KR101559180B1

KR101559180B1 - 자동 변속기의 변속 제어 장치

Info

Publication number: KR101559180B1
Application number: KR1020090054320A
Authority: KR
Inventors: 고오 엔도오; 마사미 스즈끼
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤; 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2008-06-19
Filing date: 2009-06-18
Publication date: 2015-10-12
Also published as: EP2136109B1; EP2136109A2; EP2136109A3; CN101608686B; JP2010001954A; US8131436B2; JP4787293B2; KR20090132527A; CN101608686A; US20090319142A1

Abstract

본 발명의 과제는, 차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속시, 변속 쇼크의 저감과 변속 시간의 단축화의 양립을 도모할 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)을 구비하고, 검출된 기어비를 기초로 하여 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 제어하는 자동 변속의 변속 제어 장치에 있어서, 변속 제어 수단(도 4)은, 출력축 회전 속도 센서(5)에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때(스텝 S43에서 "예"), 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크를 완료시키는 프리차지 제어부(스텝 S52, 스텝 S53)와, 프리차지 제어부에 의한 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크의 완료를 판단한 후, 출력축 회전 속도 센서(5)에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때에 비교하여 짧은 시간에 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최대값까지 상승시키는 극저차속시 제어부(스텝 S54 내지 스텝 S59)를 갖는다.

엔진, 차속 센서, 프리차지 제어부, 유성 기어, 자동 변속기 컨트롤러

Description

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

본 발명은 차속 검출 정밀도가 문제가 되는 극저차속시, 통상의 변속 제어 시에 비해 변속 진행 속도를 높이는 자동 변속기의 변속 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 차속이나 기어비의 검출이 실질적으로 불가능한 저차속에서 변속하는 경우에, 지령 유압을 일정 구배 또는 단계적으로 상승시킴으로써, 변속이 장황해지는 것을 방지하는 자동 변속기의 변속 제어 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2002-089674호 공보

그러나, 종래의 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서는, 차속 센서에 의한 정확한 차속 검출을 할 수 없을 때, 변속 개시 영역의 프리차지 제어나 변속의 진행에 따라서 실행되는 각 페이즈 제어를 고려하지 않고, 지령 유압을 일정 구배 또는 단계적으로 상승시키고 있다. 이로 인해, 지령 유압의 구배를 급하게 하면, 변속 시간의 단축화를 도모할 수는 있지만, 클러치의 피스톤 스트로크 완료시에 변속 쇼크가 발생한다는 문제가 있었다. 한편, 지령 유압의 구배를 완만하게 하면, 변속 쇼크를 저감시킬 수는 있지만, 의도하는 변속 시간의 단축화를 달성할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속시, 변속 쇼크의 저감과 변속 시간의 단축화의 양립을 도모할 수 있는 자동 변속기의 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 수단을 구비하고, 검출된 기어비를 기초로 하여 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 제어하는 자동 변속의 변속 제어 장치에 있어서,

상기 변속 제어 수단은,

차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속(極低車速)일 때, 다른 기어단으로의 변속 지령 후에, 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 급상승시킨 후 급강하시키고, 상기 급강하 시점의 지령 유압을 서서히 상승시켜, 상기 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크를 완료시키는 프리차지 제어부와,

상기 프리차지 제어부에 의한 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크의 완료를 판단한 후, 차속 센서에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때에 비교하여 짧은 시간에 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최대값까지 상승시키는 극저차속시 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서는, 차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때, 변속 제어 수단의 프리차지 제어부에 의한 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크의 완료를 판단한 후, 극저차속시 제어부에 있어서, 차속 센서에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때에 비교하여 짧은 시간에 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최대값까지 상승시키는 제어가 행해진다.

즉, 차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때에, 변속 개시 영역의 프리차지 제어와, 변속의 진행에 따라서 실행되는 각 페이즈 제어를 분류하고, 프리차지 제어측에서는, 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크의 완료를 기다리는 제어로 하고 있으므로, 피스톤 스트로크 완료시의 쇼크가 억제된다. 그리고, 각 페이즈 제어측에서는, 짧은 시간에 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최 대값까지 상승시키는 제어가 행해지므로, 기어비를 기초로 하는 지령 유압 제어의 경우에 비해 변속 시간이 단축화된다.

이 결과, 차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속시, 변속 쇼크의 저감과 변속 시간의 단축화의 양립을 도모할 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 컨 트롤 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 검출하는 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 기 어(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 기어(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 전달 한다.

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 구성된다.

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 제1 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 전의 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 다운 시프트의 변속 지시가 있었을 때의 변속 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도로, 이하 각 스텝에 대해 설명한다(변속 제어 수단). 또한, 이 변속 제어 처리 중에는, 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 연산하여, 실제 기어비 정보를 항상 판독 하고 있다. 또한 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 있다는 판단에 이어서, 변속 지령이 전환 체결에 의한 다운 시프트의 변속 제어가 행해지는 다운 시프트 지령인지 여부를 판단하여, "예"(변속 지령이 다운 시프트 지령)인 경우에는 스텝 S43으로 이행하고, "아니오"(변속 지령이 다운 시프트 지령 이외)인 경우에는 스텝 S42로 이행한다.

