에 대해, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 변속의 진행도를 기초로 하여 유압의 저하량을 설정하면, 업 시프트와 다운 시프트에서 공통의 제어 로직으로 할 수 있고, 제어를 간략화할 수 있다.

(입력 토크에 따른 지령 유압 저하량의 설정)

지령 유압 저하량을 미리 정한 고정값에 의해 부여하면, 입력 토크의 크기에 따라서 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서의 쇼크는 변화하므로, 적절하게 쇼크를 저감할 수 없는 경우가 발생한다.

이에 대해, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 지령 유압의 저하량을 터빈 토크(=입력 토크)에 따른 저하량으로 함으로써, 입력 토크의 크기에 관계없이, 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서의 쇼크를 적절하게 저감시킬 수 있다.

다음에, 효과를 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 변속 전의 기어단에서 체결되어 있던 제1 마찰 체결 요소를 해방하는 동시에, 변속 전의 기어단에서 해방되어 있던 제2 마찰 체결 요소를 체결하여 다른 기어단으로 변속하는 변속 제어 수단(도 4)과, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 상기 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 기어비가 이너셔 페이즈 종료 직전 영역을 나타내는 설정 기어비에 도달하였을 때에, 상기 제2 마찰 체결 요소로의 지령 유압(P)을 일시적으로 저하시키는 이너셔 페이즈 제어 수단(도 5)을 구비한 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서, 상기 이너셔 페이즈 제어 수단(도 5)은, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서 소정 시간마다 검출되는 기어비(GR)를 기초로 하여 소정 시간마다 상기 지령 유압(P)의 저하량을 설정하고, 상기 지령 유압(P)을 서서히 저하시키는 피니시압 제어부(스텝 S62 내지 스텝 S68)를 갖는다. 이로 인해, 전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 많은 개발 공정수ㆍ적합 공정수를 필요로 하지 않고, 이너셔 페이즈 종료 영역에서 발생하는 쇼크를 효과적으로 저감시킬 수 있다.

(2) 상기 피니시압 제어부(스텝 S62 내지 스텝 S68)는, 또한 상기 이너셔 페 이즈 종료 직전 영역에서 소정 시간마다 검출되는 기어비가, 상기 다른 기어단으로의 변속에 의해 기어비가 변화해야 할 방향과는 반대 방향으로 변화하였을 때는, 상기 지령 유압의 저하량을 전회의 값으로 유지하도록 구성하였다(스텝 S65→스텝 S66→스텝 S67). 이로 인해, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서 기어비가 진동한 경우, 기어비의 진동에 추종하여 지령 유압이 진동하는 것을 방지할 수 있다.

(3) 상기 변속 제어 수단(도 4)은, 소정 시간마다 산출되는 기어비를 기초로 하여 상기 다른 기어단으로의 변속의 진행 상태를 산출하는 진행도 산출부(스텝 S48)를 갖고, 상기 이너셔 페이즈 제어 수단(도 5)은, 소정 시간마다 산출되는 이너셔 페이즈 종료 직전 영역의 상기 진행 상태를 기초로 하여 소정 시간마다 상기 지령 유압의 저하량을 설정하는 동시에, 상기 진행 상태가 전회 산출된 진행 상태보다도 변속이 진행되어 있지 않은 상태일 때는, 상기 지령 유압의 저하량을 전회의 값으로 유지하는 피니시압 제어부(스텝 S62 내지 스텝 S68)를 갖는다. 이로 인해, 업 시프트와 다운 시프트에서 공통의 제어 로직으로 할 수 있어, 제어를 간략화할 수 있다.

(4) 상기 피니시압 제어부(스텝 S62 내지 스텝 S68)는, 또한 상기 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 상기 자동 변속기에의 입력 토크가 클수록, 상기 지령 유압의 저하량이 커지도록 상기 지령 유압의 저하량을 설정하도록 구성하였다[도 6의 (b)]. 이로 인해, 입력 토크의 크기에 관계없이, 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서의 쇼크를 적절하게 저감시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 자동 변속기의 변속 제어 장치를 제1 실시예를 기초로 설명 해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 제1 실시예에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1 실시예에서는, 파워 온 업 시프트 중의 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서의 쇼크를 경감시키기 위해 업 시프트에서의 체결측 마찰 체결 요소로의 체결 유압을 저하시키는 피니시압 제어의 예를 나타냈다. 그러나, 본 발명의 피니시압 제어는, 파워 오프 다운 시프트 중의 이너셔 페이즈 종료 영역에 있어서의 쇼크를 경감하기 위해 다운 시프트에서의 체결측 마찰 체결 요소에의 체결 유압을 저하시키는 경우도 적용할 수 있다.

제1 실시예에서는, 터빈 토크를 기초로 하여 지령 유압의 저하량을 설정하는 예를 나타냈다. 그러나, 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 자동 변속기로의 입력 토크에 밀접하게 관계되는 다른 정보(예를 들어, 엔진 토크나 액셀러레이터 개방도 등)를 간접적인 변속기 입력 토크 정보를 사용해도 좋다. 어떠한 경우도, 자동 변속기로의 입력 토크를 완전히 무시하여 지령 유압의 저하량을 설정하는 것에 비하면, 쇼크를 적절하게 저감시키는 효과를 갖는다.

