KR100824580B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되어 다운 시프트 할 때에 토크 다운 제어를 실행하는 자동 변속기의 변속 제어 장치에 관한 것이다. 변속 제어 장치는, (a) 상기 다운 시프트가 판단됨으로써 상기 다운 시프트 동작을 개시하는 다중 변속 실행 수단과, (b) 상기 다운 시프트 동작의 개시 후, 상기 입력 부재의 회전 속도가 다운 시프트 후의 기어단의 변속비에 따라 정해지는 동기 회전 속도보다 낮은 미리 정해진 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 상기 동력원의 토크를 저감시키는 토크 다운 제어를 실행하는 토크 다운 제어 실행 수단을 갖는다. 이것에 의해, 다운 시프트가 완료되고, 동력원의 오버스피딩을 방지하면서, 원하는 구동력이 신속하게 얻어진다.

자동 변속기, 변속 제어 장치, 토크 다운 제어

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법{SHIFT CONTROL APPARATUS AND SHIFT CONTROL METHOD OF AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE}

도 1 은 본 발명이 적용된 차량용 구동 장치의 개략적 도면.

도 2 는 도 1 의 자동 변속기의 각 기어단을 성립시키기 위한 클러치 및 브레이크의 계합, 해방 상태를 설명하는 도면.

도 3 은 도 1 의 실시 예의 차량에 설치된 전자 제어 장치의 입출력 신호를 설명하는 도면.

도 4 는 도 3 의 시프트 레버의 시프트 패턴의 일례를 나타내는 도면.

도 5 는 도 3 의 전자 제어 장치에 의해 실시되는 스로틀 제어에서 사용되는 액셀 조작량 Acc 와 스로틀 밸브 개도 θ_TH 의 관계의 일례를 나타내는 도면.

도 6 은 도 3 의 전자 제어 장치에 의해 실시되는 자동 변속기의 변속 제어에서 사용되는 변속 선도 (맵) 의 일례를 나타내는 도면.

도 7 은 도 3 의 유압 제어 회로 중, 1→3 업 시프트 동작 중에 3→2 다운 시프트가 판단되고, 그 3→2 다운 시프트 동작을 실시할 때에 각각 계합, 해방되는 브레이크 B1 및 클러치 C0 에 관련되는 부분의 구성을 설명하는 회로도.

도 8 은 도 3 의 전자 제어 장치에 의해 실시되는 자동 변속기의 변속 제어 중, 1→3 업 시프트 동작 중에 3→2 다운 시프트가 판단되고, 그 3→2 다운 시프트 동작을 실시할 때의 기능을 설명하는 블록선도.

도 9 는 도 8 의 토크 다운 제어 실행 수단의 처리 내용을 구체적으로 설명하는 플로우 차트.

도 10 은 도 9 의 단계 S9 이하를 실행하여 토크 다운 제어가 실시되는 경우의 타임 차트의 일례를 나타내는 도면.

도 11 은 도 9 의 단계 S3 이하를 실행하여 토크 다운 제어가 실시되는 경우의 타임 차트의 일례를 나타내는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 엔진 12 : 토크 컨버터

14 : 자동 변속기 16 : 차동 톱니바퀴 장치

18 : 크랭크축 20 : 펌프 날개차

22 : 입력축 21 : 기계식 오일 펌프

24 : 터빈 날개차 28 : 하우징

30 : 스테이터 40 : 제 1 유성 톱니바퀴 장치

42 : 제 2 유성 톱니바퀴 장치 44 : 카운터축

46 : 제 3 유성 톱니바퀴 장치 48 : 출력 기어

C0, C1, C2, C3 : 클러치 B1, B2, B3 : 브레이크

51 : 액셀 페달 조작량 58 : 엔진 속도

60 : 흡입 공기량 60 : 흡입 공기 온도

64 : 스로틀 밸브 개도 66 : 차속

68 : 냉각수온 70 : 브레이크

74 : 레버 포지션 76 : 터빈 회전 속도

80 : 카운터 회전 속도 82 : 이그니션 스위치

[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 2001-124193호

[특허문헌 2] 일본 공개특허공보 8-24499호

본 발명은, 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되어 다운 시프트할 때에 토크 다운 제어를 실행하는 자동 변속기의 변속 제어 장치 및, 변속 제어 방법의 개량에 관한 것이다.

특허문헌 1 에는, 동력원으로부터 입력 부재에 전달된 회전을 변속하여 구동륜측으로 출력하는 자동 변속기의 변속 제어가 기재되어 있다. 제 1 마찰 계합 장치 (摩擦係合裝置) 를 계합하는 업 시프트 동작 중에 액셀 조작이 실행되고, 다운 시프트가 판단되어, 그 제 1 마찰 계합 장치를 해방함과 함께 제 2 마찰 계합 장치를 계합하는 다운 시프트 동작을 실행할 때에, 동력원의 회전에 오버스피드 (overspeed) 가 발생하고, 따라서, 다운 시프트 동작을 적절하게 실시할 수 없다. 업 시프트 동작을 계속하여 다운 시프트 동작을 소정 시간 지연시키는 것이 제안되 고 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 상기 다운 시프트가 판단됨으로써 다운 시프트 동작을 개시하는 한편, 그 다운 시프트 동작의 실행 중에 동력원의 토크를 저감시키는 토크 다운 제어를 실행함으로써, 동력원의 회전의 오버스피딩 (overspeeding) 이나 변속 쇼크를 저감시키는 기술이 제안되고 있다.

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 기술에 있어서는, 다운 시프트 동작이 지연되기 때문에, 액셀 조작으로부터 다운 시프트를 거쳐 원하는 구동력이 얻어지게 되기까지의 시간적 지연을 피할 수 없다. 이 점, 특허문헌 2 에 기재된 기술에서는, 다운 시프트 동작이 즉시 개시되지만, 그 다운 시프트 동작의 개시와 동시에 토크 다운 제어가 실시되고, 동력원의 토크가 억제된 상태에서 다운 시프트 동작이 실시되기 때문에, 입력 부재의 회전 속도가 다운 시프트 후의 기어단의 동기 회전 속도까지 상승하는데 시간이 걸리고, 역시 액셀 조작으로부터 원하는 구동력이 얻어지게 되기까지 시간적 지연이 발생한다.

본 발명은 이상의 사정을 배경으로서 하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은, 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되어 다운 시프트 할 때에 토크 다운 제어를 실행하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서, 동력원의 오버스피딩을 방지하면서 입력 부재의 회전 속도를 신속하게 동기 회전 속도까지 변화시키는 것에 있다. 다운 시프트의 완료를 거쳐 원하는 구동력이 신속하게 얻어진다.

동력원으로부터 입력 부재에 전달된 회전을 변속하여 구동륜측으로 출력하는 자동 변속기의 변속 제어 장치는, 제 1 마찰 계합 장치를 계합하는 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되면, 그 제 1 마찰 계합 장치를 해방함과 함께, 제 2 마찰 계합 장치를 계합시키는 다운 시프트 동작을 실행한다. 변속 제어 장치는, (a) 상기 다운 시프트가 판단됨으로써 상기 다운 시프트 동작을 개시하는 다중 변속 실행 수단과, (b) 상기 다운 시프트 동작의 개시 후, 상기 입력 부재의 회전 속도가 다운 시프트 후의 기어단의 변속비에 따라서 정해지는 동기 회전 속도보다 낮은 미리 정해진 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승할지의 여부를 판단하고, 그 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 상기 동력원의 토크를 저감시키는 토크 다운 제어를 실행하는 토크 다운 제어 실행 수단을 갖는다.

변속 제어 장치에 있어서, (a) 상기 동력원은, 전자 제어 스로틀 밸브를 제어하는 내연 기관이고, (b) 상기 토크 다운 제어 실행 수단은, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를, 그 엔진이 상기 입력 부재의 회전을 상기 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어하는 것이다.

변속 제어 장치에 있어서, 상기 토크 다운 제어 실행 수단은, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 그 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어를 종료시키는 것이다.

