KR100496357B1 - 자동 변속기용 변속 제어 장치 - Google Patents

자동 변속기용 변속 제어 장치 Download PDF

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KR100496357B1
KR100496357B1 KR10-2001-0057201A KR20010057201A KR100496357B1 KR 100496357 B1 KR100496357 B1 KR 100496357B1 KR 20010057201 A KR20010057201 A KR 20010057201A KR 100496357 B1 KR100496357 B1 KR 100496357B1
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사이또유우지
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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

변속기 입력 속도의 시간 변화율이 가속기 페달을 가압한 상태로 고속 기어 위치로부터 저속 기어 위치로 구동 다운시프트를 하는 동안 변속기 입력 토오크의 하락으로 인해 임계값 아래로 저감될 때 정상 자동 변속 제어로부터 구동 다운시프트 강제 종료 제어로 절환할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치에는, 구동 다운시프트 강제 종료 제어 섹션이 마련된다. 구동 다운시프트 강제 종료 제어 섹션은, 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 제1의 소정 임계값 아래로 저감되고 변속기 입력 토오크의 등가 값이 제2의 소정 임계값 아래로 저감될 때에만, 구동 다운시프트 강제 종료를 수행해서 구동 다운시프트를 강제 종료시킨다.

Description

자동 변속기용 변속 제어 장치{SHIFT CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 자동 변속기용 변속 제어 장치에 관한 것으로, 특히 (개도가 증가하는 스로틀을 사용해서) 가속기 페달을 누른 상태로 또는 차량의 동력-작동 조건에서 다운시프트를 하는 동안 변속기 입력 토오크값이 변속을 진행하는 데 요구되는 토오크 값 아래로 저감될 때 수행되는 임시 다운시프트 제어를 위한 기술에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 자동차의 자동 변속기는 복수개의 클러치 및 제동 밴드와 같은 마찰 소자를 선택적으로 유압 작동시킴으로써 동력 트레인에서의 원하는 동력 흐름 또는 동력 전달 경로, 즉 원하는 변속기 영역 기어 모드(원하는 기어 위치)를 검출해서, 각각의 마찰 소자의 결합/분리를 적절하게 절환함으로써 어떤 영역 기어 모드로부터 다른 영역 기어 모드로의 변속을 수행하도록 작동한다. 엔진/차량 작동 조건에 일치하는 소정의 영역 기어 모드를 결정함에 있어서, 자동 변속기는 (엔진 부하로 여겨지는) 스로틀 개도와 차속을 이용한다. 변속 패턴은 스로틀 개도가 증가하게 될 때 하부 기어가 선택되도록 사전 프로그램된다. 따라서, 운전자가 가속기 페달(또는 스로틀 페달)을 밟거나 누르게 되면, 하부 기어로의 다운시프트가 발생된다. 이하에서는 가속기 페달을 누른 상태에서의 이와 같은 다운시프트를 "구동 다운시프트(drive down shift)" 또는 "동력-전달 다운시프트"라고 지칭하기로 한다. 반대로, 가속기 페달을 누른 상태로부터 해제할 때, 상부 기어로의 업 시프트(upshift)가 발생된다. 이하에서는 가속기 페달이 해제된 상태에서의 이러한 업 시프트를 "타력 주행 업 시프트"라고 지칭하기로 한다. 일반적으로, 상술한 구동 다운시프트는 다음과 같이 달성된다.
구동 다운시프트 초기 단계에서, 변속기 입력 속도가 분리 또는 해제될 각각의 마찰 소자에 적용될 작동 유압의 하락(즉, 해체측 상의 작동 유압의 하락)으로 인한 변속기 입력 토오크에 의해 상승하기 시작하면, 분리 또는 해제될 각각의 마찰 소자는 활주하기 시작해서, 마침내 관성 위상(inertia phase)이 시작된다. 구동 다운시프트의 나중 단계에서, 전자식 변속 제어기는 변속기 입력 속도가 구동 다운시프트 종료후의 동기화 속도에 도달함과 동시에 관성 위상이 종료되었는지를 검출해서, (적용측 상의 작동 유압의 상승에 의해) 변속 작동을 종료시킨다. 본 방식에서는, 변속 충격이 작고 매끄러운 구동 다운시프트가 달성된다. 그러나, (현행 스로틀 개도를 포함하는) 현행 엔진/차량 작동 조건이 달라지면, 예컨대 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제되는 경우, 엔진 동력 출력이 하락하는 경향이 있다. 따라서, 변속기 입력 속도 자체는 증가할 수 없다. 이런 조건에서, 변속기 입력 속도가 감소하는 경향이 있다. 변속기 출력 속도(No)에 대한 변속기 입력 속도(또는 터빈 속도)(Nt)의 유효 기어비(i = Nt/No)가 구동 다운시프트 종료후의 기어비에 도달할 때, 일반적으로 제어기는 변속기 입력 속도가 상술한 동기화 속도까지 상승하고 따라서 관성 위상이 종료되었음을 검출한다. 상술한 이유로 해서, 가압후 가속기 페달을 해제하게 되면, 변속기 입력 속도(Nt)의 바람직하지 않은 감소로 인해 유효 기어비가 원하는 대로 증가하지 않을 가능성이 있다. 이 경우, 관성 위상은 장기간 동안 종료될 수 없다. 즉, 시스템이 관성 위상의 종료 타이밍을 정밀하게 검출하는 것은 어렵다. 이것은 매끄러운 변속 작동, 즉 매끄러운 구동 다운시프트와 적정 타이밍의 관성 위상 종료를 할 수 없게 한다. 이를 방지하기 위해서, 일본 특허 공개 공보 제6-129528호(이하, "JP6-129528")에서는 구동 다운시프트 동안 가속기 페달을 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀할 때 구동 다운시프트를 강제 진행시키기 위해, 유효 기어비(Nt/No)에 기초한 결정 결과에 관계없이, 적용측 상의 작동 유압이 제1의 소정 시간 증가 속도로 상승하는 것과 해제측 상의 작동 유압이 제2 소정 감소 속도로 하락하는 것에 대해 개시하고 있다. 이하에서는, 이런 제어를 "구동 다운시프트 강제 종료 제어"라고 지칭하기로 한다. JP6-129528에 개시된 시스템에 따르면, 구동 다운시프트 동안 변속기 입력 속도가 저감하게 되면, 전자 변속 제어기는 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀하였는지 검출한다. 그러나, 제어기가 변속기 입력 속도(Nt)의 하락을 검출함으로써 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀하였는지 여부를 획일적으로 결정하게 되면, 몇 가지 단점이 있게 된다.
계단식으로 증가하는 스로틀 개도로 인해 다운시프트가 발생할 때 해제측 상의 작동 유압의 목표(command)값이 사전 프로그램된 감소 속도에 따라 저감된다고 가정하면, 변속 충격이 클 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해서, 일본 특허 공개 공보 제10-47468호(이하, "JP10-47468")에서는 관성 위상 동안에 해제측 상의 작용 유압 목표값을 일시적으로 상승시킴으로써 터빈 속도(Nt)가 매끄럽고 완만하게 상승하도록 하는 다운시프트 제어 장치에 대해 개시하고 있다. 그러나, 변속기 입력 토오크가 부의 값으로 변동하거나, 해제될 마찰 소자의 마찰 계수가 정의 값으로 변동하거나, 해제될 마찰 소자에 적용될 작동 유압이 정의 값으로 변동하게 되면, 관상 위상 동안 변속기 입력 속도(터빈 속도(Nt))의 증가 경향이 저감된다. 이런 조건에서, 구동 다운시프트 동안에 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀되었음을 검출하는 상술한 (JP6-129528의) 방식을 적용해 보기로 한다. 이런 경우, 비록 변속기 입력 토오크값은 설정값을 초과하지만 변속기 입력 속도의 변화율은 설정값 아래이더라도, 제어기는 변속기 입력 속도의 변화율의 감소가 변속기 입력 토오크의 하락으로 인해 발생된다고 잘못 검출한다. 따라서, 다운시프트의 진행은 소모적으로 강제 진행된다. 이로 인해 매끄러운 다운시프트보다는 변속 충격을 수반한 다운시프트가 발생한다. 상술한 바와 같이, JP6-129528에 개시된 시스템에서는, 첫 번째 문제로서, 구동 다운시프트 동안에 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀하는 것으로 인한 변속기 입력 속도의 하락을 정밀하게 검출하기가 어렵다. 두 번째 문제로서, 변속기 입력 속도(터빈 속도(Nt))가 계속해서 조금씩 상승하도록 가속기 페달을 완만하게 해제할 때, JP6-129528의 시스템에서는, 구동 다운시프트 동안 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀하는 것으로 인해 발생하는 변속기 입력 속도의 하락을 정밀하게 검출하기가 어렵다. 이 경우, JP6-129528에 개시된 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 적시에 개시하는 것은 불가능하다. 또한, 터빈 주행기 자체에 의해 발생된 토오크 값이 가속기 페달을 해제 상태로 복귀시키지 않고 터빈 속도를 상승시킴으로써 저감될 때, 터빈 속도는 이미 증가했지만, 터빈 속도의 증가 속도는 너무 낮다. 이런 경우, JP6-129528에 개시된 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 적시에 개시하는 것은 불가능하다. 세 번째 문제로서, 변속 전후의 변속기 입력 속도 사이에 큰 차이가 있다는 것 이외에도, 변속기 입력 토오크가 부의 값을 갖는 특별한 조건에서, 적용측 상의 작동 유압이 제1의 소정 증가 속도로 증가하고 해제측 상의 작동 유압이 제2의 소정 증가 속도로 감소하도록 하는 구동 다운시프트 강제 종료 제어 동안, 엔진의 회전 속도는 강제적으로 상승되어서 부의 변속기 입력 토오크를 발생시킨다. 