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

스텝 S43에서는, 스텝 S41에서의 변속 지령이 다운 시프트 지령이라는 판단에 이어서, 출력축 회전 속도 센서(5)(차속 센서)로부터 얻어지는 차속(Vsp)이 임계값 α 이하인지 여부를 판단하여, "예"(Vsp≤α)인 경우에는 스텝 S52로 이행하고, "아니오"(Vsp＞α)인 경우에는 스텝 S44로 이행한다.

여기서,「임계값 α」는 출력축 회전 속도 센서(5)에 의해 정확한 차속(Vsp)의 검출을 할 수 없는 극저차속 영역의 상한을 정하는 값이며, 예를 들어 α=5㎞/h 정도로 설정된다.

스텝 S44에서는, 스텝 S43에서의 Vsp＞α, 즉, 출력축 회전 속도 센서(5)에 의해 정확한 차속(Vsp)의 검출이 가능하다는 판단에 이어서, 다운 시프트의 전환 체결 변속에 관여하는 체결측 마찰 체결 요소와 해방측 마찰 체결 요소 중, 체결측 마찰 체결 요소의 지령 유압을 급상승시킨 후 급강하시키고, 상기 급강하 시점의 지령 유압을 서서히 상승시켜 피스톤 스트로크를 완료시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 소정의 유압까지 저감시키는 프리차지 제어를 실행하고, 스텝 S45로 이행한다.

스텝 S45에서는, 스텝 S44에서의 통상의 프리차지 제어에 이어서, 프리차지 제어 개시시에 시작하는 타이머값(T)이 제1 설정값(T1) 이상인지 여부를 판단하여, "예"(T≥T1)인 경우에는 스텝 S46으로 이행하고, "아니오"(T＜T1)인 경우에는 스텝 S44로 복귀한다. 여기서,「제1 설정값(T1)」은, 전환 체결 다운 시프트시에 있어서 체결측 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크를 완료시키는 데 필요로 하는 시간으로 설정된다.

스텝 S46에서는, 스텝 S45에서의 T≥T1이라는 판단, 혹은 스텝 S47에서의 기어비 조건과 시간 조건의 양방이 불성립이라는 판단에 이어서, 변속의 진행 도중에 발생하는 토크 페이즈(입력 회전이 변화되지 않고, 출력축 토크만이 변화되는 상)에 있어서 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 저하시키는 토크 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S47로 이행한다.

스텝 S47에서는, 스텝 S46에서의 토크 페이즈 제어의 실행에 이어서, 실제 기어비(GR)(현재의 기어비)가 이너셔 페이즈 개시 판정 기어비(GR_St) 이상이라는 기어비 조건, 혹은 토크 페이즈 제어 개시시에 시작하는 토크 페이즈 제어용 제1 백업 타이머(TB1)가 제1 정상 설정값(TL1) 이상이라는 시간 조건 중 어느 하나가 성립하였는지 여부를 판단하여, "예"(기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립)인 경우에는 스텝 S48로 이행하고, "아니오"(기어비 조건과 시간 조건의 양방이 불성립)인 경우에는 스텝 S46으로 복귀한다. 또한, 시간 조건이 성립하여 스텝 S48로 이행하는 경우에는, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 소정의 토크 페이즈 제어 종료시 하한 유압으로 급상승시킨 후에 스텝 S48로 이행한다.

스텝 S48에서는, 스텝 S47에서의 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립한다는 판단, 혹은 스텝 S49에서의 기어비 조건과 시간 조건의 양방이 불성립한다는 판단에 이어서, 변속의 진행 도중에 발생하는 이너셔 페이즈(구동계의 관성력의 변화를 주된 원인으로 하여 변속기 입력 회전수가 변화되는 상)에 있어서 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 서서히 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 저하시키는 이너셔 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S49로 이행한다.

스텝 S49에서는, 스텝 S48에서의 이너셔 페이즈 제어의 실행에 이어서, 실제 기어비(GR)(현재의 기어비)가 이너셔 페이즈 종료 판정 기어비(GR_End) 이상이라는 기어비 조건, 혹은 이너셔 페이즈 제어 개시시에 시작하는 이너셔 페이즈 제어용 제2 백업 타이머(TB2)가 제2 정상 설정값(TL2) 이상이라는 시간 조건의 어느 하나가 성립하였는지 여부를 판단하여, "예"(기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립)인 경우에는 스텝 S50으로 이행하고, "아니오"(기어비 조건과 시간 조건의 양방이 불성립)인 경우에는 스텝 S48로 복귀한다. 또한, 시간 조건이 성립하여 스텝 S50으로 이행하는 경우에는, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 소정의 이너셔 페이즈 제어 종료시 하한 유압으로 급상승시킨 후에 스텝 S50으로 이행한다.