변속 제어 장치에 있어서, 상기 토크 다운 제어 실행 수단은, 상기 다운 시프트 동작의 개시시의 입력 부재의 회전 속도와 상기 동기 회전 속도에 기초하여, 다운 시프트 중의 입력 부재의 회전 속도가 상승할지 하강할지를 판단하는 변화 경향 판단 수단을 구비하고 있고, 그 변화 경향 판단 수단의 판단 결과에 따라 상이한 태양으로 토크 다운 제어를 실행하는 것을 특징으로 한다.

변속 제어 장치에 있어서, 상기 변화 경향 판단 수단은, 상기 다운 시프트 동작의 개시시의 입력 부재의 회전 속도가, 상기 동기 회전 속도에 기초하여 설정되는 제어 전환 회전 속도보다 낮을 때에는 상승한다고 판단하고, 그 제어 전환 회전 속도 이상일 때에는 하강한다고 판단하는 것이다.

변속 제어 장치에 있어서, 상기 다중 변속 실행 수단은, 상기 변화 경향 판단 수단에 의해 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 토크 다운 제어를 실행하고, 그 변화 경향 판단 수단에 의해 하강한다고 판단된 경우에는 다운 시프트 개시 후 즉시 토크 다운 제어를 실행하는 것이다.

변속 제어 장치에 있어서, (a) 상기 동력원은, 전자 제어 스로틀 밸브를 제어하는 내연 기관이고, (b) 상기 토크 다운 제어 실행 수단은, 상기 변화 경향 판단 수단에 의해 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를, 그 엔진이 상기 입력 부재의 회전을 상기 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어하고, 그 변화 경향 판단 수단에 의해 하강한다고 판단된 경우에는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를 전폐 (全閉) 까지 닫힘 제어하는 것이다.

변속 제어 장치에 있어서, 상기 토크 다운 제어 실행 수단은, 상기 변화 경 향 판단 수단에 의해 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 제 1 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 그 제 1 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어를 종료하고, 그 변화 경향 판단 수단에 의해 하강한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 제 2 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어로부터 복귀를 종료시키는 것이다.

이러한 자동 변속기의 변속 제어 장치에 의하면, 다운 시프트가 판단됨으로써 다운 시프트 동작이 개시되는 한편, 입력 부재의 회전 속도가 동기 회전 속도보다 낮은 제어 개시 회전 속도 이상이 될 때까지 토크 다운 제어가 대기되기 때문에, 동력원 토크에 의해 입력 부재의 회전 속도가 신속하게 상승됨과 함께, 그 제어 개시 회전 속도에 도달하면 토크 다운 제어가 개시되기 때문에, 동력원의 오버스피딩을 방지하면서 신속하게 다운 시프트가 실시되게 되어 원하는 구동력이 신속하게 얻어지게 된다.

본 발명의 태양에 의하면, 동력원은 엔진이고, 스로틀 밸브 개도가, 그 엔진이 입력 부재의 회전을 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어되기 때문에, 엔진의 오버스피딩을 방지하면서 그 엔진 토크에 의해 입력 부재의 회전 속도를 더욱 신속하게 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있어, 더욱 우수한 변속 응답성이 얻어지게 된다.

본 발명의 태양에 의하면, 입력 부재의 회전 속도가 동기 회전 속도보다 높 은 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 그 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 토크 다운 제어를 종료하기 때문에, 토크 다운 제어로부터의 복귀로 동력원이 오버스피딩하는 것을 방지하면서, 다운 시프트 완료 후의 토크를 신속하게 시작할 수 있다.

본 발명의 태양에 의하면, 다운 시프트 중의 입력 부재의 회전 속도가 상승할지 하강할지를 판단하고, 회전 속도가 상승할지 하강할지에 따라서 상이한 태양으로 토크 다운 제어를 실행하기 때문에, 예를 들어 기어단을 1 단 이상 올려 업 시프트하는 업 시프트 동작 중에, 그 중간의 기어단까지 다운 시프트하는 다운 시프트가 판단되고, 그 중간의 기어단으로의 다운 시프트 동작이 개시된 경우 등에서도, 입력 부재의 회전 속도가 상승할지 하강할지에 관계 없이 항상 적절한 토크 다운 제어를 실행하는 것이 가능하고, 동력원의 오버스피딩을 방지하면서 변속 응답성을 향상시켜 원하는 구동력이 신속하게 얻어지도록 할 수 있다.

본 발명의 태양에 의하면, 다운 시프트 동작의 개시시의 입력 부재의 회전 속도가, 동기 회전 속도에 기초하여 설정되는 제어 전환 회전 속도보다 낮을 때에는 상승한다고 판단하고, 그 제어 전환 회전 속도 이상일 때에는 하강한다고 판단하기 때문에, 입력 부재의 회전 속도의 변화 경향을 간단하고 또한 신속하게 판단할 수 있다.

본 발명의 태양에 의하면, 변화 경향 판단 수단에 의해 상승한다고 판단된 경우에는, 입력 부재의 회전 속도가 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 토크 다운 제어를 실행하고, 하강한다고 판단된 경우에는 즉시 토크 다운 제어 를 실행하기 때문에, 입력 부재의 회전 속도의 변화 경향의 차이에 관계없이 항상 적절한 토크 다운 제어가 실시되고, 동력원의 오버스피딩을 방지하면서 변속 응답성을 향상시켜 원하는 구동력이 신속하게 얻어지게 할 수 있다.

본 발명의 태양에 의하면, 동력원은 내연 기관이고, 변화 경향 판단 수단에 의해 상승하고 있다고 판단된 경우에는, 엔진의 스로틀 밸브 개도를, 그 엔진이 입력 부재의 회전을 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어하고, 하강하고 있다고 판단된 경우에는 엔진의 스로틀 밸브 개도를 전폐까지 닫힘 제어하기 때문에, 입력 부재의 회전 속도의 변화 경향의 차이에 관계없이 항상 적절한 토크 다운 제어가 실시되고, 엔진의 오버스피딩을 방지하면서 변속 응답성을 향상시켜 원하는 구동력이 신속하게 얻어지게 할 수 있다.

본 발명의 태양에 의하면, 변화 경향 판단 수단에 의해 상승한다고 판단된 경우에는, 입력 부재의 회전 속도가 동기 회전 속도보다 높은 제 1 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 그 제 1 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 토크 다운 제어를 종료하고, 하강한다고 판단된 경우에는, 입력 부재의 회전 속도가 동기 회전 속도보다 높은 제 2 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 토크 다운 제어를 종료하기 때문에, 입력 부재의 회전 속도의 변화 경향의 차이에 관계없이, 토크 다운 제어의 종료로 동력원이 오버스피딩하는 것을 방지하면서, 다운 시프트 완료 후의 토크를 신속하게 시작할 수 있다.

본 발명은, 예를 들어 복수의 클러치나 브레이크의 작동 상태에 따라 복수의 기어단이 성립되는 유성 톱니바퀴식의 자동 변속기에 적용되지만, 평행축식 등의 다른 유단의 자동 변속기에 있어서도, 업 시프트의 동작 중에 다운 시프트를 실시할 때, 제 2 마찰 계합 장치의 계합 지연 등으로 뉴트럴 상태 (neutral state) 가 될 경우 동일하게 적용될 수 있다.

자동 변속기의 입력 부재는, 예를 들어 엔진으로부터 토크 컨버터를 개재하여 동력이 전달되는 경우에는 토크 컨버터의 터빈 축 등이고, 전동 모터로부터 동력이 전달되는 경우에는 그 모터 축 등으로서, 동력원은 엔진이나 전동 모터 등이다.

제 1 마찰 계합 장치 및 제 2 마찰 계합 장치로는 유압식인 것이 바람직하게 사용되고, 예를 들어 솔레노이드 밸브 등에 의한 유압 제어나 어큐뮬레이터의 작용 등으로 계합압 (係合壓) 이 소정의 변화 패턴으로 변화되지만, 전자식 등의 다른 마찰 계합 장치를 사용할 수도 있다. 이들 마찰 계합 장치는, 유압 실린더 등의 액츄에이터에 의해 계합되는 단판식 혹은 다판식의 클러치나 브레이크, 벨트식의 브레이크 등이지만, 이들에 한정되지 않는다.

