KR0163377B1

KR0163377B1 - 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치

Info

Publication number: KR0163377B1
Application number: KR1019950025346A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 고노; 신야 나카무라; 아츠시 혼다
Original assignee: 와다 아키히로; 도요타지도샤주식회사
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1995-08-18
Publication date: 1998-12-01
Also published as: KR970011469A

Abstract

본 발명은 슬립 제어 장치가 순간 목표 슬립 속도와 일치시키기 위해 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도를 제어하도록 자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프와 터빈임펠러 사이에서 로크 업 클러치를 제어하기 위한 장치에 관한 것이고, 이 장치는 정상 상태 주행 중에 자동차의 최대 연료 효율을 보장하는 로크 업 클러치의 최종 목표 슬립 속도를 계산하기 위한 장치와, 슬립 제어 장치의 조작이 시작되기 전에 즉시 펌프와 터빈 임펠러 간의 속도차를 순간 목표 슬립 속도로 설정하기 위한 장치 및, 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접할때 감소되는 비율로 순간 목표 슬립 속도를 최종 목표 슬립 속도쪽으로 감소시키기 위한 장치를 구비한다.

Description

자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 따라 구성된 슬립(Slip) 제어 장치에 의해 제어되는 로크 업 클러치(lock-up clutch)를 갖는 토오크 컨버터를 구비한 자동차의 전동 시스템의 일부를 도시한 개략도.

제2도는 토오크 컨버터에 연결된 자동 변속기의 조작 위치와 슬립 제어 장치의 제1 및 제2 솔레노이드 조작 밸브의 조작 상태의 각 조합간의 관계를 나타내는 일람표.

제3도는 로크 업 클러치용 슬립 제어 장치를 합체시킨 변속제어기를 구비하는 자동차용 제어 시스템을 나타내는 도시한 블럭 다이아그램.

제4도는 로크 업 클러치를 제어하기 위한 회로를 구비한 제3도에 도시된 유압식 제어 장치의 일부를 도시한 도면.

제5도는 제4도의 로크 업 클러치 제어 회로에 설치된 선형 솔레노이드(linear solenoid) 밸브의 출력 특성을 나타내는 그래프.

제6도는 제4도의 로크 업 클러치 제어 회로에 설치된 로크 업 클러치 제어 밸브의 출력 특성, 즉, 로크 업 클러치 제어 밸브에 의해 수용된 파일럿(pilat) 압력(P_SLU)과 로크 업 클러치의 결합(engaging) 및 해제(releasing) 오일 챔버의 압력차(△P)간의 관계를 도시한 그래프.

제7도는 자동차의 주행상태에 관한 로크 업 클러치의 서로 상이한 제어 영역을 한정하고 제3도에 도시된 슬립 제어 장치에 기억된 범위를 도시한 도면.

제8도는 슬립 제어 장치에 합체된 각종 기능적 수단의 작용을 도시하는 블럭 다이아그램.

제9도는 슬립 제어 장치의 조작을 개략적으로 도시하는 플로우차트.

제10도는 로크 업 클러치의 슬립 제어가 자동차를 가속하기 위해 드로틀 밸브 조작중에 슬립 제어 장치에 의해 시작되는 시간을 설명하는 시간 챠트.

제11도는 자동차가 감속된 후에 자동차를 재가속하기 위해 드로틀 밸브 조작중에 슬립 제어가 슬립 제어 장치에 의해 개시되는 시간을 설명하는 시간 챠트.

제12도는 제9도의 슬립 제어 루틴(routine)의 단계 SA5에서 사용되는 정상 상태 목표 슬립 속도(TTNSLP1)를 결정하기 위해 사용되는 관계를 도시하는 그래프.

제13도는 순간 목표(transient target) 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 도달할때 순간 목표 슬립 속도의 변화율이 저하되도록 슬립 제어 개시 상태를 만족한 후 순간 목표 슬립 속도의 변화를 도시하는 시간 챠트.

제14도는 제9도의 슬립 제어 루틴으로 결정되는 순간 목표 슬립 속도의 감소율을 도시하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 엔진 12 : 토오크 컨버터

14 : 자동 변속기 18 : 펌프 임펠러

22 : 터어빈 임펠러 24 : 일방 클러치

30 : 피스톤 32 : 로크 업 클러치

33, 35 : 오일 챔버 39 : 출력 기어

44 : 유압식 제어 장치 48 : 솔레노이드 코일

52 : 로크 업 릴레이 밸브 56 : 로크 업 클러치 제어 밸브

60 : 펌프 62, 66, 68 : 압력 조절 밸브

70 : 수동 밸브 72 : OR 밸브

168 : 차속 센서 182 : 전자식 엔진 제어기

174 : 시프트 레버 184 : 전자식 변속 제어기

B0,B1,B2,B3 : 브레이크 C0,C1,C2 : 클러치

F0,F1,F2 : 일방 클러치 S1,S2,S3 : 솔레노이드 조작 밸브

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 차량의 동력 전달(전동;power transmitting) 시스템에 설치된 로크 업(lock-up) 클러치의 슬립(slip)량 제어하기 위한 장치에 관한 것이다.

[관련 기술의 설명]

토오크 컨버터 또는 로크 업 클러치를 갖는 유체 커플링(fluid coupling)과 같은 로크 업 클러치에 설치된 유체 충진 전동 장치를 갖는 자동차에 있어서, 로크 업 클러치의 실제 슬립량(슬립 속도) 즉, 펌프 임펠러와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차가 자동차의 연료 효율을 향상시키는 동안 로크 업 클러치의 슬립으로 인한 동력 손실을 최소화하기 위해 소정 목표(target) 슬립 속도와 균일하게 일치하도록 슬립 제어 모드(부분적으로는 슬립 또는 결합 모드)로 로크 업 클러치를 제어하는 것이 제안되어 있다. 슬립 제어 모드는 자동차의 주행 상태가 로크 업 클러치가 완전 해제 상태로 유지되는 완전 해제 영역과 로크 업 클러치가 완전 결합 상태로 유지되는 완전 결합 영역 사이의 중간에 있는 소정 슬립 제어 영역에 있을때 실행된다. 이들 완전 해제, 완전 결합 및 슬립 제어 영역은 자동차 주행 상태를 지시하는 적합한 변수(즉, 드로틀 밸브 개방도와 자동차 주행 속도)에 의해 한정된다.

보통 슬립 속도 또는 슬립량이 조절되는 로크 업 클러치에는 로크 업 클러치의 완전한 결합을 허용하는 유압식 압력원에 의해 조작되는 피스톤이 설치되어 있다. 상세히 설명하면, 이 피스톤은 피스톤의 양 측면상에 형성된 두개의 오일 챔버내의 압력차에 따라 이동된다. 로크 업 클러치의 슬립량은 두 오일 챔버의 압력차를 제어하므로서 제어되고, 이에 의해 피스톤 상에서 작용하는 추력과 클러치의 합성 마찰력이 변경한다. 클러치의 완전한 결합을 허용하는 유압식 압력원이 로크 업 클러치를 슬립 제어 모드로 제어하여 활용하기 때문에, 두 오일 챔버의 압력차의 작은 변화량은 클러치의 슬립량에서 바람직한 변화량으로 초래된다. 즉, 피드백(feed back) 방식으로 제어되는 클러치의 슬립량은 피드백 제어기에 의해 발생된 슬립 제어 신호에 대해 지나치게 반응하는 경향이 있다. 따라서, 로크 업 클러치의 슬립량의 피드백 제어는 자동차의 전동 안정성의 저하로 인해 특히, 슬립 제어가 완전 해제 모드에서 슬립 제어 모드까지 제어 모드의 절환후 즉시 로크 업 클러치의 실속과 목표 슬립 속도간의 큰 차이로 시작될때 부족한 피드백 정확도와 과도한 제어 초과량과 같은 비교적 낮은 제어 안정성에 저항한다. 낮은 제어 안정성은 목표 슬립 속도의 변화율이 변경될때 또한 발생한다.

로크 업 클러치를 슬립 제어 모드로 제어하기 위한 제어 장치의 일예는 JP-A-331868호에 기술되어 있다. 이 제어기는 슬립 제어 시작에 따라 펌프와 터빈 임펠러의 속도차가 로크 업 클러치의 순간 목표 슬립 속도의 초기값으로 사용되고 상기 순간 목표 슬립 속도가 예정된 일정 비율로 예정된 최종 목표 슬립 속도쪽으로 감소되도록 배열되어 있다. 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 비교적 근접할때에 순간 목표 슬립 속도의 감소율이 일정한 상기 제어 장치에서, 순간 목표 슬립 속도는 최종 목표 슬립 속도에 순간적으로 고정되고, 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도는 최종 목표 슬립 속도 보다 낮거나 작게되는 경향 즉, 순간 목표 슬립 속도가 최종 값에 도달할때 제어 초과량으로 인해 0에 가깝게 되는 경향이 있다. 계속해서, 로크 업 클러치는 비교적 저속으로 주행하는 엔진의 노킹 경향과, 자동차의 저하된 주행 안정성과 안락성을 일으킬때 바람직하지 않게는 거의 완전히 결합된다.

상술한 종래 제어 장치에서, 로크 업 클러치의 순간 목표 슬립 속도의 감소율은 드로틀 밸브 개방도에 의거해서 결정되고 감소율과 드로틀 밸브 개방도간의 소정 관계에 따라 결정된다. 결정된 감소율은 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도로 감소될 때까지 일정하게 유지된다. 이러한 구성에서, 순간 목표 슬립 속도의 결정된 감소율은 필요한 것보다 지나치게 낮거나 또는 높다. 순간 목표 슬립 속도의 지나치게 낮은 감소율은 클러치의 저하 지속성으로 유도되어 장기간 동안 로크 업 클러치의 바람직한 슬립으로 초래되는 반면에, 순간 목표 슬립 속도의 지나치게 높은 감소율은 로크 업 클러치를 통해 전달된 토오크와 자동차의 저하된 주행 안정성과 안락성의 계단식 증가로 유도되는 부분적으로 결합된 로크 업 클러치를 통과하는 전동 불안정성으로 초래된다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 자동차 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하기 위해 향상된 안전성을 보장하는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명의 제1특징에 따라 달성되고, 이 특징은 자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 배치된 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 순간 목표 슬립 속도와 일치하도록 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치를 제공하며, 이 장치는 자동차의 정상 주행 중에 자동차의 최대 연료 효율을 보장하는 로크 업 클러치의 최종 목표 슬립 속도를 계산하는 최종 목표 슬립 속도 계산 수단과, 슬립 제어 수단의 조작이 시작되기 바로 직전에 펌프와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차를 로크 업 클러치의 순간 목표 슬립 속도의 초기값으로 설정하는 초기 목표 슬립 속도 설정 수단 및, 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접할때 감소되는 비율로 최종 목표 슬립 속도에 대해 순간 목표 슬립 속도를 변화시키는 목표 슬립 속도 업데이팅 수단을 포함한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 슬립 제어 장치에서, 초기값이 초기 목표 슬립 속도 설정 수단으로 설정되는 순간 목표 슬립 속도는 목표 슬립 속도 업데이팅 수단에 의해 업데이트된다. 즉, 순간 목표 슬립 속도는 최종 목표 슬립 속도 계산 수단에 의해 계산된 최종 목표 슬립 속도까지 저하된다. 순간 목표 슬립 속도가 감소되는 비율은 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 값에 근접할때 감소된다.

