KR100248527B1

KR100248527B1 - 무단 변속기의 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100248527B1
Application number: KR1019970008283A
Authority: KR
Inventors: 다쯔오 오찌아이; 히로후미 오까하라
Original assignee: 하나와 요시카즈; 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 1996-03-13
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 2000-04-01
Also published as: JP3446460B2; JPH09242857A; US5803862A; KR970066213A

Abstract

본 발명은 엔진을 포함하는 자동차에 사용되는 변속기를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 변속기는 무단 속도비로 출력 토오크를 생성하도록 엔진으로 부터 입력된 토오크를 전달하기 위해 엔진에 결합되어 있다. 속도비에 대한 목표값은 차량 작동 상태에 기초하여 계산된다. 계산된 목표값으로 속도비가 변경되는 비율이 계산된다. 이 비율의 상한은 변속기 입력 토오크가 그 아래에서는 변속기의 손상의 위험이 없는 최대값보다 작은 상태를 만족하도록 계산된다. 이 속도비의 변경비는 계산된 속도비의 변경비가 상한보다 클 때 상한으로 제한된다.

Description

무단 변속기의 제어 방법 및 장치

본 발명은 무단 속도비로 출력 토크를 생성하도록 엔진으로부터 입력된 토오크를 전달하도록 구성된 변속기를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

V벨트형 변속기 및 토로이달형 변속기 등의 무단 변속기에서는 변속 속도비를 차량 작동 상태에 기초하여 계산된 목표 값으로 무단식으로 변경시킴으로써 변속 제어를 수행하는 것이 일반적인 추세이다. 예를 들어, 일본 특허출원 (평)7-265627호에는 변속 속도비가 목표값으로 변경되는 비율을 제어하도록 배열된 변속기 제어 장치가 개시되어 있다. 이러한 형태의 변속 제어 방식과 관련한 한가지 문제점으로는 입력 토오크의 상한을 초과할 수 있다는 것이다. 이는 특히 엔진이 큰 엔진 토오크를 발생시킬 때 변속 속도비가 빠른 속도로 변경되는 경우에 그러하다.

본 발명의 주된 목적은 변속기에 손상을 주지 않고 양호한 변속기 변환 제어를 수행할 수 있는 변속기 제어 방법 및 장치를 마련하는 것이다.

본 발명의 일면에 따르면, 엔진과, 무단 속도비로 출력 토오크를 생성하도록 엔진으로부터 입력된 토오크를 전달하기 위해 상기 엔진에 결합된 변속기를 포함하는, 자동차용 변속기 제어 장치가 마련된다. 이 장치는, 차량 작동 상태를 감지하는 수단과, 상기에 감지된 차량 작동 상태에 기초하여 속도비에 대한 목표값을 계산하는 수단과, 속도비가 상기에 계산된 목표값으로 변경되는 비율을 계산하는 수단과, 변속기 입력 토오크가 변속기에 설정된 상한 토오크값 보다 작은 상태를 만족하도록 상기 비율에 대한 상한을 계산하는 수단과, 상기에 계산된 속도비의 변경비가 상한보다 클 때 속도비의 변경비를 상한으로 제한하는 수단을 포함한다.

본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 엔진을 포함하는 자동차용 변속기 제어 방법이 마련된다. 상기 변속기는 무단 속도비로 출력 토오크를 생성하도록 엔진으로부터 입력된 토오크를 전달하기 위해 상기 엔진에 결합되어 있다. 상기 방법은, 차량 작동 상태를 감지하는 단계와, 상기에 감지된 차량 작동 상태에 기초하여 속도비에 대한 목표값을 계산하는 단계와, 속도비가 상기에 계산된 목표 값으로 변경되는 비율을 계산하는 단계와, 변속기 입력 토오크가 변속기에 설정된 상한 토오크값 보다 작은 상태를 만족하도록 상기 비율에 대한 상한을 계산하는 단계와, 상기에 계산된 속도비의 변경비가 상한보다 클 때 속도비의 변경비를 상한으로 제한하는 단계를 포함한다.

제1도는 본 발명을 적용할 수 있는 V벨트형 변속기를 도시한 개략도.

제2도는 본 발명에 따라 제조된 변속기 제어 장치의 일 실시예를 도시한 개략도.

제3도 및 제4도는 스텝 모터를 구동시키도록 수행된 일련의 과정을 도시한 블럭도.