스텝 S50에서는, 스텝 S49에서의 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립이라는 판단, 혹은 스텝 S51에서의 기어비 조건과 시간 조건의 양방이 불성립이라는 판단에 이어서, 실제 기어비가 변속 후의 기어비에 도달한 것을 확인하고, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 최대값까지 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 최소값(드레인압)까지 저하시키는 변속 종료 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S51로 이행한다.

이「변속 종료 페이즈 제어」는, 실제 기어비가 변속 후의 기어비에 도달하였다고 판정될 때까지의「동기 판정 페이즈 제어」와, 동기 판정에 의해 개시되어 체결압이 최대값이 되고 해방압이 최소값이 되었을 때에 종료되는「종료 처리 제어」를 합한 제어이다. 또한,「동기 판정 페이즈 제어」와「종료 처리 제어」로 나눈 경우에는, 각각에 대해 백업 타이머를 마련하는 제어로 한다.

스텝 S51에서는, 스텝 S50에서의 변속 종료 페이즈 제어의 실행에 이어서, 실제 기어비(GR)(현재의 기어비)가 다음 변속단 기어비(GRn)가 되어 제2 설정 시간(T2)을 경과하였다는 기어비 조건, 혹은 변속 종료 페이즈 제어 개시시에 시작하는 변속 종료 페이즈 제어용 제3 백업 타이머(TB3)가 제3 정상 설정값(TL3) 이상인지 여부를 판단하여, "예"(기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립)인 경우에는 복귀로 이행하고, "아니오"(기어비 조건과 시간 조건의 양방이 불성립)인 경우에는 스텝 S50으로 복귀한다. 또한, 시간 조건이 성립하여 복귀로 이행하는 경 우에는, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 최대압까지 급상승시킨 후에 복귀로 이행한다. 또한, 스텝 S44 내지 스텝 S51은, 통상 변속 제어부에 상당한다.

스텝 S52에서는, 스텝 S43에서의 Vsp≤α, 즉, 출력축 회전 속도 센서(5)에 보다 정확하게 차속(Vsp)을 검출할 수 없다는 판단에 이어서, 다운 시프트의 교환 변속에 관여하는 체결측 마찰 체결 요소와 해방측 마찰 체결 요소 중, 체결측 마찰 체결 요소의 지령 유압을 급상승시킨 후 급강하시키고, 상기 급강하 시점의 지령 유압을 서서히 상승시켜 피스톤 스트로크를 완료시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 최소값(드레인압)까지 저감시키는 극저차속시 프리차지 제어를 실행하고, 스텝 S53으로 이행한다.

또한, 이「극저차속시 프리차지 제어」는, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 드레인압까지 저감시키는 점에서, 스텝 S44에서의「프리차지 제어」와 다르다. 따라서, 극저차속시 프리차지 제어를 종료하면, 그 후의 각 페이즈 제어에서는, 체결측 마찰 체결 요소의 지령 유압만을 제어한다.

스텝 S53에서는, 스텝 S52에서의 극저차속시 프리차지 제어에 이어서, 극저차속시 프리차지 제어 개시시에 시작하는 타이머값(T)이 제1 설정값(T1) 이상인지 여부를 판단하여, "예"(T≥T1)인 경우에는 스텝 S54로 이행하고, "아니오"(T＜T1)인 경우에는 스텝 S52로 복귀된다.

여기서,「제1 설정값(T1)」은, 스텝 S45에서의「제1 설정값(T1)」과 마찬가지로, 전환 체결 다운 시프트시에 있어서 체결측 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크를 완료시키는 데 필요로 하는 시간으로 설정된다.

또한, 스텝 S52로부터 스텝 S53으로 진행되는 흐름의 반복은, 프리차지 제어부에 상당한다.

스텝 S54에서는, 스텝 S53에서의 T≥T1이라는 판단, 혹은 스텝 S55에서의 TB1＜TS1이라는 판단에 이어서, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키는 토크 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S55로 이행한다.

스텝 S55에서는, 스텝 S54에서의 토크 페이즈 제어의 실행에 이어서, 토크 페이즈 제어 개시시에 시작하는 토크 페이즈 제어용 제1 백업 타이머(TB1)가 제1 단축 설정값(TS1)(＜TL1) 이상인지 여부를 판단하여, "예"(TB1≥TS1)인 경우에는 스텝 S56으로 이행하고, "아니오"(TB1＜TS1)인 경우에는 스텝 S54로 복귀된다. 또한, 스텝 S56에는, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 소정의 토크 페이즈 제어 종료시 하한 유압으로 급상승시킨 후에 스텝 S56으로 이행한다.

스텝 S56에서는, 스텝 S55에서의 TB1≥TS1이라는 판단, 혹은 스텝 S57에서의 TB2＜TS2라는 판단에 이어서, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키는 이너셔 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S57로 이행한다.