본 발명은, 예를 들어 제 1 마찰 계합 장치를 계합으로써 기어단을 1 단 이상 올려 업 시프트하는 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되어 다운 시프트 동작을 실시하는 경우에, 다운 시프트 동작의 개시시에 있어서의 입력 부재의 회전 속도가 다운 시프트 후의 기어단의 동기 회전 속도보다 아래에서, 그 다운 시프트 중에 입력 부재의 회전 속도를 상승시켜 다운 시프트를 실행하는 경우에 바람직하게 적용되지만, 제 2 마찰 계합 장치를 해방함과 함께 제 1 마찰 계합 장치를 계합시켜 하나 위의 기어단으로 변속하는 업 시프트 동작 중에 원래의 기어단으로 다운 시프트하기 때문에, 제 1 마찰 계합 장치를 해방함과 함께 제 2 마찰 계합 장치를 계합시키는 경우 등, 다른 다운 시프트 동작에도 적용될 수 있다.

업 시프트 동작 중의 타운 시프트 판단은, 예를 들어 액셀 OFF 조작 (출력 불요 조작) 에 의해 변속 맵 등에 따라서 업 시프트가 판단되어 업 시프트 동작이 실시되고 있는 중에, 액셀이 ON 조작 (출력 요구 조작) 된 경우에, 변속 맵 등에 따라서 실시되지만, 업 시프트 동작 중에 시프트 레버 등에 의한 다운 시프트 지령에 따라서 다운 시프트 판단이 실시되는 경우 등에서도 된다.

본 발명의 태양에 있어서는, 상기 다중 변속 실행 수단은, 예를 들어 기어 단을 1 단 이상 올려 업 시프트하는 업 시프트 동작 중에, 그 중간의 기어단까지 다운 시프트하는 다운 시프트가 판단됨으로써, 그 중간의 기어단으로의 다운 시프트 동작을 개시하도록 구성되지만, 1 단만의 업 다운 다중 변속에서도 , 업 시프트시에 동력원의 회전 속도가 오버스피딩하여 동기 회전 속도보다 높아지는 경우에 적용될 수 있는 등, 다른 다중 변속에도 적용할 수 있다.

입력 부재의 회전 속도 변화가 상승하고 있는지 하강하고 있는지는, 다운 시프트 동작 개시시의 입력 부재의 회전 속도가 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 (요구 기어단이 성립했을 때의 회전 속도) 보다 아래인가의 여부에 의해 판단할 수 있는데, 예를 들어 동력원의 토크의 응답 지연이나 변속 제어의 응답 지연, 동력원의 이너셔 (inertia) (회전 속도 등), 다운 시프트의 종류 등을 고려하여 미리 정해진 소정치를 동기 회전 속도에 가산하여 제어 전환 회전 속도를 구하고, 그 제어 전환 회전 속도와 비교하여 판단하는 것이 바람직하다. 소정치는, 다운 시프트 의 종류마다 일정치가 정해져도 되지만, 다운 시프트 동작 개시시의 동력원의 회전 속도나 유온 (油溫) 등을 파라미터로 하여 정해진 연산식이나 데이터 맵 등으로부터 산출하도록 해도 된다. 또, 이 소정치는, 양 뿐만이 아니라 음이어도 된다.

제어 개시 회전 속도나 복귀 회전 속도, 제 1 복귀 회전 속도 및 제 2 복귀 회전 속도는, 각각 동기 회전 속도에 미리 정해진 일정치를 감산하거나 가산하여 설정되는 것이어도 되지만, 다운 시프트의 종류나 다운 시프트 동작 개시시의 동력원의 회전 속도, 유온 등을 파라미터로 하여 정해진 연산식이나 데이터 맵 등으로부터 산출한 소정치를 감산 혹은 가산하도록 해도 된다.

본 발명의 실시 형태에서는, 엔진이 입력 부재의 회전을 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 스로틀 밸브 개도는, 미리 일정치가 정해져도 되지만, 다운 시프트의 종류나 유온 등을 파라미터로 하여 정해진 연산식이나 데이터 맵 등으로부터 산출하도록 해도 된다. 본 실시 형태에서는 동력원으로서 엔진을 구비하고 있다. 동력원으로서 전동 모터를 구비하고 있는 경우에는, 그 전동 모터에 의해 상기 입력 부재의 회전을 상기 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있도록, 그 전동 모터의 토크를 제어하도록 구성하면 된다.

본 발명의 실시 형태에서는, 제 1 복귀 회전 속도 및 제 2 복귀 회전 속도는, 토크 다운 제어의 차이에 기초하여 상이한 값으로 하는 것이 바람직하지만, 동일한 값을 설정하는 것도 가능하다.

바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명

본 발명의 전술한 및 다른 목적, 특징 및 이점은, 동일 참조 부호가 동일 구 성 요소를 나타내는 첨부된 도면을 참조하여 다음의 바람직한 실시형태로부터 명백해진다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도 1 은, FF (프론트 엔진·프론트 드라이브) 차량 등의 가로형의 차량용 구동 장치의 아웃라인이고, 가솔린 엔진 등의 내연 기관에 의해 구성되어 있는 엔진 (10) 의 출력은, 토크 컨버터 (12), 자동 변속기 (14), 차동 톱니바퀴 장치 (16) 등의 동력 전달 장치를 거쳐 도시하지 않는 구동륜 (전륜) 에 전달되도록 되어 있다. 토크 컨버터 (12) 는, 엔진 (10) 의 크랭크축 (18) 과 연결되어 있는 펌프 날개차 (20) 와, 자동 변속기 (14) 의 입력축 (22) 에 연결된 터빈 날개차 (24) 와 일 방향 클러치 (26) 를 개재하여 비회전 부재인 하우징 (28) 에 고정된 스테이터 (30) 와, 도시하지 않는 댐퍼를 개재하여 크랭크축 (18) 을 입력축 (22) 에 직결시키는 록 업 클러치 (32) 를 구비하고 있다. 펌프 날개차 (20) 에는 기어 펌프 등의 기계식의 오일 펌프 (21) 가 연결되어 있고, 엔진 (10) 에 의해 펌프 날개차 (20) 와 함께 회전 구동되어 변속용이나 윤활용 등의 유압을 발생하도록 되어 있다. 상기 엔진 (10) 은 차량 주행용의 동력원이고, 토크 컨버터 (12) 는 유체 이음새 (fluid coupling) 이며, 입력축 (22) 은 입력 부재에 상당한다.

자동 변속기 (14) 는, 입력축 (22) 상에 동축에 배치 형성됨과 함께 캐리어와 링 기어가 각각 서로 연결됨으로써 소위 CR-CR 결합의 유성 톱니바퀴 기구를 구성하는 싱글 피니언형의 한 쌍의 제 1 유성 톱니바퀴 장치 (40) 및 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42) 와, 상기 입력축 (22) 과 평행한 카운터축 (44) 상에 동축에 배치 된 1 쌍의 제 3 유성 톱니바퀴 장치 (46) 와, 그 카운터축 (44) 의 축단에 고정되어 차동 톱니바퀴 장치 (16) 와 맞물리는 출력 기어 (48) 를 구비하고 있다. 상기 유성 톱니바퀴 장치 (40, 42, 46) 의 각 구성 요소, 즉 선 기어, 링 기어, 그들에 서로 맞물리는 유성 기어를 회전 가능하게 지지하는 캐리어는, 4 개의 클러치 (C0, C1, C2, C3) 에 의해 서로 선택적으로 연결되고, 혹은 3 개의 브레이크 (B1, B2, B3) 에 의해 비회전 부재인 하우징 (28) 에 선택적으로 연결되도록 되어 있다. 또, 2 개의 일 방향 클러치 (F1, F2) 에 의해 그 회전 방향에 의해 서로 혹은 하우징 (28) 과 계합되도록 되어 있다. 또한, 차동 기어 장치 (16) 는 축선 (차축) 에 대하여 대칭적으로 구성되어 있기 때문에, 하측을 생략하여 나타내고 있다.

