KR100643076B1 - 자동변속기의 변속제어장치 및 변속제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 4개의 결합요소의 그립 체인지(grip change)에 의한 변속시의 쇼크를 방지하면서 신속한 변속을 실현하는 것을 과제로 하는 것으로서, 자동변속기가 제1변속단(變速段)(6속단)으로부터 제2변속단(3속단)으로의 변속시에 4개의 결합요소의 동작을 필요로 하는 것에 있어서, 변속제어장치는 제1결합요소(B-1)의 해제를 개시한 후에 제2결합요소(C-2)의 해제를 개시하고, 제3결합요소(C-1)의 결합을 완료한 후에 제4결합요소(C-3)의 결합을 완료시켜, 제3결합요소(C-1)의 결합을 완료시키기 전에 제2결합요소(C-2)의 해제를 개시하는 변속제어수단을 갖는다.

Description

자동변속기의 변속제어장치 및 변속제어방법{Shift Control System and It's Method for Automatic Transmission }
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 관한 자동변속기 제어장치의 신호계의 시스템구성을 나타낸 블록도,
도 2는 자동변속기 기어열의 개략(skeleton)도,
도 3은 기어열에 의해 달성되는 각 변속단과 각 결합요소의 결합해제관계를 나타낸 결합도표,
도 4는 기어열의 속도선도,
도 5는 제어장치의 조작계의 유압회로도,
도 6은 6→3변속시 C-1클러치의 결합제어의 플로우챠트,
도 7은 6→3변속시 B-1브레이크의 해제제어의 플로우챠트,
도 8은 6→3변속시 C-2클러치의 해제제어의 플로우챠트,
도 9는 C-2클러치해제시 유압의 안전율분의 설정방법을 나타낸 유압특성도,
도 10은 6→3변속시 C-3클러치의 결합제어의 플로우챠트,
도 11은 6→3변속시의 각 결합요소의 제어관계를 나타낸 타임챠트,
도 12는 종래의 6-4, 4-3변속시의 각 결합요소의 제어관계를 나타낸 타임챠트,
도 13은 6→3변속시 2개의 클러치의 결합해제관계와 변속진행과의 관계를 나타낸 타임챠트,
도 14는 제1실시형태에 대한 6→3변속시 C-2클러치해제의 유압특성의 각종 변형예를 나타낸 타임챠트,
도 15는 본 발명의 제2실시형태에 관한 제어장치에 의한 6→3변속시의 서보유압제어의 유압특성도,
도 16은 본 발명의 제3실시형태에 관한 제어장치에 의한 6→3변속시의 서보유압제어의 타임챠트,
도 17은 본 발명의 제4실시형태에 관한 제어장치에 의한 6→3변속시의 서보유압제어의 타임챠트,
도 18은 본 발명의 제5실시형태에 관한 제어장치에 의한 6→3변속시의 서보유압제어의 타임챠트,
도 19는 상기 제1실시형태의 제어장치에 의한 5→2변속시의 각 결합요소의 제어관계를 나타낸 타임챠트,
도 20은 본 발명의 제6실시형태에 관한 제어장치에 의한 서보유압제어의 타임챠트.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
B-1 : 브레이크(6→3변속시 : 제1결합요소)
C-1 : 클러치(제3결합요소)
C-2 : 클러치(6→3변속시 : 제2결합요소, 5→2변속시 : 제1결합요소)
C-3 : 클러치(6→3변속시 : 제4결합요소, 5→2변속시 : 제2결합요소)
F-1 : 일방클러치(제4결합요소) 11 : 입력축
19 : 출력축 21 : 변속제어수단
본 발명은 자동변속기의 변속제어장치와 변속제어방법에 관한 것으로서, 특히 변속단간(變速段間)에서 2개씩의 다른 결합요소의 해제와 결합(4요소의 동시 그립 체인지)을 필요로 하는 변속을 원활하게 수행하는 기술에 관한 것이다.