제5도는 속도비 변경비를 계산하는 데 사용된 일람표를 도시한 그래프.

제6도는 속도비 변경비를 계산하는 데 사용된 디지탈 컴퓨터의 프로그램을 도시한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엔진 2 : 토오크 컨버터

2a : 로크업 클러치 3 : 입력축

4 : 전진/후진 변경 기구 5 : 변속기

6 : 차동기어 8 : 전진 클러치

9 : 후진 브레이크 10 : 풀리

12 : V벨트 21 : 변속 제어 밸브

21a : 변속 제어 스풀 22 : 스텝 모터

24 : 라인압 도관 26 : 풀리압 도관

27 : 배수구

첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도면중 특히 제1도에는 본 발명을 구체화한 변속기 제어 장치의 개략도가 도시되어 있다. 이 변속기 제어 장치는 내연기관(1), 변속기(5) 및 차동기어(6)를 갖는 자동차에 사용하기 위한 것이다. 변속기(5)는 로크업 클러치(2a)를 갖춘 토오크 컨버터(2)를 갖는 V벨트형 무단 변속기로서 도시되어 있다. 또한, 변속기(5)는 엔진(1)으로부터 토오크 컨버터(2)를 통해서 구동력이 전달되게 되는 입력축(3)과, 전진/후진 변경 기구(4)와, 평행 기어 유닛(14)을 통해서 차동기어(6)에 구동력이 전달되게 해주는 출력축(13)도 갖고 있다. 로크업 클러치(2a)는 엔진(1)과 입력축(3) 사이의 기계식 연결을 이루도록 폐쇄, 로킹, 채용 또는 결합된다. 이 로크업 클러치의 작동 모드를 로크업 모드라 한다. 로크업 클러치(2a)는 엔진(1)과 입력축(3) 사이에 유체역학적 구동 연결이 이루어지도록 개방, 언로킹, 해제 또는 분리된다. 이 로크업 클러치의 작동 모드를 컨버터 모드라 한다. 전진/후진 변경 기구(4)는 전진 클러치(8) 및 후진 브레이크(9)에 합체되어 있는 이중 피니언형 유성 기어 유닛(7)을 포함한다. 진전/후진 변경 기구(4)는 전진 클러치(8)가 연결되었을 때 입력축(3)의 회전을 변속기(5)에 전달하는 전진 모드와, 후진 브레이크(9)가 연결되었을 때 변속기(5)에 전달된 입력축(3)의 회전 방향을 반전시키는 후진 모드에서 작동한다.

V벨트형 변속기(5)는 전진/후진 변경 기구(4)를 통해서 회전력이 전달되게 되는 1차 풀리(10)와, 출력축(13)에 회전력이 전달되게 해주는 2차 풀리(11)와 V벨트(12)를 포함한다. 1차 풀리(10)는 고정 플랜지와 가동 플랜지를 가지며, 이들 플랜지 사이에서 V벨트(12)가 1차 풀리(10) 상에 저어널된다. 가동 플랜지(10a)는 1차 풀리(10)의 축 방향으로 이동하면서도 1차 풀리(10)와 하나의 유닛으로서 회전하도록 구성되어 있다. 가동 플랜지(10a)의 축방향 위치는 실린더 챔버(10b) 안에 도입된 압력에 의해 결정된다. 마찬가지로, 2차 풀리(11)도 고정 플랜지와 가동 플랜지를 가지며, 이들 플랜지 사이에서 V벨트가 2차 풀리(11) 상에서 저어널된다. 가동 플랜지(11a)는 2차 풀리(11)의 축 방향으로 이동하면서도 2차 풀리(11)와 하나의 유닛으로서 회전하도록 구성되어 있다. 가동 플랜지(11a)의 축방향 위치는 실린더 챔버(11b) 안에 도입된 압력에 의해 결정된다. V벨트 변속기(5)에 전달된 토오크에 따라 결정되는 라인압(P_L)은 2차 풀리 실린더 챔버(11b) 안에 도입되며, 변속 제어 밸브(21, 제2도)를 통해서 1차 풀리 실린더 챔버(10b)에도 도입된다. 2차 풀리 실린더 챔버(11b) 내에서 작용하는 압력(P₂, 2차 풀리압)에 대한 1차 풀리 실린더 챔버(10b)내에서 작용하는 압력(P₁, 1차 풀리압)의 비는 2차 풀리(11) 상에 저어널된 V벨트(12)의 직경에 대한 1차 풀리(10) 상에 저어널된 V벨트(12)의 직경의 비를 결정하며, 따라서 1차 풀리(10)와 2차 풀리(11) 사이의 변속비(속도비)를 결정하게 된다. V벨트 변속기(5)는 1차 풀리(10)의 회전력을 변속 제어 밸브의 작동에 의해 결정된 속도비로서 V벨트(12)를 통해서 2차 풀리(12)에 전달한다. 따라서, 1차 풀리압(P₁)을 증가시키도록 변속 제어 밸브(21)를 작동시킴으로써 속도비를 최소값으로부터 최대값으로 무단식으로 증가시킬 수 있고, 1차 풀리압(P₁)을 감소시키도록 변속 제어 밸브(21)를 작동시킴으로써 속도비를 최대값으로부터 최소값으로 무단식으로 감소시킬 수 있다.