따라서, 큰 값의 부의 토오크가 변속기 출력 샤프트에 작용한다. 이로 인해 풀-인(pull-in) 토오크 충격이 발생함으로써, 차량의 감속 속도가 너무 크게 된다(즉, 변속감이 불편함). 네 번째 문제로서, JP6-129528에 개시된 구동 다운시프트 강제 종료 제어는 구동 다운시프트 중에 결합되거나 적용될 마찰 소자가 존재한다는 가정에 기초하고 있다. 적용될 마찰 소자가 존재하지 않는 일방 클러치 변속 과정의 경우, 구동 다운시프트는 결합 상태에 있고 따라서 일방 클러치와 결합하는 마찰 소자만을 해제시킴으로써 발생된다. 따라서, JP6-129528에 개시된 구동 다운시프트 강제 종료 제어는 일방 클러치 변속 과정에 기초한 구동 다운시프트에 적용될 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점을 방지한 자동 변속기용 변속 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 구동 다운시프트 동안 가속기 페달이 해제 상태로 복귀하는 것에 기초한 변속기 입력 속도이 하락을 정밀하게 검출하기 위해서, 구동 다운시프트 동안 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀하는 것으로 인한 변속기 입력 속도의 하락과 다른 인자로 인한 변속기 입력 속도의 하락을 구별할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 변속기 입력 속도가 계속해서 조금씩 상승하도록 가속기 페달을 완만히 해제 작동시키고 있는지를 검출할 수 있거나, 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 적시에 개시하기 위해 가속기 페달이 해제 상태로 복귀하지 않은 상태에서 터빈 속도가 상승하는 것으로 인해 발생하는 터빈 주행기에 의해 생성된 토오크의 저감(터빈 속도의 과도한 저속 증가)을 검출할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, (변속기 입력 토오크의 부족으로 인해 수행된) 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 일방 클러치 변속 과정에도 적용될 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 가능한 최단 기간 동안 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 적절히 종료시킬 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 후속 변속 과정에 악영향을 주지 않도록 시간 조절된 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 구동 다운시프트가 비 일방 클러치 변속 과정일 때, 적용측 상의 작동 유압이 제1의 소정 증가 속도로 증가하고 해제측 상의 작동 유압이 제2의 소정 감소 속도로 떨어지도록 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 수행되고, 따라서 변속 충격을 작게 하면서도 관성 위상이 가능한 최단 기간 내에 종료될 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상술한 제1 및 제2의 소정 속도를 변속기 입력 토오크에 관련된 상태량과 변속 전후의 변속기 입력 속도차에 관련된 상태값에 의존해서 최적으로 설정함으로써 구동 다운시프트 강제 종료 제어 동안 원하는 변속감을 제공할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 구동 다운시프트가 비 일방 클러치 변속 과정이며, 차량의 조건이 다운시프트 전후의 변속기 입력 속도차가 크고 변속기 입력 토오크가 부의 값이고 따라서 구동 다운시프트 강제 종료 제어 동안에 풀-인 충격이 발생할 수 있는 특별한 상태에 있으며, 또한 후속 변속 과정이 다운시프트에 앞서 변속기가 위치된 기어 위치로의 업 시프트에 대응하는 경우에도, 원하지 않는 풀-인 충격(즉, 원하지 않는 차량의 감속 속도)을 방지할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상술한 그리고 다른 목적을 달성하기 위해, 작동 유압을 거쳐 복수개의 마찰 소자와 선택적으로 결합함으로써 원하는 기어 위치로 자동 변속할 수 있으며, 가속기 페달이 가압된 상태에서 고속 기어 위치로부터 저속 기어 위치로 구동 다운시프트를 하는 동안 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 변속기 입력 토오크의 하락으로 인해 임계값 아래로 저감될 때 구동 다운시프트 강제 종료 제어로 절환할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치는, 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 제1의 소정 임계값 아래로 저감되고 변속기 입력 토오크의 등가 값이 제2의 소정 임계값 아래로 저감될 때에만 구동 다운시프트 강제 종료를 수행해서 구동 다운시프트를 강제 종료시키는 구동 다운시프트 강제 종료 제어 섹션을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 작동 유압을 통해 복수개의 마찰 소자와 선택적으로 결합함으로써 원하는 기어 위치로 자동 변속할 수 있으며, 가속기 페달이 가압된 상태에서 고속 기어 위치로부터 저속 기어 위치로 구동 다운시프트를 하는 동안 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 변속기 입력 토오크의 하락으로 인해 임계값 아래로 저감될 때 구동 다운시프트 강제 종료 제어로 절환할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치는, 변속이 구동 다운시프트 제어상태인지 여부를 검출하는 구동 다운시프트 제어 검출 섹션과, 변속기 입력 속도가 후변속 동기 속도로 상승되는지에 따라 변속이 관성 위상 제어 상태에 있는 지를 검출하는 관성 위상 제어 검출 섹션과, 변속기 입력 속도의 시간 변화율을 계산하는 수치 계산 섹션과, 변속기 입력 속도의 시간 변화율을 제1의 소정 임계값과 비교하는 제1 비교 섹션과, 변속기 입력 토오크의 등가 값을 평가하는 평가 섹션과, 변속기 입력 토오크의 등가 값을 제2의 소정 임계값과 비교하는 제2 비교 섹션과, 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 제1의 소정 임계값 아래로 저감되고 변속기 입력 토오크의 등가 값이 제2의 소정 임계값 아래로 저감될 때에만 구동 다운시프트 강제 종료를 수행해서 구동 다운시프트를 강제 종료시키는 구동 다운시프트 강제 종료 제어 섹션을 포함한다. 변속 제어 장치는 추가적으로, 구동 다운시프트가 결합 상태에 있는 마찰 소자를 해제하면서 일방 클러치의 자기 결합에 의해 발생된 일방 클러치 변속인지 또는 비일방 클러치 변속인지 여부를 검출하는 제1 검출 섹션과, 변속 전후의 변속기 입력 속도의 차이가 크고 엔진 출력 토오크가 큰 부의 값을 갖는 것으로 인해 차량 감속 속도가 크게 될 가능성이 있는지를 검출하는 제2 검출 섹션과, 구동 다운시프트의 종료후 수행된 후속 변속 과정이 구동 다운시프트전에 성립된 기어 위치로 복귀하는 업 시프트인지 여부를 검출하는 제3 검출 섹션과, 구동 다운시프트가 일방 클러치와의 자기 결합이 없는 비일방 클러치 변속이고 차량 감속 속도가 클 가능성이 적을 때에는 제1의 소정 시간 지체에 의해 관성 위상 제어를 강제 종료하는 제1 작동 모드를 선택하며, 구동 다운시프트가 비일방 클러치 변속이고 차량 감속 속도가 클 가능성이 있고 구동 다운시프트 제어의 종료후 수행된 후속 변속 과정이 구동 다운시프트 전에 성립된 기어 위치로 복귀하는 업 시프트일 때에는 구동 다운시프트를 바로 강제 종료시키고 후속 변속 과정을 바로 시작하는 제2 작동 모드를 선택하며, 구동 다운시프트가 일방 클러치의 자기 결합을 갖는 일방 클러치 변속일 때 제2의 소정 시간 지체에 의해 구동 다운시프트 제어를 강제 종료시키는 제3 작동 모드를 선택하는 모드 선택 섹션을 포함할 수 있다. 제1 작동 모드에서, 적용될 제1 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 시간 변화율로 증가하고 해제될 제2 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 시간 변화율로 감소하며, 제2 작동 모드에서, 제1 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 최대 압력 수준까지 바로 증가하고 제2 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 최소 압력 수준까지 바로 감소하며, 제3 작동 모드에서는 단지 제2 마찰 소자의 작동 유압만이 소정의 시간 변화율로 감소한다. 양호하게는, 제1의 소정 시간 지체는 양호하게는 적용될 제1 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율과 해제될 제2 마찰 소자의 소정의 시간 변화율에 기초해서 검출되며, 제2의 소정 시간 지체는 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율에 기초해서 검출된다. 보다 양호하게는, 적용될 제1 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율과 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율은 원하는 변속감을 제공하기 위해서, 변속기 입력 토오크에 관련된 상태량과 변속 전후의 변속기 입력 속도차에 관련된 상태량 모두에 의존해서 검출된다. 양호하게는, 소정의 시간 변화율은 항상 제2 마찰 소자의 작동 유압이 언더슈트(undershoot)되지 않는 영역의 최대 변화율로 사전 설정된다. 보다 양호하게는, 구동 다운시프트 제어의 종료에 대한 검출은 제2 마찰 소자의 작동 유압이 소정의 압력 수준 아래로 저감될 때 이루어지며, 후속 변속 과정은 이 때로부터 소정 기간 동안 억제된다.