자동변속기는 주지와 같이 유성기어(planetary gear)로 구성되는 변속요소를 통한 동력전달경로를 마찰결합요소의 결합·해제로 전환하여 기어비의 변경에 의해 복수의 변속단을 달성하는 것인데, 변속시의 결합요소의 결합·해제를 가능한한 간소한 유압제어로 변속쇼크의 발생을 억제하면서 수행한다는 의미에서, 일반적으로는 시프트업·다운(shift up·down)을 위한 결합요소의 조작은 특정의 변속단을 달성하기 위해 결합상태에 있는 복수 또는 단수의 결합요소에 대하여 다른 하나의 결합요소를 추가결합하거나 또는 결합중의 하나의 결합요소를 해제하는 조작을 기본으로 하고, 기어열(gear train)구성에 의해 어쩔수 없는 경우에 결합중의 결합요소를 해제하면서 다른 결합요소를 맞물리는 소위 결합요소의 그립 체인지 조작이 행해진다.
그런데, 최근 운전성능의 향상이나 연비삭감에 의한 에너지절약이 요구됨에 따라 자동변속기는 다단화의 경향에 놓여 있다. 이러한 자동변속기의 다단화는 일반적으로는 다단의 유성기어로 이루어지는 변속기구에 오버 드라이브(over drive) 또는 언더 드라이브 기어(under drive gear)에 의한 증속 또는 감속단을 부가하는 형태로 실현되고 있으나, 다른 형태로서 라비뇨식(Ravigneaux-type) 유성기어세트로의 입력을 고저(高低) 2계통으로 하여 다단을 달성하는 일본국 특허공개공보 평4-219553호에 개시되어 있는 종래기술도 있다.
상기와 같은 다단화된 기어열에서는 차량의 주행상태에 적합한 변속단의 선택폭이 넓어지기 때문에 결합요소의 그립 체인지 조작도 단순한 두 요소의 그립 체인지에 지나지 않고, 복잡한 4요소의 그립 체인지의 필요성도 생겨나게 된다. 이러한 4요소의 그립 체인지가 필요한 예로서 다수의 변속단 중에서 특정 변속단으로 한번에 변속하는 소위 스킵(skip)변속이 있다. 그 어느것도 이러한 4요소의 다중 그립 체인지를 수행할 경우 각 결합요소의 결합·해제의 순서나 타이밍을 어떻게 제어하는가가 중요한 문제여서, 그 제어여하에 따라서는 변속기구 내부에서 발생되는 변속의 원활한 진행에 차질이 생겨 변속의 연속성이 상실됨으로써, 변속중에 단계적인 쇼크가 발생되거나 변속종료시의 쇼크가 매우 커지거나 또는 변속시간이 필요이상으로 길어지는 등의 문제점이 발생한다.
그리하여 본 발명은 4개 결합요소의 결합 및 해제를 필요로 하는 변속시에 변속의 진행을 원활하게 수행함으로써 변속중의 쇼크발생을 없애면서 변속간의 시간적 지연을 방지할 수 있는 자동변속기의 변속제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기본적으로, 자동변속장치는 결합요소로서 브레이크와 클러치 및/또는 일방클러치(one-way-clutch)를 갖는다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속시에 4개의 결합요소의 작동을 필요로 하고, 제1변속단이 제1 및 제2결합요소의 결합으로 달성되고 제2변속단이 제3 및 제4결합요소의 결합으로 달성되는 자동변속기의 제어장치에 있어서, 상기 제어장치는 제1결합요소의 해제를 개시한 후에 제2결합요소의 해제를 개시하고, 제3결합요소의 결합을 완료한 후에 제4결합요소의 결합을 완료하며, 제3결합요소의 결합을 완료하기 전에 제2결합요소의 해제를 개시하는 변속제어수단을 갖는 것을 특징으로 한다.
구체적으로 상기 변속제어수단은 제3결합요소의 결합이 완료하기 직전에 제2결합요소의 해제를 개시하는 구성을 채용하는 것이 유효하다.
더욱 구체적으로 상기 제2 및 제3결합요소는 그들 유압서보의 유압에 의해 제어되고, 상기 변속제어수단은 제3결합요소를 그 유압서보의 유압상승에 의해 결합개시한 후에 제2결합요소를 그 유압서보의 유압저하에 의해 해제개시하며, 그 후 다시 제3결합요소를 그 유압서보의 유압을 상승시켜서 결합완료하는 구성으로 하는 것이 유효하다.