제2도에는 변속 제어 밸브(21)의 위치를 변화시키는 변속 제어 작동기가 도시되어 있다. 이 변속 제어 밸브(21)는 실린더 블록 내에서 제1위치와 제2위치 사이에서 왕복하기 위해 피스톤 로드(21b) 상에 고정식으로 장착된 제어 스풀(21a)을 갖고 있다. 제1위치에서, 변속 제어 스풀(21a)은 1차 풀리 실린더 챔버(10b)에 연결된 1차 풀리압 도관(26)과 배수구(27)와의 연통은 허용하고, 1차 풀리압 도관(26)과 라인압(P_L) 공급원에 연결된 라인압 도관(24)과의 연통은 차단한다. 제2위치에서, 변속 제어 스풀(21a)은 1차 풀리압 도관(26)과 배수구(27)와의 연통은 차단하고, 1차 풀리압 도관(26)과 라인압 도관(24)과의 연통은 허용한다. 2차 풀리 실린더 챔버(11b)에 연결된 2차 풀리압 도관(25)은 변속 제어 스풀(21a)의 위치와는 무관하게 라인압 도관(24)에 항상 연결되어 있다. 피스톤 로드(21b)는 일단에서 변속 제어 링크(28)의 단부들 중간에 피봇된다. 변속 제어 스풀(21a)의 변위는, 래크(31) 상에 고정된 핀(30)을 수용하는 슬롯을 일단에 형성하고 있고 타단에는 속도비 피드백 부재(23)에 고정된 핀(32)을 수용하는 슬롯을 형성하고 있는 변속 제어 링크(28)에 의해 수행된다. 래크(31)는 스텝 모터(22)의 출력축 상에 장착된 피니언(22a)에 결합되어 있다. 스텝 모터(22)의 스텝 위치는 래크(31)의 스트로크 위치를 결정한다. 래크(31)의 이동으로 변속 제어 링크(28)를 핀(32)을 중심으로 회전시키게 되어 변속 제어 스풀(21)을 래크(31)와 동일한 방향으로 이동시키게 된다.

스텝 모터(22)가 속도비를 증가시키도록 래크(31)를 화살표(Hi) 방향으로 이동시키게 되는 제1방향으로 회전하면, 변속 제어 스풀(21a)이 제2도에 도시된 것처럼 좌측으로 이동하여 1차 풀리압 도관(26)을 라인압 도관(24)에 연결하게 되어 1차 풀리 실린더 챔버(10b) 내에서 작용하는 1차 풀리압(P₁)을 증가시키게 된다 이 경우에, 1차 풀리 가동 플랜지(10a)는 대응 고정 플랜지 쪽으로 이동하게 되어 속도비를 1차 풀리압(P₁)의 증가분에 대응하는 양만큼 무단식으로 증가시키게 된다. 1차 풀리 가동 플랜지(10a, 제1도)는, 이 1차 풀리 가동 플랜지(10a)가 대응 고정 플랜지 쪽으로 이동하게 되는 정도만큼 속도비 피드백 부재(23)가 이동하는 방식으로 속도비 피드백 부재(23)에 구동식으로 연결되어 있다. 그 때문에, 속도비 피드백 부재(23)는 변속 제어 스풀(21a)을 복귀시키도록 화살표(Hi) 방향으로 이동된다. 변속 제어 스풀(21a)은 자체의 초기 위치(도시된 위치)로 복귀되는데, 즉 래크(31)의 화살표(Hi) 방향으로의 변위에 대응하는 속도비가 얻어졌을 때 변속 제어가 완료된다.