상기 입력축 (22) 과 동축 상에 배치된 한 쌍의 제 1 유성 톱니바퀴 장치 (40), 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42), 클러치 (C0, C1, C2), 브레이크 (B1, B2), 및 일 방향 클러치 (F1) 에 의해 전진 4 단, 후진 1 단의 주변속부 (MG) 가 구성되고, 상기 카운터축 (44) 상에 배치된 1 쌍의 유성 톱니바퀴 장치 (46), 클러치 (C3), 브레이크 (B3), 일 방향 클러치 (F2) 에 의해 부변속부 즉 오버드라이브부 U/D 가 구성되어 있다. 주변속부 (MG) 에 있어서는, 입력축 (22) 은 클러치 (C0, C1, C2) 를 개재하여 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42) 의 캐리어 (K2), 제 1 유성 톱니바퀴 장치 (40) 의 선 기어 (S1), 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42) 의 선 기어 (S2) 에 각각 연결되고 있다. 제 1 유성 톱니바퀴장치 (40) 의 링 기어 (R1) 와 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42) 의 캐리어 (K2) 사이, 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42) 의 링 기어 (R2) 와 제 1 유성 톱니바퀴 장치 (40) 의 캐리어 (K1) 사이 는 각각 연결되어 있고, 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42) 의 선 기어 (S2) 는 브레이크 (B1) 를 개재하여 비회전 부재인 하우징 (28) 에 연결되고, 제 1 유성 톱니바퀴 장치 (40) 의 링 기어 (R1) 는 브레이크 (B2) 를 개재하여 비회전 부재인 하우징 (28) 에 연결되어 있다. 또, 제 2 유성 톱니바퀴 장치 (42) 의 캐리어 (K2) 와 비회전 부재인 하우징 (28) 사이에는, 일 방향 클러치 (F1) 가 설치되어 있다. 그리고, 제 1 유성 톱니바퀴 장치 (40) 의 캐리어 (K1) 에 고정된 제 1 카운터 기어 (G1) 와 제 3 유성 톱니바퀴 장치 (46) 의 링 기어 (R3) 에 고정된 제 2 카운터 기어 (G2) 는 서로 맞물려져 있다. 오버 드라이브부 U/D 에 있어서는, 제 3 유성 기어 장치 (46) 의 캐리어 (K3) 와 선 기어 (S3) 가 클러치 (C3) 를 개재하여 서로 연결되고, 그 선 기어 (S3) 와 비회전 부재인 하우징 (28) 사이에는, 브레이크 (B3) 와 일 방향 클러치 (F2) 가 병렬로 설치되어 있다.

상기 클러치 (C0, C1, C2, C3) 및 브레이크 (B1, B2, B3; 이하, 특별히 구별하지 않는 경우에는 간단히 클러치 (C), 브레이크 (B) 라고 한다) 는, 다판식의 클러치나 밴드 브레이크 등 유압 액츄에이터에 의해 계합 제어되는 유압식 마찰 계합 장치이고, 유압 제어 회로 (98; 도 3 참조) 의 솔레노이드 밸브 (S4, SR) 나 리니어 솔레노이드 밸브 (SL1, SL2, SL3, SLT, SLU) 등의 여자, 비여자나 도시하지 않는 메뉴얼 밸브에 의해 유압 회로가 전환됨으로써, 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이, 계합, 해방 상태가 전환되고, 시프트 레버 (72; 도 3 참조) 의 조작 위치 (포지션) 에 따라 전진 5 단, 후진 1 단, 뉴트럴의 각 기어단이 성립된다. 도 2 의 「1st」∼「5th」는 전진의 제 1 속 기어단∼제 5 속 기어단을 의미하고 있 고, 「○」는 계합, 「×」는 해방, 「△」는 구동시만 계합을 의미하고 있다. 시프트 레버 (72) 는, 예를 들어 도 4 에 나타내는 시프트 패턴에 따라서 주차 포지션 「P」, 후진 주행 포지션 「R」, 뉴트럴 포지션「N」, 전진 주행 포지션 「D」,「4」,「3」,「2」,「1」로 조작되도록 되어 있고, 「P」 및 「N」 포지션에서는 동력 전달을 차단하는 비구동 기어단으로서 뉴트럴이 성립되지만, 「P」포지션에서는 도시하지 않는 미캐니컬 파킹 기구에 의해 기계적으로 구동륜의 회전이 저지된다. 또, 「D」 등의 전진 주행 포지션 또는 「R」 포지션으로 성립되는 전진 5 단, 후진 1 단의 각 기어단은 구동 기어단에 상당한다.

도 3 은, 도 1 의 엔진 (10) 이나 자동 변속기 (14) 등을 제어하기 위해서 차량에 설치된 제어 계통을 설명하는 블록선도로, 엑셀 페달 (50) 의 조작량 (액셀 개도) Acc 가 액셀 조작량 센서 (51) 에 의해 검출되도록 되어 있다. 엑셀 페달 (50) 은, 운전자의 출력 요구량에 따라 크게 밟기 조작되는 것으로, 액셀 조작 부재에 상당하고, 액셀 조작량 Acc 는 출력 요구량에 상당한다. 또, 엔진 (10) 의 흡기 배관에는, 스로틀 액츄에이터 (54) 에 의해 개도 θ_TH 가 변화되는 전자 스로틀 밸브 (56) 가 설치되어 있다. 그 밖에, 엔진 (10) 의 회전 속도 NE 를 검출하기 위한 엔진 회전 속도 센서 (58), 엔진 (10) 의 흡입 공기량 Q 를 검출하기 위한 흡입 공기량 센서 (60), 흡입 공기의 온도 T_A 를 검출하기 위한 흡입 공기 온도 센서 (62), 상기 전자 스로틀 밸브 (56) 의 전폐 상태 (아이돌 상태) 및 그 개도 θ_TH 를 검출하기 위한 아이돌 스위치가 부착된 스로틀 센서 (64), 차속 V 에 대응하는 카운터축 (44) 의 회전 속도 (출력축 회전 속도에 상당) N_OUT 을 검출하기 위한 차속 센서 (66), 엔진 (10) 의 냉각수온 Tw 를 검출하기 위한 냉각수온 센서 (68), 풋 브레이크 조작의 유무를 검출하기 위한 브레이크 스위치 (70) , 시프트 레버 (72) 의 레버 포지션 (조작 위치) P_SH 를 검출하기 위한 레버 포지션 센서 (74), 터빈 회전 속도 NT 를 검출하기 위한 터빈 회전 속도 센서 (76), 유압 제어 회로 (98) 내의 작동유의 온도인 AT 유온 T_OIL 을 검출하기 위한 AT 유온 센서 (78), 제 1 카운터 기어 (G1) 의 회전 속도 NC 를 검출하기 위한 카운터 회전 속도 센서 (80), 이그니션 스위치 (82) 등이 설치되어 있고, 이들 센서로부터, 엔진 회전 속도 NE, 흡입 공기량 Q, 흡입 공기 온도 T_A, 스로틀 밸브 개도 θ_TH, 차속 V (출력 차축 회전 속도 N_OUT), 엔진 냉각수온 Tw, 브레이크 조작의 유무, 시프트 레버 (72) 의 레버 포지션 P_SH, 터빈 회전 속도 NT, AT 유온 To_IL, 카운터 회전 속도 NC, 이그니션 스위치 (82) 의 조작 위치 등을 나타내는 신호가 전자 제어 장치 (90) 에 공급되도록 되어 있다. 상기 터빈 회전 속도 NT 는, 입력 부재인 입력축 (22)에 회전 속도 (입력축 회전 속도 N_IN) 와 동일하다.

전자 제어 장치 (90) 는, CPU , RAM , ROM , 입출력 인터페이스 등을 구비한 소위 마이크로 컴퓨터를 포함하여 구성되어 있고, CPU 는 RAM 의 일시 기억 기능을 이용하면서 미리 ROM 에 기억된 프로그램에 따라 신호 처리를 실시함으로써, 엔진 (10) 의 출력 제어나 자동 변속기 (14) 의 변속 제어 등을 실행하도록 되어 있고, 필요에 따라 엔진 제어용과 변속 제어용으로 나누어 구성된다. 엔진 (10) 의 출력 제어에 대해서는, 스로틀 액츄에이터 (54) 에 의해 전자 스로틀 밸브 (S6) 를 개폐 제어하는 것 외에, 연료 분사량 제어를 위해서 연료 분사 밸브 (92) 를 제어하고, 점화 시기 제어를 위해서 이그나이터 등의 점화 장치 (94) 를 제어한다. 전자 스로틀 밸브 (56) 의 제어는, 예를 들어 도 5 에 나타내는 관계로부터 실제의 액셀 조작량 Acc 에 기초하여 스로틀 액츄에이터 (54) 를 구동하고, 액셀 조작량 Acc 가 증가하는 만큼 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를 증가시킨다. 또, 엔진 (10) 의 시동시에는, 스타터 (전동 모터) (96) 에 의해 크랭크축 (18) 을 크랭크한다.