상기의 구성에 있어서 상기 변속제어수단은 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속의 진행상태를 검출하여 그 진행상태에 따라 제2 및 제3결합요소의 유압 서보의 유압을 제어하는 것으로 하고, 변속의 진행상태가 제1기준치에 도달함으로써 제3결합요소의 유압서보의 유압을 상승시켜서 제3결합요소의 결합을 개시하고, 변속의 진행상태가 제1기준치보다도 변속이 더 진행되어 있는 상태를 나타내는 제2기준치에 도달함으로써 더욱 상승시켜서 제3결합요소를 완전하게 결합시키며, 변속의 진행상태가 제1기준치와 제2기준치 사이의 진행상태를 나타내는 제3기준치에 도달함으로써 제2결합요소의 유압서보의 유압을 저하시켜서 제2결합요소의 해제를 개시하는 구성으로 하는 것이 유효하다.
또, 상기 변속제어수단은 제2결합요소가 해제를 개시할때까지의 해제조작을 제1결합요소의 상태에 따라서 제어하는 구성으로 하는 것이 유효하다.
다음으로, 상기 제1결합요소의 상태는 그 제1결합요소의 해제조작에 의해 변화하는 변속상태이고, 상기 제2결합요소는 그 제2결합요소가 해제를 개시하기까지의 조작을 그 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하에 의해 제어하는 것으로서, 그 유압저하의 특성은 상기 변속의 상태를 판단함에 기초하여 제어되는 구성으로 할 수도 있다.
그리고 상기 제1결합요소의 상태는 그 제1결합요소의 해제조작에 의해 변화하는 변속상태이고, 상기 제2결합요소는 그 제2결합요소가 해제를 개시하기까지의 조작을 그 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하에 의해 제어하는 것으로서, 그 유압저하의 개시타이밍은 상기 변속의 상태를 판단함에 기초하여 제어되는 구성으로 할 수도 있다.
또, 상기 제1변속단에서 제2변속단으로의 변속은 상기 4개의 결합요소중의 하나를 결합함과 동시에 다른 하나의 결합요소를 해제함으로써 달성되고, 남은 2개의 결합요소의 작동에 의해 제2변속단이 달성되는 제3변속단을 경유하여 수행하는 것으로 되어 있으며, 상기 변속상태는 제1변속단으로부터 제3변속단으로의 변속상태로 되는 구성을 채용하는 것도 가능하다.
또, 상기 변속상태는 소정 변속단으로의 변속시에 변화하는 변속기의 입출력회전수를 지표로 하여 판단되고, 상기 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 상기 지표가 소정치가 되었을 때로 해도 좋다.
또는 상기 변속상태는 결합하는 제3결합요소의 결합력을 지표로 하여 판단되고, 해제하는 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 결합하는 제3결합요소의 결합개시시로 하는 것도 유효하다.
그리고 상기 결합하는 제3결합요소의 결합력은 그 제3결합요소의 유압서보로의 유압에 기초하여 추정되고, 상기 해제하는 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 상기 결합하는 제3결합요소의 유압서보로의 유압이 소정유압 이상이 되었을 때로 하는 것이 유효하다.
또 상기 변속상태는 소정 변속단으로의 변속개시시부터의 시간을 지표로 하여 판단되고, 해제하는 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 상기 변속개시시부터의 시간이 소정시간을 경과한 때로 하는 것이 유효하다.
또한, 상기 지표는 변속기의 입력축회전수로 되고, 상기 소정치는 상기 해제하는 제2결합요소가 미끄러지기 시작하기까지의 시간을 기초로 제3변속단으로의 변속중의 회전가속도에서 예측한 회전수로 되며, 해제하는 제2결합요소의 유압서보로 의 유압의 저하개시는 상기 입력축회전수가 예측한 회전수로 되었을때로 하는 것이 유효하다.
또, 상기 유압의 저하특성은 소정변속단으로의 변속상태가 진행됨에 따라서 소정량씩 저하시키는 특성으로 할 수도 있다.
또는 상기 유압의 저하특성은 입력토크에 따른 유압에 안전율만큼의 유압을 가산한 값으로써 설정되고, 그 안전율만큼의 유압은 상기 제1변속단으로부터 제3변속단으로의 변속상태에 따라서 저감되는 것으로 하는 것도 가능하다.
또, 상기 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속은 액셀패달을 밟음으로써 킥다운(kick-down)변속으로 하는 것도 유효하다.