스텝 모터(22)가 속도비를 감소시키도록 래크(31)를 화살표(Lo) 방향으로 이동시키게 되는 제2방향으로 회전하면, 변속 제어 스풀(21a)이 제2도에 도시된 것처럼 우측으로 이동하여 1차 풀리압 도관(26)을 배수구(27)에 연결하게 되어 1차 풀리 실린더 챔버(10b) 내에서 작용하는 1차 풀리압(P₁)을 감소시키게 된다. 이 경우에, 1차 풀리 가동 플랜지(10a, 제1도)는 대응 고정 플랜지로부터 멀리 이동하게 되어 속도비를 1차 풀리압(P₁)의 감소분에 대응하는 양만큼 무단식으로 감소시키게 된다. 1차 풀리 가동 플랜지(10a)는, 속도비를 1차 풀리압(P₁)의 감소량에 대응하는 양만큼 감소시키도록 대응 고정 플랜지로부터 멀리 이동하게 된다. 1차 풀리 가동 플랜지(10a)는 이 1차 풀리 가동 플랜지(10a)가 대응 고정 플랜지로부터 멀리 이동하게 되는 정도만큼 속도비 피드백 부재(23)가 이동하는 방식으로 속도비 피드백 부재(23)에 구동식으로 연결되어 있다. 그 때문에, 속도비 피드백 부재(23)는 변속 제어 스풀(21a)을 복귀시키도록 화살표(Lo) 방향으로 이동된다. 변속 제어 스풀(21a)은 자체의 초기 위치(도시된 위치)로 복귀되는데, 즉 래크(31)의 화살표(Lo) 방향으로의 변위에 대응하는 속도비가 얻어졌을 때 변속 제어가 완료된다.

제어 유닛(41)은 스텝 모터(22)를 제어하도록 마련된다. 이를 위하여, 제어 유닛(41)은 변속기의 속도비에 대한 목표값과 속도비의 변경비를 계산한다. 계산된 목표값들은 필요로 하는 스텝수(STEP), 즉 스텝 모터(22)가 소정 시간 주기로 회전하게 되는 스텝수의 형태로 변환된다. 스텝수(STEP)는, 계산된 속도비를 계산된 비율로 변경시키도록 스텝 모터(2)가 변속 제어 밸브(21)의 위치를 변경시키게 되는 스텝 모터 제어 회로에 전달된다. 또한, 제어 유닛(41)은 토오크 컨버터(2)를 증가된 토오크가 요구되는 컨버터 모드 또는 증가된 토오크가 요구되지 않는 로크업 모드로 작동시키도록 로크업 클러치(2a)를 제어한다. 이들 제어는 차량이 작동할 때 감지된 여러 상태에 기초하여 수행된다. 따라서, 차속 센서(42), 드로틀 위치 센서(43), 엔진 점화 스위치(44), 인히비터 스위치(45, INHSW), 엔진 속도 센서(46) 및 변속기 입력축 속도 센서(47)가 제어 유닛에 연결되어 있다. 차속 센서(42)는 차량의 종방향 이동 속도(VSP)를 감지하여 이 속도(VSP)를 표시하는 신호를 생성하도록 위치되어 있다. 드로틀 위치 센서(43)는 엔진에 유입된 공기의 양을 제어하도록 위치한 드로틀 밸브의 회전각(TVO)을 감지하여 이 드로틀 위치(TVO)를 표시하는 신호를 생성하도록 위치되어 있다. 엔진 점화 스위치(44)는 폐쇄되어 엔진의 운전 상태를 표시한다. 인히비터 스위치(45)는 P, R, N 및 D 레인지중 선택된 하나의 레인지에 관한 정보를 제공한다. 엔진 속도 센서(46)는 엔진(1)의 회전 속도(Ne)를 감지하여 이 회전 속도(Ne)를 표시하는 신호를 생성한다. 변속기 입력축 속도 센서(47)는 변속기 입력축(3) 속도(Nt)를 감지하여 이 변속기 입력축 속도(Nt)를 표시하는 신호를 생성한다. 이 신호는 1차 풀리 속도(w)를 유도하는 데 사용할 수도 있다.