본 슬립 제어 장치에서, 순간 목표 속도의 감소율은 갑자기 0으로 될 뿐만 아니라 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접할 때 점진적으로 감소된다. 이 구성은 0에 근접하게 되는 실제 슬립 속도를 일으키고 자동차의 저하된 주행 안정성과 안락성을 야기시키는 제어 초과량 없이 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도를 최종 목표 값에 정확히 일치시키는 것을 허용한다.

상기 목적은 본 발명의 제2특징에 따라 달성되고 이 특징은 자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 배치된 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도와 일치하도록 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치를 제공하며, 이 장치는 펌프와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차가 증가되는 경향이 있는지를 결정하는 슬립 속도 감시 수단과, 상기 슬립 속도 감시 수단이 상기 속도차에 증가하는 경향이 없다는 것을 결정한다면 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하여 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 가능 수단을 포함한다.

본 발명의 제2특징에 따라 구성된 슬립 제어 장치에서, 슬립 속도 감시 수단은 펌프와 터빈 임펠러의 속도차가 증가하는지 아닌지를 결정하고, 이 속도차가 증가하지 않는다면 상기 가능 수단은 로크 업 클러치의 슬립량 또는 슬립 속도를 제어하여 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 한다.

따라서, 슬립 제어 수단에 의한 로크 업 클러치의 슬립 제어는 자동차가 펌프와 터빈 임펠러의 속도차의 증가 경향없이 주행할때만 시작된다. 이러한 구성은 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도를 슬립 제어의 초기 주기에 목표 슬립 속도를 정확하게 따르도록 허용하고, 자동차의 저하된 주행 안정성과 안락성으로 유도되는 클러치의 슬립량의 불안정한 제어에 저항하지 못한다.

양호하게는, 슬립 속도 감시 수단은 자동차 엔진의 드로틀 밸브 개방도의 증가율이 소정 제1 한계값 이하로 하강하는 지를 결정하는 수단을 포함한다. 이 경우에, 가능 수단은 드로틀 밸브 개방도의 증가율이 소정 제1 한계값 이하로 하강할때 슬립 제어 수단이 로크 업 클러치의 슬립 제어 조작을 시작하게 한다. 제1 한계값은 비교적 작은 정값(positive value) 또는 0에 가까운 부(negative)값이다. 이 한계값이 부값인 경우에, 로크 업 클러치의 슬립 제어는 가속 페달이 드로틀 밸브 개방도를 감소시키기 위해 해제된때, 즉, 펌프와 터빈 임펠러의 속도차가 감소되는 경향이 있을때 시작된다. 이러한 구성은 슬립 제어의 초기에 로크 업 클러치의 슬립량 제어의 향상된 안정성을 보장한다.

이 경우에, 상기 장치는 드로틀 밸브의 증가율이 제1한계값 보다 훨씬 더 높은 소정 제2 한계값을 초과할때 슬립 제어 종료 수단을 양호하게 더 포함한다. 이러한 구성에서, 슬립 제어 조작은 자동차 주행 상태가 슬립 제어 영역에 있을때 종료되고, 드로틀 밸브가 비교적 높은 비율로 조작된다면 가속 페달은 갑작스럽게 저하된다. 따라서, 인스턴트 구성은 엔진 속도가 비교적 낮을때 로크 업 클러치의 비교적 작은 슬립량으로 인해 엔진의 녹킹 경향을 방지하는 효과가 있다. 더욱이, 로크 업 클러치의 슬립 제어 종료는 자동차의 가속을 촉진하기 위해 유체 충진 전동 장치에 의해 토오크의 증가로 초래된다.

상기 목적은 본 발명의 제3특징에 따라 달성되고, 이 특징은 엔진이 가속 페달을 갖는 자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 배치된 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도와 일치하도록 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치를 제공하며, 이 장치는 자동차의 엔진 속도가 가속 페달의 저하시 엔진의 레이싱으로 인해 그리고 동시에 부방향에서 정방향까지 토오크 전달 방향의 절환으로 인해 실행되어 예상되는 최고 레벨에 거의 도달하는 지를 결정하는 엔진 레이싱(racing) 감시 수단과, 엔진 속도가 최고 레벨에 거의 도달하는 것을 엔진 레이싱 감시 수단이 결정한다면 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하여 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 가능 수단을 포함하고, 상기 부방향은 자동차의 구동 바퀴로부터 엔진쪽으로 향하는 방향인 반면에, 정방향은 엔진으로부터 구동 바퀴쪽으로 향하는 방향이다.

본 발명의 제3특징에 따른 슬립 제어 장치에 있어서, 엔진 레이싱 감시 수단은 엔진 속도가 가속 페달의 완화시 엔진 레이싱으로 인해 그리고 동시에 부방향에서 정방향까지 토오크 전달 방향의 절환으로 인해 실행되어 예상될 최고 레벨에 거의 도달하는 지를 결정한다. 상기 가능 수단은 엔진 속도가 레이싱의 최고 레벨에 거의 도달하는 정도로 상기 엔진 레이싱이 전진된 후에만 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 한다.

따라서, 상술한 슬립 제어 장치는 엔진 속도가 엔진 레이싱 중에 예상되는 최고 레벨에 근접한 레벨까지 상승된 후에만 로크 업 클러치의 슬립 제어를 시작한다. 이러한 구성은 슬립 제어 조작시에 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도를 정확하게 따르는 것을 허용하고, 자동차의 저하된 주행 안정성으로 유도되는 슬립량의 불안정한 제어에 저항할 수 없다.

양호하게는, 엔진 레이싱 감시 수단은 엔진의 드로틀 밸브가 공전 위치에 배치되어 유지되는 공전 위치 스위치와, 이 공전 위치 스위치가 OFF된 후 지나가는 시간이 예정된 한계값을 초과하는 지를 결정하는 수단을 포함한다.

상기 목적은 본 발명의 제4 특징에 따라 달성되고, 이 특징은 자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 비치되며 피스톤을 갖는 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도와 일치하도록 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치를 제공하며, 이 장치는 슬립 제어 수단의 슬립 제어 조작을 시작하는 자동차 상태가 만족되는 지를 결정하는 초기 상태 감시 수단과 자동차 상태가 만족되는 것을 초기 상태 감시 수단이 결정한다면 로크 업 클러치의 피스톤을 소정 거리까지 전진시키는 로크 업 피스톤 전진 수단 및, 상기 피스톤이 로크 업 피스톤 전진 수단에 의해 소정 거리까지 전진되는 지를 결정하고 이 피스톤 소정 거리까지 전진된 후에 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하여 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 감시 및 가능 수단을 포함한다.

본 발명의 제4특징에 따른 슬립 제어 장치에서, 로크 업 클러치의 피스톤은 슬립 제어 조작을 시작하기 위해 자동차 상태가 만족되는 것을 초기 상태 감시 수단이 결정할때 로크 업 피스톤 전진 수단에 의해 소정 거리까지 전진된다. 이 감시 및 가능 수단은 상기 피스톤이 소정 거리까지 전진한 것을 결정한때 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 한다.

상기 장치에서, 슬립 제어 수단에 의한 슬립 제어 조작은 로크 업 클러치의 피스톤이 소정 거리까지 전진된 후에만 시작된다. 이러한 구성은 슬립 제어 조작의 시작후 즉시 로크 업 클러치의 슬립 결함을 허용하고, 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도를 정확하게 따르게 한다. 상기 인스턴트 구성은 0에 가까운 실제 슬립 속도를 일으키고 주행 안정성의 저하와 자동차의 안락성을 야기시키는 제어 초과량에 저항할 수 없다.

양호하게는, 로크 업 클러치의 피스톤은 유체 충진 전동 장치의 터빈 임펠러의 허브에 축방향으로 미끄럼 가능하게 고정되고, 피스톤에 의해 부분적으로 한정된 두 오일 챔버내의 유압간의 차에 의해 완전 해제 위치와 완전 결합 위치 사이에서 이동할 수 있다. 완전 해제 및 결합 위치에 배치된 피스톤에 대해, 로크 업 클러치는 각각 완전히 해제되고 결합된다. 로크 업 피스톤 전진 수단은 두 오일 챔버의 소정 압력차를 확립하여 상기 피스톤은 확립된 압력차에 의해 소정 거리로 완전 해제 위치에서 완전 결합 위치까지 전진하고, 이에 의해 로크 업 클러치는 상기 클러치의 마찰 커플링부가 터빈 임펠러의 대응 마찰 커플링부와 접촉하는 완전 결합 위치 부근의 위치에 있다.

[양호한 실시예의 상세한 설명]

먼저, 자동차의 전동 시스템의 일부가 도시된 제1도를 참조하면, 엔진(10)에 의해 발생된 동력은 로크 업(lock-up) 클러치(32)에 설치된 토오크 컨버터(torque converter; 12)와 복수의 작동 위치(기어 위치)를 선택적으로 설치하기 위해 세개의 유성 기어 세트(planetary gear sets)를 구비하는 자동 변속기(14)를 통해서 차동 기어 장치와 구동 바퀴(drive wheel)에 전달된다.

토오크 컨버터(12)는 엔진(10)의 크랭크샤프트(16)에 연결된 펌프 임펠러(pump impeller; 18)와, 자동 변속기(14)의 입력 축에 고정되고 펌프 임펠러(18)에 의해 회전가능한 터빈(turbine) 임펠러(22)와 일방(one-way) 클러치(24)를 통해서 하우징(26) 형태로 고정 부재에 고정된 스테이터(stator) 임펠러(28) 및, 터빈 임펠러(22)를 통해서 입력축(20)에 연결된 로크 업 클러치(32)를 구비한다. 펌프 임펠러(18)는 단면 U형인 방사방향 외부 부분과 원주 방향으로 배열되고 엔진(10)의 측면에서 터빈 임펠러(22)를 향해 이동하는 성분을 구비하는 작동유의 흐름을 발생시키기 위해 형성된 복수개의 굴곡 베인(vane)을 구비한다. 터빈 임펠러(22)는 펌프 임펠러(18)의 베인과 대향하는 복수개의 굴곡 베인을 구비한다. 토오크 컨버터(12)의 작동시, 터빈 임펠러(22)는 엔진(10)에 의해 회전하는 펌프 임펠러(18)의 베인으로부터 오일 흐름에 의해 회전된다. 로크 업 클러치(32)는 터빈 임펠러(22)의 허브(hub)와 맞물리는 피스톤(30)을 구비하여, 이 피스톤(30)은 터빈 임펠러(22)에 대해 축방향으로 미끄럼 가능하고 이와 회전가능하다.

