KR100510803B1

KR100510803B1 - 자동 변속기의 제어 장치

Info

Publication number: KR100510803B1
Application number: KR10-2003-0060063A
Authority: KR
Inventors: 다께시 오오호리; 강지훈; 야스따까 가와무라; 박동균
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2005-08-31
Also published as: EP1394396A3; US20040064231A1; JP3833594B2; US7024298B2; EP1394396B1; JP2004092501A; KR20040020009A; EP1394396A2

Abstract

변속 제어의 요구에 따라서 일시적인 토크 다운과 계속적인 토크 다운을 실현하여 자동 변속기를 구비한 차량의 운전성을 향상시킨다.

운전 상태에 따라서 자동 변속기(2)의 변속비를 변경하는 변속 제어부(205)와, 운전 상태에 따라서 자동 변속기(2)가 전달 가능한 토크를 제어하는 유압 제어부(204)와, 운전 상태가 소정의 상태가 되었을 때에 엔진(1)의 출력 토크를 저감하는 엔진 토크 제한 판정부(203)는, 엔진 토크의 저감량을 연산하는 토크 다운량 연산 수단과, 신속하면서 또한 일시적인 토크 다운을 행하는 급토크 다운과, 완만하면서 또한 계속적인 토크 다운을 행하는 완토크 다운 중 적어도 한 쪽을 선택하는 토크 다운 종류 선택 수단과, 연산한 토크 다운량과 선택한 토크 다운에 의해 엔진의 출력 토크를 저감한다.

Description

자동 변속기의 제어 장치 {CONTROLLING DEVICE OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속기를 구비한 차량의 제어 장치의 개량에 관한 것이다.

차량의 자동 변속기에 있어서는, 변속 제어 컨트롤 유닛에 의해 변속비나 유압의 제어를 행하고 있고, 업 시프트나 다운 시프트 등으로 입력 토크를 저감하고 싶을 때에는 엔진 제어 컨트롤 유닛에 토크 다운 요구를 행하여 엔진 출력 토크의 저감을 지령하는 것이 알려져 있다.

이러한 토크 다운 제어에서는 업 시프트나 다운 시프트 등의 변속 쇼크를 억제하기 위해, 일시적으로 엔진 출력 토크를 소정량만큼 저감하는 것이고, 엔진 제어 컨트롤 유닛에서는 점화 시기 지연(타이밍 지연)이나 연료 차단 등에 의해, 변속 제어 컨트롤 유닛의 토크 다운 요구에 따르고 있다.

그러나, 상기 종래예에 있어서는 토크 다운량은 미리 설정된 소정치이며, 또한 토크 다운의 기간은 일시적으로 이루어지기 때문에, 변속 제어 컨트롤 유닛은 자동 변속기의 운전 상태에 따른 토크 다운의 기간과 토크 다운량을 실현할 수 없다는 문제가 있었다.

즉, 업 시프트나 다운 시프트 등의 과도적인 운전 상태의 변화에 대해서는, 점화 시기 지연이나 연료 차단 등에 의해 일시적인 토크 다운을 행할 수 있지만, 유압 펌프의 공급압이 필요압에 도달하지 않는 상황(극저온시나 유압계의 고장시)에서는, 계속적으로 토크 다운을 행하여 엔진 출력 토크가 자동 변속기로 전달 가능한 토크를 넘지 않도록 제어할 필요가 있지만, 상기 종래예와 같이 점화 시기 지연이나 연료 차단을 계속적으로 행하면, 엔진의 3원 촉매 등에 손상을 부여해 버리므로, 변속 제어 컨트롤 유닛측의 요구에 따를 수 없다는 문제가 있었다.

특히, 자동 변속기로서 V 벨트식의 무단 변속기를 이용한 경우에서는 한 쌍의 풀리에 유압을 공급하여 V 벨트를 협지함으로써 토크의 전달을 행하고 있으므로, 운전 상태의 변화에 따라서 전달 가능 토크(토크 용량)도 시시각각 변화하고 있고, 토크 용량이 입력 토크보다도 작아지면 바로 토크 다운을 행하여 V 벨트의 미끄러짐을 방지해야만 하지만, 상술한 바와 같이 유압계의 고장시 등에서 토크 용량이 급격히 줄어든 경우에는 일시적으로 토크 다운을 행한 후, 계속적으로 토크 다운을 행할 필요가 있다. 이 경우, 상기 종래예에서는 계속적인 토크 다운에 대처할 수 없으므로, 일시적인 토크 다운 후에는 엔진 출력 토크가 자동 변속기의 토크 용량을 초과해 버리고, V 벨트의 미끄러짐이 생겨 자동 변속기의 내구성을 저하시킨다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 변속 제어의 요구에 따라서 일시적인 토크 다운과 계속적인 토크 다운을 실현하여 자동 변속기를 구비한 차량의 운전성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

