JP2009121672A - 自動変速機の変速制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】N変速段からN−3変速段へ変速される時、N変速段とN−3変速段の間の中間変速段が実現されないようにして変速感を向上させるとともに、別の速度検出手段なく4個の摩擦要素を同時制御できる自動変速機の変速制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の自動変速機の変速制御方法は、第1、2摩擦要素の結合によって実現されるN変速段から第3、4摩擦要素の結合によって実現されるN−3変速段へ変速を制御する自動変速機の変速制御方法において、第1摩擦要素の解放を開始した後、第2摩擦要素の解放を完了し、第3摩擦要素の結合を開始した後、第4摩擦要素の結合を開始し、第3摩擦要素の結合は第2摩擦要素の解放完了後に完了されることを特徴とする。
【選択図】図5

Description

本発明は自動変速機の変速制御方法に係り、より詳しくは第1、2摩擦要素の結合によって実現されるN変速段から第3、4摩擦要素の結合によって実現されるN−3変速段への変速を制御する自動変速機の変速制御方法に関する。
一般にクラッチ対クラッチ(clutch−to−clutch)変速制御は1個の摩擦要素を解放し、他の1個の摩擦要素を結合することで行われる。しかし、特定のスキップシフトを行う場合、2個の摩擦要素を解放して他の2個の摩擦要素を締結しなければならない場合がある。
特に、自動変速機においてキックダウン6→3変速のように3個以上のギヤ比を跳び越えるスキップシフトの場合、通常は2個の摩擦要素を解放して他の2個の摩擦要素を締結する。しかし、2個の摩擦要素を解放して他の2個の摩擦要素を締結する制御方法は実現困難であることが知られている。
したがって、6→3変速のようなスキップシフトの場合、制御が容易な2個の変速を連続して行うことで実現する方向へ研究が進められた。例えば、6→3変速時、6→4変速を完了した後、4→3変速を行うのである。
しかし、このような従来の6→3スキップシフト制御方法は2個の変速過程を連続して行わなければならないため、変速時間が長くなる問題があった。即ち、6→4変速を完了した後、4→3変速を行うために変速時間が長くなる問題があった。
また、6→4変速を完了した後、4→3変速を行うので、変速が緩やかに行われず、変速感が悪くなる問題があった。
このような問題点を解決するために、6段から4段に変速する第1変速と4段から3段に変速する第2変速を重ねて6→3変速を完了する自動変速機の変速制御方法が研究された。このような方法は6→3変速信号が検出されると6段から6段と3段の間の中間変速段への第1変速を行う間に前記中間変速段から3段への第2変速を重ねることである。
しかし、このような方法によっても6段から中間変速段を経由して3段へ変速を行うために中間段変速トルクが発生し、タービン回転数が一定時間停留することで二重変速感が感じられる問題があった。さらに、激しい場合には変速衝撃が発生した。
具体的に、図6に示すように従来の変速制御方法によって変速を実施する場合には、タービン回転数が中間変速段にしばらく留まり、出力トルクの変動が激しかった。
特開2007−085511号公報
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、N変速段からN−3変速段へ変速される時、N変速段とN−3変速段の間の中間変速段が実現されないようにして変速感を向上させることにその目的がある。
また、他の目的は、別の速度検出手段を用いなくても4個の摩擦要素を同時制御できるようにすることにある。
このような目的を達成するためになされた本発明の自動変速機の変速制御方法は、第1、2摩擦要素の結合によって実現されるN変速段から第3、4摩擦要素の結合によって実現されるN−3変速段へ変速を制御する自動変速機の変速制御方法において、第1摩擦要素の解放を開始した後、第2摩擦要素の解放を完了し、第3摩擦要素の結合を開始した後、第4摩擦要素の結合を開始し、第3摩擦要素の結合は第2摩擦要素の解放完了後に完了されることを特徴とする。
前記第2摩擦要素の解放は第1変速同期点で完了できる。
前記第1変速同期点は現在ギヤ比が第1設定ギヤ比と同一になった時に到達できる。
前記第4摩擦要素の結合は第1変速同期点で開始することができる。
前記第3摩擦要素の結合は第2変速同期点で完了できる。
前記第2変速同期点は現在ギヤ比が第2設定ギヤ比と同一になった時に到達できる。
前記第4摩擦要素の結合は第3変速同期点で完了することができる。
前記第3変速同期点は現在ギヤ比が第3設定ギヤ比と同一になった時に到達できる。
前記第1摩擦要素の油圧を制御することによってタービン回転数の傾斜を制御することができる。