로크 업 클러치(32)의 피스톤(30)은 토오크 컨버터(12)의 내부를 두 오일 챔버(33,35)로 나눈다. 로크 업 클러치(32)는 이들 두 오일 챔버(33,35)내에서 오일 압력간의 차이에 따라 피스톤(32)의 축방향 운동에 의해 해제되고 결합된다. 이들 두 챔버에 대해서 하기에선 해제 오일 챔버(33)와 결합 오일 챔버(35)로 각각 참조(사용)한다. 더 구체적으로 설명하면, 상기 피스톤(10)은 해제 오일 챔버(33)내의 압력이 증가하는 동안 결합 오일 챔버(35)가 배출될때 완전히 수축된 위치로 수축된다. 결합 오일 챔버(35)내의 압력이 증가하는 동안 해제 오일 챔버(33)가 최하부 레벨에 유지될때, 상기 피스톤(30)은 완전히 전진된 위치로 전진된다. 피스톤(30)의 완전히 수축된 위치에서, 로크 업 클러치(32)는 펌프 임펠러(18)에 의해 수용된 토오크가 토오크 컨버터(12)의 입출력 속도비에 따른 비율로 확대 또는 증가되는 완전히 해제된 위치에 배치된다. 피스톤(30)의 완전 전진 위치에서, 로크 업 클러치(32)는 클러치(32)의 마찰 커플링(coupling)부가 펌프 임펠러(18)의 방사 방향 외부 U형부에 대해 가압되는 완전히 결합된 위치에 배치되고, 그에 의해 펌프 임펠러(18)는 입력축(20)에 직접 연결 즉, 토오크 컨버터(12)의 입력 부재와 같은 크랭크 샤프트(16)는 토오크 컨버터(12)의 출력 부재로 작용하는 변속기(14)의 입력축(20)에 직접 연결되어 있다. 해제 오일 챔버(33)내의 압력이 소정 레벨까지 증가하는 동안 결합 오일 챔버(35)내의 압력이 최상부 레벨에 유지되는 경우, 피스톤(30)은 로크 업 클러치의 마찰 커플링부가 펌프 임펠러(18)의 대응 커플링부(방사 방향 외부 U형부) 근처에 배치된 소정 위치까지 전진한다. 상술한 해제 오일 챔버(33)내의 압력의 소정 레벨은 후술되는 식(2)의 우측 변의 제2항(term; 피드 진행항)에 의해 결정된다.

자동 변속기(14)는 입력축(20)과, 제1, 제2 및 제3 유성 기어 세트(34,36,38)와, 제3 유성 기어 세트(38)의 링기어와 회전하는 출력 기어(39) 및, 상기 출력 기어(39)와 차동 기어 장치를 연결하는 중간 축(40) 형태인 출력 축을 구비한다. 유성 기어 세트(34,36,38)는 서로 일체식으로 연결된 성분과 세개의 클러치(C0,C1,C2)가 선택적으로 결합될때 서로 연결된 성분을 구비한다. 유성 기어 세트(34,36,38)는 또한 하우징(26)에 고정되거나 연결되는 성분을 구비하고 이에 의해 네개의 브레이크(B0,B1,B2,B3)가 선택적으로 결합될때 회전을 방지한다. 유성 기어 세트(34,36,38)는 상기 성분들의 회전 방향에 따라 세개의 일방 클러치(F0,F1,F2)를 통해서 서로 또는 하우징(26)에 연결된 성분을 더 구비한다.

각 클러치(C0,C1,C2)와 브레이크(B0,B1,B2,B3)는 다판 클러치 또는 양 방향으로 감긴 두 밴드를 사용하는 밴드 브레이크로 구성되어 있다. 이들 클러치와 브레이크는 제3도에 도시된 바와 같이 전자식 변속 제어기(184)에 의해 제어되는 각 유압식 조작 작동기에 의해 조작되므로 자동 변속기(14)의 복수의 조작 위치를 선택적으로 실행된다. 즉, 자동 변속기(14)는 제2도에 도시된 바와 같이 제1속(1st), 제2속(2nd), 제3속(3rd) 및, 오버 드라이브(O/D)인 네가지 전진 구동 위치와, 하나의 후진 구동 위치(R)를 갖는다. 네가지 전진 구동 위치(1st, 2nd, 3rd, O/D)는 설명의 순서로 감소하는 각각 다른 속도비(I)를 갖는다. 이 속도비(I)는 중간 축(출력 축; 40)의 속도로 나누어진 입력 축(20)의 속도로 한정된다.

토오크 컨버터(12)와 자동 변속기(14)의 하부 반부와 중간 축(40)의 상부 반부는 이들 요소(12,14,40)들이 회전축에 대해 대칭적이기 때문에 명료화를 위해 제1도에 도시하지 않았다.

다음에, 제3도의 블록 다이아그램을 참조하면,

자동차에 엔진(10)과 로크 업 클러치(32) 및 자동 변속기(14)를 제어하기 위해 설치된 제어 시스템이 기술된다. 이 제어 시스템은 유압식 제어 장치(44)를 제어하기 위해 채용된 상기 전자식 변속 제어기(184)를 구비한다. 상기 유압식 제어 장치(44)는 상기 자동 변속기(14)를 상기 조작 위치중 적합한 일 위치로 이동시키기 위한 변속 제어 회로와, 로크 업 클러치(32)의 조작 상태를 제어하기 위한 로크 업 클러치 제어 회로를 구비한다. 상기 변속 제어 회로에는 각각 솔레노이드 밸브를 갖는 제1 및 제2 솔레노이드 조작 밸브(S1,S2)가 설치되어 있다. 상기 클러치(C0,C1,C2)와 브레이크(B0,B1,B2,B3)는 제2도에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 솔레노이드 조작 밸브(S1,S2)의 조작 상태의 각 조합에 따라 변속기(14)의 조작 위치(1st, 2nd, 3rd, O/D)를 선택적으로 실행하기 위해 선택적으로 결합된다. 제2도에서, O는 상기 밸브(S1,S2)의 솔레노이드 코일의 활성화 또는 클러치와 브레이크의 결합을 나타낸다.

유압식 제어 장치(44)의 로크 업 클러치 제어 회로는 제4도에 도시된 바와 같이 제3 솔레노이드 조작 밸브(S3), 로크 업 릴레이 밸브(S2), 선형 솔레노이드 밸브(SLU) 및, 로크 업 클러치 제어 밸브(56)를 구비한다. 제3 솔레노이드 조작 밸브(S3)는 on 및 off되는 솔리노이드 코일(48)을 갖는다. 이 코일(48)이 on될 때, 상기 밸브(S3)는 로크 업 절환(LOCK-UP SWITCHING) 압력(P_SW)을 발생시킨다. 로크 업 릴레이 밸브(52)는 파일럿(pilot) 압력(P_SW)이 상기 밸브(S3)에 의해 발생되는 지에 따라 각각 로크 업 클러치(32)를 해제하고 결합하기 위한 해제 상태와 결합 상태를 갖는다. 선형 솔레노이드 밸브(SLU)는 변속 제어기(184)로부터 공급된 슬립 제어(SLIP CONTROL) 전류(I_SLU)에 대응하는 슬립 제어 파일럿 압력(P_SLU)을 발생시키기 위해 채용된다. 로크 업 클러치 제어 밸브(56)는 로크 업 클러치(32)의 슬립 량을 제어하기 위해 선형 솔레노이드 밸브(SLU)로부터 수용된 슬립 제어 파일럿 압력(P_SLU)에 따라 토오크 컨버터(12)의 결합 및 해제 오일 챔버(35,33)내에서의 압력간의 압력차(△P)를 조절하기 위해 채용된다.

제4도에 도시된 바와 같이, 유압식 제어 장치(44)는 여과기(strainer; 58)를 통해 적합한 저장조(reserrior)로부터 흡입된 작동유를 가압하기 위한 펌프(60)를 구비한다. 이 펌프(60)에 의해 분배된 작동유의 압력은 오버플로우형의 제1 압력 조절 밸브(62)는 제1 드로틀 밸브(166; 제3도)의 개방 탭(TAP)으로 지시된 드로틀(THROTTLE) 파일럿 압력을 수용하고 제1 압력 라인(64)에서 제1 라인 압력(P1)를 조절하기 위해 배열되어 있고, 상기 압력(P1)은 드로틀 파일럿 압력으로 증가한다. 유압식 제어 장치(44)는 제1 압력 조절 밸브(62)로부터 드로틀 압력에 따른 제2 라인 압력(P2)에 수용된 작동유의 압력을 조절하는 오버플로우형의 제2 압력 조절 밸브(66)를 더 갖는다. 상기 장치(44)는 제1 라인 압력(P1)을 소정 제 3 라인 압력(P3)으로 감소시키는 압력 감소 밸브인 제3 압력 조절 밸브(68)를 더 갖는다.

자동차는 제2도에 도시된 바와 같이 P(주차;PARKING), R(후진 또는 역전;REVERSE), N(중립;NEUTRAL), D(드라이브;DRIVE), S(세컨드;SECOND) 및 L(로;LOW)인 여섯가지 조작 위치를 갖는 시프트(shift;이동) 레버(174;제3도)를 갖는다. 유압식 제어 장치(44)는 시프트 레버(174)가 후진 위치(R)에 있을때(자동 변속기(14)에 대해 상기에서 참조한 후진 구동 위치) 역전 압력(P_R)을 발생시키는 수동(mannual) 밸브(70;제4도)를 구비한다. 상기 장치(44)는 상기 밸브(S3)가 하기에 상세히 설명하는 바와 같이 ON될 때 발생되는 로크 업 절환 파일럿 압력(P_SW)으로 제공하는 브레이크 B2(BRAKE B2) 압력(P_B2)과 역전 압력(P_R') 중 더 높은 하나를 발생시키는 OR 밸브(72)를 또한 구비한다. 브레이크 B2 압력(P_B2)은 제2속(2nd), 제3속(3rd) 및, 오버드라이브(O/D) 위치를 실행하기 위해 브레이크 B2를 결합하기 위해 발생된다.

로크 업 릴레이 밸브(52)는 해제 오일 챔버(33)와 연통하는 해제 포트(releasing port; 80)와, 결합 오일 챔버(35)와 연통하는 결합 포트(82)와, 제2 라인 압력(P2)을 수용하는 입력 토프(84)와, 로크 업 클러치(32)가 해제될때 결합 오일 챔버(35)내의 작동유가 배출되는 제1 배수(drain) 포트(86)와, 로크 업 클러치(32)가 결합될때 해제 오일 챔버(33)내의 작동유가 배출되는 제2 배수 포트(88)와, 상기 작동유가 로크 업 클러치(32)의 결합중에 냉각되도록 제2 압력 조절 밸브(66)로부터 배출되는 작동유를 수용하는 공급 포트(90)와, 상술한 포트들의 상호 연통 또는 연결을 절환하기 위한 ON 위치와 OFF 위치 사이에서 조작할 수 있는 스풀(spool;92)과, 상기 스풀(92)을 OFF 위치쪽으로 편향시키기 위한 스프링(94)과, 상기 스프링(94)의 측면에서 스풀(92)의 단부상에 인접할 수 있는 플런저(96)와, 스풀(92)의 상기 단부와 플런저(96)의 대향 단부 사이에 형성되고 역전 압력(P_R)을 수동 밸브(70)로부터 수용하기 위한 오일 챔버(98)와, 상기 플런저(96)의 다른 단부에 의해 부분적으로 형성되고 제1 라인 압력(P1)을 수용하기 위한 오일 챔버(100) 및, 스풀(92)의 다른 단부에 의해 부분적으로 형성되고 로크 업 절환 압력(P_SW)을 제3 솔레노이드 조작 밸브(S3)로부터 수용하며 스풀(92)을 ON 위치쪽으로 이동시키기 위해 추력을 발생시키는 오일 챔버(102)를 구비한다.