제어 유닛(41)은 중앙 처리 유닛(CPU), RAM, ROM 및 입력/출력 제어 유닛(I/O)을 포함하는 디지탈 컴퓨터를 사용한다. 중앙 처리 유닛은 데이타 버스를 거쳐 컴퓨터에 연통한다. 입력/출력 유닛은 여러 센서들로부터 아날로그 신호를 수신하여 이를 중앙 처리 유닛에 인가하기 위해 대응 디지탈 신호로 변환시키는 아날로그-디지탈 변환기를 포함한다. ROM은 중앙 처리 유닛을 작동시키기 위한 프로그램과, 로크업 클러치(2a)를 제어하도록 인가된 제어 신호의 듀티 사이클에 대한 적정값과 스텝 모터(22)를 제어하도록 인가된 구동 신호의 반복비에 대한 적정값을 계산하는 데 사용되는 일람표에 내장된 적절한 데이타를 포함한다. 필요로 하는 듀티 사이클을 특정하는 제어 워드는 중앙 처리 유닛에 의해 입력/출력 제어 유닛에 전달되며, 이 입력/출력 제어 유닛은 토오크 컨버터(2)를 필요로 하는 모드에서 작동시키기 위해 상기 제어 워드를 로크업 솔레노이드(도시 생략)로의 제어 신호로 변환시킨다. 필요로 하는 반복비를 특정하는 제어 워드는 중앙 처리 유닛에 의해 입력/출력 제어 유닛에 전달되며, 이 입력/출력 제어 유닛은 V벨트 변속기(5)에 필요로 하는 소정 속도비를 얻도록 변속 제어 작동기를 작동시키기 위해 상기 제어 워드를 스텝 모터(22)로의 구동 신호로 변환시킨다.

제3도 및 제4도는 변속 제어 밸브(21)의 위치 변화를 일으키도록 스텝 모터(22)가 회전하게 되는 스텝수(STEP)를 계산하도록 수행된 계산의 한 사이클을 블럭 형태로 도시한다. 이 스텝수 계산 사이클은 엔진 점화 스위치(44)가 폐쇄 또는 온(ON)상태로 유지되는 한 일정한 시간 간격으로 연속 반복된다.

제3도에서, 블럭 B11은 현재의 차량 작동 상태에 적합한 필요로 하는 변속 입력 속도(Nt^*)를 제어 유닛(41)에 프로그램된 변속 제어 맵으로부터 계산한다. 변속 제어 맵은 차속(VSP)과 드로틀 위치(TVO)의 함수로서 필요로 하는 변속 입력 속도(Nt^*)를 특정한다. 예를 들어, 제어 유닛(41)은 차속 센서(42)로부터 공급된 차속 신호와 드로틀 위치 센서(43)로부터 공급된 드로틀 위치 신호를 판독한다. 물론, 필요로 하는 변속 입력 속도(Nt^*) 파라미터는 필요로 하는 엔진 속도(Ne^*)로 대체할 수도 있다. 블럭 B12에서, 변속 출력 속도(No)는 No=VSP×k로서 계산된다(여기서, k는 상수). 블럭 B13에서, 필요로 하는 속도비(i_p0)는 i_p0=Nt^*/No로서 계산된다. 블럭 B14에서, 필요로 하는 속도비(i_p0)로부터 실제 속도비(i_p(OLD))의 편차(e_ip)는 e_ip=i_p0- i_P(OLD)로서 계산된다. 블럭 B15에서는 속도비의 필요로 하는 변경비(d_ip), 즉 하나의 스텝수 계산 사이클이 완료되었을 때 이루어지는 속도비 변경을 계산한다. 이 맵은 속도비 변경비(d_ip)를 속도비 편차(e_ip)의 함수로서 정의한다. 바람직하게는, 이 맵은 속도비 변경비(d_ip)의 변경비가, 제5도에 도시된 것처럼 속도비 편차(e_ip)가 소정 범위를 벗어났을 때보다 속도비 편차(e_ip)가 ±e_s(여기서 e_s는 소정값)로 한정된 소정의 범위 내에 있을 때 더 크게 되는 방식으로 설정되어 있다. 또한, 블럭 B15는 상한((d/dt)ω_max)을 수신하고, 수신된 상한((d/dt)ω_max)에 의해 계산된 속도비 변경비(d_ip)를 제한한다. 블럭 B16에서, 명령 속도 신호(i_p)가 i_p=i_p(OLD)+d_ip로서 계산된다(여기서, i_p(OLD)는 최종 스텝수 계산 사이클중에 계산되어 제어 유닛(41)에 저장된 최종 명령 속도비 값). 블럭 B17에서, 계산된 명령 속도비(i_p), 즉 새로운 명령 속도비는 제어 유닛(41)에 저장된 최종 명령 속도비(i_p(OLD))를 새로이 저장하는 데 사용된다. 새로이 저장된 명령 속도비 값(i_p(OLD))은 다음번 스텝수 계산 사이클중에 블럭 B14 및 B16에서 이루어지는 계산에 사용된다. 블럭 B18에서, 필요로 하는 스텝수(STEP)는 블럭 B16에서 계산된 명령 속도비(i_p)에 기초하여 계산된다. 계산된 스텝수(STEP)는 제어 유닛(41)에 포함된 스텝 모터 구동 회로에 전달되어 계산된 스텝수만큼 스텝 모터(22)를 회전시켜 변속 제어 밸브(21)의 위치를 변경시킴으로써 명령 속도비(i_p)를 얻게 된다.