다음으로, 상기 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속은 상기 4개의 결합요소중 하나를 결합함과 동시에 다른 하나의 결합요소를 해제함으로써 달성되며, 나머지 2개 결합요소의 작동에 의해 제2변속단이 달성되는 제3변속단을 경유하여 수행하는 것으로 하는 것도 가능하다.
또, 상기 제3변속단은 상기 제1변속단과 제2변속단의 사이에 있고 상기 변속은 스킵변속인 구성으로 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 4개의 결합요소는 제3변속단으로의 변속시에 결합하는 제3결합요소와, 그 변속시에 해제하는 제1결합요소와, 제2변속단으로의 변속시에 결합하는 제4결합요소와, 그 변속시에 해제하는 제2결합요소로 이루어지는 구성으로 할 수도 있다.
그리고 상기 제4결합요소는 일방클러치인 구성으로 하는 것도 가능하다.
다음으로, 상기 제3결합요소는 제2결합요소의 해제상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 결합제어되는 구성으로 하는 것도 가능하다.
또, 상기 제4결합요소는 제2결합요소의 해제상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 결합제어되는 구성으로 하는 것도 가능하다.
또는 상기 제4결합요소는 제3결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 결합제어되는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 상기 제4결합요소는 그 제어개시타이밍을 제3결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 제어하고, 제3결합요소가 완전히 결합되고 난 후부터 제어를 개시하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
또는 상기 제4결합요소는 그 제어개시타이밍을 제3결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 제어하고, 제3결합요소의 제어개시와 동시에 제어를 개시하여 제2결합요소의 해제상태에 의한 결합개시의 타이밍때까지 저압으로 유지되는 구성으로 할 수도 있다.
일반적으로 4개의 결합요소가 관여하는 변속의 과도상태에 있어서 4개의 결합요소가 모두 미끄러지고 있는 상태를 발생시킨 경우, 그러한 미끄러운(slip) 상태가 길어지면 변속기구의 변속상태가 질서없이 진행하게 되어 변속이 종료했을때 큰 변속쇼크를 낳는 결과가 된다. 또, 해제측의 결합요소와 결합측의 결합요소가 동시에 완전결합하는 상태가 발생되면 거기서 변속의 진행이 일단 멈춰지고 해제측의 결합요소가 미끄러지기 시작함으로써 다음 변속상태로 이행하게 되기 때문에, 변속이 2단계로 되어 운전자에게 위화감을 주게 된다. 이러한 어떤 상태가 발생되 는 것을 피하고 항상 하나의 결합요소만이 결합하고 있는 변속상태를 만들기 위하여 알맞은 타이밍에 결합측 요소의 결합과 동시에 해제측 요소의 해제를 개시할 수 있다고 하더라도 해제측 요소의 해제동작은 서서히 진행되는 것이기 때문에 일단 변속의 진행이 완만하게 되는 것을 피하지 못하고 상기 2개 결합요소의 완전결합상태가 발생된 때와 마찬가지로 2단계의 변속감이 발생되고 만다. 따라서, 이상적인 상태에서 변속을 진행시키면서 변속이 2단계로 되지 않고도 연속적으로 수행되도록 하기 위해서는 4개 결합요소의 미끄러운 상태가 발생되는 기간을 가능한한 짧게 하고, 또한 하나의 결합요소만이 완전결합하고 있는 변속상태를 가능한한 길게 하면서 변속도중의 과도적인 해제측과 결합측 두 요소의 완전결합상태가 발생되지 않도록 하는 것이 필요하게 된다. 이 점에 대하여, 본 발명의 청구항 1의 구성에서는 제1결합요소의 해제개시 후에 제2결합요소의 해제를 개시하는 것과, 제3결합요소의 결합을 완료한 후에 제4결합요소의 결합을 완료하는 것으로써 4개의 결합요소가 모두 미끄러져 있는 변속상태를 가능한한 짧게 하고 또한 하나의 결합요소가 결합하고 있는 변속상태를 길게 할 수 있으며, 또한 제3결합요소의 결합을 완료하기 전에 제2결합요소의 해제를 개시함으로써 두개의 결합요소가 동시에 완전결합하는 과도상태를 발생시키지 않는 변속을 수행할 수 있으므로, 상술한 바와 같이 이상적인 상태에서 변속을 진행시키면서 변속이 2단계로 되지 않는 연속적인 변속을 수행할 수 있다.