제1 발명은, 운전 상태에 따라서 자동 변속기의 변속비를 변경하는 변속 제어 수단과, 운전 상태에 따라서 상기 자동 변속기가 전달 가능한 토크를 제어하는 토크 용량 제어 수단과, 운전 상태가 소정의 상태가 되었을 때에 상기 엔진의 출력 토크를 저감하는 엔진 출력 토크 저감 수단을 구비한 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 엔진 출력 토크 저감 수단은 엔진 토크의 저감량을 연산하는 토크 다운량 연산 수단과, 신속하면서 또한 일시적인 토크 다운을 행하는 제1 토크 다운과, 완만하면서 또한 계속적인 토크 다운을 행하는 제2 토크 다운 중 적어도 한 쪽을 선택하는 토크 다운 종류 선택 수단과, 상기 연산한 토크 다운량과 상기 선택한 제1 또는 제2 토크 다운에 의해 엔진의 출력 토크를 저감하는 토크 다운 실행 수단을 구비한다.

또한, 제2 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 토크 다운 실행 수단은 제1 토크 다운이 선택되었을 때에는 점화 시기의 제어에 의한 일시적인 토크 다운을 행하고, 제2 토크 다운이 제어 드로틀되었을 때에는 흡입 공기량의 제어에 의한 계속적인 토크 다운을 행한다.

또한, 제3 발명은 상기 제1 발명에 있어서, 상기 토크 다운 실행 수단은 제1 토크 다운이 선택되었을 때에는 점화 시기의 제어에 의한 일시적인 토크 다운을 소정 시간만큼 행하고, 이 소정 시간을 초과하여 제1 토크 다운이 계속될 때에는 상기 제2 토크 다운으로 절환한다.

또한, 제4 발명은 상기 제1 내지 제3 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 토크 다운량 연산 수단은 자동 변속기로 전달 가능한 토크와, 자동 변속기에 입력되는 실제의 입력 토크에 의거하여 토크 다운량을 연산한다.

또한, 제5 발명은 상기 제4 발명에 있어서, 상기 엔진이나 출력 토크 저감 수단은 상기 입력 토크가 전달 가능 토크를 초과하였 때에 엔진의 출력 토크를 저감한다.

또한, 상기 자동 변속기는 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리로 V 벨트를 협지하는 무단 변속기로 구성되고, 유압 검출 수단이 상기 프라이머리 풀리 또는 세컨더리 풀리에 공급되는 유압을 검출하고, 상기 토크 용량 연산 수단은 상기 풀리에 공급되는 유압량 연산 풀리의 추력을 연산하고, 이 풀리의 추력과 실제의 변속비로부터 전달 가능한 토크를 연산하는 것이라도 좋다.

이하, 본 발명의 일실시 형태를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도1은 엔진(1)에 자동 변속기(2)를 연결하여 주행 상태에 따라서 가장 적절한 운전 상태가 되도록, 엔진(1)의 출력을 제어하는 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)과, 자동 변속기(2)의 변속비를 제어하는 변속 제어 컨트롤 유닛(200)을 구비한 차량에 본 발명을 적용한 일예를 도시한다.

변속 제어 컨트롤 유닛(200)과 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)은 통신 수단(100)을 거쳐서 쌍방향 통신을 행하고 있으며, 각 제어 유닛이 검출된 값을 다른 쪽 컨트롤 유닛으로 송신하는 것이 가능하게 되어 있다.

변속 제어 컨트롤 유닛(200)은, 선택 레버(23)로 선택된 운전 렌지를 도시한 선택 신호 및 자동 변속기(2)의 각종 센서로부터의 신호(변속비, 차속, 유압, 유온 등) 및 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로부터의 액셀 조작량이나 엔진 회전수, 엔진 토크 등에 의거하여 자동 변속기(2)의 변속비와 유압의 제어를 하는 동시에, 엔진(1)으로부터의 토크가 과대해졌을 때에는 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로 토크 다운 요구 신호를 이송하여, 엔진(1)의 출력 토크를 저감시키는 토크 다운 제어를 행한다.