자동 변속기 (14) 의 변속 제어에 대해서는, 예를 들어 도 6 에 나타내는 미리 기억된 변속 선도 (변속 맵) 로부터 실제의 스로틀 밸브 개도 θ_TH 및 차속 V 에 기초하여 자동 변속기 (14) 의 변속해야 하는 기어단을 결정하고, 즉 현재의 기어단으로부터 변속처의 기어단으로의 변속 판단을 실행하고, 그 결정된 기어단으로의 변속 작동을 개시시키는 변속 출력을 실행함과 함께, 구동력 변화 등의 변속 쇼크가 발생하거나 마찰재의 내구성이 손상되거나 하는 경우가 없도록, 유압 제어 회로 (98) 의 솔레노이드 밸브 (S4, SR) 의 ON (여자), OFF (비여자) 를 전환하거나, 리니어 솔레노이드 밸브 (SL1, SL2, SL3, SLT, SLU) 등의 여자 상태를 연속적으로 변화시키거나 한다. 도 6 의 실선은 업 시프트 선이고, 파선은 다운 시프트 선이며, 차속 V 가 낮아지거나 스로틀 밸브 개도 θ_TH 가 커지거나 함에 따라서, 변속비 (=입력축 회전 속도 N_IN/출력축 회전 속도 N_OUT) 가 큰 저속측의 기어단으로 전환되 도록 되어 있고, 도 중의 「1」∼「5」 는 제 1 속 기어단 「1st」∼제 5 속 기어단 「5th」 를 의미하고 있다.

도 7 은, 유압 제어 회로 (98) 의 주요부로서, 다중 변속의 하나인 1→3 업 시프트의 동작 중에 3→2 다운 시프트가 판단되고, 그 3→2 다운 시프트 동작을 실행하는 경우의 관련 부분을 나타내는 도면이며, 구체적으로는 1→3 업 시프트의 동작으로 계합됨과 함께 3→2 다운 시프트 동작으로 해방되는 클러치 (C0), 및 3→2 다운 시프트 동작으로 계합되는 브레이크 (B1) 에 관련되는 유압 회로 부분이다. 본 실시예에서는, 클러치 C0 이 제 1 마찰 계합 장치이고, 브레이크 (B1) 가 제 2 마찰 계합 장치이다.

도 7 에 있어서, 오일 펌프 (21) 로부터 압송된 작동유는, 릴리프형의 제 1 조압 밸브 (100) 에 의해 조압됨으로써 제 1 라인압 PL1 이 되고, 그 제 1 조압 밸브 (100) 로부터 유출된 작동유는 릴리프형의 제 2 조압 밸브 (102) 에 의해 조압됨으로써 제 2 라인압 PL2 가 되도록 되어 있다. 상기 제 1 조압 밸브 (100) 는, 터빈 토크 T_T 즉 자동 변속기 (14) 의 입력 토크 T_IN, 혹은 그 대용치인 스로틀 밸브 개도 θ_TH 에 따라 제 1 라인압 PL1 을 조압하는 것으로, 그 제 1 라인압 PL1 은, 시프트 레버 (72) 에 연동되는 메뉴얼 밸브 (104) 에 공급되고 있다. 시프트 레버 (72) 가 D 포지션으로 조작되고 있을 때에는, 이 메뉴얼 밸브 (104) 로부터는 제 1 라인압 PL1 로 동일한 크기의 전진 포지션압 P_D 가 리니어 솔레노이드 밸브 (SL1, SL2, SL3) 등의 각 솔레노이드 밸브나 시프트 밸브, 컨트롤 밸브 등에 공 급된다. 도 7 에서는, 브레이크 (B1) 및 클러치 (C0) 와 관련하여, 브레이크 (B1) 의 계합압 P_B1 을 직접 제어하기 위한 리니어 솔레노이드 밸브 (SL3) 와, 클러치 (C0) 의 계합압 P_C0 를 직접 제어하기 위한 리니어 솔레노이드 밸브 (SL1) 와 계합압 P_B1 을 검출하기 위해서 브레이크 (B1) 에 접속된 유압 센서 (106) 와, 계합압 P_CO 를 검출하기 위해서 클러치 (C0) 에 접속된 유압 센서 (108) 와, 리니어 솔레노이드 밸브 (SL3, SL1) 로부터 공급되는 신호 유압에 따라 계합압 P_B1, P_C0 을 각각 조압하는 P_B1 컨트롤 밸브 (110), P_CO 컨트롤 밸브 (112) 가 나타내어져 있다.

도 8 은, 상기 전자 제어 장치 (90) 가 구비하고 있는 각종 제어 기능 중, 다중 변속 제어를 실행하는 부분의 기능 블록선도이며, 자동 변속기 (14) 의 변속 제어와 관련하여 다중 변속 실행 수단 (120) 을 구비하고 있는 것과 함께, 엔진 (10) 의 토크 다운 제어와 관련하여 토크 다운 제어 실행 수단 (130) 을 구비하고 있다. 다중 변속 실행 수단 (120) 은, 엑셀 페달 (50) 이 복귀 조작되는 파워 OFF 에 수반하여 도 6 의 변속 맵에 따라 업 시프트가 판단되고, 상기 클러치 (C) 및 브레이크 (B) 의 어느 하나를 계합하는 업 시프트 동작을 실행하고 있는 중에, 엑셀 페달 (50) 이 밟기 조작됨으로써 도 6 의 변속 맵에 따라 다운 시프트 판단이 이루어진 경우에, 그 계합 중의 마찰 계합 장치를 해방함과 함께 클러치 (C) 및 브레이크 (B) 의 다른 마찰 계합 장치를 계합하는 다운 시프트 동작을 신속하게 실행하는 것으로, 예를 들어 기어단을 1 단 이상 올려 업 시프트하는 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되어 중간의 기어단까지 다운 시프트하는 것이다. 구체적으로는, 엑셀 페달 (50) 을 크게 밟아 발진한 후에 엑셀 페달 (50) 이 복귀 조작됨으로써, 도 6 의 변속 맵에 따라 제 1 속 기어단「1st」로부터 제 3 속 기어단 「3rd」로 변속하는 1→3 의 비월 업 시프트가 판단되면, 클러치 (C0) 를 계합하는 1→3 업 시프트 동작을 실행하지만, 그 1→3 업 시프트 동작의 실행 중에 엑셀 페달 (50) 이 다시 밟기 조작 되어, 도 6 의 변속 맵에 따라 제 3 속 기어단 「3rd」 로부터 제 2 속 기어단 「2nd」 로 변속하는 3→2 다운 시프트의 판단이 이루어진 경우에, 계합 도중의 클러치 (C0) 를 해방함과 함께 브레이크 (B1) 를 계합하는 3→2 다운 시프트 동작을 실행하는 경우 등이다.

토크 다운 제어 실행 수단 (130) 은, 상기 다중 변속 실행 수단 (120) 에 의해 다중 변속이 실행되는 경우에, 그 실행 중에 엔진 (10) 의 토크를 일시적으로 저하시키는 토크 다운 제어를 실시하는 것으로, 변화 경향 판단 수단 (132), 토크 다운 제어 대기 수단 (134), 토크 다운량 설정 수단 (136), 복귀 제어 수단 (138) 을 기능적으로 구비하고 있고, 도 9 의 플로우 차트에 따라 신호 처리를 실행한다. 도 9 의 단계 S2 는 변화 경향 판단 수단 (132) 에 상당하고, 단계 S3 및 S4 는 토크 다운 제어 대기 수단 (134) 에 상당하며, 단계 S5 및 S9 는 토크 다운량 설정 수단 (136) 에 상당하고, 단계 S6∼S8 은 복귀 제어 수단 (138) 에 상당한다.