또, 청구항 2의 구성에서는 제3결합요소의 결합이 완료되기(완전결합) 직전에 제2결합요소의 해제를 개시하므로, 4개의 결합요소가 미끄러져 있는 변속상태를 매우 짧은 기간으로 한정할 수 있다.
또한 청구항 3의 구성에서는 제3결합요소의 결합개시후와 결합이 완료되기(완전결합) 전에 제2결합요소의 해제를 개시함으로써 제3결합요소의 결합개시에 따라 생기는 변속의 지연(retardation)을 역으로 제2결합요소의 미끄러짐에 의해 발생되는 엔진 블로우(blow)로써 상쇄함으로써, 변속전체로 보아서는 원활하고 연속적인 변속이 가능하게 된다.
다음으로, 청구항 4의 구성에서는 검출된 변속의 진행상태를 나타내는 기준치에 기초하여 유압을 제어함으로써 목적하는 타이밍에서 각 결합요소의 제어를 정확하게 수행할 수 있게 된다.
또, 청구항 5의 구성에서는 제2결합요소가 해제를 개시하기까지의 조작을 제1결합요소의 결합상태에 의해 제어함으로써 제2결합요소를 알맞은 타이밍에 해제개시할 수 있기 때문에, 변속의 연속성을 보다 더 향상시킬 수 있다.
또한, 청구항 6의 구성에서는 제2결합요소가 해제개시되기까지의 조작을 제2결합요소 유압서보의 유압저하특성을 제어함으로써 조정할 수 있기 때문에, 제3결합요소의 결합개시 타이밍조정을 변속상태의 판단에 맞추어서 보다 더 적절하게 수행할 수 있게 된다.
그리고, 청구항 7의 구성에서는 제2결합요소가 해제개시되기까지의 조작을 제2결합요소 유압서보의 유압저하 개시타이밍을 제어함으로써 조정할 수 있기 때문에, 제3결합요소의 결합개시 타이밍조정을 변속상태의 판단에 맞추어서 보다 더 적절하게 수행할 수 있게 된다.
다음으로, 청구항 8의 구성에서는 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속을 2개의 결합요소를 조작함으로써 달성되는 제1변속단으로부터 제3변속단으로의 변속을 경유하여 2개의 결합요소를 조작함으로써 달성되는 제3변속단으로부터 제2변속단으로의 변속으로 이행시키도록 하였으므로, 한번에 3개 이상의 결합요소를 동시에 제어할 필요가 없어지기 때문에 그 제어성을 양호하게 할 수 있어 변속쇼크의 발생을 방지할 수 있다. 게다가 이 변속시에 제1변속단으로부터 제3변속단으로의 변속상태에 따라 제3변속단으로부터 제2변속단으로의 변속을 위한 제2결합요소의 해제가 제어되기 때문에 전체의 변속에 연속성을 유지할 수 있으므로 운전자에게 위화감을 주지 않고 운전성능의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 청구항 9의 구성에서는 소정변속단으로의 변속시에 변화하는 입출력회전수를 지표로 하여 해제되는 제2결합요소를 조작하는 유압서보로의 유압저하를 개시함으로써 제2변속단으로의 변속에 앞서 해제되는 결합요소의 유압서보의 유압저하가 개시되므로, 제2변속단으로의 변속개시를 시간상의 지체(time lag)없이 수행할 수 있어 변속시간을 단축할 수 있다.
또, 청구항 10의 구성에서는 소정변속단으로의 변속시에 결합되는 제3결합요소의 결합개시에 관련하여 해제되는 제2결합요소의 유압서보로의 유압을 저하시킴으로써 그 결합요소의 유압의 과저하, 즉 미끄러짐에 의한 엔진블로우를 결합되는 제3결합요소가 토크(torque,결합력)를 갖기 시작함으로써 제어할 수 있어, 변속종료시의 엔진블로우를 저감할 수 있다.
그리고, 청구항 11의 구성에서는 토크를 검출하기 위한 센서를 별도로 설치 할 필요가 없기 때문에 비용절감을 도모할 수 있다.
