KR0142386B1 - 자동 변속기의 제어장치 - Google Patents

Abstract

자동 변속기에 있어서, 클러치의 체결압의 결정을 위한 파라미터로서 엔진의 단위 시간당의 연료 공급량 및 흡입 공기량(또는 공연비) 를 이용함으로써, 린 연소엔진에 있어서 양호한 변속품질을 실현한다.

자동 변속기(2)에 설치한 컨트롤 밸브(3) 의, 라인압 솔레노이드(4) 를 듀티 제어하기 위하여, 컨트롤러(7)를 설치한다. 컨트롤러(7) 는, 기류 계측기(8), 변속기 회전센서(9), 엔진 컨트롤러(10) 로 부터 입력된 각종 신호에 의거하여 소정의 제어 프로그램을 실행하여, 단위 시간당의(단위라고 써서 자동변속기의 제어장치 당의) 엔진 흡입 공기량(Qa), 엔진 연료 공급량 (Te)에 의거하여 라인압(클러치 체결압) 을 결정한다.

Description

자동 변속기의 제어장치

제 1 도의 (a), (b) 는 본 발명의 개념도.

제 2 도는 본 발명의 자동 변속기의 제어장치의 제 1 실시예의 구성을 나타내는 도면.

제 3 도는 동 예에서의, 라인압(壓) 제어의 제어 프로그램을 나타내는 플로우 차트.

제 4 도는 상기 라인압 제어의 엔진의 출력의 검출에 이용하는 맵을 예시하는 도면.

제 5 도는 본 발명의 자동 변속기의 제어자치의 제 2 실시예의 구성을 나타내는 도면.

제 6 도는 동 예에서의 라인압 제어의 제어 프로그램을 나타내는 플로우차트.

제 7 도는 상기 라인압 제어의 엔진출력의 검출에 이용하는 맵을 예시하는 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 엔진2 : 자동 변속기

3 : 컨트롤 밸브4 : 라인압 솔레노이드

5 : 제 1 시프트 솔레노이드6 : 제 2 시프트 솔레노이드

7 : 컨트롤러8 : 기류 계측기

9 : 변속기 회전센서10 : 엔진 컨트롤러

11 : 공연비 센서

본 발명은, 자동 변속기의 제어장치, 특히 린(lean) 연소 엔진을 구비하는 차량에 적용되며, 자동 변속기의 변속시의 클러치 체결력을 제어하는 자동변속기의 제어장치에 관한 것이다.

변속시, 자동 변속기의 마찰 요소인 클러치의 체결력(체결용량) 을 종래는 이하와 같이 제어하고 있다. 즉, 변속시의 라인압 제어에 있어서 변속시의 엔진 구동력(엔진출력)을 스로틀 개방도로 대표시켜서, 변속 상태에 따라서 일시적으로 최적 라인압 특성을 선택함으로써, 이 스로틀 개방도에 알맞은 (바꿔말하면 그 속도에 가장 적합한) 라인압 특성을 설정하여, 그것에 의해 변속 감각의 향상을 도모하고 있다.

상기 종래예에 있어서는, 엔진 구동력을 스로틀 개방도에 의해 대표시켜서 그것에 의해 단 한번에 변속시 라인압을 결정하고 있기 때문에, 그 라인압에 따라서 당해 변속에 관여하는 클러치의 체결력이 결정되게 된다. 그러나, 실제 엔진 구동력은, 동일 스로틀 개방도라도 엔진 고회전으로 낮아지고, 엔진 저회전시에 높아지도록 변화하며, 또 고지주행시와 같이 주행환경(대기압의 상태) 의 변화가 발생하는 경우와, 변속점이 변화하는 경우와, 터보기구 부착 엔진에 있어서 터보차저(turbo charger) 의 타임랙(과급효과가 발생할 때까지의 지연시간) 이 발생하는 경우 등에도 실제의 엔진의 구동력은 변화하는 것임이므로, 변속품질에 분산이 발생하며, 변속쇼크의 원인으로 되는 토크의 기복이 커져 변속 품질이 떨어져버린다.