엔진 제어 컨트롤 유닛(210)은 액셀 개방도 센서(5)가 검출한 액셀 페달 조작량과, 엔진(1)의 크랭크각 센서(도시하지 않음)로부터의 엔진 회전 속도 등을 운전 상태로서 판독하여, 연료 분사량이나 점화 시기 및 흡입 공기량을 제어한다. 또, 흡입 공기량의 제어는 액튜에이터를 거쳐서 드로틀 밸브를 개폐하는 전자 제어 드로틀(1a)에 의해 행한다.

또한, 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)은 변속 제어 컨트롤 유닛(200)으로부터의 토크 다운 요구가 있을 때에는, 점화 시기 지연이나 전자 제어 드로틀(1a)의 드로틀 밸브의 밸브 폐쇄 등에 의해, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)이 요구되는 토크의 요구치(제한치) 이하가 되도록 엔진 출력 토크의 저감을 실행한다.

다음에, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)과 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)에서는 도2에 도시한 블럭도와 같은 제어가 행해진다.

우선, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)에는 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로부터의 목표 엔진 토크와 실엔진 토크에 의거하여, 자동 변속기(2)에의 입력 토크를 연산하는 입력 토크 연산부(201)와, 자동 변속기(2)의 센서군(21)으로부터 얻은 검출치에 의거하여 자동 변속기(2)가 전달 가능한 토크(토크 용량)를 연산하는 토크 용량 연산부(202)가 설치된다.

또, 자동 변속기(2)의 센서군(21)에는 입력축 회전 속도를 검출하는 입력축 회전 속도 센서, 출력축의 회전 속도 또는 차속을 검출하는 출력축 회전 속도 센서, 작동 오일의 유온을 검출하는 유온 센서, 라인압 등의 유압을 검출하는 유압, 자동 변속기(2)에 설정된 운전 렌지를 검출하는 렌지 검출 센서 등으로 구성되어 있다.

다음에, 입력 토크와 토크 용량에 의거하여, 자동 변속기(2)에의 입력 토크를 제한하는 토크 다운 제어를 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)에 대해 요구하는 토크 제한 판정부(203)는 입력 토크가 토크 용량을 초과하거나, 변속 쇼크의 저감을 도모하기 위해 토크 다운량을 연산하고, 토크 다운에 의한 요구치[엔진(1)의 출력 토크에 대한 요구치]를 연산한다(토크 다운량 연산부).

또한, 토크 제한 판정부(203)는 토크 다운 요구가 발생한 운전 상태에 따라서, 일시적으로 토크 다운을 행하는 급토크 다운이나 계속적으로 토크 다운을 행하는 완토크 다운 중 어느 것인지를 판정하고, 토크 다운 요구치와 급토크 다운 또는 완토크 다운의 종류를 가리키는 신호를 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로 송신하여, 자동 변속기(2)의 운전 상태에 적합한 토크 다운의 실행을 요구한다.

다음에, 유압 제어부(토크 용량 제어부)(204)는 입력 토크 연산부(201)로부터의 입력 토크와 센서군(21)으로부터의 검출치에 의거하여, 라인압 등의 각종 유압을 결정하여 자동 변속기(2)의 유압 기구를 제어한다. 또, 유압 기구는 마찰 체결 요소(포워드 클래치 등)의 체결 압력이나 V 벨트식 무단 변속기의 풀리 추력을 제어함으로써 자동 변속기(2)의 토크 용량의 제어를 행한다.

또한, 변속 제어부(205)는 차속(또는 출력축 회전 속도)과 액셀 페달 조작량 및 선택 레버(23)로부터의 선택 신호(운전 렌지를 도시한 신호)에 의거하여. 변속비를 결정하여 자동 변속기(2)의 변속 기구를 제어한다.

다음에, 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)에는, 도시하지 않은 크랭크각 센서 및 에어 플로우 미터로부터의 엔진 회전 속도 및 흡입 공기량과 액셀 조작량 센서(24)로부터의 액셀 조작량에 의거하여, 목표 엔진 토크를 결정하는 엔진 토크 연산부(211)와, 이 목표 엔진 토크를 실현하도록 연료 분사량을 제어하는 연료 분사량 제어부(215), 마찬가지로 점화 시기를 제어하는 점화 시기 제어부(213), 마찬가지로 전자 제어 드로틀(1a)을 제어하는 드로틀 제어부(214)를 구비한다.

또한, 엔진 토크 연산부(211)와 점화 시기 제어부(213) 및 드로틀 제어부(214) 사이에는, 토크 다운 제어부(212)가 설치되어 있다.