本発明によると、N変速段からN−3変速段へ変速される時、N変速段とN−3変速段の間の中間変速段が実現されないので、変速感を向上させることができる。
また、第1摩擦要素のみを制御してタービン回転数の傾斜を調節するので、油圧制御が容易である。
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレイン構造を示す構成図である。
図1に示すように、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレインは第1、2、3遊星ギヤセット(PG1、PG2、PG3)の3個の遊星ギヤセットを含む。
第1遊星ギヤセットPG1はシングルピニオン遊星ギヤセットで、第1サンギヤS1、第1遊星キャリアPC1、第1環ギヤR1をその作動部材として含む。 第1遊星キャリアPC1には第1環ギヤR1と第1サンギヤS1にギヤ結合する第1ピニオンギヤP1が連結されている。
第2遊星ギヤセットPG2はシングルピニオン遊星ギヤセットで、第2サンギヤS2、第2遊星キャリアPC2、第2環ギヤR2をその作動部材として含む。第2遊星キャリアPC2には第2環ギヤR2と第2サンギヤS2にギヤ結合する第2ピニオンギヤP2が連結されている。
第3遊星ギヤセットPG3はダブルピニオン遊星ギヤセットで、第3サンギヤS3、第3遊星キャリアPC3、第3環ギヤR3をその作動部材として含む。第3遊星キャリアPC3には第3環ギヤR3と第3サンギヤS3にギヤ結合する第3ピニオンギヤP3が連結されている。
また、自動変速機のパワートレインはエンジン(図示せず)から動力の伝達を受ける入力軸100、パワートレインから動力を出力する出力ギヤ110及び変速機ケース120を備える。
自動変速機のパワートレインで第1遊星キャリアPC1は第2環ギヤR2に固定連結される。
第2遊星キャリアPC2は第3遊星キャリアPC3に固定連結される。
第1環ギヤR1は第3環ギヤR3に固定連結される。
第3サンギヤS3は入力軸100に固定連結されて常時入力要素として作用する。
第1遊星キャリアPC1は出力ギヤ110に固定連結されて常時出力要素として作用する。
第3遊星キャリアPC3は第1クラッチC1を介して入力軸100に可変連結される。
第2サンギヤS2は第2クラッチC2を介して入力軸100に可変連結される。
第1サンギヤS1は第1ブレーキB1を介して変速機ケース120に連結されることによって可変停止する。
第2サンギヤS2は第2ブレーキB2を介して変速機ケース120に連結されることによって可変停止する。
第3遊星キャリアPC3は第3ブレーキB3を介して変速機ケース120に連結されることによって可変停止する。
また、第3遊星キャリアPC3と変速機ケース120の間には第3ブレーキB3と並列に配置されるワンウェイクラッチF1をさらに含む。
図2は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレインを作動させるための作動表である。
図2に示すように、自動変速機のパワートレインは前進1速D1では第1ブレーキB1、ワンウェイクラッチF1が作動し、前進2速D2では第1ブレーキB1、第2ブレーキB2が作動し、前進3速D3では第1ブレーキB1、第2クラッチC2が作動し、前進4速D4では第1ブレーキB1、第1クラッチC1が作動し、前進5速D5では第1クラッチC1、第2クラッチC2が作動し、前進6速D6では第1クラッチC1、第2ブレーキB2が作動する。
また、後進Rでは第2クラッチC2、第3ブレーキB3が作動する。
以下、自動変速機のパワートレインでアップシフト過程を詳しく説明する。
前進1速D1から前進2速D2へ変速する時、第2ブレーキB2を作動させる。この場合、ワンウェイクラッチF1は別の制御なく自動解放される。
前進2速D2から前進3速D3へ変速する時、第2ブレーキB2を解放させて第2クラッチC2を作動させる。
前進3速D3から前進4速D4へ変速する時、第2クラッチC2を解放させて第1クラッチC1を作動させる。
前進4速D4から前進5速D5へ変速する時、第1ブレーキB1を解放させて第2クラッチC2を作動させる。
前進5速D5から前進6速D6へ変速する時、第2クラッチC2を解放させて第2ブレーキB2を作動させる。
前記自動変速機のパワートレインでダウンシフト過程はアップシフト過程の逆順である。
以下、自動変速機のパワートレインでスキップダウンシフト過程を詳しく説明する。
前進6速D6から前進4速D4へ変速する時、第2ブレーキB2を解放させて第1ブレーキB1を作動させる。
前進5速D5から前進3速D3へ変速する時、第1クラッチC1を解放させて第1ブレーキB1を作動させる。
前進4速D4から前進2速D2へ変速する時、第1クラッチC1を解放させて第2ブレーキB2を作動させる。