이 대책으로서, 본 출원인은 이전에, 일본국 특개평3-186647 호 공보, 특개평3-209048호 공보에 있어, 엔진 흡입 공기량 (Qa) 및 자동변속기의 출력회전수 (No)에 의해 엔진 구동력을 리니어로 나타내는 파라미터 (Qa/No) 를 구하고, 이 파라미터에 의해 라인압을 결정하는 방법을 제안한 바 있다.

또, 일본국 특개소58-193956 호 공보에는, 엔진의 기본 연료분사 퍼즐의 퍼즐폭으로 부터 엔진 부하를 검출하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 일본국 특개평3-224833 호 공보에는, 연료 공급량을 규정하는 엔진 기본연료분사 퍼즐을 결정하기 위한 중요한 센서인 기류 계측기의 오차를 흡수하는 기술이 개시되어 있다.

상기 각 공보기재의 종래기술은, 어느것도 엔진 흡입 공기량에 의해 엔진 구동력을 대표시키고 있는 것으로 되기 때문에, 일반적인 가솔린 엔진과 같이 연소 공연비(A/F) 를 이론 공연비 근방에서 거의 일정치로 유지시키는 방식의 엔진에 적용한 경우는 양호한 변속 품질을 기대할 수 있지만, 린 연소엔진과 같이 엔진 구동력이 흡입 공기량 및 연료 공급량에 의존하는 방식의 엔진에 적용한 경우에는 변속품질의 분산이 해소될 수 없으며, 양호한 변속품질을 얻을 수 없게 된다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 기술의 문제에 착안하여 이루어진 것으로서, 린 연소엔진의 엔진출력을 엔진의 흡입 공기량 및 연료 공급량, 또는 엔진의 흡입 공기량 및 공연비에 의거하여 구함으로써, 상술한 문제를 해결하는것을 목적으로 한다.

이 목적을 위하여, 본 발명의 제 1 구성은, 제 1 도(a) 에 개념을 나타내는 바와 같이, 변속시의 마찰요소의 체결용량을 조절할 수 있도록한 자동변속기의 제어장치에 있어서, 린 (LEAN) 연소 엔진의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출수단과, 린 연소 엔진의 연료 공급량을 검출하는 연료 공급량 검출수단과, 상기 흡입 공기량 검출수단 및 연료 공급량 검출수단의 검출정보에 의거하여 엔진출력을 연산하는 엔진출력 연산수단과, 상기 엔진출력 연산수단을 출력정보에 의거하여 변속시의 마찰요소의 체결용량을 제어하는 체결용량 제어수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 발명의 제 2 구성은, 제 1 도(b) 에 개념을 나타내는 바와 같이, 변속시의 마찰요소의 체결용량을조정할 수 있도록한 자동 변속기의 제어장치에 있어서, 린 연소 엔진의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량검출수단과, 린 연소 엔진의 연소 공연비를 검출하는 연소 공연비 검출수단과, 상기 흡입공기량 검출수단 및 연소 공연비 검출수단의 검출정보에 의거하여 엔진출력을 연산하는 엔진출력 연산수단과, 상기 엔진출력 연산수단의 출력정보에 의거하여 변속시의 마찰요소의 체결용량을 제어하는 체결용량 제어수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 변속시의 마찰요소의 체결용량을 조정할 때에는, 엔진출력 연산수단이, 흡입 공기량 검출수단 및 연료 공급량 검출수단(제 1 구성의 경우), 흡입 공기량 검출수단 및 연소 공연비 검출수단(제 2 구성의 경우)의 검출 정보에 의거하여 엔진출력을 연산하고, 엔진출력 연산수단의 출력정보에 의거하여 체결용량 제어수단이 변속시의 마찰요소의 체결용량을 제어한다.

이로써, 린 연소엔진을 이용한 경우에, 마찰요소의 체결용량이 엔진 구동력의 변화에 대해서 자기보정 되게 되며, 변속 품질의 분산이 감소하여 양호한 변속품질을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 제 2 도는 본 발명의 자동 변속기의 제어장치의 제 1 실시예의 구성을 나타내는 도면이며, 제 1 도중 부호 1 은 엔진, 부호 2 는 자동 변속기를 나타낸다.

엔진(1) 으로서는, 엔진 구동력이 연료공급량에 의존하는 방식의 엔진인린 연소엔진을 이용한다. 자동 변속기(2) 는, 토크 컨버터, 톱니변속기구(기어 트레인) 및 각종 마찰요소(클러치나 브레이크)등을 갖추고, 또한, 유압제어에 이용하는 컨트롤 밸브(3) 를 구비하여 이루어진다.