토크 다운 제어부(212)는 변속 제어 컨트롤 유닛(200)으로부터의 토크 다운 요구가 있을 경우에는, 토크 다운의 요구치를 판독하고 엔진 토크 연산부(211)로부터의 목표 엔진 토크에 대한 토크 다운량을 구한다.

그리고, 요구가 있었던 토크 다운의 종류에 따라서 제어 대상을 절환한다. 예를 들어, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)으로부터의 토크 다운 요구가 급토크 다운인 경우에는 점화 시기 제어부(213)에서 타이밍 지연(점화 시기 지연)을 행하여 일시적인 토크 다운을 신속하게 실현하는 동시에, 완토크 다운인 경우에는 드로틀 제어부(214)에 의해 전자 제어 드로틀(1a)을 밸브 폐쇄 방향으로 제어하여 응답성은 낮지만 계속적인 토크 다운을 실현한다.

다음에, 도3은 변속 제어 컨트롤 유닛(200)으로 행해지는 토크 다운 제어의 일예를 도시한 흐름도이고, 소정 시간(예를 들어, 수십 m초)마다 실행되는 것이다.

우선, 스텝 S1에서는 자동 변속기(2)의 센서군(21)이나 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로부터의 각 검출치를 판독하고, 스텝 S2에서는 자동 변속기(2)의 운전 상태를 판정하여 토크 다운이 필요한지의 여부를 판정한다.

이 판정의 일예로서는, a : 업 시프트 또는 다운 시프트 등, 변속 과도시, b : N - D, R 선택 등, 시프트 조작시, c : 저유온시(필요한 유압을 얻을 수 없음), d : 유압 기구의 고장시(예를 들어, 유압 펌프의 고장 등으로 라인압이 감소하였을 때) 등이다.

상기한 운전 상태에 해당할 때에는, 토크 다운이 필요하다고 판정되어 스텝 S3으로 진행하는 한편, 토크 다운이 불필요한 경우에는 스텝 S7로 진행하여 토크 다운을 취소하도록 설정한다.

스텝 S7의 토크 다운 제어를 행하지 않은 경우에는 급토크 다운 요구치와 완토크 다운 요구치의 2개의 값을, 모두 엔진(1)에서 출력 가능한 최대치(이하, max치)로 설정한다.

토크 다운을 필요로 하는 스텝 S3에서는, 엔진 출력 토크를 저감하는 목표치인 토크 제한치를 연산한다.

이 토크 제한치의 연산의 상세에 대해서는 후술하지만, 개략을 설명하면 우선, 실제로 자동 변속기(2)에 입력되는 토크(입력 토크)를 구하고, 또한 자동 변속기(2)의 운전 상태에 따른 토크 용량(전달 가능 토크)을 구한다.

그리고, 입력 토크로부터 토크 용량을 제한 값을 토크 저감량으로 하고, 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로부터의 목표 엔진 토크로부터, 이 토크 저감량을 제한 것을 토크 제한치로서 구해 둔다.

다음에, 스텝 S4에서는 토크 다운의 종류가 급토크 다운인지 완토크 다운인지의 여부를 판정한다.

이 판정은, 상기 스텝 S2의 판정에 사용한 운전 조건에 따라서 구분된다. 예를 들어, a : 변속 과도시 급토크 다운 b : 시프트 조작시 급토크 다운 c : 저유온시 완토크 다운 d : 유압 기구의 고장시 완토크 다운 등, 토크 다운 요구의 원인이 되는 운전 상태마다, 신속하면서 또한 일시적으로 행하는 토크 다운인 급토크 다운으로 할 것인지, 계속적으로 토크 다운을 행하는 완토크 다운으로 할 것인지의 여부를 미리 설정해 둔다.

그리고, 이 스텝 S4에서는 토크 다운 요구의 원인에 의거하는 토크 다운의 종류에 따라서 판정을 행하여 급토크 다운이면 스텝 S5로, 완토크 다운이면 스텝 S6으로 진행한다.

급토크 다운을 행하는 스텝 S5에서는 상기 스텝 S3에서 구한 토크 제한치를 급토크 다운 요구치에 설정하고, 완토크 다운 요구치에도 토크 제한치를 설정한다. 또, 급토크 다운임에도, 완토크 다운 요구치로 토크 제한치를 설정하는 것은 유압계의 고장시 등에서는 급토크 다운을 행한 후에도 토크 다운을 계속하려는 경향이 있기 때문에 양자의 값을 동시에 설정해 둔다.