도 9 의 단계 S1 에서는, 파워 OFF 업 시프트 변속 중의 다운 시프트 출력인지의 여부, 즉 1→3 업 시프트 동작의 실행 중에 3→2 다운 시프트가 판단되고, 상기 다중 변속 실행 수단 (120) 에 의해 그 3→2 다운 시프트를 실행하기 위해서 클 러치 (C0) 를 해방함과 함께 브레이크 (B1) 를 계합하는 3→2 다운 시프트의 변속 지령이 출력되는지의 여부를 판단한다. 그리고, 다중 변속 실행 수단 (120) 에 의해 3→2 다운 시프트의 변속 지령이 출력되면 단계 S2 를 실행하고, 그 때의 터빈 회전 속도 NT 가, 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 ntdoki 에 소정치 n1 을 가산한 제어 전환 회전 속도 (ntdoki＋n1) 보다 낮은지의 여부를 판단한다. 동기 회전 속도 ntdoki 는, 현재의 차속 즉 출력축 회전 속도 N_OUT 와 다운 시프트 후의 기어단인 제 2 속 기어단 「2nd」의 변속비를 곱함으로써 구해진다.

상기 단계 S2 는, 3→2 다운 시프트의 실행 중에 있어서의 터빈 회전 속도 NT의 변화가 상승하고 있는지 하강하고 있는지를 판단하기 위한 것으로, 기본적으로는 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 ntdoki 보다 높은 경우에는 도 10 에 나타내는 바와 같이 하강하고, 동기 회전 속도 ntdoki 보다 낮은 경우에는 도 11 에 나타내는 바와 같이 상승하지만, 엔진 (10) 의 토크의 응답 지연이나 변속 제어의 응답 지연, 엔진 (10) 의 이너셔, 다운 시프트의 종류 등에 의해 어긋나기 때문에, 그것 등을 고려하여 미리 정해진 소정치 n1 을 가산하여 제어 전환 회전 속도 (ntdoki＋n1) 를 구하고, 그 제어 전환 회전 속도 (ntdoki＋n1) 와 비교하여 판단한다. 소정치 n1 은, 다운 시프트의 종류마다 일정치가 정해져도 되지만, 예를 들어 3→2 다운 시프트 동작 개시시 (도 10, 도 11 에 있어서의 시간 t₂) 의 엔진 회전 속도 NE 나 AT 유온 T_OIL 등을 파라미터로 하여 미리 정해진 연산식이나 데이터 맵 등으로부터 산출하도록 해도 된다.

상기 단계 S2 의 판단이 YES (긍정) 인 경우, 즉 NT ＜(ntdoki＋n1) 에서 다운 시프트 실행 중인 터빈 회전 속도 NT 의 변화가 상승하는 경우에는 단계 S3 이하를 실행하고, NO (부정) 인 경우, 즉 NT≥(ntdoki＋ n1) 에서 다운 시프트 실행 중인 터빈 회전 속도 NT 의 변화가 하강하는 경우에는 단계 S9 이하를 실행한다. 도 10 은, 터빈 회전 속도 NT 의 변화가 하강하는 경우, 즉 단계 S9 이하가 실행되는 경우의 타임 차트의 일례이고, 도 11 은, 터빈 회전 속도 NT 의 변화가 상승하는 경우, 즉 단계 S3 이하가 실행되는 경우의 타임 차트의 일례로서, 어느 것이나 시간 t₁ 은 액셀 OFF 즉 스로틀 밸브 개도 θ_TH=0 에서 1→3 의 비월 업 시프트 지령이 출력된 시간이고, 시간 t₂ 는 액셀 ON 에 수반하여 1→3 비월 업 시프트 도중에서 3→2 다운 시프트 지령이 출력된 시간이다. 또, 도 10, 도 11 의 「SPC0」 은, 제 1 마찰 계합 장치인 클러치 (C0) 의 계합압 P_C0 를 직접 제어하는 리니어 솔레노이드 밸브 (SL1) 에 대한 유압 제어용 구동 신호이고, 「SPB1」은, 제 2 마찰 계합 장치인 브레이크 (B1) 의 계합압 P_B1 을 직접 제어하는 리니어 솔레노이드 밸브 (SL3) 에 대한 유압 제어용 구동 신호로서, 실제의 계합압 P_C0, P_B1 은 이들의 구동 신호 SPC0, SPB1 에 지연되어 변화한다. 또, 터빈 회전 속도 NT 의 부분의 종축의 눈금 「1st」, 「2nd」, 「3rd」 는, 그들 기어단의 동기 회전 속도로서, 차속 즉 출력 축 회전 속도 N_OUT 와 각 기어단의 변속비를 곱함으로써 구해지며, 터빈 회전 속도 NT 가 그들의 동기 회전 속도와 일치하는 경우에는, 그 기어단 이 성립하고 있는 것을 의미하고 있고, 그들의 동기 회전 속도의 중간에 위치하고 있는 경우에는 변속 도중에 있는 것을 의미하고 있다.

그리고, 상기 단계 후 S2 의 판단이 YES (긍정) 인 경우에 실행하는 단계 S 3 에서는 토크 다운 제어의 실행을 대기하고, 단계 S4 에서는, 터빈 회전 속도 NT 가, 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 ntdoki 보다 소정치 n2 만큼 낮은 제어 개시 회전 속도 (ntdoki－n2) 이상까지 상승했는지의 여부를 판단하고, NT≥(ntdoki－n2) 에 이르면 단계 S5 에서 토크 다운 제어를 실시한다. 즉, 터빈 회전 속도 NT 가 제어 전환 회전 속도 (ntdoki＋n1) 보다 낮은 경우에는, 3→2 다운 시프트 동작에 의해 터빈 회전 속도 NT 를 동기 회전 속도 ntdoki 까지 상승시킬 필요가 있기 때문에, 즉시 토크 다운 제어를 실시하지 않고, 터빈 회전 속도 NT 가 소정의 제어 개시 회전 속도 (ntdoki－n2) 이상에 도달할 때까지 기다려서 토크 다운 제어를 실시하는 것이다.

상기 제어 개시 회전 속도 (ntdoki－n2) 는 토크 다운 제어를 개시하는 회전 속도이고, 소정치 n2 는, 엔진 (10) 이 오버스피딩하거나 변속 쇼크가 악화되거나 하는 것을 방지하면서, 터빈 회전 속도 NT 가 신속하게 상승하여 다운 시프트 동작이 신속하게 실시되도록, 엔진 (10) 의 토크의 응답 지연이나 엔진 (10) 의 이너셔, 단계 S5 의 토크 다운 제어에 있어서의 전자 스로틀 밸브 (56) 가 닫힘 개도 thdoki 등을 고려하여 미리 실험 등에 의해 정해진다. 이 소정치 n2 는, 다운 시프트의 종류마다 일정치가 정해져도 되지만, 예를 들어 3→2 다운 시프트 동작 개시시의 엔진 회전 속도 NE 나 AT 유온 T_OIL 등을 파라미터로 하여 미리 정해진 연산식이나 데이타 맵 등으로부터 산출하도록 해도 된다. 도 11 의 시간 t₃ 는, 터빈 회전 속도 NT 가 제어 개시 회전 속도 (ntdoki－n2) 이상까지 상승하고, 단계 후 S4 의 판단이 YES가 되어 단계 S5 의 토크 다운 제어가 개시된 시간이다.

단계 S5 의 토크 다운 제어는, 엔진 (10) 의 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를, 그 엔진 (10) 이 터빈 회전 속도 NT 를 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 ntdoki 까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도 thdoki 까지 닫힘 제어함으로써 실시된다. 이 토크 다운 제어는, 터빈 회전 속도 NT 의 상승 비율을 완만하게 하여 엔진 (10) 의 오버스피딩이나 변속 쇼크의 악화를 방지하기 위한 것이지만, 터빈 회전 속도 NT 가 확실하게 동기 회전 속도 ntdoki 를 상회할 수 있도록, 상기 닫힘 개도 thdoki 는, 엔진 (10) 의 토크의 응답 지연이나 엔진 (10) 의 이너셔, 상기 단계 S4 에 있어서의 소정치 n2 등을 고려하여 미리 실험 등에 의해 정해진다. 이 닫힘 개도 thdoki 는, 다운 시프트의 종류마다 일정치가 정해져도 되지만, 예를 들어 3→2 다운 시프트 동작 개시시의 엔진 회전 속도 NE 나 AT 유온 T_OIL 등을 파라미터로 하여 미리 정해진 연산식이나 데이터 맵 등으로부터 산출하도록 해도 된다.