컨트롤 밸브(3) 는, 문헌 (RE4RO1A 형 오토매틱 트랜스미션 정비요령서) 에 기재한 바와 같은 변속제어 유압회로를 형성하는 것이며, 라인압 솔레노이드(4), 제 1 시프트 솔레노이드(5) 및 제 2 시프트 솔레노이드(6) 를 구비하여 이루어진다.

이들 솔레노이드(4∼6) 의 작동을 제어하기 위하여, 컨트롤러(7)를 설치한다. 컨트롤러(7) 는, 입력된 아나로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환회로와, 연산 처리회로와, 이 연산처리회로에서 실행되는 변속제어나 후술의 라인압 제어용의 제어 프로그램 등을 격납하는 기억회로와, 라인압을 듀티제어하기 위하여 라인압 솔레노이드(4) 에 듀티(D)를 나타내는 신호를 출력함과 동시에 시프트 솔레노이드(5,6) 에 구동신호(ON, OFF 신호) 를 출력하는 구동회로(어느것도 도시하지 않음) 등을 구비하여 이루어진다.

컨트롤러(7) 에는, 기류 계측기(8) 로 부터 엔진의 흡입 공기량을 나타내는 신호(Q) 를 입력하고, 변속기회전 센서(9) 로 부터 자동변속기의 출력축 회전수를 나타내는 신호(No) 를 입력함과 동시에, 엔진 컨트롤러910) 로 부터 엔진의 연료 기본분사량을 나타내는 신호(Te) 를 입력한다.

컨트롤러(7) 는, 상기 각 입력신호에 의거하여 제 3 도의 제어 프로그램을 실행함으로써, 라인압 솔레노이드(4) 를 듀티(D) 에 의해 구동하여 자동 변속기의 라인압을 조압하여 자동 변속기내의 도시하지 않은 클러치의 체결용량을 조정하는, 본 발명의 라인압 제어를 행한다. 그리고, 컨트롤러(7) 는, 스로틀 개방도, 차속 등에 의거하여도시하지 않은 제어 프로그램을 실행함으로써, 현재의 운전상황에 최적인 자동 변속기의 변속단을 판단하여 이변속단을 얻을 수 있도록 시프트 솔레노이드(5,6) 의 ON, OFF 지령을 행하고, 변속제어도 실행한다.

소정주기마다의 정시 인터럽트에 의해 반복 실행되는 제 3 도의 제어 프로그램에 있어서, 우선 스텝(101) 에서, 엔진의 흡입 공기량(Q) 및 엔진 회전수(Ne) 를 판독하여, Qa=Q/Ne에 의해 단위 회전당의(혹은 단위 시간당의)흡입 공기량(Qa) 을 연산한다. 여기에서, 상기 엔진 회전수(Ne) 는, 예를 들면 컨트롤러(7) 로 도시하지 않은 제어 프로그램을 실행하여, 도시하지 않은 점화장치로 부터 입력되는 점화신호의 시간간격(주기) 의 계수치의 금회 판독값과 전회 판독값과의 차로 부터 산출하는 것으로 한다.

그리고, 상기 스텝(101) 에 있어서 컨트롤러(7) 는 흡입 공기량 검출수단으로서 기능한다.

다음의 스텝(102) 에서는 엔진의 유효 연료공급 펄스폭(Te) 을 판독한다. 이 제 1 실시예의 엔진(1) 에서는, 엔진의 회전에 동기시켜서 연료 공급이 이루어지기 때문에, 상기 유효 연료공급 펄스폭(Te) 은 단위 시간당의 연료공급량으로 된다. 다음의 스텝(103) 에서는, Qa 및 Te 에 의거하여 엔진출력(T) 을 검출한다. 이 엔진출력(T) 의 검출은, 예를 들면 제 4 도의 맵을 Qa, Te 에 의거하여 맵 검색하는 것에 의해 행하는 것으로 한다.

그리고, 상기 스텝(102, 103) 에 있어서 컨트롤러(7) 는 각각, 연료공급량 검출수단, 엔진출력 연산수단으로 기능한다.