제3 솔레노이드 조작 밸브(S3)는 솔레노이드 코일(48)이 비활성화 또는 OFF 될때 로크 업 릴레이 밸브(S2)의 오일 챔버(102)와 OR 밸브(72)로 연통하는 라인을 해제하기 위해 밸브 시트상에 설치된 볼(ball)을 갖는다. 상기 코일(48)이 활성화 또는 ON 될때, 상기 볼은 OR 밸브(72)와 오일 챔버(102) 사이에서 연통을 허용하기 위해 설치되어 있지 않고, 이에 의해 로크 업 절환 압력(P_SW)은 오일 챔버(102)에 적용된다. 따라서, 상기 밸브(S3)의 OFF 상태에서, 로크 업 릴레이 밸브(S2)의 스풀(92)은 스프링(94)의 편향력과 오일 챔버(100)내의 제1 라인 압력(P1)에 의거한 힘에 의해 OFF 위치로 이동되고, 이에 의해 입력 포트(84)는 해제 포트(80)와 연통하는 반면에 제1 배수 포트(86)는 해제 포트(82)와 연통한다. 그 결과, 해제 오일 챔버(33)내에 있는 압력(Poff)은 결합 오일 챔버(35)에 있는 압력(Pon) 보다 더 높고, 그에 의해서 로크 업 클러치(32)를 해제시키는 동시에, 결합 챔버(35)는 제1 배수 포트(56), 오일 냉각기(104) 및 체크 밸브(106)을 통해서 배수된다.

한편, 밸브(S3)의 ON 상태에서, 로크 업 절환 파일럿 압력(P_SW)은 오일 챔버(102)에 적용되고, 스풀(92)은 스프링(94)의 편향력에 대한 압력(P_SW')에 의거한 힘과 오일 챔버(100)내에 있는 제1 라인 압력(P1)에 의거한 힘에 의해 이동되고, 이에 의해 입력 포트(84)는 결합 포트(82)와 연통하는 반면에 제1 및 제2 배수 포트(86,88)는 각각 공급 및 해제 포트(90,80)와 연통한다. 그 결과, 결합 오일 챔버(35)내의 압력(Pon)은 해제 오일 챔버(33)내의 압력(Poff) 보다 더 높고 이에 의해 로크 업 클러치(32)를 결합시키는 동시에, 해제 오일 챔버(33)는 제2 배수 포트(88)와 로크 업 클러치 제어 밸브(56)를 거쳐서 배수된다.

선형 솔레노이드 밸브(SLU)는 소정 제3 라인 압력(P3)을 슬립 제어 파일롯 압력(P_SLU)으로 감소시키는 감소 밸브이고, 상기 파이럿 압력(P_SLU)은 변속 제어기(184)로부터 공급된 슬립 제어 전류(I_SLU)의 증가로 상승 즉, 선형 솔레노이드 밸브(SLU)의 듀티비(duty ratio;D_SLU)의 증가로 상승한다. 따라서, 제어된 파일럿 압력(P_SLU)은 로르 업 클러치 제어 밸브(56)에 적용된다. 상기 선형 솔레노이드 밸브(SLU)는 제3 라인 압력(P3)을 수용하기 위한 공급 포트(110)와, 슬립 제어 파일럿 압력(P_SLU)이 밸브(56)에 적용되는 출력 포트(112)와, 상기 포트(110,112)를 개폐하기 위한 스풀(114)과, 밸브 폐쇄 방향으로 스풀(114)을 편향시키기 위한 스프링(115)과, 스프링(115)의 힘보다 작은 힘에 의해 밸브 개방 방향으로 스풀(114)을 편향시키기 위한 스프링(116)과, 슬립 제어 전류(I_SLU)로 결정된 힘에 의해 밸브 개방 방향으로 스풀(114)을 편향시키기 위한 솔레노이드 코일(118) 및, 스풀(114)을 밸브 폐쇄 방향으로 편향시키는 피드백(feedback) 압력(슬립 제어 파일럿 압력; P_SLU)을 수용하기 위한 오일 챔버(120)를 갖는다. 상기 스풀(114)은 솔레노이드 코일(118)과 스프링(116)의 편향력의 합과 스프링(115)의 편향력과 피드백 압력(P_SLU)에 의거한 합간의 평형 위치로 이동된다.

로크 업 클러치 제어 밸브(56)는 제2 라인 압력(P2)을 수용하기 위한 라인 압력 포트(130)와, 해제 오일 챔버(33)로부터 밸브(52)의 제2 배수 포트(88)을 통해 배출되는 작동유를 수용하기 위한 입력 포트(132)와, 입력 포트(132)에 의해 수용된 작동유를 배출시키는 배수 포트(134)와, 제1 위치(제4도의 좌측에 표시됨)와 제2 위치(제4도의 우측에 표시됨) 사이에서 조작할 수 있는 스풀(136)과, 스풀(136)을 제1 위치쪽으로 편향시키기 위해 스풀(136) 상에 인접 가능한 플런저(138)와, 제1 위치쪽으로 스풀(136)을 편향시키는 추력을 발생시키도록 플런저(138)를 편향시키기 위해 슬립 제어 파일럿 압력(P_SLU)을 수용하는 오일 챔버(140)와, 스풀(136)을 제1 위치쪽으로 편향시키는 추력을 발생시키도록 플런저(138)를 편향시키기 위해 해제 오일 챔버(33)내의 오일 압력(Poff)을 수용하는 오일 챔버(142)와, 스풀(136)을 제2 위치쪽으로 편향시키는 추력을 발생시키기 위해 결합 오일 챔버(35)내의 오일 압력(Pon)을 수용하는 오일 챔버(144) 및, 스풀(136)을 제2 위치쪽으로 편향시키기 위해 오일 챔버(144)에 수용된 스프링(146)을 구비한다.

로크 업 클러치 제어 밸브(56)의 스풀(136)의 제1 위치에서, 입력 포트(132)는 배수될 해제 오일 챔버(33)를 야기시키기 위해 배수 포트(134)와 연통하고, 이에 의해 오일 챔버(33,35)의 압력차(△P=Pon-Poff)를 증가시킨다. 스풀(136)의 제2 위치에서, 입력 포트(132)는 해제 오일 챔버(33)에 적용될 제2 라인 압력(P2)을 야기시키기 위해 라인 압력 포트(130)와 연통하고, 이에 의해 상기 압력차(△P)를 감소시킨다.

플런저(138)는 오일 챔버(142)에 인접한 제1 랜드(148)와 오일 챔버(42)로부터 떨어진 제2 랜드(150)를 갖는다. 제1 랜드(148)는 단면적(A1)을 가지고, 제2 랜드(150)는 단면적(A1) 보다 큰 단면적(A2)을 갖는다. 스풀(136)은 파일럿 압력 오일 챔버(140)에 인접한 제3 랜드(152)와 오일 챔버(140)로부터 떨어진 제4랜드(154)를 갖는다. 제3 랜드(152)는 단면적(A3)을 가지고, 제4 랜드(154)는 단면적(A1)과 동일한 단면적을 갖는다. 로크 업 클러치에서 밸브(56)의 이러한 구성에 있어서, 플런저(138)와 스풀(136)은 스풀(136)과 인접 접촉하여 유지된 플런저(138)을 갖는 유니트와 함께 이동된다. 플런저와 스풀(138,136)의 운동에 대해, 로크 업 클러치(32)의 피스톤(30)의 양측면에서 압력차(△P=Pon-Poff)는 선형 솔레노이드 밸브(SLU)에 의해 발생된 슬립 제어 파일럿 압력(P_SLU)에 따라 제어된다. 상기 압력차(△P)는 하기 식(1)에 표함된 값[(A2-A2)/A1]으로 표시된 비율 또는 구배로 제6도에 도시된 바와 같은 파일럿 압력(P_SLU)으로 변경된다.

여기서, Fs : 스프링(146)의 편향력.

제6도의 그래프는 로크 업 클러치 제어 밸브(56)의 출력 특성, 즉, 밸브(56)에 의해 발생된 압력차(△P)와 밸브(SLU)에 의해 발생된 슬립 제어 파일럿 압력(P_SLU)간의 관계를 나타낸다. 로크 업 클러치 제어 밸브(56)가 제1 위치에 배치된 스풀(136)로 ON되는 동안 파일럿 압력(P_SLU)에서의 증가는 결합 및 해제 오일 챔버(35,33)의 압력차(△P)에서의 증가로 초래되고, 그에 의해 로크 업 클러치(32)의 슬립 속도(N_SLP)로 감소를 야기시키는 반면에, 파일럿 압력(P_SLU)에서의 감소는 슬립 속도(N_SLP)로 증가를 야기시킨다. 슬립 속도(N_SLP)는 펌프 임펠러(18)의 속도[N_P; 엔진(10)의 속도(N_E)]와 터빈 임펠러(22)의 속도(N_T; 입력 축(20)의 속도(Nin)]간의 속도차(N_P-N_T)이다.

제3도의 블럭 다이아그램을 다시 참조하면, 자동차는 엔진(10)의 속도(N_E) 즉, 펌프 임펠러(18)의 속도(N_P)를 검출하기 위한 엔진 속도 센서(160)와, 흡입 파이프를 통해 엔진(10)안으로 흡입된 흡입 공기량(Q)을 검출하기 위한 흡입 공기량 센서(162)와, 흡입 공기의 온도(T_AIR)를 검출하기 위한 흡입 공기 온도 센서(164)와, 가속 페달(165)에 의해 조작된 제1 드로틀 밸브(166)의 개방도(TAP)를 검출하고 드로틀 밸브(166)의 공전 위치를 검출하기 위해 공전 위치 스위치에 설치된 드로틀 센서(167)와, 자동 변속기(14)의 출력 축(40)의 속도(N_OUT)에 의거하여 차량의 주행 속도(V)를 검출하기 위한 차속 센서(168)와, 엔진(10) 냉각수의 온도(T_WA)를 검출하기 위한 수온 센서(170)와, 브레이크 페달의 조작을 검출하기 위한 브레이크 스위치(172)와, 자동 변속기(40)의 현재 선택된 조작 위치(Ps) 즉, 시프트 레버(174)의 조작 위치(L, S, D, N, R, P)중 현재 선택된 일 위치를 검출하기 위한 시프트 위치 센서(176)와, 터빈 임펠러(22)의 속도(N_T) 즉, 변속기(20)의 입력 축(20)의 속도(Nin)를 검출하기 위한 터빈 속도 센서(178) 및, 유압식 제어 장치(44)에 있는 작동유의 온도(T_OIL)를 검출하기 위한 오일 온도 센서(180)를 구비하는 각종 센서와 스위치를 갖는다. 상기 센서와 스위치들에 의해 발생된 출력 신호는 전자식 엔진 제어기(182)와 전자식 변속 제어기(184)에 직접 또는 간접적으로 공급된다. 상기 두 제어기(182,184)는 연통 인터페이스(communication interface)에 의해 서로 연결되고 필요한 신호를 서로에 공급한다.