前進3速D3から前進1速D1へ変速する時、第2クラッチC2を解放させるとワンウェイクラッチF1は自動に反力を提供する。
図3は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を行うシステムのブロック図である。
図3に示すように、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を行うシステムは、スロットル開度検出器200、車速検出器210、タービン回転数検出器220、油圧検出器240、変速機制御ユニット250及び油圧制御ユニット270を含む。
スロットル開度検出器200は加速ペダルの作動程度によって動作するスロットルバルブの開度変化を検出して、それに対する信号を変速機制御ユニット250に伝達する。
車速検出器210は車両の速度を検出して、それに対する信号を変速機制御ユニット250に伝達する。
タービン回転数検出器220は変速機の入力トルクとして作動する現在のタービン回転数をクランクシャフトの角度変位から検出して、それに対する信号を変速機制御ユニット250に伝達する。
油圧検出器240は各解放要素及び結合要素に作用される油圧を検出して、変速機制御ユニット250に伝達する。
変速機制御ユニット250は設定されたプログラムによって動作する1つ以上のプロセッサーで実現することができ、設定されたプログラムは本発明の実施例による自動変速機変速制御方法の各段階を行うようにプログラミングされたものである。
変速機制御ユニット250はスロットル開度検出器200、車速検出器210、タービン回転数検出器220及び油圧検出器240からそれぞれスロットル開度信号、車速信号、タービン回転数信号及び油圧信号の伝達を受ける。
変速機制御ユニット250は車速とタービン回転数に基づいて現在のギヤ比を計算する。
変速機制御ユニット250は信号に対応する油圧変速信号を生成し、油圧制御ユニット270に伝達する。
変速機制御ユニット250はマップテーブル260を含む。
マップテーブル260には各変速段で車速に対応するスロットル開度が保存されている。したがって、変速機制御ユニット250はスロットル開度信号及び車速信号に対応する目標変速段を計算し、変速条件を満足したかどうかを判断する。
マップテーブル260には各変速段に対応する解放要素と結合要素に加えられる解放圧及び結合圧が保存されている。
また、マップテーブル260には各変速段に対応するギヤ比が保存されている。
このようなマップテーブル260に保存される具体的な値は、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が実現される車両及び/またはエンジンの仕様に応じて当業者が好ましい値に設定することができる。
油圧制御ユニット270は変速機制御ユニット250から油圧変速信号の伝達を受けて各解放要素及び結合要素に加えられる油圧を制御する。油圧制御ユニット270は各解放要素及び結合要素に加えられる油圧を制御する少なくとも1つ以上の制御バルブとソレノイドバルブを含む。
以下、図4を参照して本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を詳しく説明する。
図4は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を示す流れ図である。
本発明の実施例による変速制御方法でN変速段は第1、2摩擦要素の結合によって実現され、N−3変速段は第3、4摩擦要素の結合によって実現される。
図4に示すように、車両がN変速段で運行中である状態で(S300)、変速機制御ユニット230はN→N−3変速信号の入力を受けたかどうかを判断する(S310)。N→N−3変速信号は車速に対応するスロットル開度が既に設定されたスロットル開度以上である場合に生成される。
万一、変速機制御ユニット230がN→N−3変速信号の入力を受けない場合、車両はN変速段で継続して運行する(S300)。万一、変速機制御ユニット230がN→N−3変速信号を入力を受けると、変速機制御ユニット230は第1摩擦要素解放を開始し(S320)、第3摩擦要素の結合を開始する(S330)。第1摩擦要素の解放と第3摩擦要素の結合は同時に開始することができる。
ここで、摩擦要素の解放と結合の開始とは各摩擦要素の油圧制御を開始することである。即ち、摩擦要素の解放開始とは摩擦要素に加えられる油圧を次第にまたは急速に“0”に下げることを言い、摩擦要素の結合開始とは摩擦要素に加えられる油圧を次第にまたは急速に結合圧力に高めることを言う。
前記のように第1摩擦要素の解放と第3摩擦要素の結合を行う間に変速機制御ユニット250は第1変速同期点に到達したかどうかを判断する(S340)。図5に示すように、第1変速同期点は現在のギヤ比が第1設定ギヤ比と同一になった時に到達し、第1設定ギヤ比は中間変速段(ここでは、N−1段)のギヤ比にすることができる。中間変速段は変速によるトルクの伝達が最少となる変速段である。