스텝 S57에서는, 스텝 S56에서의 이너셔 페이즈 제어의 실행에 이어서, 이너셔 페이즈 제어 개시시에 시작하는 이너셔 페이즈 제어용 제2 백업 타이머(TB2)가 제2 단축 설정값(TS2)(＜TL2) 이상인지 여부를 판단하여, "예"(TB2≥TS2)인 경우에는 스텝 S58로 이행하고, "아니오"(TB2＜TS2)인 경우에는 스텝 S56으로 복귀한다. 또한, 스텝 S58에는, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 소정의 이너셔 페이즈 제어 종료시 하한 유압으로 급상승시킨 후에 스텝 S58로 이행한다.

스텝 S58에서는, 스텝 S57에서의 TB2≥TS2라는 판단, 혹은 스텝 S59에서의 TB3<TS3이라는 판단에 이어서, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키는 변속 종료 페이즈 제어를 실행하고, 스텝 S59로 이행한다.

스텝 S59에서는, 스텝 S58에서의 변속 종료 페이즈 제어의 실행에 이어서, 변속 종료 페이즈 제어 개시시에 시작하는 변속 종료 페이즈 제어용 제3 백업 타이머(TB3)가 제3 단축 설정값(TS3)(＜TL3) 이상인지 여부를 판단하여, "예"(TB3≥TS3)인 경우에는 복귀로 이행하고, "아니오"(TB3＜TS3)인 경우에는 스텝 S58로 복귀한다. 또한, 복귀에는, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 최대압까지 급상승시킨 후에 복귀로 이행한다.

또한, 스텝 S54 내지 스텝 S59는 극저차속시 제어부에 상당한다.

다음에, 작용을 설명한다.

제1 실시예의 자동 변속기의 변속 제어 장치에 있어서의 작용을,「정확한 차속 검출이 가능한 차속에서의 다운 시프트 제어 작용」,「극저차속에서의 다운 시프트 제어 작용」,「7속 상태로부터의 급감속에 의한 7→6→4→2→1 변속 작용」으로 나누어 설명한다.

[정확한 차속 검출이 가능한 차속에서의 다운 시프트 제어 작용]

예를 들어, 주행 중에 드라이버가 가속을 의도하여 액셀러레이터 밟기 조작을 하는 주행 상황에서는, 액셀러레이터 밟기에 수반하여, 정확한 차속 검출을 할 수 있는 5㎞/h를 초과하는 차속 조건하에서 다운 시프트 지령이 출력된다.

차속(Vsp)이 임계값 α를 초과한 주행 중에 다운 시프트 지령이 출력되면, 도 4의 흐름도에 있어서 스텝 S40→스텝 S41→스텝 S43→스텝 S44로 진행하고, 스텝 S44에서, 체결측 마찰 체결 요소의 지령 유압을 급상승시킨 후 급강하시키고, 상기 급강하 시점으로부터 지령 유압을 서서히 상승시켜 피스톤 스트로크를 완료시켜, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 소정의 유압까지 저감시키는 프리차지 제어가 실행된다. 그리고, 프리차지 제어 개시시에 시작하는 타이머값(T)이 제1 설정값(T1) 이상이 될 때까지는, 스텝 S44→스텝 S45로 진행하는 흐름이 반복되어, 프리차지 제어가 유지된다.

그리고, 타이머값(T)이 제1 설정값(T1) 이상이 되면, 스텝 S45로부터 스텝 S46으로 진행하고, 스텝 S46에서 변속의 진행 도중에 발생하는 토크 페이즈에 있어서 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 저하시키는 토크 페이즈 제어가 실행된다. 그리고, 스텝 S47에서 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립할 때까지는, 스텝 S46→스텝 S47로 진행하는 흐름이 반복되어, 토크 페이즈 제어가 유지된다.

그리고, 스텝 S47에서 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립하면, 스텝 S47로부터 스텝 S48로 진행하고, 스텝 S48에서는 변속의 진행 도중에 발생하는 이너셔 페이즈에 있어서 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 서서히 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 저하시키는 이너셔 페이즈 제어가 실행된다. 그리고, 스텝 S49에서 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립될 때까지는, 스텝 S48→스텝 S49로 진행하는 흐름이 반복되어, 이너셔 페이즈 제어가 유지된다.

그리고, 스텝 S49에서 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립하면, 스텝 S49로부터 스텝 S50으로 진행하고, 스텝 S50에서는 실제 기어비가 변속 후의 기어비에 도달한 것을 확인하고, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 최대값까지 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 최소값(드레인압)까지 저하시키는 변속 종료 페이즈 제어가 실행된다. 그리고, 스텝 S51에서 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립할 때까지는, 스텝 S50→스텝 S51로 진행하는 흐름이 반복되어, 변속 종료 페이즈 제어가 유지된다. 그리고, 스텝 S51에서 기어비 조건과 시간 조건 중 어느 하나가 성립하면, 스텝 S51로부터 복귀로 진행하여, 통상의 다운 시프트 제어를 종료한다.