변속 제어기(184)는 중앙 처리 장치(CPU), 판독 전용 메모리(ROM), 등속 호출 메모리(RAM) 및 인터페이스를 합체시킨 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있다. CPU는 ROM에 기억된 각종 제어 프로그램에 따라 입력 신호를 처리하는 동안, 자동 변속기(14)와 로크 업 클러치(32)를 제어하기 위해 RAM의 가상 데이타 기억 기능을 활용하여 제1, 제2 및 제3 솔레노이드 조작 밸브(S1,S2,S3)와 선형 솔레노이드 밸브(SLU)를 제어한다.

자동 변속기(14)를 적합한 조작 위치로 이동시키기 위해 자동 변속기(14)를 제어하면, 복수의 시프트 패턴은 ROM에 기억되고, 자동 변속기(14)의 현재 선택된 위치에 대응하는 시프트 패턴중 하나는 자동 변속기(14)가 상하로 이동되는 조작 위치(네가지 전진 구동 위치중 하나)를 결정하기 위해 선택된다. 예를 들면, 각 시프트 패턴은 드로틀 밸브 개방도(TAP)와 차속(V)간의 관계인 시프트 다운 경계선과 시프트 업 경계선으로 구성되어 있다. 자동 변속기(14)가 이동되어 검출된 전진 구동 위치에 의거하여, 솔레노이드 조작 밸브(S1,S2)는 적합하게 제어되어서(이들 솔레노이드 코일이 적합하게 활성화 또는 비활성화된다), 클러치와 브레이크(C0,C1,C2,B0,B1,B2,B3)의 조작 상태의 적절한 조합을 달성하고, 이 조합은 검출된 전진 구동 위치에 대응한다.

변속 제어기(184)는 자동차가 제3속 또는 제4속 또는 오버드라이브 위치(3rd 또는 O/D)에 위치된 자동 변속기(14)로 주행될때 하기에 기술하는 방법으로 로크 업 클러치(32)를 제어한다. 자동차의 주행 조건에 따라 로크 업 클러치(32)를 제어하기 위해서, 제7도에 도시된 바와 같은 세개의 다른 제어 영역을 한정하는 소정 범위는 ROM에 기억된다. 예를 들면, 상기 범위는 드로틀 밸브 개방도(TAP)와 자동 변속기(14)의 출력 축(40)의 출력 속도[Nout; 차속(V)]간의 관계이다. 더 상세히 설명하면, 이들 범위는 로크 업 클러치(32)가 완전히 해제되는 완전 해제 영역과, 로크 업 클러치(32)가 완전히 결합되는 완전 결합 영역 및, 로크 업 클러치(32)의 슬립량이 하기에 상세히 설명하는 바와 같이 본 발명의 원리에 따라 적합하게 제어되는 슬립 제어 영역을 한정한다. 현재 검출된 드로틀 개방도(TAP)와 출력 속도(Nout)에 따르면, 상기 세 제어 영역중 하나는 ROM에 기억된 범위에 따라 변속 제어기(184)의 CPU에 의해 검출 또는 선택된다.

자동차 주행 상태(TAP 또는 Nout)가 슬립 제어 영역에 있을때, 로크 업 클러치(32)는 자동차의 연료 효율을 최대화하도록 엔진(10)의 동력을 자동 변속기(14)에 전달하는 동안 높은 동력 변속 안전성과 자동차의 개량된 주행 안정성 또는 안락성을 보장하도록 엔진(10)의 토오크 진동을 흡수하기 위해 슬립 상태로 유지되어 제어된다. 자동차 주행 상태가 ROM에 기억된 제7도의 범위에 따라 슬립 제어 영역에 떨어지는지에 관한 결정이 실행되는 동안 자동차는 가속된다. 이에 대해서, 로크 업 클러치(32)의 슬립량이 또한 제어되는 반면에, 자동차는 공전 위치에 위치된 드로틀 밸브(166)로 타주(coasting) 또는 감속된다. 이 슬립 제어는 엔진(10)의 연료 절단 제어의 효과를 증가하기 위해 실행된다. 그러나, 이 경우에, 슬립 제어 영역은 드로틀 개방도(TAP)가 자동차의 타주중에 0(zero)이므로 차속(V)만에 의거하여 결정된다.

자동차의 주행 상태가 완전 결합 영역에 떨어지는 제어기(184)의 CPU가 결정된다면, 제3 솔레노이드 조작 밸브의 솔레노이드 코일은 로크 업 릴레이 밸브(52)를 ON하여 활성화시키고, 선형 솔레노이드 밸브(SLU)에 적용된 슬립 제어 전류(I_SLU)는 최소값으로 감소되고, 이에 의해 로크 업 클러치(32)는 완전히 결합된다. 자동차 주행 상태가 완전한 해제 영역으로 되게 결정된다면, 밸브(S3)의 솔레노이드 코일은 로크 업 릴레이 밸브(52)를 OFF하여 비활성화되고 로크 업 클러치(32)는 슬립 제어 전류(I_SLU)에 관계없이 완전히 해제된다. 자동차 주행 상태가 슬립 제어 영역으로 되게 결정된다면, 밸브(S3)의 솔레노이드 코일은 로크 업 릴레이 밸브(52)를 ON시켜서 활성화되고, 밸브(SLU)에 공급된 슬립 제어 전류(I_SLU)는 슬립 제어 모드로 로크 업 클러치(32)의 슬립량을 제어하기 위해 하기 식(2)에 따라 조절된다.

예를 들면, 슬립 제어 전류(I_SLU)는 로크 업 클러치(32)의 순간 목표(transient target) 슬립 속도(TNSLPBD)와 실제 슬립 속도(N_SLP=N_E-N_T)간의 에러(△E=N_SLP-TNSLPBD)를 0(zero)으로 계산된다. 상기 식(2)의 우측 변의 제2항[f(TAP, N_T, N_SLP)] 은 출력 토오크와 같은 엔진(10)의 출력에 대응하고 로크 업 클러치(32)의 반응을 향상시키는 값을 표시하는 피드 진행항이다.

전자식 엔진 제어기(182)는 ROM에 기억된 프로그램에 따라 출력 신호를 처리하는 반면에 RAM의 순간 데이타 기억 기능을 활용하는 CPU를 가지며 엔진(10)을 제어, 특히, 엔진(10)의 연소 상태를 가장 적합하게 하도록 연료 분사 밸브(186)를 제어하는 연료 분사 제어와, 점화 시기를 가장 적합하게 하도록 점화기(ignitor)를 제어하는 점화 제어와, 자동차의 견인력을 제어하는 동안 접지면에서 구동 바퀴의 슬립을 방지하도록 드로틀 작동기(190)를 거쳐서 제2 드로틀 밸브(192)를 제어하기 위한 견인 제어 및, 폐쇄된 연료 분사 밸브(186)를 유지하는 동안 엔진 속도(N_E)가 자동차의 타주 중에 소정 연료 절단 한계 레벨(N_OUT) 보다 높은 연료 절단 제어를 실행하여 자동차의 연료 효율을 향상시키는 변속 제어기(184)의 것과 유사한 마이크로 컴퓨터로 구성되어 있다.

다음에 제8도의 블록 다이아그램을 참조하면, 전자식 변속 제어기(184)에 설치된 각종 기능적 수단의 작용이 기술된다. 즉, 변속 제어기(184)는 슬립 제어 수단(196)과 최종 목표 슬립 속도 계산 수단(198)과, 초기 목표 슬립 속도 설정 수단(200)과, 목표 슬립 속도 업데이팅(updating) 수단(202)과, 제1 감시 및 가능 수단(204)과, 슬립 제어 종료 수단(206)과, 초기 상태 감시 수단(205)과, 로크 업 피스톤 전진 수단(210)과, 제2 감시 및 가능 수단(212) 및 제3 감시 및, 가능 수단(214)을 구비한다.

자동차 주행 상태가 제7도를 참조로 설명한 슬립 제어 영역에 떨어지는 것을 결정될때, 슬립 제어 수단(196)은 검출된 슬립 속도(N_SLP)가 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)와 일치하도록 로크 업 클러치(32)의 슬립량(슬립 속도 : N_SLP)을 제어한다. 이 말단에서, 최종 목표 슬립 속도 계산 수단(198)은 엔진 부하(드로틀 개방 각도 : TAP)가 거의 일정하게 유지되는 정상 주행중에 자동차의 최대 연료 효율을 보장하는 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)를 계산 또는 결정한다. 더욱이, 초기 목표 슬립 속도 설정 수단(200)은 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)의 초기값으로 상기 속도차[△N=펌프 임펠러(18)의 속도(N_P)-터빈 임펠러(22)의 속도(N_T)]를 설정한다. 초기값(TNSLPBD)이 즉시 설정된 후, 목표 슬립 속도 업데이팅 수단(202)은 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)에 근접할때 감소하는 비율 또는 구배로 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 감소하도록 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)를 업데이트한다.

제1 감시 및 가능 수단(204)은 속도차(△N=N_P-N_T)가 증가하는 경향이 있는지를 결정하는 슬립 속도 감시 수단과, 속도차가 증가하는 경향이 없다면 슬립 제어 수단(196)이 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어를 시작하게 하는 제1 가능 수단을 포함한다. 예를 들면, 제1 감시 및 가능 수단(204)은 드로틀 밸브(166)의 개방도(TAP)의 증가율(DTAP)이 제9도의 플로우 챠트를 참조로 후술하는 바와 같이 다른 조건을 만족하기 위해 구비된 소정 한계값(△θ1)이하로 하강할때 슬립 제어 수단(196)이 슬립 제어 조작을 시작하게 한다. 상기 한계값(△θ1)은 비교적 작은 정(positive)값 또는 0에 근접한 부(negative)값이다. 슬립 제어 종료 수단(206)은 증가율(DTAP)이 한계값(△θ1) 보다 충분히 큰 소정 한계값(△θ2)을 초과할 때 슬립 제어를 종료하기 위해서 슬립 제어 수단(196)을 지령한다.

엔진(10)은 토오크 전달 방향이 부방향에서 정방향으로 전환될때 갑자기 상승하는 속도(N_E)로 레이스(race)한다. 부방향은 구동 바퀴로부터 엔진(10)으로 향하는 방향인 반면에, 정방향은 엔진(10)으로부터 구동 바퀴로 향하는 방향이다. 토오크 전달 방향의 절환은 가속 페달(165)이 공전 위치에 배치된 드로틀 밸브(166)를 갖는 자동차의 타주 주행을 종료하기 위해 완화될때 발생한다. 제2 감시 및 가능 수단(212)은 엔진 속도(N_E)가 엔진 레이싱으로 인해 확립되는 것이 예상되는 최고 레벨에 거의 도달했는 지를 결정하는 엔진 레이싱 감시 수단과, 엔진 속도(N_E)가 엔진 레이싱의 예상된 최고 레벨에 도달한 것을 결정한다면 슬립 제어 수단(196)이 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어를 시작하게 하는 제2 가능 수단을 포함한다.