한편, 완토크 다운을 행하는 스텝 S5에서는 상기 스텝 S3에서 구한 토크 제한치를 완토크 다운 요구치로 설정하는 한편, 급토크 다운 요구치에는 엔진(1)에서 출력 가능한 최대치인 max치를 설정한다.

이렇게 하여, 상기 스텝 S5 내지 S7에서 급토크 다운 요구치와 완토크 다운 요구치의 2개의 토크 요구치를 설정하면, 스텝 S8에서는 이들 토크 다운 요구치를 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로 송신한다.

또, 토크 다운이 필요가 없는 경우에도 급토크 다운 요구치와 완토크 다운 요구치를 각각 max치로 설정하고 있지만, max치는 엔진 출력 토크의 최대치이기 때문에 실질적으로 토크 다운이 행해지는 일은 없다.

다음에, 도4는 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로 행해지는 토크 다운 제어의 일예를 도시한 흐름도이고, 소정 시간(예를 들어, 수십 m초)마다 실행되는 것이다.

우선, 스텝 S11에서는 변속 제어 컨트롤 유닛(200)으로부터의 급토크 다운 요구치와 완토크 다운 요구치를 각각 판독하고, 스텝 S12에서는 이들 2개의 토크 다운 요구치 중 어느 한 쪽이 max치 미만의 값(= 토크 제한치)이면, 토크 다운 요구가 있었다고 판정하여 스텝 S13 이후에서 토크 다운 제어를 행하는 한편, 2개의 토크 다운 요구치가 모두 max치이면, 토크 다운은 불필요하다고 판정하여 스텝 S16으로 진행하여 통상의 엔진 토크 제어를 행한다.

토크 다운을 행하는 스텝 S13에서는 급토크 다운과 완토크 다운 중 어느 한쪽의 종류인지의 여부를 급토크 다운 요구치와 완토크 다운 요구치의 값에 의거하여 판정한다.

즉, 급토크 다운 요구치가 max치 미만의 값(= 토크 제한치)이면, 급토크 다운이라고 판정하여 스텝 S14로 진행하고, 타이밍 지연에 의해 신속하게 일시적인 토크 다운을 실행한다.

단, 타이밍 지연의 계속 시간이 소정치(예를 들어, 수초)를 초과하면, 촉매의 손상을 막기 위해 완토크 다운이라고 판정하여 스텝 S15로 진행하고, 전자 제어 드로틀의 밸브 폐쇄에 의해 흡입 공기량을 저감함으로써, 완만하면서 또한 계속적으로 토크 다운을 실행한다.

또한, 급토크 다운 요구치가 max치이고, 완토크 다운 요구치가 max치 미만의 값(= 토크 제한치)이면, 스텝 S15로 진행하여 전자 제어 드로틀의 밸브 폐쇄에 의한 완만하면서 또한 계속적으로 토크 다운을 실행한다.

이상의 제어에 의해, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)은 토크 다운이 필요한 운전 상태가 되면, 저감된 엔진 출력 토크의 목표치인 토크 제한치를 산출하는 동시에, 급토크 다운이나 완토크 다운 중 어느 하나를 설정함으로써, 토크 다운량을 가변 제어하면서 토크 다운의 응답성과 계속 시간을 선택하는 것이 가능해져, 필요 최저한의 토크 다운량에 의해 차량의 운전성을 확보하면서도, 타이밍 지연에 의한 신속한 토크 다운과, 흡입 공기량의 제어에 의한 완만한 토크 다운을 선택 또는 조합하는 것이 가능해지고, 자동 변속기를 구비한 차량의 운전성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 급토크 다운을 개시하고 나서 소정 시간을 경과해도 토크 다운 요구가 계속되는 경우에는, 완토크 다운으로 이행하여 전자 제어 드로틀(1a)의 흡입 공기량의 제어에 의해 토크 다운을 계속할 수 있으며, 엔진(1)의 촉매에 손상(열적 손상)을 부여하는 일이 없고, 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있다.

다음에, 토크 용량, 입력 토크 및 토크 제한치의 산출에 대해, 자동 변속기(2)의 구성을 도5에 도시한 V 벨트식으로 한 경우를 일예로 하여, 이하에 상세하게 서술한다.

우선, V 벨트식의 변속 기구는 입력축측의 프라이머리 풀리(10)가 록업 클러치를 구비한 토크 컨버터(도시하지 않음) 및 전후진 절환 기구(도시하지 않음)를 거쳐서 엔진(1)에 연결되고, 한 쌍의 가변 풀리로서 입력축측의 프라이머리 풀리(10)와, 출력축측으로 연결된 세컨더리 풀리(11)를 구비하고, 이들 한 쌍의 가변 풀리(10, 11)는 V 벨트(12)에 의해 연결되어 있다.