또, 청구항 12의 구성에서는 소정변속단으로의 변속개시로부터 소정시간 후에 해제되는 제2결합요소로의 유압의 저하를 개시함으로써 매우 간소한 구성으로 제2결합요소의 유압저하를 개시할 수 있기 때문에 제어장치의 메모리용량의 증대를 방지할 수 있다.
또한, 청구항 13의 구성에서는 제2결합요소가 미끄러지기 시작할때까지의 시간을 설정하고 그 시간에서부터 해제되는 결합요소로의 유압저하를 개시하기 위한 회전수를 회전가속도에 의해 산출함으로써 제2변속단으로의 변속시간을 시간상의 지체없이 수행할 수 있음과 동시에 소정변속단으로의 변속종료시에 해제되는 제2결합요소의 미끄러짐에 의한 엔진블로우도 방지할 수 있다.
그리고, 청구항 14의 구성에서는 해제되는 제2결합요소로의 유압의 저하를 소정변속단으로의 변속상태가 진행됨에 따라서 소정량씩 저하시킴으로써 변속상태가 진행되어 있지 않은 상태에서는 결합요소의 유압이 높아져서 소정변속단으로의 변속도중의 엔진블로우 등을 방지할 수 있음과 동시에 변속상태가 진행됨에 따라 결합요소로의 유압이 낮아져서 제2변속단으로의 변속개시를 시간상의 지체없이 수행할 수 있다.
또, 청구항 15의 구성에서는 해제되는 결합요소로의 대기유압을 설정할시에는 이론적으로는 그 때의 변속기로 입력되는 입력토크에 따른 유압으로 설정하게 되면 결합요소를 미끄러지지 않고 지지할 수 있으나, 실제로는 변속기 개체간의 결합특성의 분산이나 경시변화 등을 고려하는 의미에서 어느 정도의 안전율을 플러스 하여 설정하는 것이 통례이다. 이 때 안전율을 너무 크게 잡으면 소정변속단으로의 변속개시가 늦어지게 된다. 반대로, 안전율을 너무 작게 잡으면 상기의 분산이 안전율보다 큰 경우에는 결합요소가 미끄러져 엔진블로우가 생기게 된다. 따라서 변속의 진행도에 의해 상기 안전율을 큰 값에서부터 순차적으로 작게 함으로써 변속개시의 지연을 방지할 수 있음과 동시에 변속종료시에 있어서의 엔진블로우의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
다음으로, 청구항 16의 구성에서는 킥다운변속에 있어서의 반응(response)의 향상을 도모할 수 있어 운전자의 요구에 민첩하게 대응할 수 있게 된다.
다음으로, 청구항 17의 구성에서는 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속을 2개의 결합요소를 조작함으로써 달성하는 제1변속단으로부터 제3변속단으로의 변속을 경유하여 2개의 결합요소를 조작하여 달성되는 제3변속단으로부터 제2변속단으로의 변속으로 이행하도록 하였으므로, 한번에 3개 이상의 결합요소를 동시에 제어할 필요가 없어지기 때문에 그 제어성을 양호하게 할 수 있고 변속쇼크의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 이 (제1변속단으로부터 제2변속단으로의)변속시에 제3변속단으로부터 제2변속단으로의 변속시에 결합요소의 해제를 그 유압서보로의 유압을 제어함으로써 연속적으로 수행할 수 있으므로 운전자에게 위화감을 주지 않고 운전성능의 향상을 도모할 수 있다.
또한, 청구항 18의 구성에서는 제1변속단과 제2변속단 사이에 제3변속단을 설정하고 제2변속단으로의 변속상태에 따라 제3변속단으로부터 제2변속단으로의 변속시에 해제되는 결합요소의 유압서보의 유압을 제어함으로써 제2변속단으로의 변 속개시를 시간상의 지체없이 수행할 수 있으므로 변속시간을 단축할 수 있다.
다음으로, 청구항 19의 구성에서는 제3변속단으로부터 제2변속단으로의 변속을 수행하기 위해 해제되는 결합요소가 하나로 되어 2개의 결합요소를 제2변속단으로의 변속상태에 따라서 동시에 해제제어하는 복잡한 제어를 필요로 하지 않기 때문에 그 제어성을 양호하게 할 수 있고 변속쇼크를 방지할 수 있다.