초기 상태 감시 수단(208)은 슬립 제어 수단(196)으로 슬립 제어를 시작하기 위한 상태가 만족하는 지를 결정한다. 로크 업 피스톤 전진 수단(210)은 초기 상태 감시 수단(208)이 초기 상태를 만족하는 지를 결정한 후 로크 업 클러치(32)의 피스톤(30)을 소정 거리까지 전진시키기 위해 작동한다. 제3 감시 및 가능 수단(214)은 피스톤(30)이 로크 업 피스톤 전진 수단(210)에 의해 소정 거리까지 전진하는 지를 결정하는 로크 업 피스톤 전진 감시 수단과, 피스톤(30)이 소정 거리까지 전진한 후 슬립 제어 수단(196)이 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어를 시작하게 하는 제3 가능 수단을 포함한다.

제9도의 플로우 챠트를 참조하면, 로크 업 클러치(32)를 슬립 제어 모드(SA13) 또는 비슬립 제어 모드(SA12)로 선택적으로 제어하기 위한 변속 제어기(184)가 상세히 기술되어 있다.

제9도의 플로우 챠트에 도시된 루틴은 로크 업 클러치(32)가 현재 슬립 제어 모드(후술하는 단계 SA13)로 제어되는 지를 결정하는 단계 SA0에서 시작한다. 단계 SA0에서 부정(No; 아니오)이 결정된다면, 상기 제어 흐름은 제1 드로틀 밸브(166)의 개방도(TAP)의 증가율(DTAP0)이 한계값(△θ1) 보다 낮은 지를 결정하기 위해 단계 SA1로 진행된다. 이 한계값(△θ1)은 비교적 작은 정값 또는 0에 가까운 부값 예를 들면 1%/30㎳이다. 드로틀 밸브(166)의 개방도(TAP)가 제10도에 도시된 바와 같이 증가하는 자동차 가속의 초기에, 펌프와 터빈 임펠러(18,22)의 속도(N_P, N_T)간의 속도차(△N)는 증가한다. 그러나, 이 속도차(△N)는 드로틀 밸브(166) 개방도의 증가율(DTAP)이 제10도에 도시된 바와 같이 소정 한계값(△θ1) 이하로 하강될때 감소하기 시작하는 경향이 있다. 상기 속도차(△N)는 로크 업 클러치(32)의 슬립 속도(N_SLP)이다. 따라서, 단계 SA1은 슬립 속도(N_SLP)가 증가하는 경향으로 현재 주행 상태에 자동차가 배치되어 있는지 아닌지를 결정한다. 단계 SA1의 결정이 속도차(△N) 또는 슬립 속도(N_SLP)가 증가하는 경향이 있다고 지시하면, 단계 SA3은 슬립 제어 수단(196)이 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어를 시작하게 하여 완성된다. 완성 단계 SA1로 지정된 변속 제어기(184)의 일부는 제1 감시 및 가능 수단(204)을 구성한다.

단계 SA1에서 부정(아니오)이 결정되면 즉 로크 업 클러치(32)의 슬립 속도(N_SLP)이 증가하는 경향이 없다면, 제어 흐름은 슬립 제어를 종료하기 위해 로크 업 릴레이 밸브(52)를 OFF하여 단계 SA2로 진행한다. 단계 SA1에서 긍정(YES; 예)이 결정되면, 제어 흐름은 드로틀 센서(167)의 공전 위치 스위치가 자동차 감속 말기에서 OFF된 후 통과하는 시간(CLLOFF)이 소정 한계 시간(T1)을 초과하는 지를 결정하기 위해 단계 SA2로 진행한다. 이에 대해, 가속 페달(165)이 ON으로 유지된 공전 위치 스위치를 갖는 자동차의 타주 감속을 종료하기 위해 완화된다면, 공전 위치 스위치는 OFF되고, 엔진(10)은 타주 감속 말기에서 가속 페달(165)의 완화시 토오크 전달 방향 즉, 부방향에서 정방향으로의 절환으로 인해 제11도에 도시된 바와 같은 갑자기 상승하는 속도(N_E)로 레이스한다. 엔진 속도(N_E)는 가속 페달(165)이 완화된 후, 즉, 공전 위치 스위치가 OFF된 후 주어진 시간으로 레이싱하는 동안 최고 레벨에 도달한다. 한계 시간(T1)은 엔진 속도(N_E)가 레이싱중에 예상된 최고 레벨에 거의 도달하는 시간(즉, 약 100㎳)으로 결정된다. 제11도의 특정 실시예에서, 상기 한계 시간(T1)은 공전 위치 스위치가 OFF되는 모멘트와 레이싱 엔진(10)의 속도(N_E)가 예상된 최고 레벨에 도달하는 모멘트간의 시간 보다 약간 짧다. 따라서, 단계 SA2는 엔진 속도(N_E)가 공전 위치에 유지된 드로틀 밸브(166)를 갖는 자동차의 타주 감속 중에 또는 말기에 또는 타주 주행을 종료하기 위해 가속 페달(165)의 완화시 발생하는 엔진(10)의 레이싱 동안 예상된 최고 레벨에 도달하는 지를 결정하기 위해 구비되어 있다. 이행 단계 SA2로 지정된 변속 제어기(184)의 일부는 제2 감시 및 가능 수단(212)을 구성한다.

단계 SA2에서 부정(아니오)이 결정되면, 제어 흐름은 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어를 종료하기 위해 단계 SA12로 진행한다. 단계 SA2에서 긍정(예)이 결정되면, 제어 흐름은 슬립 제어를 시작하기 위한 다른 상태가 만족하는 지를 결정하기 위해 SA3으로 진행한다. 이행 단계 SA3으로 지정된 제어기(184)의 일부는 초기 상태 감시 수단(208)을 구성한다. 슬립 제어 조작을 시작하기 위해 만족되는 다른 상태는 자동차 주행 상태가 제7도에 도시된 바와 같은 슬립 제어 영역에 있는 결과, 드로틀 밸브(166) 개방도(TAP)가 소정값 보다 작은 것 및, 자동 변속기(14)가 이동 작용에 있지 않는 것을 포함한다. 단계 SA3에서 부정(아니오)이 결정되면, 제어 흐름은 슬립 제어 조작을 종료하기 위해 단계 SA12로 진행한다. 단계 SA3에서 긍정(예)이 결정되면, 제어 흐름은 로크 업 릴레이 밸브(52)를 ON하여 제3 솔레노이드 조작 밸브(S3)의 코일을 활성화하기 위해 단계 SA4로 진행하고, 이에 의해 해제 오일 챔버(33)에 있는 압력(Poff)은 상기 식(2)의 우측변의 제1항(피드백 항)이 0이기 때문에 상기 식(2)의 피드 진행항에 의해 결정된 레벨로 로크 업 클러치 제어 밸브(56)의 작용에 의해 증가된다. 따라서, 피스톤(30)은 피드 진행항에 대응하는 소정 거리까지 전진한다. 이행 단계 SA4로 지정된 제어기(184)의 일부는 로크 업 피스톤 전진 수단(210)을 구성한다.

단계 SA4는 최종 목표 슬립 속도 계산 수단(198)에 대응하는 단계 SA5로 진행한다. 이 단계 SA5에서, 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)가 하기 식(3)에 따라 계산된다.

상기 식(3)에서, 변수(TTNSLP1)는 자동차의 정상 주행중에 로크 업 클러치(32)의 목표 슬립 속도인 반면에 엔진(10)의 하중은 거의 일정하게 유지된다. 예를 들면, 목표 슬립 속도(TTNSLP1)는 터빈 임펠러 속도(N_T)와 드로틀 밸브 개방도(TAP)에 의거해서 그리고 제12도에 도시된 소정 관계에 따라 결정된다. 다른 한편, 변수(TTNSLP2)는 자동차의 빠른 가속 중의 목표 슬립 속도이다. 예를 들면, 목표 슬립 속도(TTNSLP2)는 대략 500r.p.m.이다. 상기 변수(TKDTAP)는 드로틀 밸브 개방도(TAP)의 변화율(DTAP)의 기능으로 표현된 계수이다. 상기 계수(TKDTAP≤1)는 변화율(DTAP)의 증가로 증가한다.

그런 다음, 제어 흐름은 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 단계 SA5에서 계산된 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB) 보다 큰지를 결정하기 위해 단계 SA6으로 진행한다. 제9도의 루틴 실행의 제1 사이클에서, 단계 SA6에서 긍정(예)이 결정되면, 제어 흐름은 단계 SA3에서 긍정(예)이 결정된 후 통과하는 시간(CASLP)이 소정 한계 시간(T_P)을 초과하는 지를 결정하기 위해 단계 SA7로 진행한다. 이 한계 시간(T_P)은 로크 업 클러치(32)의 피스톤(30)이 단계 SA5에서 ON되는 로크 업 릴레이 밸브(52)를 갖는 소정 거리까지 진행한 것을 충분히 확인하여 결정된다. 예를 들면, 이 한계 시간(T_P)은 대략 400㎳로 설정된다. 따라서, 단계 SA7은 제3 감시 및 가능 수단(214)에 대응한다. 먼저, 단계 SA7에서 부정(아니오)이 결정되면, 제어 흐름은 초기 목표 슬립 속도 설정 수단(200)에 대응하는 단계 SA8로 진행한다. 이 단계 SA8에서, 펌프와 터빈 임펠러(18,22)의 속도차(△N=N_P-N_T) 즉, 로크 업 클러치(32)의 현재 슬립 속도(N_SLP; 슬립 제어 조작의 시작 바로 직전)는 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)의 초기값으로 설정된다. 단계 SA8이 이행되는 시간의 지점은 제13도의 그래프에서 t1로 도시되어 있다.

그런 다음, 제어 흐름은 슬립 제어 수단(196)에 대응하는 단계 SA13으로 진행하고, 로크 업 릴레이 밸브(52)는 ON되며, 선형 솔레노이드 밸브(SLU)에 공급된 슬립 제어 전류(I_SLU)는 실제 슬립 속도(N_SLP)가 단계 SA8에서 결정된 초기 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)와 일치하도록 로크 업 클러치(32)의 슬립 결합량을 제어하기 위해 상기 식(2)에 따라 제어된다. 따라서, 제9도 루틴의 1사이클 실행이 완성된다.

상기 루틴의 다음 사이클 실행에서, 단계 SA0에서 긍정(예)이 결정되면, 슬립 제어 종료 수단(206)에 대응하는 단계 SA11은 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어를 종료하기 위한 상태가 만족되는 지를 결정하여 완성된다. 이 상태는 드로틀 밸브(166) 개방도(TAP)의 증가율(DTAP)이 단계 SA1에서 사용된 한계값(△θ1, 즉, 1%/30㎳) 보다 충분히 큰 제 2 한계값(△θ2, 즉, 10%/30㎳)을 초과하는 상태를 포함한다. 먼저, 단계 SA11에서 부정(아니오)이 결정되어 제어 흐름은 단계 SA4로 진행한다.