그리고, 스텝(104) 에서는, 변속중인지의 여부의 판정을 행하고, 변속중이면 제어를 스텝(105) 으로 진행시키고, 변속중이 아니면 제어를 스텝(106) 으로 진행시킨다.

스텝(105) 은 변속시 라인압 제어에 적용하는 것이며, 그 제어내용은 상술한 종래기술(일본국 특개평3-186647 호 공보의 제 3 도, 일본국 특개평3-189452 호 공보의 제 3 도)과 거의 동일하다. 즉, 스텝(104) 에서는, 엔진출력(T)(또는, 엔진출력(T) 및 변속기 출력축 회전수(No) 및 변속의 종류에 따라서 클러치 체결압(체결용량) 을 산출하여, 그 클러치 체결압을 얻을 수 있도록 라인압을 결장한다. 그리고, 결정한 라인압을 도시하지 않은 듀티 변환 테이블에 이해서 라인압 솔레노이드 제어를 위한 듀티(D) 로 변환하여, 이것을 라인압 솔레노이드(4) 를 출력한다.

한편, 스텝(106) 은, 비변속시 라인압 제어(정상 라인압 제어)에 적용하는 것이며, 그 제어 내용은 상술한 종래기술(특개평3-186647 호 공보의 제 19도) 와 거의 동일하다. 즉, 스텝(105) 에서는, 엔진출력(T)(또는, 엔진출력(T) 및 변속기 출력축 회전수(No)) 및 당해 변속단에 따라서 클러치 체결압(체결용량) 을 산출하여, 그 클러치 체결압을 얻을 수 있도록 라인압을 결정한다.

그리고, 결정한 라인압을 도시하지 않은 듀티 변환 테이블에 의해서 라인압솔레노이드 제어를 위한 듀티(D) 로 변환하며, 이것을 라인압 솔레노이드(4)에 출력한다.

그리고, 상기 스텝(104∼106) 에 있어서 컨트롤러(7) 는 체결용량 제어수단으로서 기능한다.

다음에, 이 제 1 실시예의 작용을 설명한다.

린 연소엔진을 이용하는 시스템에 있어서 자동변속기의 클러치를 체결 또는 해방하여 변속을 행할 때에는, 클러치 체결압인 라인압을 조정하는 라인압제어를 행한다. 이 라인압 제어에서는, 엔진의 단위 회전당의 흡입 공기량 Qa=Q/Ne (즉, 내연기관이 1 연소하기 위하여 소비한 공기량) 및 엔진의 단위시간당의 연료 기본분사량(Te) (즉, 내연기관이 1 연소하기 위하여 소비한 연료공급량) 에 의거하여 제 4 도의 맵으로 부터 엔진출력(T) 을 구하고 있기 때문에, 엔진출력(T) 을 정확히 파악할 수 있다. 따라서, 제 3 도의 스텝(104 ∼ 106) 에서 클러치 체결압(라인압) 을 엔진출력(T) 에 의거하여 결정함으로써, 클러치의 체결용량이 엔진출력의 변화에 대해서 자기보정됨으로써, 린 연소엔진에 있어서 양호한 변속품질을 실현할 수 있다.

제 5 도는 본 발명의 자동 변속기의 제어장치의 제 2 실시예의 구성을 나타내는 도면이며, 제 2 도의 제 1 실시예와 동일한 부분에는 동일부호를 붙여서 설명을 생략한다.

이 제 2 실시예는, 제 1 실시예에 대해서 엔진의 연료공급량을 나타내는 신호(Q) 를 사용하는 대신에, 엔진의 배기관에 부착한 공연비 센서(11) 로 부터의 연소 공연비(이하, 공연비) 를 나타내는 신호(R) 를 사용하는 변경을 추가한 것이며, 그 외의 부분은 제 1 실시예와 동일하게 구성된다.

제 6 도는 소정주기마다의 정시 인터럽트에 의해 반복 실행도는, 제 2 실시예에 있어서의 라인압 제어의 제어 프로그램을 나타내는 플로우 차트이다. 우선, 스텝(111) 에서, 엔진의 흡입 공기량(Q) 및 엔진의 엔진 회전수 (Ne) 를 판독하여, Qa=Q/Ne 에 의해 단위 회전당의(혹은 단위 시간당의) 흡입 공기량(Qa) 을 연산하고, 스텝(112) 에서 엔진의 공연비(R) 를 판독한다. 이 제 2 실시예의 엔진(1) 에서는, 엔진의 회전에 동기하여 연료공급이 이루어지기 때문에, 상기 공연비(R) 는 그 시점의 공연비로 된다. 또, 상기 스텝(112) 에 있어서 컨트롤러(7) 는 공연비 검출수단으로서 기능한다.