프라이머리 풀리(10)는 입력축과 일체로 되어 회전하는 고정 원추판과, 고정 원추판에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 프라이머리 풀리 실린더실(10c)로 작용하는 유압(프라이머리압)에 의해 축 방향으로 변위 가능한 가동 원추판으로 구성된다.

세컨더리 풀리(11)는 출력축과 일체로 되어 회전하는 고정 원추판과, 이 고정 원추판에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 세컨더리 풀리 실린더실(11c)로 작용하는 유압(세컨더리압)에 따라서 축 방향으로 변위 가능한 가동 원추판으로 구성된다.

여기서, 프라이머리 풀리 실린더실(10c)과 세컨더리 풀리 실린더실(11c)은 같은 수압 면적으로 설정된다.

엔진(1)으로부터 입력된 구동 토크는 토크 컨버터 및 전후진 절환 기구를 거쳐서 입력되고, 프라이머리 풀리(10)로부터 V 벨트(12)를 거쳐서 세컨더리 풀리(11)로 전달되고 프라이머리 풀리(10)의 가동 원추판 및 세컨더리 풀리(11)의 가동 원추판을 축 방향으로 변위시켜 V 벨트(12)와의 접촉 반경을 변경함으로써, 프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)와의 변속비를 연속적으로 변경할 수 있다.

변속비 및 V 벨트(12)의 접촉 마찰력은 유압 기구에 따라서 제어된다.

유압 기구는, 라인압을 제어하는 레귤레이터 밸브(60)와, 프라이머리 풀리 실린더실(10c)의 유압(이하, 프라이머리압)을 제어하는 변속 제어 밸브(3O)와, 세컨더리 풀리 실린더실(11c)에의 공급압(이하, 세컨더리압)을 제어하는 감압 밸브(61)를 주체로 구성된다.

변속 제어 밸브(30)는 메카니컬 피드백 기구를 구성하는 서보 링크(50)에 연결되고, 서보 링크(50)의 일단부에 연결된 스텝 모터(40)에 의해 구동되는 동시에, 서보 링크(50)의 타단부에 연결한 프라이머리 풀리(10)의 가동 원추반으로부터 홈 폭, 즉 실변속비의 피드백을 받는다.

라인압 제어계는, 유압 펌프(80)로부터의 압력유를 조절하는 솔레노이드를 구비한 레귤레이터 밸브(60)로 구성되고, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)으로부터의 지령(예를 들어, 듀티 신호 등)에 따라서 운전 상태에 따른 소정의 라인압(PL)에 조절한다.

라인압(PL)은 프라이머리압을 제어하는 변속 제어 밸브(30)와, 세컨더리압을 제어하는 솔레노이드를 구비한 감압 밸브(61)에 각각 공급된다.

프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)의 변속비는, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)으로부터의 변속 지령 신호에 따라서 구동되는 스텝 모터(40)에 의해 제어되고, 스텝 모터(40)에 따라 이동하는 서보 링크(50)의 변위에 따라서 변속 제어 밸브(30)의 스풀이 구동되고, 변속 제어 밸브(30)에 공급된 라인압(PL)이 조정되어 프라이머리압을 프라이머리 풀리(10)에 공급하고, 홈 폭이 가변 제어되어 소정의 변속비로 설정된다.

또, 변속 제어 밸브(30)는 스풀의 변위에 의해 프라이머리 풀리 실린더실(10c)에의 유압의 흡입 배출을 행하여, 스텝 모터(40)의 구동 위치에서 지령된 목표 변속비가 되도록 프라이머리압을 조정하고, 실제로 변속이 종료되면 서보 링크(50)로부터의 변위를 받아 스풀을 밸브 폐쇄한다.

이상과 같은 구성에 있어서의, 자동 변속기(2)의 토크 용량, 입력 토크 및 토크 제한치의 산출은, 다음과 같이 행한다.

우선, 센서군(21)으로부터 유온, 프라이머리 풀리 회전 속도 입력축 회전 속도, 세컨더리 풀리 회전 속도 출력축 회전 속도 또는 차속, 세컨더리압을 각각 판독한다. 또, 세컨더리압은 도5의 유압(21a)이 검출된 값이다.

다음에, 프라이머리 풀리 회전 속도와 세컨더리 풀리 회전 속도의 비로부터 실제의 변속비(또는 풀리비)를 구한다.