최종 스텝수 계산 사이클중에 계산된 속도비(i_p(OLD))가 실제 속도비로서 블럭 B14에서 속도비 편차(e_ip)를 계산하는 데 사용되었으나, 이 실제 속도비는 속도 센서(42, 47)에 의해 감지된 실제값으로부터 유도할 수도 있다.

제4도에서, 블럭 B21은 토오크 컨버터 속도비(R_S)를 R_S=Ne/Nt로서 계산한다(여기서, Ne는 엔진 속도 센서(46)에 의해 감지된 엔진 속도, Nt는 변속 입력축 속도 센서(47)에 의해 감지된 변속기 입력축 속도). 블럭 B22에서, 토오크비(R_T)는 제어 유닛(41)에 프로그램된 맵으로부터 계산된다. 이 맵은 블럭 B22에 도시된 것처럼 토오크 속도비(R_T)를 토오크 컨버터 속도비(R_S)의 함수로서 특정한다. 블럭 B23은 예를 들어 D 레인지인 선택된 하나의 레인지에 대응하는 하나의 맵으로부터 엔진 토오크(Te)를 추정한다. 이 맵은 B23에 도시된 것처럼 엔진 토오크(Te)를 엔진 속도(Ne) 및 블럭 전체 드로틀 위치 레인지가 나뉘어지는 9개의 레인지(0/8 내지 8/8)중 하나의 형태인 드로틀 위치(TVO)의 함수로서 특정한다. 블럭 B24는 입력 토오크를 추정한다. 이 추정은 블럭 B21에서 계산된 T/C 속도비, 블럭 B22에서 계산된 T/C 토오크비, 블럭 B23에서 계산된 엔진 토오크(Te), 인히비터 스위치(45)로 부터 공급된 인히비터 스위치 데이타 및 제어 유닛(41)에 설정된 L/U 플랙에 기초하여 수행된다. 인히비터 스위치 데이타는 레인지(P, R, N 및 D등)중 선택된 하나의 레인지를 표시한다. L/U 플랙은 토오크 컨버터(T/C)를 로크업 모드로 작동시키도록 로크업 클러치(2a)가 결합(ON)된 것을 나타내는 1에 설정된다. L/U 플랙은 토오크 컨버터(T/C)를 컨버터 모드로 작동시키도록 로크업 클러치(2a)가 분리(OFF)되었을 때 0으로 된다. 변속기 입력 토오크(Ti)는 L/U 플랙=0일 때 Ti=Te×R_T로, L/U 플랙=1일 때 Ti=Te로, 그리고 N 레인지(중립)가 선택되었을 때 Ti=0으로서 추정된다. 블럭 B25는 입력 가속도의 상한((d/dt)ω_max)을 계산한다. 이 블럭에서, 상한((d/dt)ω_max)은 다음 수학식으로서 역산함으로써 얻어진다.

Ti=Te-I·(d/dt)ω

따라서, Ti_max=Te-I·(d/dt)ω_max이다.

이 식으로부터, 상한은 (d/dt)ω_max=(-Ti_max+Te)/I 이다.

여기서, Ti는 입력 토오크, Te는 엔진 토오크, Ti_max는 변속기에 설정된 상한 토오크 값, I는 엔진으로부터 1차 풀리로의 구동열의 관성, ω는 1차 풀리의 속도이다.