다음의 단계 (S6) 에서는, 터빈 회전 속도 NT 가, 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 ntdoki 보다 소정치 n3 만큼 높은 복귀 회전 속도 (ntcloki＋n3) 를 상회하였는지의 여부를 판단하고, NT＞(ntdoki＋n3) 가 되면 단계 S7 을 실행한다. 단계 S7 에서는, 3→2 다운 시프트 동작에 있어서의 브레이크 (B1) 의 계합 제어로 터빈 회전 속도 NT 가 저하되고, 상기 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n3) 이하까지 하강하였는지의 여부를 판단하고, NT

(ntdoki＋n3) 이 되면, 단계 S8 으로 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를 소정의 증가 비율로 현재의 액셀 조작량 Acc 에 대응하는 스로틀 밸브 개도 θ_TH 에 이를 때까지 증대시킨다. 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n3) 는, 토크 다운 제어의 종료로 엔진 (10) 이 오버스피딩하는 것을 방지하면서, 3→2 다운 시프트의 완료 후에 토크를 신속하게 시작하기 위한 것으로, 청구항 8 의 제 1 복귀 회전 속도에 상당하고, 소정치 n3 은, 엔진 (10) 의 토크의 응답 지연이나 엔진 (10) 의 이너셔 등을 고려하여 미리 실험 등에 의해 정해진다. 이 소정치 n3 은, 타운 시프트의 종류마다 일정치가 정해져도 되지만, 예를 들어 3→2 다운 시프트 동작 개시시의 엔진 회전 속도 NE 나 AT 유온 T_OIL 등을 파라미터로 하여 미리 정해진 결산식이나 데이터 맵 등으로부터 산출하도록 해도 된다. 도 11 의 시간 t₄ 는, 터빈 회전 속도 NT 가 복귀 회전 속도 (ntcloki＋n3) 이하까지 하강하고, 단계 S7 의 판단이 YES 가 되어 단계 S8 의 복귀 처리가 개시된 시간이고, 스로틀 밸브 개도 θ_TH 의 부분의 파선은, 액셀 조작량 Acc 에 대응하는 스로틀 밸브 개도 θ_TH 이다.

한편, 상기 단계 S2 의 판단이 NO (부정) 인 경우, 즉 NT

(ntdoki＋n1) 일 때에는 단계 S9 를 실행하고, 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를 전폐로 하여 토크 다운 제 어를 실시한다. 즉, 터빈 회전 속도 NT 가 제어 전환 회전 속도 (ntcloki＋n1) 이상인 경우에는, 3→2 다운 시프트 동작 중에 터빈 회전 속도 NT 를 동기 회전 속도 ntdoki 까지 하강시킬 필요가 있기 때문에, 즉시 토크 다운 제어를 개시하여 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를 전폐까지 닫힘 제어하는 것이다. 그 후, 상기 단계 S7 이하를 실행하고, 터빈 회전 속도 NT 가 복귀 회전 속도 (ntcloki＋n3) 이하까지 하강하면, 단계 S8 에서 토크 다운 제어의 복귀 처리를 실시한다. 도 10 의 시간 t₃ 은, 터빈 회전 속도 NT 가 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n3) 이하까지 하강하고, 단계 S7 의 판단이 YES 가 되어 단계 S8 의 복귀 처리가 개시된 시간이고, 스로틀 밸브 개도 θ_TH 의 부분의 파선은, 액셀 조작량 Acc 에 대응하는 스로틀 밸브 개도 θ_TH 이다. 이 때의 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n3) 는 청구항 8 의 제 2 복귀 회전 속도에 상당하고, 본 실시예에서는 상기 제 1 복귀 회전 속도와 동일하지만, 이 경우에는 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를 전폐까지 닫힘 제어하기 때문에, 예를 들어 상기 소정치 n3 보다 큰 소정치 n4 를 동기 회전 속도 ntdoki 에 가산한 제 2 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n4) 이하까지 하강한 시점에서 단계 S8 의 복귀 처리를 실시하도록 해도 된다.

이와 같이 본 실시예의 변속 제어 장치에 있어서는, 1→3 업 시프트 동작 중에 3→2 다운 시프트 판단이 이루어진 경우에 그 다운 시프트 동작이 즉시 개시되는 한편, 그 다운 시프트 동작의 개시시 (시간 t₂) 에 있어서의 터빈 회전 속도 NT 가, 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 ntdoki 에 따라 정해지는 제어 전환 회전 속도 (ntcloki＋n1) 이상인지의 여부에 따라, 다운 시프트 중의 터빈 회전 속도 NT 의 변화의 경향, 즉 하강하는지 상승하는지를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 상이한 태양에서 토크 다운 제어를 실행하기 때문에, 다운 시프트 중의 터빈 회전 속도 NT 의 변화 경향의 차이에 관계없이, 엔진 (10) 의 오버스피딩이나 변속 쇼크의 악화를 회피하면서 3→2 다운 시프트가 신속하게 실시되어 원하는 구동력이 신속하게 얻어지도록, 항상 적절하게 토크 다운 제어를 실시하게 된다.

즉, 다운 시프트 동작 개시시의 터빈 회전 속도 NT 가 제어 전환 회전 속도(ntcloki＋n1) 보다 낮은 경우, 바꾸어 말하면 3→2 다운 시프트 동작으로 터빈 회전 속도 NT 를 동기 회전 속도 ntdoki 까지 상승시킬 필요가 있는 경우에는, 단계 S3 이하를 실행함으로써, 즉시 토크 다운 제어를 실시하지 않고, 터빈 회전 속도 NT 가 제어 개시 회전 속도 (ntdoki－n2) 이상으로 도달할 때까지 기다려서 토크 다운 제어를 개시하기 때문에, 엔진 (10) 의 토크에 의해 터빈 회전 속도 NT 가 신속하게 상승됨과 함께, 그 후의 토크 다운 제어에 의해 엔진 (10) 의 오버스피딩을 방지하면서 신속하게 다운 시프트가 실시되게 되어, 원하는 구동력이 신속하게 얻어지게 된다.

또, 상기 토크 다운 제어는, 엔진 (10) 의 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를, 그 엔진 (10) 이 터빈 회전 속도 NT 를 다운 시프트 후의 동기 회전 속도 ntdoki 까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도 thdoki 까지 닫힘 제어함으로써 실 시되기 때문에, 엔진 (10) 의 오버스피딩을 방지하면서 그 엔진 토크에 의해 터빈 회전 속도 NT 를 더욱 신속하게 동기 회전 속도 ntdoki 까지 상승시킬 수 있어, 더욱 뛰어난 변속 응답성이 얻어지게 된다.

또, 터빈 회전 속도 NT 가 소정의 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n3) 를 일단 상회한 후에, 그 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n3) 이하까지 하강한 시점에서 토크 다운 제어로부터의 복귀 처리를 개시하기 때문에, 토크 다운 제어로부터의 복귀로 엔진 (10) 이 오버스피딩하는 것을 방지하면서, 다운 시프트 완료 후의 토크를 신속하게 시작할 수가 있다.

한편, 다운 시프트 동작 개시시의 터빈 회전 속도 NT 가 제어 전환 회전 속도 (ntdoki＋n1) 이상인 경우, 즉 3→2 다운 시프트 동작으로 터빈 회전 속도 NT 를 동기 회전 속도 ntdoki 까지 하강시킬 필요가 있는 경우에는, 단계 S9 이하를 실행하고, 단계 S9 에서, 즉시 토크 다운 제어를 개시하여 스로틀 밸브 개도 θ_TH 를 전폐까지 닫힘 제어한다. 복귀 회전 속도 (ntdoki＋n3) 이하까지 하강하면 토크 다운 제어의 종료 처리를 개시하기 때문에, 엔진 (10) 의 오버스피딩을 방지하면서 신속하게 다운 시프트가 실시됨과 함께, 다운 시프트 완료 후의 토크를 신속하게 시작할 수가 있어, 원하는 구동력이 신속하게 얻어지게 된다.