한편, 검출된 세컨더리압에 세컨더리 풀리(11)의 오일실(11c)의 수압 면적을 곱하여, 세컨더리 풀리(11)가 V 벨트(12)를 협지하는 추력(세컨더리 추력)을 구한다.

그리고, 도6에 도시한 맵으로부터, 상기 변속비와 세컨더리 풀리(11)의 추력에 의거하여 V 벨트식의 변속 기구의 토크 용량을 구한다.

도6의 맵은 변속비를 변수로 하여 세컨더리 추력의 크기에 따른 토크 용량을 미리 설정한 것으로, 세컨더리 추력이 소정의 값을 초과하면 토크 용량은 변속비에 상관없이 일정해진다. 또, 이 맵으로부터 구한 토크 용량에 소정의 안전율을 곱해도 좋고, 부품의 경년 열화 등에 상관없이 V 벨트(12)의 미끄러짐을 확실하게 막을 수 있다.

다음에, 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로부터 목표 엔진 토크를 엔진 출력 토크로서 판독한다. 또, 엔진 출력 토크는, 예를 들어 연료 분사 펄스 폭(연료 분사량) 및 엔진 회전 속도 등으로부터 연산하거나, 엔진(1)의 특성도를 구비하고 있는 경우에서는 액셀 페달 조작량과 엔진 회전 속도로부터 엔진 출력을 추정해도 좋다.

상기한 엔진 출력 토크를 토크 컨버터의 컨버터 상태나 유압 펌프(80)의 운전 상태에 의거하여 보정하고, 실제로 프라이머리 풀리(10)에 입력되는 토크가 되도록 보정하여 입력 토크를 연산한다.

즉, 토크 컨버터의 록업 클러치가 해방된 컨버터 상태에서는 토크 컨버터의 토크비에 의거하여 엔진 출력을 보정하여 입력 토크로 한다. 또, 록업 상태인 경우는 엔진 출력과 입력 토크는 동일해진다.

또한, 유압 펌프(80)를 구동하기 위해 소비된 토크를 입력 토크로부터 뺀다. 유압 펌프(80)가 토크 컨버터(2)의 펌프측(엔진측)에 연결되어 있는 경우, 유압 펌프(80)의 구동 토크는 엔진 회전 속도와 공급압(라인압) 및 작동 오일의 유온 등으로부터 구하면 된다.

토크 컨버터의 토크비 및 유압 펌프(80)의 구동 토크에 의해 엔진 출력 토크를 보정함으로써, 프라이머리 풀리(10)로 실제로 입력되는 토크를 얻을 수 있다.

다음에, 상기 도6의 맵에서 구한 토크 용량과, 상기에서 구한 입력 토크의 차로부터 토크 다운량을 산출한다.

예를 들어, 토크 용량을 Tm, 프라이머리 풀리(10)의 입력 토크를 Ti, 토크 다운량을 ΔTd라고 하면,

ΔTd = (Ti - Tm) × k … (1)

단, k는 안전율이고, 미리 설정한 정수이다.

그리고, 목표 엔진 토크를 Te, 토크 제한치를 TL이라고 하면, TL = Te - ΔTd로 하여 연산한다. 이 토크 제한치(TL)를 요구치로서 엔진 제어 컨트롤 유닛(210)으로 송신한다.

이상으로, 실제의 변속비와 세컨더리압으로부터 구한 토크 용량과, 입력 토크의 차에 의거하여 토크 다운량(ΔTd)을 결정하도록 하였으므로, 주행 조건의 변화에 따라서 엔진 출력 토크의 제한치를 가변 제어하고, 또한 필요 최저한의 토크 다운량으로 함으로써 지나친 토크 다운을 방지하여 차량의 운전 성능을 향상시키는 것이 가능해진다.

또, 상기 각 실시 형태에 있어서는 V 벨트식의 무단 변속기를 채용한 경우를 도시하였지만, 마찰 체결 요소와 유성 기어 기구로 이루어지는 자동 변속기에 적용할 수도 있고, 이 유성 기어식의 자동 변속기에 본 발명을 적용함으로써, 유온의 극저온 영역에서는 유량의 부족 등에 의한 마찰 체결 요소의 미끄러짐을 막으면서, 지나친 토크 다운을 억제하여 주행 성능의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 토크 다운 요구 제어에 엔진 회전 속도의 규제를 조합해도 좋고, 예를 들어 렌지 신호가 N 또는 P일 때에는 엔진 회전 속도가 미리 설정한 값을 넘지 않도록, 변속 제어 컨트롤 유닛(200)이 엔진 회전 속도의 저감 요구를 송출해도 좋고, N - D 선택이나 N - R 선택시의 V 벨트(12)의 미끄러짐을 확실하게 방지할 수 있다.