계산된 상한((d/dt)ω_max)은 변경비(d_ip)를 (d/dt)ω_max의 함수로써 결정된 상한(d_ipmax) 아래로 제한하기 위해 블럭 B15(제3도)에 공급된다.

제6도는 블럭 B15에서의 계산을 수행하는 데 사용되었을 때의 디지탈 컴퓨터의 프로그램을 도시한다. 이 프로그램의 지점 100에서, 블럭 B14에서 계산된 속도비 편차(e_ip)와 상한((d/dt)ω_max)은 컴퓨터 메모리에 판독된다. 지점 101에서는 속도비의 변경비(d_ip)가 컴퓨터에 프로그램된 맵으로부터 계산된다. 이 맵은 변경비(d_ip)를 제5도에 도시된 것처럼 속도비 편차(e_ip)의 함수로서 정의한다. 지점 102에서는 계산된 속도비의 변경비(d_ip)가 상한(d_ipmax)과 같은지 또는 이보다 큰지에 대한 판단이 이루어진다. 이에 대한 응답이 “예”이면, 프로그램은 지점 103으로 이행하여 여기서 계산된 변경비(d_ip)가 다음번 블럭 B16에 전달된다. 그렇지 않으면, 프로그램은 지점 104로 이행하며, 여기서 상한((d/dt)ω_max)은 필요로 하는 속도비의 변경비(d_ip)로서 다음번 블럭 B16으로 전달된다. 그 뒤에, 프로그램은 종료 지점으로 이행한다.

상술한 바와 같이, 속도비의 변경비(d_ip)는 상한((d/dt)ω_max)의 함수로써 결정된 상한(d_ipmax) 아래로 유지된다. 상한((d/dt)(ω_max)는 (d/dt)ω_max=(-Ti_max+Te)/I를 계산함으로써 주어진다. 따라서, 변속기 입력 토오크(Ti)는 변속기에 설정된 상한 토오크 값(Ti_max) 보다 항상 작게 유지되어 전체 작동 수명에 걸쳐 양질의 변환이 이루어진다.

본 발명을 제1도에 도시된 것과 같은 V벨트형 무단 변속기와 관련하여 설명하였으나, 본 발명은 예를 들어 토로이달형 변속기등의 다른 형태의 변속기에도 적용할 수 있다. 본 발명을 제2도에 도시된 것과 같은 변속 제어 작동기와 관련하여 설명하였으나, 본 발명은 도시된 경우에만 한정되지는 않는다. 엔진 토오크 또는 변속기 입력 토오크를 엔진 속도(Ne) 및 드로틀 위치(TVO)의 함수로서 추정하였으나, 실제 엔진 토오크 및 변속기 입력 토오크를 감지하는 데 토오크 센서를 사용할 수도 있다.

본원의 변속기 제어 장치에 의해, 속도비가 과도한 비율로 변경될 때 속도비의 변경비를 상한으로 제한함으로써 변속기에 손상을 주지 않고 양호한 변속기 변환 제어를 수행할 수 있다.

Claims

엔진과 무단 속도비로 출력 토오크를 생성하도록 엔진으로부터 입력된 토오크를 전달하기 위해 상기 엔진에 결합된 변속기를 포함하는 자동차용 변속기 제어 장치에 있어서, 변속기 입력 토오크를 포함하는 차량 작동 상태를 감지하는 수단과, 상기에 감지된 차량 작동 상태에 기초하여 속도비에 대한 목표값을 계산하는 수단과, 속도비가 상기에 계산된 목표값으로 변경되는 비율을 계산하는 수단과, 변속기 입력 토오크가 변속기에 설정된 상한 토오크 값 보다 작은 상태를 만족하도록 상기 비율에 대한 상한을 계산하는 수단과, 상기에 계산된 속도비의 변경비가 상한보다 클 때 속도비의 변경비를 상한으로 제한하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
제1항에 있어서, 비율 계산 수단이 실제 속도비를 추정하는 수단과, 실제 속도비 값으로부터 목표 속도비 값의 편차를 계산하는 수단과, 이 편차에 기초하여 비율을 계산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
제2항에 있어서, 계산된 비율은 계산된 편차의 절대값이 소정값보다 작을 때에는 계산된 편차에 대하여 제1비율로 그리고 계산된 편차의 절대값이 소정값을 초과하였을 때에는 계산된 편차에 대하여 제1비율보다 작은 제2비율로 변화되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
제1항에 있어서, 상한 계산 수단이 다음 식으로부터 역산함으로써 입력 가속도의 상한을 계산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.