본 발명의 다른 목적 및 특성은 첨부된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
도면, 특히 도1을 참조하면, 본 발명의 변속 제어 장치가 토오크 컨버터(3)를 사용하는 자동 변속기(2)에 예시되어 있다. 엔진(1)에 의해 생성된 동력 출력은 개도(TVO)가 운전자에 의해 작동되는 가속기 페달(도시 안됨)의 가압량에 따라 소정의 최대 개도(즉, 완전 개방 스로틀 위치, 간략하게는 전개방(wide open) 스로틀)와 소정의 최소 개도(즉, 완전 폐쇄 스로틀 위치, 간략하게는 폐쇄 스로틀) 사이에서 임의로 제어될 수 있는 스로틀 밸브(도시 안됨)에 의해 제어된다. 엔진(1)의 출력 회전은 토오크 컨버터(3)를 거쳐 자동 변속기(2)의 입력 샤프트(4)로 전달된다. 자동 변속기(2)는 변속기 입력 샤프트(4)와, 변속기 입력 샤프트(4)의 일 축방향 단부가 변속기 출력 샤프트(5)의 일 축방향 단부에 대향되도록 변속기 입력 샤프트(4)와 동축 상에서 배열된 변속기 출력 샤프트(5)와, 전방 유성 기어 세트(6)와, 후방 유성 기어 세트(7)를 갖는다. 전방 및 후방 유성 기어 세트(6, 7)는 엔진 크랭크 샤프트에 대면하는 변속기 입력 샤프트의 축방향 단부로부터 변속기 입력 및 출력 샤프트 상에 순서대로 장착된다. 변속기 입력 및 출력 샤프트와 전방 및 후방 유성 기어 세트는 자동 변속기(2)의 유성 기어 변속기 시스템의 주요 구성 소자로서 기능한다. 엔진(1)의 근처에 위치된 전방 유성 기어 세트(6)는 전방 태양 기어(SF)와, 전방 링 기어(RF)와, 전방 태양 기어(SF) 및 전방 링 기어(RF)에 톱니 결합된 전방 유성 피니언(PF)과, 전방 피니언(PF)이 회전 가능하게 유지된 전방 유성 피니언 캐리어(CF)를 포함하는 간단한 유성 기어 세트이다. 또한, 엔진(1)에서 멀리 위치된 후방 유성 기어 세트(7)는 후방 태양 기어(SR)와, 후방 링 기어(RR)와, 후방 태양 기어(SR) 및 후방 링 기어(RR)에 톱니 결합된 후방 유성 피니언(PR)과, 후방 피니언(PR)이 회전 가능하게 유지된 후방 유성 피니언 캐리어(CR)를 포함하는 간단한 유성 기어 세트이다. 동력 전달 경로(원하는 기어 위치)를 검출하는 데 요구되는 복수개의 마찰 소자로서, 저속 클러치(L/C)와, 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)와, 고속 클러치(H/C)와, 저속 및 후진 제동 밴드(LR/B)와, 저속 일방 클러치(L/OWC)와, 후진 클러치(R/C)가 제1 및 제2 유성 기어 세트(6, 7) 모두와 적절한 상호 관계를 이루며 마련된다. 도1에서 명료하게 도시된 바와 같이, 전방 태양 기어(SF)는 후진 클러치(R/C)에 의해 변속기 입력 샤프트(4)에 적절히 연결될 수 있다. 또한, 전방 태양 기어(SF)는 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)를 적용함으로써 로킹된다. 즉, 전방 태양 기어는 2속 내지 4속 제동 밴드를 적용함으로써 정지 상태로 유지된다. 전방 피니언 캐리어(CF)는 고속 클러치(H/C)에 의해 변속기 입력 샤프트(4)에 적절히 연결될 수 있다. 전방 피니언 캐리어(CF)는 또한 저속 일방 클러치(L/OWC)에 의해 엔진(1)의 회전 방향에 대향하는 회전 방향으로 회전하는 것이 방지된다. 또한, 전방 피니언 캐리어(CF)는 저속 및 후진 제동 밴드(LR/B)를 적용함으로써 로킹되어 정지 상태로 유지된다. 전방 피니언 캐리어(CF)와 후방 링 기어(RR)는 저속 클러치(L/C)를 거쳐 서로 적절히 연결될 수 있다. 전방 링 기어(RF)와 후방 피니언 캐리어(CR)는 서로 연결된다. 이들 부재(RF, CR)는 또한 변속기 출력 샤프트(5)에 연결된다. 한편, 후방 태양 기어(SR)는 변속기 입력 샤프트(4)에 연결된다.
도2는 전진 4-속도(1속, 2속, 3속 및 4속)와 후진 1-속도(후진) 기어 위치를 설정하는 클러치 결합 및 해제 상태와 유성 기어 변속기 시스템의 마찰 소자(L/C, 2-4/B, H/C, LR/B, L/OWC 및 R/C)의 밴드 적용 및 해제 상태를 도시하고 있다. 이들 마찰 소자 중에서, 저속 클러치(L/C)와, 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)와, 고속 클러치(H/C)와, 저속 및 후진 제동 밴드(LR/B)와 후진 클러치(R/C)는 선택적으로 유압식으로 결합 또는 분리된다. 한편, 저속 일방 클러치(L/OWC)는 기계적으로 자기 결합되거나 자기 분리된다. 도2에서, 클러치 결합 또는 밴드 적용은 실선으로 그려진 원으로 표시되며, 클러치 분리 또는 밴드 해제는 빈 공간으로 표시되며, (엔진 제동 요구시) 저속 및 후진 제동 밴드(LR/B)의 적용은 점선으로 그려진 원으로 표시된다. 1속 기어 위치는 저속 클러치(L/C)와 유압식으로 결합하고, 차량이 가속될 때 작용력을 수용하는 기능을 하는 저속 일방 클러치(L/OWC)의 자기 결합에 의해 설정된다. 변속이 1속 기어 위치에 유지된 상태에서 차량 구동을 하는 동안 운전자가 가속기 페달을 해제하고 타력 주행을 할 때, 저속 일방 클러치(L/OWC)가 자유롭게 운행되어서, 엔진 제동이 실현되지 않도록 한다. 변속이 저속 기어 위치에 유지된 상태에서 가속기 페달을 해제할 때에도, 엔진은 차량에 대한 제동 효과를 발생시키지 않음으로써, 불편한 감속감의 발생을 방지한다. 변속을 1속 기어 위치에 유지한 상태로 차량을 구동하는 동안 엔진 제동 효과가 요구된다면, 도2에 도시된 바와 같이, 저속 및 후진 제동 밴드(LR/B)가 유압식으로 적용되어 저속 일방 클러치(L/OWC)가 자유롭게 주행하지 못하도록 하며, 따라서 엔진 제동 효과가 실현된다. 이 경우, 후방 태양 기어(SR)는 변속기 입력 샤프트(4)에 연결된다. 후방 링 기어(RR)는 고정된 반면, 후방 피니언 캐리어(CR)는 변속기 출력 샤프트(5)에 연결된다. 2속 기어 위치는 저속 클러치(L/C)와 유압식으로 결합하고 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)를 유압식으로 적용함으로써 달성된다. 이 경우, 후방 태양 기어(SR)는 변속기 입력 샤프트(4)에 연결된다. 제1 태양 기어는 로킹되는 반면, 후방 피니언 캐리어(CR)는 변속기 출력 샤프트(5)에 연결된다. 3속 기어 위치는 고속 클러치(H/C) 및 저속 클러치(L/C) 모두와 유압식으로 결합함으로써 설정된다. 이 경우, 후방 링 기어(RR)와 후방 태양 기어(SR)는 모두 변속기 입력 샤프트(4)에 연결되지만, 전방 링 기어(RF)는 변속기 출력 샤프트(5)에 연결되어서, 변속기 기어비는 1로 된다. 4속 기어 위치는 고속 클러치(H/C)와 유압식으로 결합하고 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)를 유압식으로 적용함으로써 달성된다. 이 경우, 오버 드라이브 기어 위치를 설정하기 위해서, 전방 피니언 캐리어(CF)와 후방 태양 기어(SR) 모두는 변속기 입력 샤프트(4)에 연결되고 전방 태양 기어(SF)는 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)에 의해 로킹되지만, 후방 피니언 캐리어(CR)는 변속기 출력 샤프트(5)에 연결된다. 후진 기어 위치는 후속 클러치(R/C)와 유압식으로 결합하고 저속 및 후진 제동 밴드(LR/B)를 유압식으로 적용함으로써 설정된다. 이 경우, 전방 및 후방 태양 기어(SF, SR) 모두는 변속기 입력 샤프트(4)에 연결된다. 전방 피니언 캐리어(CF)는 저속 및 후진 제동 밴드에 의해 로킹되지만, 후방 피니언 캐리어(CR)는 변속기 출력 샤프트(5)에 연결된다. 도2에 도시된 유압 작동식 마찰 소자(R/C, H/C, L/C, LR/B, 2-4/B)에 대한 클러치- 및 밴드- 적용 로직은 도1에 도시된 제어 밸브 본체(8)에 의해 실현된다. 비록 도1에 명료하게 도시되어 있지는 않지만, 다양한 밸브들이 제어 밸브 본체(8)에 설치되어 삽입된다. 예컨대, 압력 조절 밸브 및 수동(manual) 밸브 이외에도, 전자기 라인 압력 솔레노이드 밸브(간단히, 라인 압력 솔레노이드, 9)와, 전자기 저속 클러치 솔레노이드 밸브(간단히, 저속 솔레노이드, 10)와, 전자기 2속 내지 4속 제동 밴드 솔레노이드 밸브(간단히, 2속 내지 4속 제동 밴드 솔레노이드, 11)와, 전자기 고속 클러치 솔레노이드 밸브(간단히, 고속 클러치 솔레노이드, 12)와, 전자기 저속 및 후진 제동 밴드 솔레노이드 밸브(간단히, 저속 및 후진 제동 밴드 솔레노이드, 13)가 제어 밸브 본체에 장착된다. 라인 압력 솔레노이드(9)는 라인 압력 솔레노이드(9)가 여기될 때 라인 압력을 높은 압력 수준으로 조절하기 위해 그로부터의 솔레노이드 압력을 압력 조절기 밸브에 적용하도록 작동한다. 역으로, 라인 압력 솔레노이드(9)가 탈-여기될 때, 라인 압력은 낮은 압력 수준으로 조절된다. 라인 압력 솔레노이드(9)에 대한 온/오프(ON/OFF) 제어에 의해 고압 및 저압 사이에서 절환 가능한 라인 압력이 자동 변속 제어를 위한 초기 압력으로서 사용된다. 운전자는 자신이 원하는 바에 따라 구동 영역(D), 후진 영역(R) 또는 주차/정차 영역(P, N) 중 어느 하나를 선택해서 수동 밸브를 수동으로 작동시킨다.
구동 영역(D)에서, 수동 밸브는 저속 솔레노이드(10)와, 2속 내지 4속 제동 밴드 솔레노이드(11)와, 고속 클러치 솔레노이드(12)와, 저속 및 후진 제동 밴드 솔레노이드(13)로 D-영역 압력으로서의 라인 압력을 공급한다. 솔레노이드 밸브(10, 11, 12, 13)는 듀티-사이클 제어를 거쳐 각각의 개별 솔레노이드 밸브에 적용된 D-영역 압력을 적절히 조절하거나 저감함으로써 각각의 솔레노이드 압력을 발생시킨다. 듀티-사이클 제어된 저속 클러치 압력과, 듀티-사이클 제어된 2속 내지 4속 제동 밴드 압력과, 듀티-사이클 제어된 고속 클러치 압력과, 듀티-사이클 제어된 저속 및 후진 제동 밴드 클러치 압력이 각각의 마찰 소자(R/C, H/C, L/C, LR/B, 2-4/B)로 향해서, 이들 마찰 소자를 위한 작용 유체 압력 수준을 개별적으로 제어한다. 이런 방식에서, 솔레노이드(11 내지 13)를 듀티 사이클 제어함으로써, 1속 기어 위치로부터 4속 기어 위치까지 영역의 클러치- 및 밴드- 적용 로직이 실현될 수 있다. R 영역에서는, 후진 클러치(R/C)와 저속 및 후진 제동 밴드(LR/B) 모두에 R-영역 압력을 공급하기 위해, 수동 밸브가 R-영역 압력으로서의 라인 압력을 출력한다. 결국, 후진 클러치가 결합됨과 동시에 저속 및 후진 제동 밴드가 적용된다. 이 방식에서, 후진 기어 위치에 대한 클러치- 및 밴드- 적용 로직이 실현될 수 있다. P, N 영역에서, 수동 밸브는 라인 압력이 어떤 유압 회로로도 공급되지 못하도록 작동한다. 결국, 모든 마찰 압력이 해제되며, 자동 변속기는 중립에 있게 된다.