万一、S340段階で第1変速同期点に到達しない場合、変速機制御ユニット250は第1摩擦要素の解放と第3摩擦要素の結合を継続して行う。万一、S340段階で第1変速同期点に到達した場合、変速機制御ユニット250は第2摩擦要素の油圧を完全に解放し(S350)、第4摩擦要素の結合を開始する(S360)。即ち、第2摩擦要素の油圧を“0”まで急速に下げる。
その後、変速機制御ユニット250は第2変速同期点に到達したかどうかを判断する(S370)。図5に示すように、第2変速同期点は現在のギヤ比が第2設定ギヤ比と同一になった時に到達し、第2設定ギヤ比はN−3変速段のギヤ比の30%にすることができる。
万一、S370段階で第2変速同期点に到達しない場合、変速機制御ユニット250は第4摩擦要素の結合を継続して行う。万一、S370段階で第2変速同期点に到達した場合、変速機制御ユニット250は第3摩擦要素の結合を完了する(S380)。即ち、第3摩擦要素の油圧を結合圧力まで増加させる。
その後、変速機制御ユニット250は第3変速同期点に到達したかどうかを判断する(S390)。図5に示すように、第3変速同期点は現在のギヤ比が第3設定ギヤ比と同一になった時に到達し、第3設定ギヤ比はN−3変速段のギヤ比にすることができる。
万一、S390段階で第3変速同期点に到達しない場合、変速機制御ユニット250は第3摩擦要素の油圧を結合圧力まで継続して増加させる。万一、S390段階で第3変速同期点に到達した場合、変速機制御ユニット250は第1摩擦要素の解放を完了し(S400)、第4摩擦要素の結合を完了させる(S410)。即ち、第1摩擦要素に供給される油圧を“0”に下げ、第4摩擦要素に供給される油圧を結合圧力まで増加させる。
次に、図5を参照して、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法をさらに詳しく説明する。
図5は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法による制御油圧信号、そして出力回転数、入力回転数を示すグラフである。
ここでは説明の便宜のために6→3変速を例として説明したが、本発明の思想はこれに限定されず、5→2変速などのようにN変速段からN−3変速段への変速には全て適用できる。
本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法で第1、2、3、4摩擦要素の一例は[表1]の通りである。
[表1]
Figure 2009121672
図5に示すように、N変速段を維持している状態で変速機制御ユニット250はN→N−3変速信号の入力を受けて第1摩擦要素の解放を開始し、第3摩擦要素の結合を開始する。即ち、第1摩擦要素の油圧を減少させて第3摩擦要素の油圧をプレチャージ圧まで急激に増加させた後、待機圧に維持する。第1摩擦要素の油圧は一定の傾斜で減少または増加し、このようにしてタービン回転数の傾斜を急速に変化させない。即ち、第1摩擦要素の油圧を制御することによってタービン回転数の傾斜を調節する。
また、第1摩擦要素の解放はN→N−3変速が完了するまで継続して制御されるが、このようにしてN変速段とN−3変速段の間の中間変速段(N−1変速段)が実現されない。
中間変速段(N−1変速段)が実現される場合には、運転者がN変速段から中間変速段(N−1変速段)への変速と中間変速段からN−3変速段への変速の2種類の変速感を感じるので、中間変速段のタービン回転数は経由するものの、中間変速段が形成されないように制御する。
その後、変速機制御ユニット250は第1変速同期点に到達したかどうかを判断する。第1変速同期点は現在ギヤ比が第1設定ギヤ比と同一になった時に到達し、第1設定ギヤ比は中間変速段(N−1変速段)のギヤ比と同一にすることができる。
また、中間変速段(N−1変速段)は変速によるトルクの伝達が最少になる変速段である。6→3変速に適用する場合に、中間変速段は5段となる。
万一、第1変速同期点に到達したと判断されると、変速機制御ユニット250は第2摩擦要素の油圧を完全に解放し、第4摩擦要素の結合を開始する。第2摩擦要素の油圧を急速に“0”まで減少させて油圧制御を容易にし、中間変速段の形成を遮断する。また、第4摩擦要素の油圧をプレチャージ圧まで急激に増加させた後、待機圧に維持する。
その後、変速機制御ユニット250は第2変速同期点に到達したかどうかを判断する。第2変速同期点は現在ギヤ比が第2設定ギヤ比と同一になった時に到達し、第2設定ギヤ比はN−3変速段のギヤ比の30%にすることができる。万一、第2変速同期点に到達したことと判断されると、変速機制御ユニット250は第3摩擦要素の結合を完了する。即ち、第3摩擦要素の油圧を結合油圧まで一定の傾斜で増加させる。