Ti_max=Te-I·(d/dt)ω_max

(여기서, Ti_max는 변속기에 설정된 상한 토오크 값, I는 변속기의 구동열의 관성, (d/dt)ω_max는 입력 가속도의 상한)
제4항에 있어서, 비율 계산 수단이 실제 속도비를 추정하는 수단과, 실제 속도비 값으로부터 목표 속도비 값의 편차를 계산하는 수단과, 이 편차에 기초하여 비율을 계산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
제5항에 있어서, 계산된 비율은 계산된 편차의 절대값이 소정값보다 작을 때에는 계산된 편차에 대하여 제1비율로 그리고 계산된 편차의 절대값이 소정값을 초과하였을 때에는 계산된 편차에 대하여 제1비율보다 작은 제2비율로 변화되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
제4항에 있어서, 엔진 드로틀 위치에 기초하여 엔진 토오크를 추정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
제7항에 있어서, 비율 계산 수단이 실제 속도비를 추정하는 수단과, 실제 속도비 값으로부터 목표 속도비 값의 편차를 계산하는 수단과, 이 편차에 기초하여 비율을 계산하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
제8항에 있어서, 비율 계산 수단이, 편차의 절대값이 소정값보다 작을 때에는 제1비율로 그리고 편차의 절대값이 소정값을 초과하였을 때에는 제1비율보다 작은 제2비율로 속도비의 변경비를 변경시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 장치.
엔진과 무단 속도비로 출력 토오크를 생성하도록 엔진으로부터 입력된 토오크를 전달하기 위해 상기 엔진에 결합된 변속기를 포함하는 자동차용 변속기 제어 방법에 있어서, 차량 작동 상태를 감지하는 단계와, 상기에 감지된 차량 작동 상태에 기초하여 속도비에 대한 목표값을 계산하는 단계와, 속도비가 상기에 계산된 목표값으로 변경되는 비율을 계산하는 단계와, 변속기 입력 토오크가 변속기에 설정된 상한 토오크 값 보다 작은 상태를 만족하도록 상기 비율에 대한 상한을 계산하는 단계와, 상기에 계산된 속도비의 변경비가 상한보다 클 때 속도비의 변경비를 상한으로 제한하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.
제10항에 있어서, 속도비의 변경비가, 실제 속도비를 추정하고 이 실제 속도비 값으로부터 목표 속도비 값의 편차를 계산하고 이 편차에 기초하여 비율을 계산함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.
제11항에 있어서, 계산된 비율은 계산된 편차의 절대값이 소정값보다 작을 때에는 계산된 편차에 대하여 제1비율로 그리고 계산된 편차의 절대값이 소정값을 초과하였을 때에는 계산된 편차에 대하여 제1비율로다 작은 제2비율로 변화되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.
제10항에 있어서, 입력 가속도의 상한이 다음 식의 역산에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.

Ti_max=Te-I·(d/dt)ω_max

(여기서, Ti_max는 변속기에 설정된 상한 토오크 값, I는 변속기의 구동열의 관성, (d/dt)ω_max는 입력 가속도의 상한)
제13항에 있어서, 속도비의 변경비가, 실제 속도비를 추정하고 이 실제 속도비 값으로부터 목표 속도비 값의 편차를 계산하고 이 편차에 기초하여 비율을 계산함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.
제14항에 있어서, 속도비의 변경비가, 편차의 절대값이 소정값보다 작을 때에는 제1비율로 그리고 편차의 절대값이 소정값을 초과하였을 때에는 제1비율보다 작은 제2비율로 속도비의 변경비를 변경시킴으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.
제13항에 있어서, 엔진 토오크가 드로틀 위치에 기초하여 추정되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.
제16항에 있어서, 속도비의 변경비가, 실제 속도비를 추정하고 이 실제 속도비 값으로부터 목표 속도비 값의 편차를 계산하고 이 편차에 기초하여 비율을 계산함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.
제17항에 있어서, 속도비의 변경비가, 편차의 절대값이 소정값보다 작을 때에는 제1비율로 그리고 편차의 절대값이 소정값을 초과하였을 때에는 제1비율보다 작은 제2비율로 속도비의 변경비를 변경시킴으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 변속기 제어 방법.