상술한 라인 압력 솔레노이드(9)의 온/오프 제어와, 저속 클러치 솔레노이드(10)와 2속 내지 4속 제동 밴드 솔레노이드(11)와 고속 클러치 솔레노이드(12)와 저속 및 후진 제동 밴드 솔레노이드(13) 각각의 듀티 사이클 제어는 변속 제어기(14)에 의해 수행된다. 변속 제어기(14)는 일반적으로 마이크로컴퓨터를 포함한다. 변속 제어기는 입/출력 인터페이스(I/O), 메모리(RAM, ROM) 및 마이크로프로세서 또는 중앙 연산 유닛(CPU)을 포함한다. 변속 제어기(14)의 입/출력 인터페이스는 다양한 엔진/차량 스위치 및 센서, 즉 스로틀 개방 센서(15)와, 터빈 속도 센서(16)와, 변속기 출력 속도 센서(17)와, 억제 센서(18)로부터의 입력 정보를 수신한다. 스로틀 개방 센서(15)는 엔진(1)의 스로틀 개도(TVO)를 검출하기 위해 마련된다. 터빈 속도 센서(16)는 변속기 입력 속도(즉, 토오크 컨버터 출력 속도)로서 사용되는 터빈 속도(Nt)를 검출하기 위해 마련된다. 변속기 출력 속도 센서(17)는 변속기 출력 속도(즉, 자동 변속기(2)의 변속기 출력 샤프트(5)의 회전 속도, No)를 검출하기 위해 마련된다. 억제 센서(18)는 선택된 작동 영역을 나타내는 신호를 출력한다. 변속 제어기 내에서, 중앙 연산 유닛(CPU)에는 상술한 엔진/차량 스위치 및 센서(15, 16, 17, 18)로부터의 입력 정보 데이터 신호가 입/출력 인터페이스(I/O)를 거쳐 액세스될 수 있다. 변속 제어기(14)의 CPU는 메모리에 저장된 자동 변속 프로그램을 수행하고, 사전 프로그램된 소정의 변속 패턴에 따른 기본 자동 변속 제어 과정을 수행하게 되며 입력 정보 신호 데이터(TVO, No)에 기초한 필수 연산 및 로직 작동을 수행할 수 있다. 계산 결과(연산 결과), 즉 계산된 출력 신호(솔레노이드 밸브 구동 전류)는 변속 제어기(14)의 출력 인터페이스 회로를 거쳐 출력 스테이지인 상술한 솔레노이드 밸브(9 내지 13)로 중계된다. 기본적인 자동 변속 제어 과정은 다음과 같이 변속 제어기(14)의 CPU에 의해 수행된다. 첫번째로, 제어기(14)의 프로세서는 사전 프로그램된 변속 패턴으로부터 현재 엔진/차량 작동 조건, 즉 스로틀 밸브 개도(TVO)의 현재 값과 (차량 속도로 여겨지는) 변속기 출력 속도(No)의 현재 값을 고려한 두 개의 최신 정보 데이터에 기초해서 원하는 기어 위치를 검색하거나 선택한다. 두번째로, 변속이 실질적으로 제어되는 현재 기어 위치가 원하는 기어 위치와 동일한지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어 진다. 세번째로, 실제 기어 위치와 원하는 기어 위치가 일치하지 않는다면, 제어기(14)는 원하는 기어 위치로의 변속을 수행하기 위해 변속기 영역 기어 변속 명령을 발생시킨다. 즉, 도2에 도시된 유압-작동식 마찰 소자에 대한 클러치- 및 밴드-적용 로직에 따라, 원하는 기어 위치로의 변속을 달성하기 위해, 마찰 소자 각각의 결합(적용) 및 분리(해제) 사이의 절환이 듀티 사이클 제어를 거친 각각의 솔레노이드(10 내지 13)로부터의 솔레노이드 압력을 적절히 조절함으로써 달성된다. 기본 자동 변속 제어 과정은 일반적인 것이며 본 발명의 어떤 부분도 형성하지 않는다. 본 실시예의 변속 제어 장치는 기본 자동 변속 제어 과정(또는 정상 자동 변속 제어 과정) 이외에도, 도3 내지 도5에 도시된 플로우챠트와, 도6의 (a) 내지 (d)(모드 1을 도시)와 도7의 (a) 내지 (d)(모드 1을 도시)와 도8의 (a) 내지 (d)(모드 3을 도시)에 도시된 타임 챠트를 참조해서 이하에서 보다 상세히 설명될 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 수행할 수 있다. 본 실시예의 구동 다운시프트 강제 종료 제어는 변속기 입력 토오크의 값이 구동 다운시프트 동안에 다운시프트를 만족스럽게 진행하는 데 필요한 토오크 값 아래로 저감될 때, 즉 변속기 입력 토오크가 부족할 때 수행된다.
도3을 참조하면, 구동 다운시프트 동안 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀함으로 인해, 현재 변속기 입력 토오크값(Tt)이 다운시프트를 만족스럽게 진행하는 데 필요한 소정 토오크값(TtS) 아래로 저감되었는지를 검출하는 데 사용되는 결정 순서가 도시되어 있다. 도3에 도시된 순서는 매 소정의 시간 간격마다 유발된 시간-유발형 차단 순서로서 수행된다.
단계(S21)에서, 변속이 다운시프트 상태에 있는지 검출하기 위한 점검이 이루어 진다. 단계(S21)에 대한 대답이 부정적(아니오)일 때, 즉 변속이 다운시프트로부터 벗어난 상태일 때, 순서는 종료된다. 단계(S21)에 대한 대답이 긍정적(예)일 때, 단계(S22)로 진행된다. 단계(S22)에서는, 가속기 페달을 밟거나 엔진 속도의 증가가 요구될 때 수행되는 소위 구동 다운시프트 제어가 수행되었는지를 검출하기 위한 시험이 수행된다. 단계(S22)에 대한 대답이 긍정적(예)일 때, 즉 구동 다운시프트 제어 동안, 순서는 단계(S23)로 진행한다. 단계(S23)에서는, 변속기 출력 속도(No)에 대한 터빈 속도(변속기 입력 속도)(Nt)의 유효 기어비(i = Nt/No)가 구동 다운시프트 전의 기어비로부터 구동 다운시프트 종료후의 기어비로 변하기 시작해서 관성 위상이 시작되었는지를 검출하기 위한 점검이 이루어 진다. 제어기(14)가 관성 위상이 시작되었음을 검출할 때, 단계(S24)로 진행된다. 단계(S24)에서, 제어기(14)는 구동 다운시프트 제어의 관성 위상 제어를 개시한다. 단계(S24)에 대한 대답이 긍정적(예)일 때, 즉 구동 다운시프트 제어의 관성 위상 제어 동안에, 순서는 단계(S24)로부터 단계(S25)로 흘러간다. 단계(S22)에 대한 대답이 부정적(아니오)일 때, 본 실시예의 변속 제어 장치는 단지 구동 다운시프트 동안에만 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 수행하기 때문에, 순서는 단계(S23)와 단계(S24)를 건너 뛰어서 단계(S22)로부터 단계(S25)로 점프한다. 단계(S23)에 대한 대답이 부정적일 때, 순서는 또한 단계(S25)로 진행한다. 단계(S25)에서는, 변속이 구동 다운시프트 제어의 관성 위상 제어 모드에 있는지를 검출하기 위한 점검이 이루어 진다. 구동 다운시프트 제어의 관성 위상 제어 모드 동안에, 단계(S26)로 진행된다. 단계(S26)에서, 터빈 속도(Nt)의 현재 값(Nt(n))과 터빈 속도(Nt)의 이전 값(Nt(n-1)) 사이의 차이(ΔNt = Nt(n) - Nt(n-1)), 즉 터빈 속도(Nt)의 시간 변화율이 사전 설정된 소정의 작은 정의 속도값(ΔNtS) 이하인지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어진다. ΔNt ≤ΔNtS의 경우, 순서는 단계(S27)로 진행한다. 단계(S27)에서는, 변속기 입력 토오크(Tt)가 소정의 설정된 토오크값(TtS) 이하인지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 부등식 ΔNt ≤ΔNtS와 Tt ≤ TtS에 의해 한정된 두 개의 필요 조건이 만족될 때, 순서는 단계(S28)로 진행한다. 단계(S28)에서, 제어기(14)는 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족 상태가 발생했는지 검출한다. 역으로, 단계(S25, S26 또는 S27)에 대한 대답이 부정적일 때, 즉 변속이 관상 위상 제어 모드로부터 벗어날 때, ΔNtS > ΔNtS 또는 Tt > TtS인 경우, 순서는 종료한다. 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 적시에 수행하기 위해서, 상술한 소정의 속도값(ΔNtS )은 구동 다운시프트 제어 동안 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족하더라도 정상 자동 변속 제어가 계속될 때 얻어진 변속 기간이 소정의 임계값(소정의 긴 기간)을 초과하는 변속기 입력 속도(터빈 속도(Nt))의 시간 변화율의 상한으로 설정된다. 즉, 소정의 속도값(ΔNtS )은 변속기 입력 속도(터빈 속도(Nt))의 시간 변화율의 문턱 한계값으로 설정되며, 그보다 크면 구동 다운시프트 동안 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족한 상태에서 정상 자동 변속 제어로부터 구동 다운시프트 강제 종료 제어까지 절환시키지 않고 얻어진 변속 기간은 소정의 임계값(즉, 소정의 긴 기간)을 초과한다. 일반적으로 공지된 바와 같이, 변속기 입력 토오크(Tt)를 직접 감지 또는 검출하는 것은 어렵다. 실질적으로, 변속기 입력 토오크는 스로틀 개도(TVO), 터빈으로 전달된 토오크값 또는 토오크 컨버터의 활주량에 기초해서 평가될 수 있다. 즉, 스로틀 개도(TVO), 터빈으로 전달된 토오크값 또는 토오크 컨버터의 활주량은 변속기 입력 토오크의 등가 값 또는 대표값으로서 사용될 수 있다. 상술한 소정의 토오크값(TtS)은 소정의 변속 속도로 변속(정확하게는 구동 다운시프트)를 진행시키는 데 요구되는 속도보다 큰 속도값까지 변속기 입력 속도(Nt)를 증가시키는 것이 불가능한 토오크 범위의 상한값으로 설정된다. 변속기 입력 토오크(Tt)가 스로틀 개도(TVO)로부터 평가되거나 이에 의해 대표된다고 가정하면, 도6의 (a), 도7의 (a) 및 도8의 (a)에 도시된 타임 챠트로부터 알 수 있는 바와 같이, 소정의 설정된 스로틀 개도값(TVOS)은 변속기 입력 토오크(Tt)의 소정 토오크값(TtS)에 대응한다. 즉, 스로틀 개도(TVO)가 설정 스로틀 개도(TVOS) 이하일 때, 제어기(14)는 변속기 입력 토오크(Tt)가 소정 토오크값(TtS) 이하인지 여부를 검출한다.