이와 같이, 통상의 다운 시프트 제어에서의 토크 페이즈 제어, 이너셔 페이즈 제어, 변속 종료 페이즈 제어는, 기본적으로 실제 기어비(GR)(현재의 기어비)를 기초로 하여 체결측 마찰 체결 요소의 지령 유압이 제어된다. 그러나, 이 경우, 검출치로부터의 연산에 의해 취득한 실제 기어비(GR)의 값이, 제어계 페일 등에서 이상한 연산값을 나타내면, 언제까지라도 변속이 종료에 이르지 않게 될 가능성이 있다. 예를 들어, 현실에는 변속이 진행되어 기어비가 변화하고 있음에도 불구하고, 취득한 실제 기어비(GR)의 값이 변화하지 않는 경우에는, 어느 하나의 페이즈 제어로 멈춘 상태가 된다.

따라서, 차속(Vsp)이 임계값 α를 초과한 주행 중에서의 통상 다운 시프트 제어에서는, 토크 페이즈 제어에 제1 백업 타이머(TB1)를 설치하고, 이너셔 페이즈 제어에 제2 백업 타이머(TB2)를 설치하고, 변속 종료 페이즈 제어에 제3 백업 타이머(TB3)를 설치하고, 기어비 조건이 성립하지 않아도 백업 타이머(TB1, TB2, TB3) 에 의한 설정 시간이 경과하면, 변속을 진행시키도록 하고 있다. 이로 인해, 실제 기어비(GR)의 검출 이상이 발생하였다 해도, 확실하게 토크 페이즈 제어→이너셔 페이즈 제어→ 변속 종료 페이즈 제어로 진행하여 변속을 종료할 수 있다.

[극저차속에서의 다운 시프트 제어 작용]

도 5는 제1 실시예의 자동 변속기로 극저차속시의 4속→2속 다운 시프트시에 있어서의 변속 지령ㆍ체결측 지시 유압ㆍ해방측 지시 유압의 각 특성을 나타내는 타임차트이다.

예를 들어, 주행 중에 드라이버가 급감속을 의도하여 액셀러레이터 발떼기 조작이나 브레이크 조작을 행하는 감속 상황에서는, 차속의 저하에 수반하여, 정확한 차속 검출을 할 수 없는 5㎞/h 이하라는 차속 조건하에서 다운 시프트 지령이 출력되는 경우가 있다.

차속(Vsp)이 임계값 α 이하의 극저차속 주행 중에 다운 시프트 지령이 출력되면, 도 4의 흐름도에 있어서, 스텝 S40→스텝 S41→스텝 S43→스텝 S52로 진행하고, 스텝 S52에서, 체결측 마찰 체결 요소의 지령 유압을 급상승시킨 후 급강하시키고, 상기 급강하 시점의 지령 유압을 서서히 상승시켜 피스톤 스트로크를 완료시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 최소값(드레인압)까지 저하시키는 극저차속시 프리차지 제어가 실행된다. 그리고, 이 극저차속시 프리차지 제어 개시시에 시작하는 타이머값(T)이 제1 설정값(T1) 이상이 될 때까지는, 스텝 S52→스텝 S53으로 진행하는 흐름이 반복되어, 극저차속시 프리차지 제어가 유지된다.

그리고, 타이머값(T)이 제1 설정값(T1) 이상이 되면 스텝 S53으로부터 스텝 S54로 진행하고, 스텝 S54에서, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키고, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 저하시키는 토크 페이즈 제어가 실행된다. 그리고, 토크 페이즈 제어 개시시에 시작하는 토크 페이즈 제어용 제1 백업 타이머(TB1)가 제1 단축 설정값(TS1) 이상이 될 때까지의 짧은 시간은, 스텝 S54→스텝 S55로 진행하는 흐름이 반복된다.

그리고, 제1 백업 타이머(TB1)가 제1 단축 설정값(TS1) 이상이 되면, 스텝 S55로부터 스텝 S56으로 진행하고, 스텝 S56에서 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키는 이너셔 페이즈 제어가 실행된다. 그리고, 이너셔 페이즈 제어 개시시에 시작하는 이너셔 페이즈 제어용 제2 백업 타이머(TB2)가 제2 단축 설정값(TS2) 이상이 될 때까지의 짧은 시간은, 스텝 S56→스텝 S57로 진행하는 흐름이 반복된다.

그리고, 제2 백업 타이머(TB2)가 제2 단축 설정값(TS2) 이상이 되면 스텝 S57로부터 스텝 S58로 진행하고, 스텝 S58에서, 체결측 마찰 체결 요소의 체결압을 상승시키는 변속 종료 페이즈 제어가 실행된다. 그리고, 변속 종료 페이즈 제어 개시시에 시작하는 변속 종료 페이즈 제어용 제3 백업 타이머(TB3)가 제3 단축 설정값(TS3) 이상이 될 때까지의 짧은 시간은, 스텝 S58→스텝 S59로 진행하는 흐름이 반복된다. 그리고, 스텝 S59에서 제3 백업 타이머(TB3)가 제3 단축 설정값(TS3) 이상이 되었다고 판단되면, 스텝 S59로부터 복귀로 진행하여, 극저차속시의 다운 시프트 제어를 종료한다.