다음의 스텝(103) 에서는, Qa 및 R 에 의거하여 엔진출력(T) 를 검출한다. 이 엔진출력(T) 의 검출은, 예를 들면 제 7 도의 맵을 Qa, R에 의거하여 맵을 검색함으로써 행하는 것으로 한다.

다음에, 스텝(114) 에서는 변속중인지의 여부의 판정을 행하고, 변속중이면 제어를 스텝(115) 으로 진행시키고, 변속중이 아니면 제어를 스텝(116)으로 진행시킨다.

스텝(115,116) 은 각각, 변속시 라인압 제어및 비변속시 라인압에 적용하는 것이며, 그 제어내용은 상술한 제 1 실시예의 스텝(105, 106) 과 동일하다.

다음에, 제 2 실시예의 작용을 설명한다.

린 연소엔진을 이용하는 시스템에 있어서 자동변속기의 클러치를 체결 또는 해방하여 변속을 행하는 때에는, 클럴치 체결압인 라인압을 조정하는 라인압 제어를 행한다. 이 라인압 제어에서는, 엔진의 단위 회전당의 흡입 공기량 Qa=Q/Ne 및 그 시점의 엔진의 공연비(R) 에의거하여 제 7 도의 맵으로 부터 엔진출력(T) 을 구하고 있기 때문에, 엔진출력(T) 을 정확히 파악할 수 있다.

따라서, 제 6 도의 스텝(114 ∼ 116) 에서 클러치 체결압(라인압) 을 엔진출력(T) 에 의거하여 결정함으로써, 클러치의 체결용량이 엔진출력의 변화에 대해서 자기보정하게 되며, 린 연소엔진에 있어서 양호한 변속품질을 실현할 수 있다.

그리고, 상기 각 실시예에 있어서는, 엔진(1) 으로의 연료공급은, L-Jetro, D-Jetro(어느것도 상품명) 와 같은 간헐 연료분사 시스템을 채용하거나, K-Jetro(상품명) 와 같은 단위 시간당의 연료공급량을 제어하는 정량 연료분사를 시스템을 채용하여도 무방하다.

이렇게하여 본 발명의 자동변속기의 제어장치는 상술한 바와 같이, 린 연소 엔진의 엔진출력을 엔진의 흡입 공기량 및 연료 공급량, 또는 엔진의 흡입 공기량 및 공연비에 의해 구하도록 했기 때문에, 린 연소엔진을 이용한 경우에 마찰요소의 체결용량이 엔진 구동력의 변화에 대해서 자기보정되는 것으로 되며, 변속품질의 분산이 감소하여 양호한 변속품질을 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 변속시의 마찰요소의 체결용량을 조정할 수 있도록 한 자동변속기의 제어장치에 있어서,

   린 (lean) 연소 엔진의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출수단과,

   린 연소 엔진의 연료 공급량을 검출하는 연료 공급량 검출수단과,

   상기 흡입 공기량 검출수단 및 연료 공급량 검출수단의 검출 정보에 의거하여 엔진출력을 연산하는 엔진출력 연산수단과,

   상기 엔진출력 연산수단의 출력정보에 의거하여 변속시의 마찰요소의 체결용량을 제어하는 체결용량 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어장치.
2. 변속시의 마찰요소의 체결용량을 조정할 수 있도록 한 자동변속기의 제어장치에 있어서,

   린 연소 엔진의 흡입 공기량을 검출하는 흡입 공기량 검출수단과,

   린 연소 엔진의 연소 공연비를 검출하는 연소 공연비 검출수단과,

   상기 흡입 공기량 검출수단 및 연소 공연비 검출수단의 검출 정보에 의거하여 엔진출력을 연산하는 엔진출력 연산수단과,

   상기 엔진출력 연산수단의 출력정보에 의거하여 변속시의 마찰요소의 체결용량을 제어하는 체결용량 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어장치.