또, 본 실시예에서는, 다운 시프트 동작의 개시시의 터빈 회전 속도 NT 가, 동기 회전 속도 ntdoki 에 소정치 n1 을 가산한 제어 전환 회전 속도 (ntdoki＋n1 ) 보다 낮을 때에는, 다운 시프트시의 터빈 회전 속도 NT 의 변화가 상승한다고 판단 하고, 그 제어 전환 회전 속도 (ntdoki＋n1) 이상일 때에는 하강한다고 판단하기 때문에, 터빈 회전 속도 NT 의 변화 경향을 간단하고 또한 신속하게 판단할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 상세하게 설명하였지만, 이것은 어디까지나 일실시 형태로서, 본 발명은 당업자의 지식에 기초하여 다양하게 변경, 개량한 태양으로 실시할 수 있다.

본 발명에 따르면 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되어 다운 시프트 할 때에 토크 다운 제어를 실행하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어, 동력원의 오버스피딩을 방지하면서 입력 부재의 회전 속도를 신속하게 동기 회전 속도까지 변화시킬 수 있고, 다운 시프트의 완료를 거쳐 원하는 구동력이 신속하게 얻어지는 이점이 있다.

Claims (16)

1. 동력원으로부터 입력 부재에 전달된 회전을 변속하여 구동륜측으로 출력하는 자동 변속기의 변속 제어에 관하여, 제 1 마찰 계합 장치 (摩擦係合裝置) 를 계합하는 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되면, 상기 제 1 마찰 계합 장치를 해방함과 함께 제 2 마찰 계합 장치를 계합하는 다운 시프트 동작을 실행하는 자동 변속기의 변속 제어장치로서,

   상기 다운 시프트가 판단됨으로써 상기 다운 시프트 동작을 개시하는 다중 변속 실행부; 및

   상기 다운 시프트 동작의 개시 후, 상기 입력 부재의 회전 속도가 다운 시프트 후의 기어단의 변속비에 따라 정해지는 동기 회전 속도보다 낮은 미리 정해진 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승하였는지의 여부를 판단하고, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 상기 동력원의 토크를 저감시키는 토크 다운 제어를 실행하는 토크 다운 제어 실행부를 포함하는,변속 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 동력원은, 스로틀 밸브 개도를 전기적으로 제어하는 내연기관을 포함하고,

   상기 토크 다운 제어 실행부는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를, 상기 엔진이 상기 입력 부재의 회전을 상기 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어하는, 변속 제어 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 토크 다운 제어 실행부는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 상기 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어를 종료시키는, 변속 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 토크 다운 제어 실행부는, 상기 다운 시프트 동작의 개시시의 입력 부재의 회전 속도를 상기 동기 회전 속도와 비교함으로써, 다운 시프트 중의 입력 부재의 회전 속도가 상승할지 하강할지를 판단하는 변화 경향 판단부를 구비하고 있고, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상승할지 하강할지에 따라 상이한 태양으로 토크 다운 제어를 실행하는, 변속 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 변화 경향 판단부는, 상기 다운 시프트 동작의 개시시의 입력 부재의 회전 속도가, 상기 동기 회전 속도에 기초하여 설정되는 제어 전환 회전 속도보다 낮을 때에는 상승한다고 판단하고, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 제어 전환 회전 속도 이상일 때에는 하강한다고 판단하는, 변속 제어 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 다중 변속 실행부는, 상기 변화 경향 판단부에 의해 상기 입력 부재의 회전 속도가 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 토크 다운 제어를 실행하고, 상기 변화 경향 판단부에 의해 상기 회전 속도가 하강한다고 판단된 경우에는 즉시 토크 다운 제어를 실행하는, 변속 제어 장치.
7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 동력원은, 스로틀 밸브 개도를 전기적으로 제어하는 내연 기관이고,

   상기 토크 다운 제어 실행부는, 상기 변화 경향 판단부에 의해 상기 입력 부재의 회전 속도가 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를, 상기 엔진이 상기 입력 부재의 회전을 상기 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어하고, 상기 변화 경향 판단부에 의해 상기 회전 속도가 하강한다고 판단된 경우에는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를 전폐 (全閉) 까지 닫힘 제어하는, 변속 제어 장치.
8. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 토크 다운 제어 실행부는, 상기 변화 경향 판단부에 의해 상기 입력 부재의 회전 속도가 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 제 1 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 상기 제 1 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어를 종료시키고, 상기 변화 경향 판단부에 의해 상기 회전 속도가 하강한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 제 2 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어를 종료시키는, 변속 제어 장치.
9. 동력원으로부터 입력 부재에 전달된 회전을 변속하여 구동륜측으로 출력하는 자동 변속기의 변속 제어에 관해서, 제 1 마찰 계합 장치를 계합하는 업 시프트 동작 중에 다운 시프트가 판단되면, 상기 제 1 마찰 계합 장치를 해방함과 함께 제 2 마찰 계합 장치를 계합하는 다운 시프트 동작을 실행하는 자동 변속기의 변속 제어 방법으로서,

   상기 다운 시프트가 판단됨으로써 상기 다운 시프트 동작을 개시하고;

   상기 다운 시프트 동작의 개시 후, 상기 입력 부재의 회전 속도가 다운 시프트 후의 기어단의 변속비에 따라 정해지는 동기 회전 속도보다 낮은 미리 정해진 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승하였는지의 여부를 판단하며;

   상기 입력 부재의 회전 속도가, 상기 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 상기 동력원의 토크를 저감시키는 토크 다운 제어를 실행하는 것을 포함하는, 변속 제어 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 동력원은, 스로틀 밸브 개도를 전기적으로 제어하는 내연 기관을 포함하고,

    상기 토크 다운 제어는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를, 상기 엔진이 상기 입력 부재의 회전을 상기 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어하는, 변속 제어 방법.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 상기 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어를 종료시키는 것을 더 포함하는, 변속 제어 방법.
12. 제 9 항에 있어서,

    상기 다운 시프트 동작의 개시시의 입력 부재의 회전 속도를 상기 동기 회전 속도와 비교함으로써 다운 시프트 중의 입력 부재의 회전 속도가 상승할지 하강할지를 판단하고;

    상기 입력 부재의 회전 속도가 상승할지 하강할지에 따라 상이한 태양으로 토크 다운 제어를 실행하는 것을 더 포함하는, 변속 제어 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 다운 시프트 동작의 개시시의 입력 부재의 회전 속도가, 상기 동기 회전 속도에 기초하여 설정되는 제어 전환 회전 속도보다 낮을 때에는 상기 회전 속도가 상승한다고 판단하고,

    상기 회전 속도가, 상기 제어 전환 회전 속도 이상일 때에는 상기 회전 속도가 하강한다고 판단하는, 변속 제어 방법.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 입력 부재의 회전 속도가 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 제어 개시 회전 속도 이상까지 상승한 시점에서 토크 다운 제어를 실행하고,

    상기 회전 속도가 하강한다고 판단된 경우에는, 즉시 토크 다운 제어를 실행하는, 변속 제어 방법.
15. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 동력원은, 스로틀 밸브 개도를 전기적으로 제어하는 내연 기관이고,

    상기 토크 다운 제어는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를, 상기 엔진이 상기 입력 부재의 회전을 상기 동기 회전 속도까지 상승시킬 수 있는 토크를 출력할 수 있는 개도까지 닫힘 제어하고,

    상기 회전 속도가 하강한다고 판단된 경우에는, 상기 엔진의 스로틀 밸브 개도를 전폐까지 닫힘 제어하는, 변속 제어 방법.
16. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 토크 다운 제어는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상승한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 제 1 복귀 회전 속도를 일단 상회한 후에, 상기 제 1 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 종료하고,

    상기 회전 속도가 하강한다고 판단된 경우에는, 상기 입력 부재의 회전 속도가 상기 동기 회전 속도보다 높은 미리 정해진 제 2 복귀 회전 속도 이하까지 하강한 시점에서 상기 토크 다운 제어를 종료하는, 변속 제어 방법.

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