이와 같이, 차속 센서인 출력축 회전 속도 센서(5)에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때에는, 스텝 S52→스텝 S53의 반복에 의한 극저차속시 프리차지 제어에 의해, 체결측 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크를 완료시키는 동시에, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압이 드레인압까지 저하된다. 그리고, 극저차속시 프리차지 제어의 종료를 판단한 후, 스텝 S54 내지 스텝 S59에 있어서, 정확한 검출이 가능한 차속일 때에 비교하여 짧은 시간에 체결측 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최대값까지 상승시키는 제어가 행해진다.

즉, 출력축 회전 속도 센서(5)에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때, 변속 개시로부터 변속 종료까지의 제어를, 변속 개시 영역의 프리차지 제어와, 변속의 진행에 따라서 실행되는 각 페이즈 제어로 분류하고 있다. 그리고, 프리차지 제어측에서는, 통상 변속 제어시와 마찬가지로, 체결측 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크의 완료를 기다리는 동시에, 해방측 마찰 체결 요소의 해방압을 드레인까지 진행하는 극저차속시 프리차지 제어로 하고 있으므로, 피스톤 스트로크 완료시에 발생하는 쇼크가 억제된다.

특히, 피스톤 스트로크 중에 액셀러레이터를 밟은 경우나 극저차속시에 다운 시프트를 행하는 경우에는, 피스톤 스트로크 완료시에 큰 쇼크가 발생하기 쉽지만, 피스톤 스트로크의 완료를 기다리는 제어를 채용함으로써, 피스톤 스트로크 완료시의 쇼크를 억제할 수 있다.

그리고, 각 페이즈 제어측에서는, 짧은 시간에 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최대값까지 상승시키는 제어가 행해지므로, 기어비를 기초로 하는 지령 유압 제어의 경우에 비해 변속 시간이 단축화된다. 예를 들어, 4속→2속 다운 시프 트시에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 토크 페이즈 제어 개시시에 시작하는 토크 페이즈 제어용 제1 백업 타이머(TB1)가 제1 단축 설정값(TS1)(＜TL1)이 되고, 이너셔 페이즈 제어 개시시에 시작하는 이너셔 페이즈 제어용 제2 백업 타이머(TB2)가 제2 단축 설정값(TS2)(＜TL2)이 되고, 변속 종료 페이즈 제어 개시시에 시작하는 변속 종료 페이즈 제어용 제3 백업 타이머(TB3)가 제3 단축 설정값(TS3)(＜TL3)이 된다. 이로 인해, 4속→3속 다운 시프트의 소요 시간은, 통상 제어에서의 소요 시간에 비해,

의 식에 의해 얻어지는 시간차 ΔT만큼 단축된다.

또한, 제1 실시예에서는, 토크 페이즈 제어ㆍ이너셔 페이즈 제어ㆍ변속 종료 페이즈 제어의 각 페이즈 제어에 있어서, 설정 시간 내에 종료하지 않은 경우에 유압을 상승시키는 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)를, 극저차속시일 때는, 극저차속시 이외의 차속에서 변속될 때보다도 짧은 시간으로 설정함으로써, 피스톤 스트로크의 완료를 판단하였을 때부터 변속 종료까지 필요로 하는 시간을 짧게 하고 있다.

이와 같이 구성하면, 극저차속시 전용 제어 로직을 새롭게 설치할 필요가 없고, 기존의 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)에 극저차속시용 상수(설정 시간 정하는 수)를 추가만 하면 되므로, 메모리 용량을 절약할 수 있다.

[7속 상태로부터의 급감속에 의한 7→6→4→2→1 변속 작용]

예를 들어, 도 3의 운전점 A에 있는 7속에서의 주행 중에 드라이버가 급감속을 의도하여 액셀러레이터 발떼기 조작과 브레이크 조작을 행하는 급감속 상황에서 는, 차속이 급격하게 저하되는 데 수반하여, 운전점이 도 3의 A점으로부터 B점으로 이동하여, 정확한 차속 검출을 할 수 없는 5㎞/h 이하(예를 들어, 0㎞/h)라는 차속 조건하에서, 7속→1속 다운 시프트 지령이 출력되는 경우가 있다. 특히, 급감속에 의해 구동륜이 제동 로크 상태, 혹은 제동 로크에 가까운 상태가 되면, 차속 센서인 출력축 회전 속도 센서(5)로부터 검출되는 차속(Vsp)은, Vsp≒0㎞/h가 된다.

이 7속→1속 다운 시프트 지령이 출력되면, 제3 브레이크(B3)를 체결하고 제1 브레이크(B1)를 해방하는「7속→6속 다운 시프트」와, 제2 클러치(C2)를 체결하고 제1 클러치(C1)를 해방하는「6속→4속 다운 시프트」와, 제2 브레이크(B2)를 체결하고 제1 클러치(C1)를 해방하는「4속→2속 다운 시프트」와, 제1 브레이크(B1)를 체결하고 제3 브레이크(B3)를 해방하는「2속→1속 다운 시프트」라는 4개의 변속 동작을 경과하여 7속으로부터 1속으로 변속된다(도 2 참조).