반복적으로 실행된 루틴에서 단계 SA7에서 긍정(예)이 결정, 즉, 로크 업 클러치(32)의 피스톤(30)은 비교적 완전 결합 위치 부근에서 피스톤에 대해 소정 위치까지 전진한다. 단계 SA7에서 긍정이 결정되는 시간의 지점은 제13도에 t2로 도시되어 있다. 이 경우에, 단계 SA7은 목표 슬립 속도 업데이팅 수단(202)에 대응하는 단계 SA9로 진행한다. 이 단계 SA9에서, 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)는 변화 또는 업데이트 된다. 즉, 하기 식(4)에 따라 감소된다.

여기서, TNSLPBD_i-1: 최종 사이클의 순간 목표 슬립 속도. tNDWN1 : TNSLPBD의 감소량(율).

순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD_i)가 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)로 감소되는 감소율(tNDWN1)은 제14도의 그래프에 도시된 바와 같이 현재 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)의 기능으로 결정된다. 더 상세히 기술하면, 상기 감소율(tNDNWN1)은 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 단계 SA5에서 계산된 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)에 접근 또는 가까워질때 감소된다. 상기 식(4)로부터 명백한 바와 같이, 상기 루틴의 각 사이클 실행시 사용된 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD_i)는 최종 사이클시 사용된 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD_i-1)에서 현재 결정된 감소율(tNDWN1)을 빼내므로서 계산된다. 따라서, 각 사이클 실행시 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)의 기능으로 결정된 감소율(tNDWN1)은 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB) 이하로 감소되는 비율로 결정된다. 따라서, 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)를 향한 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)의 감소율은 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)에 접근할때 감소된다.

순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 상기와 같이 감소되기 때문에, 슬립 속도(TNSLPBD)는 상기 루틴이 주어진 횟수의 사이클을 반복한 후 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)와 균등하게 일치된다. 따라서, 단계 SA6에서 부정(아니오)이 결정되고 단계 SA10은 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)에 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)를 고정하여 이행된다. 단계 SA10이 이행되는 시간의 지점은 제13도에 t3으로 도시되어 있다.

상술한 본 실시예에 따라 구성된 슬립 제어 장치에서, 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)는 단계 SA8에서 초기 목표 슬립 속도 설정 수단(200)에 의해 초기값으로 먼저 설정된다. 그후, 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)는 단계 SA5에서 최종 목표 슬립 속도 계산 수단(198)에 의해 계산된 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)를 향해 단계 SA9에서 최종 목표 슬립 업데이팅 수단(202)에 의해 감축 또는 감소되고, 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)의 감소율은 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)가 제13도의 그래프에 도시된 바와 같이 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)에 근접할때 감소된다. 이러한 구성은 제13도에서 일점 쇄선으로 도시한 순간 목표 슬립 속도의 감소율의 감작스런 O을 포함하는 종래 선형 감소와 대비하여 제13도의 실선으로 도시한 최종값(TNSLPB) 이하로 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)의 유연하고 느린 감소를 보장한다. 따라서, 본 실시예는 O에 가깝게 되는 실제 슬립 속도를 일으키고 자동차의 저하된 주행 안정성과 안락성을 유도하는 제어 초과량 없이 로크 업 클로치(32)의 실제 슬립 속도(N_SLP)를 최종 목표 슬립 속도(TNSLPB)와 정확하게 일치하도록 허용한다.

본 실시예에서, 제1 감시 및 가능 수단(204)은 펌프와 터빈 임펠러(18,22)의 속도(N_P, N_T)간의 속도차(△N)가 증가하는지 아닌지를 단계 SA1에서 결정하는 슬립 속도 감시 수단을 포함하고, 또한 상기 속도차(△N)가 증가하지 않는 것을 결정하였다면 단계 SA13에서 슬립 제어 수단(196)이 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 제1 가능 수단을 더 포함한다. 이러한 구성은 실제 슬립 속도(N_SLP)가 시간에서 시간으로 결정되는 순간 목표 슬립 속도(TNSLPBD)를 정확하게 따르는 것을 허용하는 효과가 있다. 따라서, 본 실시예는 로크 업 클러치(32)의 슬립량 제어의 향상된 안정성과 자동차의 저하된 주행 안정성 및 안락성을 보장한다. 이에 의해, 슬립 제어 안정성은 더 향상된다.

본 실시예는 드로틀 밸브 개방도(TAP)의 증가율(DTAP)이 상기 한계값(△θ1) 보다 충분히 높은 소정 한계값(△θ2)를 초과한다면 슬립 제어 종료 수단(206)은 단계 SA13에서 슬립 제어 조직을 종료하도록 채용된다. 이러한 구성에서, 드로틀 밸브(166)가 갑자기 완화된 가속 페달(165)에 의해 비교적 높은 비율로 조작된다면, 슬립 제어 조직은 자동차 주행 상태가 제7도의 슬립 제어 영역에 있을 때 종료된다. 따라서, 인스턴트 구성은 엔진 속도가 비교적 낮을때에 로크 업 클러치의 매우 적은 슬립량으로 인해 엔진(10)의 녹킹 경향 가능성을 방지하는 효과가 있다. 더욱이, 상기 상태에서 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어 종료는 자동차의 가속을 돕기 위해 토오크 컨버터(12)에 의해 토오크의 효과적인 증가로 초래된다.

더욱이, 제2 감시 및 가능 수단은 엔진 속도(N_E)가 가속 페달(165)의 완화시 그리고 동시에 부방향에서 정방향까지 토오크 전달 방향의 절환시 엔진 레이싱으로 인해 확립되어 예상되는 최고 레벨에 거의 도달하는 지를 단계 SA2에서 결정하는 엔진 레이싱 감시 수단을 포함한다. 제2 감시 및 가능 수단은 엔진 레이싱이 엔진 속도가 레이싱의 최고 레벨에 거의 도달한 정도로 전진한 후에만 슬립 제어 수단(196)이 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 제2 가능 수단을 또한 포함한다. 따라서, 상술한 본 슬립 제어 장치는 슬립 속도가 엔진 레이싱 중에 예상된 최고 레벨에 근접한 레벨로 상승된 후에만 단계 SA13에서 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어 조작을 시작한다. 이러한 구성은 슬립 제어 조작의 시작시에 로크 업 클러치(32)의 실제 슬립 속도(N_SLP)를 목표 슬립 속도(TNSLPB)에 정확하게 따르도록 허용하고, 자동차의 저하된 주행 안정성으로 유도되는 슬립량의 불안정한 제어에 저항하지 못한다.

더 상세히 설명하면, 제2 감시 및 가능 수단(212)의 엔진 레이싱 감시 수단은 드로틀 센서(167)의 공정 위치 스위치가 OFF되어 지나가는 시간(CLLOFF)이 소정 한계 시간(T1)을 초과하는 지를 결정한다. 상기 제2 가능 수단은 상기 시간(CLLOFF)이 소정 한계 시간(T1)을 초과할 때 상기 슬립 제어 수단이 상기 로크 업 클러치의 슬립 제어 조작을 시작하게 된다. 상기 한계 시간(T1)은 공전 위치 스위치가 OFF되는 모멘트와 엔진 레이싱의 예상된 최고 레벨이 달성되는 모멘트간의 시간 주기 보다 소정 시간에 의해 더 짧게 결절된다. 소정 시간은 슬립 제어 수단(196)에 의한 슬립 제어가 실제 슬립 속도(N_SLP)에 영향을 미치기 시작하기 전에 예상된 시간 래그와 거의 동일하게 설정되므로 상기 클러치(32)의 효과적인 슬립 제어는 엔진 레이싱의 예상된 최고 속도가 달성될 때 시작된다.

슬립 제어 조작을 시작하기 위한 자동차 상태가 만족되는 것을 초기 상태 감시 수단(208)이 단계 SA3에서 결정한다면, 로크 업 피스톤 전진 수단(210)은 완전 결합 위치로 부근의 위치에서 로크 업 클러치(32)의 피스톤(30)을 소정 거리까지 전진시키고, 제3 감시 및 가능 수단(214)은 상기 피스톤(30)이 소정 거리까지 전진한 후 슬립 제어 수단(196)이 슬립 제어 조작을 시작하게 한다. 이러한 구성은 슬립 제어 조작의 시작 직후에 로크 업 클러치의 슬립 결합을 허용하고, 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도(N_SLP)를 목표 슬립 속도(TNSLPBD)에 정확하게 따른 것을 허용한다. 인스턴트 구성은 0에 가깝게 되는 실제 슬립 속도를 야기시키고 주행 안정성의 저하와 자동차 안락성을 유도하는 제어 초과량을 발생시키지 않는다.

도시된 실시예에서, 로크 업 클러치(32)의 피스톤(30)은 토오크 컨버터(12)의 터빈 임펠러(22)의 허브상에 축방향으로 미끄럼가능하게 끼워지고, 상기 피스톤(30)에 의해 부분적으로 형성된 해제 및 결합 오일 챔버(33,35)의 압력차에 의해 완전 해제 위치와 완전 결합 위치 사이에서 이동할 수 있다. 로크 업 피스톤 전진 수단(210)은 해제 오일 챔버(33)내의 압력을 소정 레벨로 제어하는 반면에 결합 오일 챔버(35)내의 압력을 더 높은 소정 레벨에 유지시킬 수 있고, 이에 의해 피스톤(30)은 토오크 컨버터(12)내의 오일 흐름에 의해 펌프 임펠러(18)로부터 전진되고, 완전 결합 위치 부근의 위치에서 상기 클러치(30)의 마찰 커플링부는 터빈 임펠러(22)의 마찰 커플링부와 접촉한다.

본 실시예가 도시된 적합한 실시예로 상세히 설명한 반면에, 본 발명은 도시된 실시예의 상세한 설명에만 제한되지 않을 뿐만 아니라 다른 실시예로도 가능함을 이해해야 한다.

예를 들면, 로크 업 클러치(32)를 제어하기 위한 변수가 다른 변수에 의해 대체될때 사용되는 드로틀 밸브 개방도(TAP)와 이 개방도(TAP)의 증가율(DTAP)은 엔진(10)상에서 현재 작용하는 하중으로 지시되고 그 값은 상기 변수의 변화율로 지시된다. 예를 들면, 상기 변수(TAP, DTAP)는 가속 페달(165)의 조작량과 이 조작량의 변화율 또는 엔진(10)으로의 연료 분사량과 이 연료 분사량의 변화율 또는, 엔진(10)의 흡입 공기량(Q)과 이 흡입 공기량의 변환율로 대체될 수 있다.

도시된 실시예의 제9도의 단계 SA1에서, 드로틀 밸브(166) 개방도(TAP)의 증가율(DTAP ; %/㎳)은 로크 업 클러치(32)의 슬립 속도(N_SLU)인 펌프와 터빈 임펠러(18,22)의 속도(N_P, N_T)간의 속도차(△N)가 증가하는지 아닌지를 결정하여 사용된다. 즉, 제1 감시 및 가능 수단(204)은 상기 증가율(DTAP)이 소정 한계값(△θ1) 이하로 하강된다면 또는 하강될때 슬립 속도(N_SLU)의 이 증가 경향은 펌프와 터빈 임펠러(18,22)의 속도차(△N=N_P-N_T)의 변화율에 의거하여 결정되고, 이 증가율은 소정 간격에서 상기 속도차(△N)를 계산하므로서 계산된다.