제1 실시예에서는, 전진 7속 후퇴 1속의 유단식 자동 변속기의 변속 제어 장치에의 적용예를 나타냈지만, 복수의 전진 변속단을 갖는 다른 유단식 자동 변속기의 변속 제어 장치에 대해서도 물론 적용할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 변속 제어 장치가 적용된 자동 변속기의 일례를 나타내는 골격도.

도 2는 제1 실시예의 변속 제어 장치가 적용된 자동 변속기에서의 변속단마다의 각 마찰 체결 요소의 체결 상태를 나타내는 체결 작동표.

도 3은 제1 실시예의 자동 변속기에서 D 레인지 선택시에 있어서의 변속 제어에 사용되는 변속 맵의 일례를 나타내는 변속선도.

도 4는 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 D 레인지의 선택시에 업 시프트 지령이 있었을 때의 변속 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.

도 5는 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 이너셔 페이즈 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.

도 6은 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 이너셔 페이즈 제어 처리에 있어서 변속 진행도에 따른 피니시압 제어에서의 지령 유압(P)의 인하값(P_fin)의 결정 방법을 나타내는 도면으로, (a)는 변속 진행도에 대한 인하값(P_fin)의 보간 연산을 나타내고, (b)는 터빈 토크에 대한 최대 인하값(P1)을 나타내는 도면.

도 7은 제1 실시예의 자동 변속기 컨트롤러(20)에서 실행되는 이너셔 페이즈 제어에서의 최종적인 지령 유압(P)을 베이스 구배(P_base)와 인하값(P_fin)과 FB 보정량(P_fb)을 합산함으로써 얻는 제어 개요를 나타내는 이너셔 페이즈 제어 블록도.

도 8은 제1 실시예의 자동 변속기에서 2속→3속 업 시프트시에 있어서의 진행도ㆍ실제 기어비ㆍ보정량(P_fin)지령ㆍ유압ㆍ출력축 토크의 각 특성을 나타내는 타임챠트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

Eg : 엔진

TC : 토크 컨버터

Input : 입력축

Output : 출력축

OP : 오일 펌프

10 : 엔진 컨트롤러(ECU)

20 : 자동 변속기 컨트롤러(ATCU)

30 : 컨트롤 밸브 유닛(CVU)

1 : 액셀러레이터 개방도 센서

2 : 엔진 회전 속도 센서

3 : 제1 터빈 회전 속도 센서

4 : 제2 터빈 회전 속도 센서

5 : 출력축 회전 속도 센서

6 : 인히비터 스위치

GS1 : 제1 유성 기어 세트

G1 : 제1 유성 기어

G2 : 제2 유성 기어

GS2 : 제2 유성 기어 세트

G3 : 제3 유성 기어

G4 : 제4 유성 기어

C1 : 제1 클러치(마찰 체결 요소)

C2 : 제2 클러치(마찰 체결 요소)

C3 : 제3 클러치(마찰 체결 요소)

B1 : 제1 브레이크(마찰 체결 요소)

B2 : 제2 브레이크(마찰 체결 요소)

B3 : 제3 브레이크(마찰 체결 요소)

B4 : 제4 브레이크(마찰 체결 요소)

Claims

변속 전의 기어단에서 체결되어 있던 제1 마찰 체결 요소를 해방하는 동시에, 변속 전의 기어단에서 해방되어 있던 제2 마찰 체결 요소를 체결하여 다른 기어단으로 변속하는 변속 제어 수단과,

전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 출력축 회전수로부터 구해지는 목표 터빈 회전수와, 실제 터빈 회전수의 편차에 따라서 상기 제2 마찰 체결 요소로의 지령 유압을 제어하는 피드백 보정 수단과,

전환 체결 변속 중에 발생하는 이너셔 페이즈시, 상기 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 기어비가 이너셔 페이즈 종료 직전 영역을 나타내는 설정 기어비에 도달하였을 때에, 상기 제2 마찰 체결 요소로의 지령 유압을 일시적으로 저하시키는 이너셔 페이즈 제어 수단을 구비한 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

상기 이너셔 페이즈 제어 수단은, 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서 소정 시간마다 검출되는 기어비를 기초로 하여 소정 시간마다 상기 지령 유압의 저하량을 설정하고, 상기 지령 유압을 저하시키는 피니시압 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 변속 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 피니시압 제어부는, 또한 상기 이너셔 페이즈 종료 직전 영역에서 소정 시간마다 검출되는 기어비가, 상기 다른 기어단으로의 변속에 의해 기어비가 변화해야 할 방향과는 반대 방향으로 변화하였을 때는, 상기 지령 유압의 저하량을 전회의 값으로 유지하도록 구성한 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 변속 제어 수단은, 소정 시간마다 산출되는 기어비를 기초로 하여 상기 다른 기어단으로의 변속의 진행 상태를 산출하는 진행도 산출부를 갖고,

상기 이너셔 페이즈 제어 수단은, 소정 시간마다 산출되는 이너셔 페이즈 종료 직전 영역의 상기 진행 상태를 기초로 하여 소정 시간마다 상기 지령 유압의 저하량을 설정하는 동시에, 상기 진행 상태가 전회 산출된 진행 상태보다도 변속이 진행되어 있지 않은 상태일 때는, 상기 지령 유압의 저하량을 전회의 값으로 유지하는 피니시압 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피니시압 제어부는, 또한 상기 다른 기어단으로의 변속 중에 검출되는 상기 자동 변속기에의 입력 토크가 클수록, 상기 지령 유압의 저하량이 커지도록 상기 지령 유압의 저하량을 설정하도록 구성한 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 장치.