이 경우, 제1 실시예의 극저차속시 제어부를 채용하고 있지 않은 차량에서는, 차속 0㎞/h에서 실제 기어비=0이 되는 것처럼, 실제 기어비(GR)를 기초로 하는 변속 제어를 할 수 없고, 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)를 사용한 변속 제어가 되므로, 7속으로부터 1속까지 변속하는 데 걸리는 소요 시간이 10초 이상이 된다.

이와 같이, 7속으로부터 1속까지의 소요 시간이 10초 이상이 되면, 예를 들어 급감속의 직후로부터 액셀러레이터 밟기에 의해 재발진하는 경우, 1속까지의 변속이 종료되지 않고, 고속단으로부터 발진이 되는 경우가 있어, 발진 성능이 저하되는 등의 문제가 있다. 이로 인해, 차량의 급감속시에는, 가능한 한 빠르게 고속단으로부터 저속단으로 다운 시프트할 필요가 있다.

이에 대해, 본 발명자는, 극저차속시 변속 제어에서 하고 싶은 것으로서, (a) 신속한 다운 시프트의 진행, (b) 기어비를 트리거로 하지 않는 제어 이행, (c) 체결측 용량을 확보한 후의 변속 진행을 내세웠다. 그리고, (a), (b)를 실현하기 위해, 백업 타이머 및 필요한 타이머의 설정 시간 단축에 의해 페이즈를 진행시키는 구성을 채용하고, (c)를 실현하기 위해, 전처리를 실시하여 피스톤 스트로크를 완료시키는 구성을 채용하였다.

그리고, 전처리를 실시하여 피스톤 스트로크를 완료시키는 구성의 채용에 의해, 한번에 피스톤 스트로크를 시키는 경우와 같이, 4개의 각 변속 동작에서의 피스톤 스트로크 완료시에 발생하는 쇼크를 억제할 수 있다. 또한, 피스톤 스트로크 완료 이후의 각 페이즈 제어에서는, 페이즈마다의 각 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)의 설정 시간을, 통상 변속 제어의 경우에 비해 짧게 설정함으로써, 7속으로부터 1속까지의 소요 시간이 극저차속시 제어부를 채용하고 있지 않은 차량에 비해 대폭으로 단축된다. 예를 들어, 각 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)의 설정 시간을 통상 변속시의 약 5할 정도로 한 경우, 4개의 각 변속 동작에 의한 7속으로부터 1속까지의 소요 시간은, 극저차속시 제어부를 채용하고 있지 않은 차량에 비해 5할 정도의 시간으로 단축할 수 있다.

따라서, 제1 실시예에 따르면, 변속 쇼크를 억제하면서, 차량의 급감속시에 신속하게 고속단으로부터 저속단으로 다운 시프트하고 싶다는 요구에 따라서, 변속 시간을 짧게 할 수 있고, 차량의 급감속시에 있어서도 적절한 변속단으로의 다운 시프트가 가능하다.

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)을 구비하고, 검출된 기어비를 기초로 하여 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 제어하는 자동 변속의 변속 제어 장치에 있어서, 상기 변속 제어 수단(도 4)은, 차속 센서[출력축 회전 속도 센서(5)]에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때(스텝 S43에서 "예"), 다른 기어단으로의 변속 지령 후에, 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 급상승시킨 후 급강하시키고, 상기 급강하 시점의 지령 유압을 서서히 상승시켜, 상기 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크를 완료시키는 프리차지 제어부(스텝 S52, 스텝 S53)와, 상기 프리차지 제어부에 의한 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크의 완료를 판단한 후, 차속 센서에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때에 비교하여 짧은 시간에 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최대값까지 상승시키는 극저차속시 제어부(스텝 S54 내지 스텝 S59)를 갖는다. 이로 인해, 차속 센서[출력축 회전 속도 센서(5)]에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속시, 변속 쇼크의 저감과 변속 시간의 단축화의 양립을 도모할 수 있다.

(2) 상기 변속 제어 수단(도 4)은, 차속 센서[출력축 회전 속도 센서(5)]에 의한 정확한 차속 검출이 가능할 때(스텝 S43에서 "아니오"), 검출된 기어비를 기 초로 하여 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 제어하는 동시에, 상기 기어비를 기초로 하는 제어에 의해 상기 다른 기어단으로의 변속 상태가 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)의 설정 시간(TL1, TL2, TL3) 내에 진행되지 않는 경우, 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)에 의한 설정 시간(TL1, TL2, TL3)이 경과하면 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 상승시켜 상기 변속 상태를 진행시키는 통상 변속 제어부(스텝 S44 내지 스텝 S51)를 갖고, 상기 극저차속시 제어부(스텝 S54 내지 스텝 S59)는, 차속 센서[출력축 회전 속도 센서(5)]에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때에(스텝 S45에서 "예"), 피스톤 스트로크의 완료 이후에 설정된 상기 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)의 설정 시간(TS1, TS2, TS3)을 차속 센서[출력축 회전 속도 센서(5)]에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때보다도 짧은 시간으로 설정하였다. 이로 인해, 극저차속시 전용의 제어 로직을 새롭게 설치할 필요가 없고, 기존의 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)에, 극저차속시용 상수를 추가하면 되고, 메모리 용량을 절약할 수 있다.