따라서 본 발명은 토크 다운이 필요한 운전 상태가 되면, 토크 다운량을 산출하는 동시에, 급토크 다운(제1 토크 다운)이나 완토크 다운(제2 토크 다운) 중 어느 하나를 설정함으로써, 토크 다운량을 가변 제어하면서 토크 다운의 응답성과 계속 시간을 선택하는 것이 가능해져, 필요 최저한의 토크 다운량에 의해 차량의 운전성을 확보하면서도, 제1 토크 다운에 의한 신속한 토크 다운과, 제2 토크 다운에 의한 완만하면서 또한 계속적인 토크 다운을 선택 또는 조합하는 것이 가능해지고, 자동 변속기를 구비한 차량의 운전성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제1 토크 다운을 개시한 후 소정 시간을 경과해도 제1 토크 다운이 계속되는 경우에는 제2 토크 다운으로 이행하여 토크 다운을 계속할 수 있으며, 엔진 촉매에 손상(열적 손상)을 부여하는 일이 없어, 신뢰성과 내구성을 확보할 수 있다.

도1은 본 발명의 일실시 형태를 도시한 V 벨트식 무단 변속기의 개략 구성도.

도2는 그 변속 제어 컨트롤 유닛과 엔진 제어 컨트롤 유닛의 블럭도.

도3은 변속 제어 컨트롤 유닛으로 행해지는 토크 다운 요구 제어의 일예를 도시한 흐름도.

도4는 엔진 제어 컨트롤 유닛으로 행해지는 토크 다운 제어의 일예를 도시한 흐름도.

도5는 변속 기구에 V 벨트식 무단 변속기를 채용한 경우의 개략 구성도.

도6은 세컨더리 풀리의 추력과 변속비에 따른 토크 용량의 맵.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진

2 : 자동 변속기

10 : 프라이머리 풀리

11 : 세컨더리 풀리

23 : 선택 레버

100 : 통신 수단

200 : 변속 제어 컨트롤 유닛

203 : 토크 제한 판정부

204 : 유압 제어부

205 : 변속 제어부

210 : 엔진 제어 컨트롤 유닛

211 : 엔진 토크 연산부

213 : 점화 시기 제어부

214 : 드로틀 제어부

215 : 연료 분사량 제어부

Claims

운전 상태에 따라서 자동 변속기의 변속비를 변경하는 변속 제어 수단과, 운전 상태에 따라서 상기 자동 변속기가 전달 가능한 토크를 제어하는 토크 용량 제어 수단과, 운전 상태가 소정의 상태가 되었을 때에 상기 엔진의 출력 토크를 저감하는 엔진 출력 토크 저감 수단을 구비한 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 엔진 출력 토크 저감 수단은 엔진 토크의 저감량을 연산하는 토크 다운량 연산 수단과, 신속하면서 또한 일시적인 토크 다운을 행하는 제1 토크 다운과, 완만하면서 또한 계속적인 토크 다운을 행하는 제2 토크 다운 중 적어도 한 쪽을 선택하는 토크 다운 종류 선택 수단과, 상기 연산한 토크 다운량과 상기 선택한 제1 또는 제2 토크 다운에 의해 엔진의 출력 토크를 저감하는 토크 다운 실행 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 토크 다운 실행 수단은 제1 토크 다운이 선택되었을 때에는 점화 시기의 제어에 의한 일시적인 토크 다운을 행하고, 제2 토크 다운이 제어 드로틀되었을 때에는 흡입 공기량의 제어에 의한 계속적인 토크 다운을 행하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 토크 다운 실행 수단은 제1 토크 다운이 선택되었을 때에는 점화 시기의 제어에 의한 일시적인 토크 다운을 소정 시간만큼 행하고, 이 소정 시간을 초과하여 제1 토크 다운이 계속될 때에는, 상기 제2 토크 다운으로 절환하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토크 다운량 연산 수단은 자동 변속기로 전달 가능한 토크와, 자동 변속기에 입력되는 실제의 입력 토크에 의거하여 토크 다운량을 연산하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 엔진 출력 토크 저감 수단은 상기 입력 토크가 전달 가능 토크를 초과하였을 때에 엔진의 출력 토크를 저감하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.