その後、変速機制御ユニット250は第3変速同期点に到達したかどうかを判断する。第3変速同期点は現在ギヤ比が第3設定ギヤ比と同一になった時に到達し、第3設定ギヤ比はN−3変速段のギヤ比にすることができる。
万一、第3変速同期点に到達したら、変速機制御ユニット250は第1摩擦要素の解放を完了し、第4摩擦要素の結合を完了する。即ち、第1摩擦要素の油圧を“0”まで一定の傾斜で減少させ、第4摩擦要素の油圧を結合油圧まで一定の傾斜で増加させる。
図7に示すように、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法によると、タービン回転数が緩やかに上昇し、タービン回転数が中間変速段を経由する場合にも出力トルクに変化が少ない。したがって、変速感が向上する。
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレイン構造を示す構成図である。 本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレインを作動させるための作動表である。 本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を行うシステムのブロック図である。 本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を示す流れ図である。 本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法による制御油圧信号、そして出力回転数、入力回転数を示すグラフである。 従来の変速制御方法によって変速を行った場合のタービン回転数と出力トルクのグラフである。 本発明の実施例による変速制御方法によって変速を行った場合のタービン回転数と出力トルクのグラフである。
符号の説明
100 入力軸
110 出力ギヤ
120 変速機ケース
200 スロットル開度検出器
210 車速検出器
220 タービン回転数検出器
230 変速機制御ユニット
240 油圧検出器
250 変速機制御ユニット
260 マップテーブル
270 油圧制御ユニット
B1 第1ブレーキ
B2 第2ブレーキ
B3 第3ブレーキ
C1 第1クラッチ
C2 第2クラッチ
C3 第3クラッチ
D1 前進1速
D2 前進2速
D3 前進3速
D4 前進4速
D5 前進5速
D6 前進6速
F1 ワンウェイクラッチ
P1 第1ピニオンギヤ
P2 第2ピニオンギヤ
P3 第3ピニオンギヤ
PC1 第1遊星キャリア
PC2 第2遊星キャリア
PC3 第3遊星キャリア
PG1 第1遊星ギヤセット
PG2 第2遊星ギヤセット
PG3 第3遊星ギヤセット
R 後進
R1 第1リングギヤ
R2 第2リングギヤ
R3 第3リングギヤ
S1 第1サンギヤ
S2 第2サンギヤ
S3 第3サンギヤ

Claims (9)

  1. 第1、2摩擦要素の結合によって実現されるN変速段から第3、4摩擦要素の結合によって実現されるN−3変速段へ変速を制御する自動変速機の変速制御方法において、
    第1摩擦要素の解放を開始した後、第2摩擦要素の解放を完了し、
    第3摩擦要素の結合を開始した後、第4摩擦要素の結合を開始し、
    第3摩擦要素の結合は第2摩擦要素の解放完了後に完了されることを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
  2. 前記第2摩擦要素の解放は第1変速同期点で完了することを特徴とする請求項1に記載の自動変速機の変速制御方法。
  3. 前記第1変速同期点は現在ギヤ比が第1設定ギヤ比と同一になった時に到達することを特徴とする請求項2に記載の自動変速機の変速制御方法。
  4. 前記第4摩擦要素の結合は第1変速同期点で開始することを特徴とする請求項2に記載の自動変速機の変速制御方法。
  5. 前記第3摩擦要素の結合は第2変速同期点で完了することを特徴とする請求項2に記載の自動変速機の変速制御方法。
  6. 前記第2変速同期点は現在ギヤ比が第2設定ギヤ比と同一になった時に到達することを特徴とする請求項5に記載の自動変速機の変速制御方法。
  7. 前記第4摩擦要素の結合は第3変速同期点で完了することを特徴とする請求項2に記載の自動変速機の変速制御方法。
  8. 前記第3変速同期点は現在ギヤ比が第3設定ギヤ比と同一になった時に到達することを特徴とする請求項7に記載の自動変速機の変速制御方法。
  9. 前記第1摩擦要素の油圧を制御することによってタービン回転数の傾斜を制御することを特徴とする請求項1に記載の自動変速機の変速制御方法。
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