(3) 상기 변속 제어 수단(도 4)은, 프리차지 제어의 종료 후에 실행되는 토크 페이즈 제어와 이너셔 페이즈 제어와 변속 종료 페이즈 제어의 각 페이즈 제어에 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)를 설치하고, 상기 극저차속시 제어부(스텝 S54 내지 스텝 S59)는, 페이즈 제어마다의 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)에 의한 설정 시간(TS1, TS2, TS3)의 각각을 차속 센서[출력축 회전 속도 센서(5)]에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때보다도 짧은 시간으로 설정하였다. 이로 인해, 페이즈 제어마다 시간 조정 폭을 설정할 수 있다는 자유도를 갖는 동시에, 페이즈 제어마다 의 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)에서의 시간 단축분을 가산한 시간이 변속 시간의 단축값이 되어, 변속 시간의 단축 효과를 향상시킬 수 있다.

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

제1 실시예에서는, 극저차속시에 백업 타이머를 극단 시간으로 설정하여 변속 시간을 짧게 하는 것을 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 피스톤 스트로크 종료 후에 유압을 최대값으로 단계적으로 상승시키는 것이라도 좋다.

제1 실시예에서는, 토크 페이즈 제어ㆍ이너셔 페이즈 제어ㆍ변속 종료 페이즈 제어의 각 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)를 모두 극단시간으로 설정하여 변속 시간을 짧게 하는 것을 나타냈지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 각 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)의 일부에 대해 극단시간으로 설정해도 좋다. 결국, 설정된 변속의 페이즈 제어마다, 적절하게 백업 타이머(TB1, TB2, TB3)의 설정값을 정하도록 하면 된다.

제1 실시예의 변속 제어 장치는, 파워 오프 다운 시프트에서의 체결측 마찰 체결 요소에의 지시 유압의 제어예를 나타냈지만, 파워 온 업 시프트에서의 체결측 마찰 체결 요소로의 지시 유압의 제어에도 적용할 수 있다.

제1 실시예에서는, 전진 7속 후퇴 1속의 유단식 자동 변속기의 변속 제어 장치로의 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 변속기로 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 다운 시프트 지령이 있었을 때의 변속 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.

도 5는 제1 실시예의 자동 변속기로 극저차속시의 4속→2속 다운 시프트시에 있어서의 변속 지령ㆍ체결측 지시 유압ㆍ해방측 지시 유압의 각 특성을 나타내는 타임차트.

<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(차속 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 수단을 구비하고, 검출된 기어비를 기초로 하여 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 제어하는 자동 변속의 변속 제어 장치에 있어서,

상기 변속 제어 수단은,

차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때, 다른 기어단으로의 변속 지령 후에, 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 급상승시킨 후 급강하시키고, 상기 급강하 시점의 지령 유압을 서서히 상승시켜, 상기 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크를 완료시키는 프리차지 제어부와,

상기 프리차지 제어부에 의한 제2 마찰 체결 요소의 피스톤 스트로크의 완료를 판단한 후, 차속 센서에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때에 비교하여 짧은 시간에 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 최대값까지 상승시키는 극저차속시 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 변속 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 변속 제어 수단은, 차속 센서에 의한 정확한 차속 검출이 가능할 때, 검출된 기어비를 기초로 하여 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 제어하는 동시에, 상기 기어비를 기초로 하는 제어에 의해 상기 다른 기어단 으로의 변속 상태가 백업 타이머의 설정 시간 내에 진행되지 않는 경우, 백업 타이머에 의한 설정 시간이 경과하면 상기 제2 마찰 체결 요소의 지령 유압을 상승시켜 상기 변속 상태를 진행시키는 통상 변속 제어부를 갖고,

상기 극저차속시 제어부는, 차속 센서에 의한 정확한 검출을 할 수 없는 극저차속일 때에, 피스톤 스트로크의 완료 이후에 설정된 상기 백업 타이머의 설정 시간을, 차속 센서에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때보다도 짧은 시간으로 설정한 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 변속 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 변속 제어 수단은, 프리차지 제어의 종료 후에 실행되는 토크 페이즈 제어와 이너셔 페이즈 제어와 변속 종료 페이즈 제어의 각 페이즈 제어에 백업 타이머를 마련하고,

상기 극저차속시 제어부는, 페이즈 제어마다의 백업 타이머에 의한 설정 시간의 각각을 차속 센서에 의한 정확한 검출이 가능한 차속일 때보다도 짧은 시간으로 설정한 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 변속 제어 장치.