도4를 참조하면, 본 실시예의 변속 제어 장치에 의해 수행된 구동 다운시프트 강제 종료 제어에 대한 세 가지 작동 모드(모드 1, 모드 2, 모드 3) 중 하나를 선택하는 데 사용된 모드 선택 순서가 도시되어 있다. 도4의 모드 선택 순서는 도3의 결정 순서에 따라, 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족 상태가 발생했는지를 검출할 때에만 수행된다.
단계(S31)에서는, 도3의 상술한 단계(S28)를 거쳐, 제어기가 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족 상태가 발생했는지 검출하였는지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 단계(S31)에 대한 대답이 부정적(아니오)일 때, 즉, 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족이 검출되지 않을 때, 프로그램은 모드 선택 순서로부터 정상 자동 변속 제어 순서로 복귀한다. 역으로, 단계(S31)에 대한 대답이 긍정적(예)일 때, 즉, 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족한 경우에는, 단계(S32)로 진행된다. 단계(S32)에서는, 현 순간에 발생된 현재 구동 다운시프트가, 결합 상태에 있는 마찰 소자를 해제하면서 일방 클러치(저속 일방 클러치(L/OWC))의 자기 결합에 의해 발생된 일방 클러치 변속인지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 구체적으로, 도1 및 도2에 도시된 자동 변속기에는 세 개의 서로 다른 일방 클러치 변속 과정이 있다. 제1 일방 클러치 변속은 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)를 적용 상태로부터 해제하면서 저속 일방 클러치(L/OWC)의 자기 결합에 의해 달성된 2→1 다운시프트에 대응한다. 제2 일방 클러치 변속은 고속 클러치(H/C)를 결합 상태로부터 분리시키면서 저속 일방 클러치(L/OWC)의 자기 결합에 의해 달성된 3→1 다운시프트에 대응한다. 제3 일방 클러치 변속은, 2속 내지 4속 제동 밴드(2-4/B)와 고속 클러치(H/C)를 결합 상태로부터 분리시킴과 동시에 저속 클러치(L/C)를 분리 상태로부터 결합시키면서 저속 일방 클러치(L/OWC)의 자기 결합에 의해 달성된 4→1 다운시프트에 대응한다. 단계(S32)에 대한 대답이 부정적(아니오)일 때, 즉, 현재 구동 다운시프트가 2→1 다운시프트, 3→1 다운시프트 및 4→1 다운시프트를 제외한 비일방 클러치 변속일 때, 순서는 단계(S32) 로부터 단계(S33)로 진행한다. 단계(S33)에서는, 변속 전후의 터빈 속도(Nt)의 차이가 큰지 여부와 부의 엔진 출력 토오크(즉, 부의 변속기 입력 토오크)가 큰지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어 진다. 즉, 엔진 토오크가 부의 값으로 변동하게 되면, 큰 값의 부의 토오크는 부의 토오크를 발생시키는 엔진의 회전 속도를 강제로 상승시킴으로서 변속기 출력 샤프트 상에 작용한다. 이는 과도하게 큰 값의 차량 감속 속도(또는 불편하게 큰 엔진 제동 효과)를 발생시킨다. 변속 전후의 터빈 속도(Nt)의 차이가 크고 부의 엔진 출력 토오크가 크다는 것 모두로 인해 과도하게 큰 차량 감속이 발생하는 경우, 순서는 단계(S33)로부터 단계(S34)로 진행한다. 단계(S34)에서는, 구동 다운시프트(예, 4→2 다운시프트)의 종료후 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족한 상태에서 수행된 후속 변속 과정이 변속을 구동 다운시프트전에 설정된 기어 위치(예, 제4 속도 기어 위치)로 복귀시키는 업 시프트(예, 2→4 업 시프트인지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 단계(S33) 또는 단계(S34)에 대한 대답이 부정적(아니오)일 때, 순서는 단계(S35)로 진행한다. 단계(S35)에서는, 제어기(14)가 (비일방 클러치 변속에 대응하는) 구동 다운시프트 동안 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족이 발생했음을 검출할 때 구동 다운시프트 제어의 관성 위상 제어를 종료하기 위해 제1 작동 모드(모드 1)가 선택된다. 역으로, 단계(S33)에 대한 대답이나 단계(S33)에 대한 대답이 모두 긍정적(예)일 때, 순서는 단계(S36)로 진행한다. 단계(S36)에서는, 제어기(14)가 (비일방 클러치 변속에 대응하는) 구동 다운시프트 동안 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족이 발생했음을 검출할 때 구동 다운시프트 제어를 강제적으로 그리고 바로 종료시키기 위해 제2 작동 모드(모드 2)가 선택된다. 단계(S32)로 돌아가서, 현재 구동 다운시프트가 일방 클러치 변속(2→1 다운시프트, 3→1 다운시프트 또는 4→1 다운시프트)중 어느 하나일 때, 순서는 단계(S32)로부터 단계(S37)로 진행한다. 단계(S37)에서는, 제어기(14)가 (비일방 클러치 변속에 대응하는) 구동 다운시프트 동안 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족이 발생했음을 검출할 때 구동 다운시프트 제어를 강제로 종료시키기 위해 제3 작동 모드(모드 3)가 선택된다. 단계(S35), 단계(S36) 또는 단계(S37) 다음에는, 단계(S38)가 진행된다. 단계(S38)에서는, 모드 선택 루틴의 한 사이클이 종료한다.
도5를 참조하면, 선택된 작동 모드 수행 순서에 대해 도시하고 있다.