도시된 실시예의 단계 SA2에서, 드로틀 밸브(167)의 공전 위치 스위치가 자동차 가속중에 OFF되어 지나가는 시간(CLLOFF)은 엔진 속도(N_E)가 가속 페달(165)의 완화로 인해 부방향에서 정방향까지 토오크 전달 방향의 절환시 엔진(10)의 레이싱으로 인해 확립되어 예상되는 최고 레벨에 거의 도달하는 지를 결정하여 소정 한계시간(T1)과 비교된다. 그러나, 이 결정은 엔진 속도(N_E)의 증가율이 소정 한계값보다 더 낮은 것에 따라 실행된다.

유압식 제어 장치(44)가 제4도에 도시된 바와 같이 배열되어 있을지라도, 상기 장치(44)의 구성은 필요에 따라 변경된다. 예를 들면, 로크 업 릴레이 밸브(52)와 로크 업 클러치 제어 밸브(56)는 단일 구성으로 조합될 수 있다.

도시된 실시예는 피스톤(30)이 전진된 후에 소정 시간(T_P)이 지나갈때 시작되는 로크 업 클러치(32)의 슬립 제어 조작을 허용하는 반면에, 슬립 제어 조작은 상기 피스톤(30) 전진의 소정 거리가 실제로 검출될때 시작된다.

자동 변속기(14)가 로크 업 클러치(32)에 설치된 토오크 컨버터(12)에 연결될지라도, 토오크 컨버터(12)는 로크 업 클러치에 설치된 유체 커플링과 같은 로크 업 클러치에 설치된 다른 유체 충진 전동 장치로 대체될 수 있다.

본 발명은 하기 청구범위에 한정된 본 발명의 정신과 범주를 벗어남 없이 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 발생되는 다양한 변경, 수정 및 개량이 가능함을 이해해야 한다.

Claims

자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 배치된 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 순간 목표 슬립 속도와 일치하도록 상기 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치에 있어서, 자동차의 정상 주행 중에 자동차의 최대 연료 효율을 보장하는 로크 업 클러치의 최종 목표 슬립 속도를 계산하는 최종 목표 슬립 속도 계산 수단과, 상기 슬립 제어 수단의 조작이 시작되기 바로 직전에 상기 펌프와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차를 상기 로크 업 클러치의 순간 목표 슬립 속도의 초기 값으로 설정하는 초기 목표 슬립 속도 설정 수단 및, 상기 순간 목표 슬립 속도의 초기 값이 설정된 후 조작가능하고 상기 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접할때 감소되는 비율로 순간 목표 슬립 속도를 최종 목표 슬립 속도쪽으로 변화시키는 목표 슬립 속도 업데이팅 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 목표 슬립 속도의 업데이팅 수단은 소정 간격으로 상기 순간 목표 슬립 속도의 감소율을 결정하는 수단을 포함하고, 상기 감소율은 상기 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접될때 감소되는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 최종 목표 슬립 속도 계산 수단은 자동차의 엔진상에서 작용하는 하중의 기능으로써 변화되는 변수에 의거하여 상기 최종 목표 슬립 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 최종 목표 슬립 속도 계산 수단은 상기 엔진상에서 작용하는 하중 변화율의 기능으로써 변화되는 변수에 의거하여 상기 최종 목표 슬립 속도를 더 계산하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 최종 목표 슬립 속도 계산 수단은 자동차 주행 속도의 기능으로써 변화되는 변수에 의거하여 상기 최종 목표 슬립 속도를 더 계산하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 배치된 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도와 일치하도록 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치에 있어서, 상기 펌프와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차가 증가되는 경향이 있는지를 결정하는 슬립 속도 감시 수단과, 상기 슬립 속도 감시 수단이 상기 속도차가 증가하는 경향이 없다는 것을 결정한다면 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하여 상기 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 가능 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 슬립 속도 감시 수단은 자동차의 엔진상에서 작용하는 하중의 증가율이 소정 한계값 이하로 하강하는지를 결정하는 수단을 포함하고, 상기 가능 수단은 상기 증가율이 상기 소정값 이하로 하강될때 상기 슬립 제어 수단이 상기 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 슬립 속도 감시 수단은 자동차 엔진의 드로틀 밸브 개방도의 증가율이 소정 제1 한계값 이하로 하강하는지를 결정하는 수단을 포함하고, 상기 가능 수단은 상기 증가율이 소정 제1 한계값 이하로 하강될때 상기 슬립 제어 수단이 상기 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제8항에 있어서, 상기 드로틀 밸브 개방도의 증가율이 상기 소정 제1 한계값 보다 충분히 더 큰 소정 제2 한계값을 초과할 때 상기 슬립 제어 조작을 종료하기 위해 상기 슬립 제어 수단을 지령하는 슬립 제어 종료 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제6항에 있어서, 상기 슬립 제어 수단은 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 순간 목표 슬립 속도와 일치하도록 상기 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 상기 장치는 자동차의 정상 주행중에 자동차의 최대 연료 효율을 보장하는 상기 로크 업 클러치의 최종 목표 슬립 속도를 계산하는 최종 목표 슬립 속도 계산 수단과, 상기 슬립 제어 수단의 조작이 시작되기 바로 직전에 상기 펌프와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차를 상기 로크 업 클러치의 순간 목표 슬립 속도의 초기 값으로 설정하는 초기 목표 슬립 속도 설정 수단 및, 상기 순간 목표 슬립 속도의 초기 값이 설정된 후 조작가능하고 상기 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접할때 감소되는 비율로 순간 목표 슬립 속도를 최종 목표 슬립 속도쪽으로 변화시키는 목표 슬립 속도 업데이팅 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
엔진과 가속 페달을 갖는 자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 배치된 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도와 일치하도록 상기 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치에 있어서, 자동차의 엔진 속도가 가속 페달의 완화시 엔진의 레이싱으로 인해 그리고 동시에 부방향에서 정방향까지 토오크 전달 방향의 절환으로 인해 실행되어 예상될 최고 레벨에 거의 도달하는지를 결정하는 엔진 레이싱 감시 수단과, 상기 엔진 속도가 상기 최고 레벨에 거의 도달한 것을 상기 엔진 레이싱 감시 수단이 결정한다면 상기 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하여 상기 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 가능 수단을 포함하고, 상기 부방향은 자동차의 구동 바퀴로부터 엔진쪽으로 향하는 방향인 반면에, 정방향은 엔진으로부터 구동 바퀴쪽으로 향하는 방향인 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 엔진 레이싱 감시 수단은 엔진의 드로틀 밸브가 공전위치에 배치되어 유지되는 공전 위치 스위치와, 상기 공전 위치 스위치가 OFF되어 지나가는 시간이 소정 한계 시간을 초과하는지를 결정하는 수단을 포함하고, 상기 가능 수단은 상기 시간이 상기 소정 한계 시간을 초과할때 상기 슬립 제어 수단이 상기 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 소정 한계 시간은 상기 공전 위치 스위치가 OFF되는 모멘트와 상기 엔진 속도가 상기 최고 레벨에 도달하는 모멘트간의 시간 주기 보다 소정 시간 만큼 더 짧고, 상기 소정 시간은 상기 슬립 제어 수단에 의한 슬립 제어 조작의 초기 모멘트와 상기 슬립 제어 조작이 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도에 영향을 미치는 모멘트간의 시간 래그에 대응하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 슬립 제어 수단은 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 순간 목표 슬립 속도와 일치하도록 상기 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 상기 장치는 자동차의 정상 주행중에 자동차의 최대 연료 효율을 보장하는 상기 로크 업 클러치의 최종 목표 슬립 속도를 계산하는 최종 목표 슬립 속도 계산 수단과, 상기 슬립 제어 수단의 조작이 시작되기 바로 직전에 상기 펌프와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차를 상기 로크 업 클러치의 순간 목표 슬립 속도의 초기 값으로 설정하는 초기 목표 슬립 속도 설정 수단 및, 상기 순간 목표 슬립 속도의 초기 값이 설정된 후 조작가능하고 상기 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접할때 감소되는 비율로 순간 목표 슬립 속도를 최종 목표 슬립 속도쪽으로 변화시키는 목표 슬립 속도 업데이팅 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
자동차의 유체 충진 전동 장치로 펌프 임펠러와 터빈 임펠러 사이에 배치되며 피스톤을 갖는 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 자동차의 주행 상태가 소정 슬립 제어 영역에 있는 동안 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 목표 슬립 속도와 일치하도록 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하는 슬립 제어 수단을 구비하는 장치에 있어서, 상기 슬립 제어 수단의 슬립 제어 조작을 시작하는 자동차 상태가 만족되는 지를 결정하는 초기 상태 감시 수단과, 자동차 상태가 만족되는 것을 상기 초기 상태 감시 수단이 결정한다면 상기 로크 업 클러치의 피스톤을 소정 거리까지 전진시키는 로크 업 피스톤 전진 수단 및, 상기 피스톤이 상기 로크 업 피스톤 전진 수단에 의해 소정 거리까지 전진된 후에 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하여 슬립 제어 수단이 슬립 제어 조작을 시작하게 하는 감시 및 가능 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.
제15항에 있어서, 상기 로크 업 클러치의 피스톤은 유체 충진 전동 장치의 터빈 임펠러의 허브상에 축방향으로 미끄럼가능하게 끼워지며 상기 피스톤에 의해 부분적으로 한정된 두 오일 챔버내의 유압간의 압력차에 의해 완전 결합 위치와 완전 해제 위치 사이에서 이동할 수 있고, 상기 로크 업 클러치는 상기 피스톤이 각각 완전 해제 및 결합 위치에 배치된 경우에 완전히 해제되고 결합되며, 상기 로크 업 피스톤 전진 수단은 상기 압력 차를 소정값으로 제어하여 상기 피스톤이 완전 해제 위치에서 완전 결합 위치까지 소정 거리만큼 전진되는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.

제15항에 있어서, 상기 감시 및 가능 수단은 상기 초기 상태 감시 수단이 상기 자동차 상태가 만족되는 것을 결정한후 지나가는 시간을 측정하는 수단과, 상기 시간이 소정 시간을 초과할때 상기 피스톤이 소정 거리까지 전진하는 것을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.

제15항에 있어서, 상기 슬립 제어 수단은 상기 로크 업 클러치의 실제 슬립 속도가 순간 목표 슬립 속도와 일치하도록 상기 로크 업 클러치의 슬립량을 제어하고, 상기 장치는 자동차의 정상 주행중에 자동차의 최대 연료 효율을 보장하는 상기 로크 업 클러치의 최종 목표 슬립 속도를 계산하는 최종 목표 슬립 속도 계산 수단과, 상기 슬립 제어 수단의 조작이 시작되기 바로 직전에 상기 펌프와 터빈 임펠러의 속도간의 속도차를 상기 로크 업 클러치의 순간 목표 슬립 속도의 초기 값으로 설정하는 초기 목표 슬립 속도 설정 수단 및, 상기 순간 목표 슬립 속도의 초기 값이 설정된 후 조작가능하고 상기 순간 목표 슬립 속도가 최종 목표 슬립 속도에 근접할때 감소되는 비율로 순간 목표 슬립 속도를 최종 목표 속도쪽으로 변화시키는 목표 슬립 속도 업데이팅 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 로크 업 클러치의 슬립 제어 장치.