도4의 단계(S31)에서와 동일한 방식으로, 단계(S41)에서는, 도3의 상술한 단계(S28)를 거쳐, 제어기가 변속기 입력 토오크(Tt)의 부족 상태가 발생했는지 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 단계(S41)에 대한 대답이 부정적일 때, 즉, 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족한지에 대한 검출이 없을 때, 프로그램은 본 선택된 작동 모드 수행 순서로부터 정상 자동 변속 제어 순서로 복귀한다. 단계(S41)에 대한 대답이 긍정적일 때, 즉, 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족한 경우에는, 순서는 단계(S41)로부터 단계(S42)로 진행한다. 단계(S42)에서는, 선택된 작동 모드가 제1 작동 모드(모드 1)인지 여부를 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 단계(S42)에 대한 대답이 긍정적일 때, 즉 (비일방 변속에 적절한) 모드 1이 선택될 때, 순서는 단계(S42)로부터 단계(S45)와 단계(S46)를 거쳐 단계(S47)로 진행한다. 단계(S45)에서는, 제1 작동 모드(모드 1)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 개시된다(도6의 (a) 내지 도6의 (d)의 타임 챠트 참조). 이하에서는 도6의 (a) 내지 도6의 (d)의 타임 챠트를 참조해서 제1 작동 모드(모드 1)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도6의 (a) 내지 (d)의 타임 챠트에 도시된 바와 같이, 특히, 가속기 페달의 감압으로 인해 스로틀 개도(TVO)가 상승하거나 증가할 때(도6의 (a)의 t1에서의 선단 모서리 참조)의 시간(t1)에서 적용측 상의 작용 유압 목표값(Po)의 변화와 해제측 상의 작용 유압 목표값(Pc)의 변화로부터 알 수 있는 바와 같이, 구동 다운시프트는 정상 시계열 제어(정상 변속 제어 과정)에 따라 발생한다. 제1 작동 모드(모드 1)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어는, 제어기가 TVO ≤TVOS(즉, Tt ≤TtS)에 의해 한정된 필요 조건에 의해 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀했는지를 검출하고 이외에도 터빈 속도(Nt)의 시간 변화율(ΔNt)이 소정의 속도값(ΔNtS)보다 작을 때(도6의 (c)의 실선에 의해 지시된 바와 같이 t2에서의 터빈 속도(Nt)의 시간 변화율(ΔNt)의 하락 참조), 즉 단계(S26)에서 ΔNt ≤ΔNtS에 의해 한정된 필요 조건이 만족될 때인 t2에서 개시된다. 도6의 (b) 내지 (d)에서, 점선은, 가속기 페달을 해제 상태로 복귀시키지 않고 t2후 스로틀 개도(TVO)가 하락하지 않을 때(점선에 의해 지시된 일정한 스로틀 개도 참조) 정상 시계열 제어(정상 변속 제어 과정)에 의해 얻어진, 변속기 출력 토오크, 터빈 속도(Nt), 적용측 상의 작용 유압 목표값(Pc) 및 해제측 상의 작용 유압 목표값(Po)의 변화를 지시한다. 도6의 (b) 내지 (d)의 점선에 의해 지시된 이들 변화로부터 알 수 있는 바와 같이, 정상 시계열 제어에 기초한 구동 다운시프트는 t2후 연속적으로 수행된다. 한편, 도6의 (d)의 실선에 의해 지시된 바와 같이, 제1 작동 모드(모드 1)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어에 따르면, t2후 적용측 상의 작용 유압 목표값(Pc)은 소정의 구배(또는 소정의 시간 변화율)(α)로 증가하는 반면, 해제측 상의 작용 유압 목표값(Po)은 소정의 구배(또는 소정의 시간 변화율)(β)로 감소한다(도5의 단계(S45) 참조). 이 때, 적용측의 마찰 소자에 적용된 작용 유체의 체적 용량은 증가하며, 따라서 다운시프트를 진행 또는 증진시킨다. 그 결과, 터빈 속도(Nt)는 당겨 올려지고, 동시에 부의 토오크를 발생시키는 엔진의 회전 속도도 강제적으로 상승되며, 이로 인해 변속기 출력 토오크(변속기 출력 샤프트 토오크)는 부의 값으로 된다(도6의 (b) 및 (c)의 t2와 t3 사이의 변속기 출력 토오크 및 터빈 속도(Nt)의 변화 참조). 제1 작동 모드(모드 1)에서, 적용측 및 해제측 모두에 대한 상술한 작용 유압 제어는 변속기 출력 속도(No)에 대한 변속기 입력 속도(터빈 속도)(Nt)의 유효 기어비(i = Nt/No)가 구동 다운시프트 종료후의 기어비에 도달한 시간(t3)까지 계속되며, 제어기는 변속기 입력 속도가 동기화 속도까지 상승했는지 검출한다. 즉, 도5의 단계(S46)에서 관성 위상이 종료되었는지를 검출한다. t3에서, 구동 다운시프트 제어의 관성 위상 제어가 종료된다(도5의 단계(S47) 참조). 관성 위상 제어의 종료후(t3후), t3와 t4 사이에서 적용측의 작용 유압 목표값(Pc)의 상승에서 알 수 있는 바와 같이, 목표값(Pc)은 (초기 압력으로서 사용된 라인 압력에 대응하는) 최대 압력 수준까지 상승한다. t4와 t5 사이의 소정 기간 동안, 후속 변속 과정은 방지되거나 억제된다. t5후에만, 제어기는 가속기 페달을 해제 상태로 복귀시킴으로써 업 시프트가 발생할 수 있도록 한다. 당연히, 적용측의 작용 유압 목표값(Pc)의 시간 변화율(α)과 해제측의 작용 유압 목표값(Po)의 시간 변화율(β)은 구동 다운시프트의 변속 기간이 소정의 임계값(소정의 긴 기간)을 초과하지 않도록 사전 설정된다. 특히, 본 실시예의 변속 제어 장치에서, 이들 변화율(α, β)은 수동 변속에 의해 얻어진 다운시프트와 유사한 변속감과 같은 원하는 변속감을 제공하기 위해, 변속기 입력 토오크(Tt)에 관련된 상태값과 변속 전후의 변속기 입력 속도차, 즉 변속 중에 흡수될 관성에 관련된 상태값 모두에 의존해서 결정된다.
이제 도5의 단계(S42)로 돌아가서, 단계(S42)에 대한 대답이 부정적이면, 단계(S43)가 발생된다. 단계(S43)에서는, 선택된 작동 모드가 제3 작동 모드(모드 3)인지에 대해 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 단계(S43)에 대한 대답이 부정적이면, 순서는 단계(S43)로부터 단계(S44)로 진행한다. 단계(S44)에서는, 선택된 작동 모드가 제2 작동 모드(모드 2)인지 검출하기 위한 점검이 이루어진다. 단계(S44)에 대한 대답이 긍정적이면, 즉 (비일방 클러치 변속에 적절한) 모드 2가 선택될 때, 순서는 단계(S44)로부터 단계(S48)로 진행한다. 단계(S48)에서는, 제2 작동 모드(모드 2)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 개시된다(도7의 (a) 내지 (d)에 도시된 타임 챠트 참조). 이하에서는 도7의 (a) 내지 (d)에 도시된 타임 챠트 참조를 참조해서 제2 작동 모드(모드 2)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도7의 (a)는 도6의 (a)와 동일한 가속기-페달 작동(또는 동일한 스로틀 개도 변화)을 도시한다. 즉, 시점(t1)에서 가속기 페달이 가압됨으로써 스로틀 개도(TVO)가 상승하며, 그 후, 시점(t2)에서 가속기 페달이 해제 상태로 복귀됨으로써 스로틀 개도(TVO)가 하락한다. 도7의 (a) 내지 (d)에 도시된 타임 챠트에서 알 수 있는 바와 같이, 특히, t1에서 적용측 상의 작용 유압 목표값(Pc)의 변화와 해제측 상의 작용 유압 목표값(Pc)의 변화에서 알 수 있는 바와 같이, 구동 다운시프트는 시점(t1)으로부터의 정상 시계열 제어(정상 변속 제어 과정)에 따라 발생한다. t1후의 구동 다운시프트 동안에, 제어기가 TVO ≤TVOS(즉, Tt ≤TtS)에 의해 한정된 조건에 의해 가속기 페달이 해제 상태로 복귀했는지를 검출하게 되면, 제2 작동 모드(모드 2)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 개시된다. 도7의 (d)의 실선에 의해 지시된, 적용측 상의 작용 유압 목표값(Pc)의 급격한 상승과 해제측 상의 작용 유압 목표값(Po)의 급격한 하락으로부터 알 수 있는 바와 같이, t2에서 적용측 상의 작용 유압 목표값(Pc)은 라인 압력과 동일한 최대 압력 수준까지 바로 상승하는 반면, 해제측 상의 작용 유압 목표값(Po)은 바로 영(0)(소정의 최소값 수준)으로 감소한다(도5의 단계(S48) 참조). 이 방식으로, 구동 다운시프트 제어는 바로 종료한다. 도7의 (d)의 작용 유압 목표값(Pc, Po)의 변화로부터 알 수 있는 바와 같이, 제2 작동 모드(모드 2)에서, t2 직후 관성 위상이 아직 종료하지 않았다하더라도 구동 다운시프트 제어는 바로 강제 종료되며 후속 업 시프트가 일단 개시된다. 관성 위상의 중간으로부터 후속 업 시프트가 개시된다. 즉, 변속 과정은 구동 다운시프트 제어의 관성 위상을 종료시키지 않고, 즉 부의 토오크를 발생시키는 엔진 회전 속도의 강제 상승 없이도, 다운시프트로부터 후속 업 시프트로 매끄럽고도 급속히 전달될 수 있다. 이것은 급속 업 시프트를 보장한다. 제2 작동 모드(모드 2)로부터 얻어진 급속 업 시프트는 부의 토오크를 발생시키는 엔진 회전 속도의 강제 상승에 의해 변속기 출력 샤프트 상에 작용하는 큰 값의 부의 토오크로 인해 발생할 수 있는 큰 풀-인 토오크 충격의 발생을 효율적으로 방지한다(도7의 (b)의 실선에 의해 지시되고 작은 부의 토오크값에서 변화하는 변속기 출력 토오크의 파형 참조). 도4의 단계(S34)로부터 알 수 있는 바와 같이, 제2 작동 모드(모드 2)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어의 수행은, 구동 다운시프트(예, 4→2 다운시프트)의 종료후 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족한 상태에서 수행된 후속 업 시프트 과정이 구동 다운시프트 전에 성립된 기어 위치(예, 제4 속도 기어 위치)로 변속을 복귀시키는 업 시프트(예, 2→4 업 시프트)인 경우에만 제한된다. 따라서, 후속 업 시프트 과정을 수행할 때, 동일한 마찰 소자를 결합(적용) 및 분리(해제)만 함으로써 후속 변속을 얻을 수 있다. 따라서, 제2 작동 모드(모드 2)는 구동 다운시프트로부터 후속 업 시프트로 매끄럽게 전이시킬 수 있도록 한다.
도5의 단계(S43)로 돌아가서, 단계(S43)에 대한 대답이 긍정적이면, 즉, (일방 클러치에 적절한) 모드 3이 선택되면, 순서는 단계(S43)로부터 단계(S49)와 단계(S50)를 거쳐 단계(S51)로 진행한다. 단계(S49)에서는, 제3 작동 모드(모드 3)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 개시된다(도8의 (a) 내지 도8의 (d)의 타임 챠트 참조). 이하에서는 도8의 (a) 내지 도8의 (d)의 타임 챠트를 참조해서 제3 작동 모드(모드 3)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도8의 (a)는 도6의 (a) 및 도7의 (a)와 동일한 가속기-페달 작동(또는 동일한 스로틀 개도 변화)을 도시한다. t1에서, 가속기 페달이 가압됨으로써 스로틀 개도(TVO)가 상승하며, 그 후, t2에서 가속기 페달이 해제 상태로 복귀됨으로써 스로틀 개도(TVO)가 하락한다. 도8의 (a) 내지 (d)에 도시된 타임 챠트에서 알 수 있는 바와 같이, 특히, t1에서 해제측(도8의 (d) 참조) 상의 작용 유압 목표값(Pc)의 변화로부터 알 수 있는 바와 같이, 구동 다운시프트는 시점(t1)으로부터의 정상 시계열 제어에 따라 발생한다. t1후 구동 다운시프트 동안에, 제어기가 t2에서 TVO ≤TVOS(즉, Tt ≤TtS)에 의해 한정된 조건에 의해 가속기 페달이 해제 상태로 복귀했는지를 검출할 때, 제3 작동 모드(모드 3)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 개시된다. 도8의 (d)의 실선에 의해 지시된 바와 같이, 제3 작동 모드(모드 3)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어에 따라, t2후 해제측 상의 작용 유압 목표값(Po)만이 소정의 구배(또는 소정의 시간 변화율)(γ)(도5의 단계(S49) 참조)로 감소하는 데, 그 이유는 적용될 마찰 소자가 존재하지 않는 일방 클러치 변속 때문이다. 상술한 바와 같이, 제3 작동 모드(모드 3)에 따르면, 구동 다운시프트 강제 종료 제어는 적용될 마찰 소자가 존재하지 않는 일방 클러치 변속에 적용될 수 있다. t2후, 제3 작동 모드(모드 3)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어 동안에, 변속기 출력 토오크와 터빈 속도(Nt)는 도8의 (b) 및 도8의 (c)의 실선에 의해 지시된 각각의 특성 커브와 같이 변화된다. 해제측의 작용 유압 목표값(Po)의 상술한 시간 변화율(γ)은 최대 구배로 설정되며, 그보다 크면 감압 제어되는 해제측 상의 작동 유압의 언더슈트 현상이 발생한다. 즉, 소정의 시간 변화율(γ)은 감압 제어되는 동안 해제측 상의 작동 유압이 언더슈트되지 않는 범위에 속하는 최대 변화율로 설정된다. 작용 유압 목표값(Po)의 시간 변화율(γ)을 작동 유압의 언더슈트 현상이 발생하지 않는 소정의 최대 구배로 설정함으로써, 제3 작동 모드(모드 3)에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어에 따라, 구동 다운시프트 제어 자체를 방해하지 않으면서도 가능한 짧은 기간 동안 일방 클러치 변속을 함으로써 수행된 구동 다운시프트 제어를 종료할 수 있다. 도5의 단계(S50)로부터 알 수 있는 바와 같이, 제3 작동 모드에 기초한 구동 다운시프트 강제 종료 제어는, 해제측의 작용 유압 목표값(Po)의 압력 하락이 0의 압력 수준에 도달할 때까지 연속으로 수행된다. 단계(S50)에서는, 제어기가 Po ≤0에 의해 한정된 필요 조건이 만족되었음을 검출함과 동시에(도8의 (d)의 시점(t6) 참조), 순서는 단계(S50)로부터 단계(S51)로 진행된다. 단계(S51) 또는 t6에서, 구동 다운시프트 제어는 종료한다. t6와 t7 사이의 기간으로부터 알 수 있는 바와 같이, 가속기 페달이 해제 상태로 복귀됨으로서 발생할 수 있는 후속 변속 과정은 소정의 짧은 순간 동안(t7-t6) 방지되거나 억제될 수 있다. t6와 t7 사이의 소정의 기간(t7-t6)이 지날 때, 후속 변속 과정이 시작되어서, 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 구동 다운시프트에 이어서 수행된 후속 변속 과정에 좋지 않은 영향을 주는 것을 방지한다. 단계(S46 또는 S50)로 돌아가서, 단계(S46)나 단계(S50)에 대한 대답이 부정적이면, 프로그램은 선택된 작동 모드 수행 순서로부터 정상 자동 변속 제어 순서로 복귀한다.
위로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 변속 제어 장치에 따르면, 구동 다운시프트 강제 종료 제어의 수행에 앞서 변속기 입력 토오크의 하락으로 인해 발생하는, 구동 다운시프트 동안의 변속기 입력 토오크의 부족 여부를 검출함에 있어서는, 즉 변속기 입력 속도의 변화율이 저감되었는지를 검출할 때에는, ΔNt ≤ΔNtS와 Tt ≤ TtS(즉, TVO ≤ TVOS)에 의해 한정된 상술한 두 개의 필요 조건이 사용된다. 따라서, ΔNt ≤ΔNtS와 Tt > TtS에 의해 한정된 상태를 변속기 입력 토오크가 부족한 것으로 잘못 검출할 위험은 없다. 이것은 소모적으로 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 수행하지 않도록 해서, 바람직하지 않은 변속 충격과 상술한 첫 번째 문제의 발생을 방지한다. 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 변속기 입력 토오크의 부족으로 인해 저감되었음을 검출하는 데 사용되는 필요 조건으로서, 변속기 입력 속도의 시간 변화율(ΔNt)이 소정의 작은 정의 속도값(ΔNtS) 이하인지를 나타내는 비교 결과가 사용된다. 따라서, 변속기 입력 속도가 계속 조금씩 증가하도록 변속기 입력 토오크가 하락하더라도, 변속기 입력 토오크의 부족으로 인해 변속기 입력 속도의 변화율이 저감되었음을 검출할 수 있다. 이 때, 정상 시계열 제어(정상 변속 제어 과정)로부터 구동 다운시프트 강제 종료 제어까지의 절환이 이루어진다. 이것은 바람직하지 않은 긴 다운시프트 시간 지속을 방지함으로써, 상술한 두 번째 문제의 발생을 방지한다. 또한, 본 실시예의 변속 제어 장치에서, 소정의 작은 속도값(ΔNtS)은 구동 다운시프트 제어 동안 변속기 입력 토오크(Tt)가 부족하더라도 정상 자동 변속 제어(정상 시계열 제어)를 계속할 때 얻어진 변속 기간이 소정의 임계값(소정의 긴 기간)을 초과하는 변속기 입력 속도(터빈 속도(Nt))의 시간 변화율의 상한으로 설정된다. 소정의 작은 속도값(ΔNtS)을 변속기 입력 속도의 시간 변화율의 상한으로 적절히 설정함으로써, 본 실시예의 변속 제어 장치는 두 번째 문제가 발생했는지 여부를 정밀하게 검출할 수 있다. 두 번째 문제가 발생할 가능성이 적을 때, 변속 제어기는 정상 자동 변속 제어를 계속하도록 작동한다. 두 번째 문제가 발생할 가능성이 있을 때에만, 변속 제어기는 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 개시한다. 또한, 본 발명의 변속 제어 장치에서, 소정의 토오크 임계값(TtS)은 소정의 변속 속도로 변속(정확하게는, 구동 다운시프트)을 진행하는 데 요구되는 속도보다 큰 속도값까지 변속기 입력 속도(Nt)를 상승시키는 것이 불가능한 범위 내의 토오크의 상한값으로 설정된다. 이것은 상술한 첫 번째 문제를 보다 신뢰성 있게 방지한다.
도시된 실시예에서, 변속기 입력 토오크의 부족은 구동 다운시프트 제어 동안 가속기 페달이 운전자에 의해 가압 상태로부터 해제 상태로 변속될 때 발생한다. 변속기 입력 토오크의 부족 상태는 또한 가속기 페달이 가압된 상태에서 수동 변속에 기초한 다운시프트 동안 발생한다. 이런 경우, 본 발명의 시프트 제어 장치에 의해 수행된 구동 다운시프트 강제 종료 제어가 상술한 바와 동일한 방법으로 적용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 도1에 도시된 제어 밸브 본체(8)에 장착된 솔레노이드 밸브(9, 10, 11, 12, 13) 그룹으로부터 알 수 있는 바와 같이, 자동 변속기(2)는 각각의 마찰 소자에 적용된 작동 유압이 개별적으로 제어될 수 있는 직접 작동식 솔레노이드 밸브형 자동 변속기에서 예시되고 있다. 대안으로서, 본 발명의 변속 제어 장치는 각각의 마찰 소자에 적용된 작동 유압이 개별적으로 제어될 수 없는 변속 밸브형 자동 변속기에 적용될 수 있다.
일본 특허 출원 제2000-282323호(2000년 9월 18일 출원)의 전체 내용은 본 명세서에서 인용되어 합체되어 있다.
상기 내용은 본 발명을 수행하기 위한 양호한 실시예에 대한 설명이지만, 본 발명은 본 명세서에서 설명되고 도시된 특별한 실시예에 제한되지 않으며, 첨부된 청구항에 의해 한정된 본 발명의 범위 또는 정신으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경과 개조가 이루어 질 수 있다.
본 발명은 강제 종료 제어를 일방 클러치 변속 과정에 기초한 구동 다운시프트에 적용할 수 있고, 구동 다운시프트 동안 가속기 페달이 해제 상태로 복귀하는 것에 기초한 변속기 입력 속도이 하락을 정밀하게 검출하기 위해서, 구동 다운시프트 동안 가속기 페달이 가압 상태로부터 해제 상태로 복귀하는 것으로 인한 변속기 입력 속도의 하락과 다른 인자로 인한 변속기 입력 속도의 하락을 구별할 수 있고, 변속기 입력 속도가 계속해서 조금씩 상승하도록 가속기 페달을 완만히 해제 작동시키고 있는지를 검출할 수 있거나, 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 적시에 개시하기 위해 가속기 페달이 해제 상태로 복귀하지 않은 상태에서 터빈 속도가 상승하는 것으로 인해 발생하는 터빈 주행기에 의해 생성된 토오크의 저감(터빈 속도의 과도한 저속 증가)을 검출할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예의 변속 제어 장치를 사용하는 자동 변속기의 동력 트레인 및 제어 시스템을 설명하는 시스템 블록 개략도.
도2는 모든 변속기 작동 조건에 대한 클러치 결합 및 밴드 적용표.
도3은 본 실시예의 변속 제어 시스템에 의해 수행되고 가속기 페달이 해제 상태로 복귀되었는지를 검출하는 데 사용된 사전 프로그램된 결정 순서를 도시한 플로우챠트.
도4는 본 실시예의 변속 제어 장치에 의해 수행된 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 위한 세 개의 작동 모드(모드 1, 모드 2, 모드 3) 중 하나를 선택하는 데 사용된 사전 프로그램된 모드 선택 순서를 도시한 플로우챠트.
도5는 도4의 순서를 거쳐 선택된 작동 모드를 구체적으로 수행하는 데 요구된 사전 프로그램된 순서를 도시한 플로우챠트.
도6의 (a) 내지 (d)는 본 실시예의 변속 제어 장치에 의해 수행된 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 위한 제1 작동 모드(모드 1)의 작동을 도시한 타임 챠트.
도7의 (a) 내지 (d)는 본 실시예의 변속 제어 장치에 의해 수행된 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 위한 제2 작동 모드(모드 3)의 작동을 도시한 타임 챠트.
도8의 (a) 내지 (d)는 본 실시예의 변속 제어 장치에 의해 수행된 구동 다운시프트 강제 종료 제어를 위한 제3 작동 모드(모드 3)의 작동을 도시한 타임 챠트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진
2 : 자동 변속기
3 : 토오크 컨버터
4 : 입력 샤프트
5 : 변속기 출력 샤프트
6 : 전방 유성 기어 세트
7 : 후방 유성 기어 세트
8 : 제어 밸브 본체
9 : 라인 압력 솔레노이드
10 : 저속 솔레노이드
11 : 2속 내지 4속 제동 밴드 솔레노이드
12 : 고속 클러치 솔레노이드
13 : 저속 및 후진 제동 밴드 솔레노이드
14 : 변속 제어기
15 : 스로틀 개방 센서
16 : 터빈 속도 센서
17 : 변속기 출력 속도 센서
18 : 억제 센서

Claims (17)

  1. 작동 유압을 거쳐 복수개의 마찰 소자와 선택적으로 결합함으로써 원하는 기어 위치로 자동 변속할 수 있으며, 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 가속기 페달이 가압된 상태에서 고속 기어 위치로부터 저속 기어 위치로의 구동 다운시프트 동안 변속기 입력 토오크의 하락으로 인해 임계값 아래로 저감될 때 구동 다운시프트 강제 종료 제어로 절환할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치이며,
    변속기 입력 속도의 시간 변화율이 제1의 소정 임계값 아래로 저감되고 변속기 입력 토오크의 등가 값이 제2의 소정 임계값 아래로 저감될 때에만 구동 다운시프트 강제 종료를 수행해서 구동 다운시프트를 강제 종료시키는 구동 다운시프트 강제 종료 제어 섹션을 포함하는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 변속기 입력 속도(Nt)의 시간 변화율(ΔNt)에 대한 제1의 소정 임계값(ΔNtS)은 구동 다운시프트 강제 종료 제어로 절환하는 것이 없는 상태에서 얻어진 변속 기간이 소정의 기간을 초과하는 상한으로 설정되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 변속기 입력 토오크에 상응하는 값에 대한 제2의 소정 토오크 임계값(TtS)은 소정의 변속 속도로 구동 다운시프트를 진행하는 데 요구되는 속도보다 큰 속도값까지 변속기 입력 속도(Nt)를 상승시키는 것이 불가능한 범위 내의 토오크 상한값으로 설정되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 구동 다운시프트가 마찰 소자를 결합 상태로부터 해제하면서 일방 클러치의 자기 결합에 의해 발생된 일방 클러치 변속일 때, 구동 다운시프트 강제 종료 제어는 소정의 시간 변화율(γ)로 마찰 소자의 작동 유압을 감소시킴으로서 수행되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 소정의 시간 변화율(γ)은 마찰 소자의 작동 유압의 언더슈트 현상이 없는 범위 내의 최대 변화율로 사전 설정되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서, 구동 다운시프트 제어의 종료에 대한 검출은 작동 유압이 소정의 압력 수준 아래로 저감될 때의 시간(t4)에 이루어지고, 후속 변속 과정은 시간(t4)으로부터 소정의 기간(t5-4) 동안 억제되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 구동 다운시프트가 일방 클러치의 자기 결합이 없는 비일방 클러치 변속일 때, 구동 다운시프트 강제 종료 제어는 적용될 제1 마찰 소자의 작동 유압을 소정의 시간 변화율(α)로 증가시키고 해제될 제2 마찰 소자의 작동 유압을 소정의 시간 변화율(β)로 감소시킴으로써 수행되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서, 적용될 제1 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(α)과 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(β) 각각은 변속 기간이 소정의 기간을 초과하지 않도록 사전 설정되는 변속기용 변속 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 적용될 제1 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(α)과 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(β)은 원하는 변속감을 제공하기 위해 변속기 입력 토오크(Tt)에 관련된 상태량과 변속 전후의 변속기 입력 속도차에 관련된 상태량 모두에 의존해서 검출되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  10. 제7항에 있어서, 구동 다운시프트가 비일방 클러치 변속인 제1 조건과 구동 다운시프트 강제 종료 제어의 수행 사이클 동안 풀-인 토오크 충격 가능성이 있는 제2 조건과 구동 다운시프트 제어의 종료 후 수행된 후속 변속 과정이 구동 다운시프트 전에 설정된 기어 위치로 복귀하는 업 시프트인 제3 조건 모두가 만족될 때, 구동 다운시프트 강제 종료 제어는 후속 변속 과정을 바로 시작하기 위해, 적용될 제1 마찰 소자의 작동 유압을 소정의 최대 압력 수준까지 바로 증가시키고 해제될 제2 마찰 소자의 작동 유압을 소정의 최소 압력 수준까지 바로 감소시킴으로써 수행되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  11. 작동 유압을 통해 복수개의 마찰 소자와 선택적으로 결합함으로써 원하는 기어 위치로 자동 변속할 수 있으며, 가속기 페달이 가압된 상태에서 고속 기어 위치로부터 저속 기어 위치로 구동 다운시프트를 하는 동안 변속기 입력 속도의 시간 변화율이 변속기 입력 토오크의 하락으로 인해 임계값 아래로 저감될 때 구동 다운시프트 강제 종료 제어로 절환할 수 있는 자동 변속기용 변속 제어 장치이며,
    (a) 변속이 구동 다운시프트 제어 상태인지 여부를 검출하는 구동 다운시프트 제어 검출 섹션과,
    (b) 변속기 입력 속도가 후변속 동기 속도로 상승되는지에 따라 변속이 관성 위상 제어 상태에 있는지 여부를 검출하는 관성 위상 제어 검출 섹션과,
    (c) 변속기 입력 속도(Nt)의 시간 변화율(ΔNt)을 계산하는 수치 계산 섹션과,
    (d) 변속기 입력 속도의 시간 변화율(ΔNt)을 제1의 소정 임계값(ΔNtS)과 비교하는 제1 비교 섹션과,
    (e) 변속기 입력 토오크(Tt)의 등가 값을 평가하는 평가 섹션과,
    (f) 변속기 입력 토오크(Tt)의 상기 등가 값을 제2의 소정 임계값(TtS)과 비교하는 제2 비교 섹션과,
    (g) 상기 구동 다운시프트 제어 검출 섹션에 의해 변속이 구동 다운시프트 제어 상태에 있는 것으로 검출되고 또한 관성 위상 제어 검출 섹션에 의해 변속이 관성 위상 제어 상태에 있는 것으로 검출되는 경우에, 변속기 입력 속도의 시간 변화율(ΔNt)이 제1의 소정 임계값(ΔNtS) 아래로 저감되고 변속기 입력 토오크(Tt)의 등가 값이 제2의 소정 임계값(TtS) 아래로 저감될 때에만 구동 다운시프트 강제 종료를 수행해서 구동 다운시프트를 강제 종료시키는 구동 다운시프트 강제 종료 제어 섹션을 포함하는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    (h) 구동 다운시프트가 결합 상태에 있는 마찰 소자를 해제하면서 일방 클러치의 자기 결합에 의해 발생된 일방 클러치 변속인지 또는 비일방 클러치 변속인지 여부를 검출하는 제1 검출 섹션과,
    (i) 변속 전후의 변속기 입력 속도의 차이가 크고 엔진 출력 토오크가 큰 부의 값을 갖는 것으로 인해 차량 감속 속도가 크게 될 가능성이 있는지를 검출하는 제2 검출 섹션과,
    (j) 구동 다운시프트의 종료후 수행된 후속 변속 과정이 구동 다운시프트전에 성립된 기어 위치로 복귀하는 업 시프트인지 여부를 검출하는 제3 검출 섹션과,
    (k) 구동 다운시프트가 일방 클러치와의 자기 결합이 없는 비일방 클러치 변속이고 차량 감속 속도가 클 가능성이 적을 때에는 제1의 소정 시간 지체에 의해 관성 위상 제어를 강제 종료하는 제1 작동 모드를 선택하며, 구동 다운시프트가 비일방 클러치 변속이고 차량 감속 속도가 클 가능성이 있고 구동 다운시프트 제어의 종료후 수행된 후속 변속 과정이 구동 다운시프트 전에 성립된 기어 위치로 복귀하는 업 시프트일 때에는 구동 다운시프트 제어를 바로 강제 종료시키고 후속 변속 과정을 바로 시작하는 제2 작동 모드를 선택하며, 구동 다운시프트가 일방 클러치의 자기 결합을 갖는 일방 클러치 변속일 때 제2의 소정 시간 지체에 의해 구동 다운시프트 제어를 강제 종료시키는 제3 작동 모드를 선택하는 모드 선택 섹션을 더 포함하는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서, 제1 작동 모드에서, 적용될 제1 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 시간 변화율(α)로 증가하고 해제될 제2 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 시간 변화율(β)로 감소하며, 제2 작동 모드에서, 제1 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 최대 압력 수준까지 바로 증가하고 제2 마찰 소자의 작동 유압은 소정의 최소 압력 수준까지 바로 감소하며, 제3 작동 모드에서 단지 제2 마찰 소자의 작동 유압만이 소정의 시간 변화율(γ)로 감소하며, 제1의 소정 시간 지체는 적용될 제1 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(α)과 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(β)에 기초해서 검출되며, 제2의 소정 시간 지체는 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(γ)에 기초해서 검출되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서, 적용될 제1 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(α)과 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(β) 각각은 변속 기간이 소정의 기간을 초과하지 않도록 사전 설정되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서, 적용될 제1 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(α)과 해제될 제2 마찰 소자에 대한 소정의 시간 변화율(β)은, 원하는 변속감을 제공하기 위해서 변속기 입력 토오크(Tt)에 관련된 상태량과 변속 전후의 변속기 입력 속도차에 관련된 상태량 모두에 의존해서 검출되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서, 소정의 시간 변화율(γ)은 제2 마찰 소자의 작동 유압의 언더슈트 현상이 없는 범위 내의 최대 변화율로 사전 설정되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
  17. 제16항에 있어서, 구동 다운시프트 제어의 종료를 검출하는 것은 작동 유압이 소정의 압력 수준 아래로 저감될 때의 시간(t4, t6) 에 이루어지고, 후속 변속 과정은 시간(t4, t6)으로부터 소정의 기간(t5-4, t7-6) 동안 억제되는 자동 변속기용 변속 제어 장치.
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