그리고, 청구항 20의 구성에서는 제3변속단으로부터 제2변속단으로의 변속에 있어서 해제측이 되는 제2결합요소를 조작하는 것만으로도 변속을 수행할 수 있기 때문에 제어의 간소화를 달성할 수 있다.
또, 청구항 21의 구성에서는 제1결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속상태에 따라 제3결합요소가 결합제어되기 때문에 불필요한 엔진블로우 또는 정체(tie-up)를 확실하게 방지할 수 있다.
다음으로, 청구항 22의 구성에서는 제1결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속상태에 따라 제4결합요소가 결합제어되기 때문에 불필요한 엔진블로우 또는 정체를 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 청구항 23의 구성에서는 제3결합요소의 결합상태에 의해 결합제어를 수행함으로써 변속시간의 증대 또는 불필요한 정체 등을 확실하게 방지할 수 있다.
그리고, 청구항 24의 구성에서는 제3결합요소의 결합이 완전하게 완료된 후에 제4결합요소의 제어를 개시함으로써 불필요한 정체를 방지할 수 있다.
다음으로, 청구항 25의 구성에서는 제3결합요소의 제어개시와 동시에 제4결합요소의 제어를 개시함으로써 변속시간의 단축을 가능하게 할 수 있다. 또, 제4결 합요소는 소정의 타이밍까지는 토크를 갖지 않는 소정의 저압, 즉 스프링부하에 상당하는 유압으로 유지하고 있기 때문에 불필요한 정체를 방지할 수 있다.
다음으로는 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1∼도 11은 본 발명의 제어장치를 적용한 자동변속기의 제1실시형태를 나타낸다. 도 1에 제어장치의 신호계 시스템구성을 블록으로 나타낸 바와 같이 본 제어장치는 그 중핵을 이루는 전자제어장치(ECU)(2)와, 그것에 각종 정보를 입력하는 입력수단으로서의 각종 센서, 즉 차량의 엔진회전수를 검출하는 엔진(E/G)회전수센서(31)와, 엔진부하를 검출하는 스로틀(throttle) 개도센서(32)와, 변속기의 입력회전을 검출하는 변속기입력축 회전수센서(33)와, 변속기의 출력축회전으로부터 차속을 검출하는 차속센서(34)를 구비하고, 제어정보에 기초한 구동신호의 출력으로 작동하는 출력수단으로서의 복수의 솔레노이드(solenoid), 즉 도 5를 참조하여 뒤에서 상술할 유압제어장치에 설치된 각 솔레노이드밸브(41∼44)의 액츄에이터(actuator)로서의 솔레노이드1∼솔레노이드4로 구성되어 있다.
도 2는 상기 제어장치에 의해 제어되는 변속기구의 일예로서의 FR차량의 6속 기어열을 개략도로 나타낸 것이다. 이 기어열은 록 업(lockup)클러치가 달린 토크 컨버터(7)와, 라비뇨식 유성기어세트(G)와, 심플 유성식 감속기어(G1)와의 조합으로 이루어진 전진 6단 후진 1단의 변속기구로 구성되어 있다.
변속기구의 주체를 이루는 유성기어세트(G)는 서로 지름이 다른 2개의 태양기어(sun gear)(S2,S3)와, 하나의 링기어(ring gear)(R2)와, 대구경(大徑) 태양기어(S2)에 외접이 맞물림과 더불어 링기어(R2)에 내접이 맞물리는 롱피니언기어(long pinion gear)(P2)와, 소구경(小經) 태양기어(S3)에 외접이 맞물림과 더불어 롱피니언기어(P2)에도 외접이 맞물리는 쇼트피니언기어(short pinion gear)(P3)와, 그들 양 피니언기어(P2,P3)를 지지하는 캐리어(carrier)(C2)로 이루어지는 라비뇨식 기어세트로 구성되어 있다. 그리고 유성기어세트(G)의 소구경 태양기어(S3)는 많은 판으로 구성된 클러치(C-1)(이하, 각 결합요소에 대하여 그들의 약호를 각 결합요소 앞에 기재한다)로 연결되고, 대구경 태양기어(S2)는 많은 판으로 구성된 C-3클러치에 연결됨과 더불어 핸드브레이크로 구성되는 B-1브레이크에 의해 자동변속기케이스(10)에 결속가능하게 되어 있으며, 또한 이것과 병렬하는 F-1일방클러치와 많은 판으로 구성된 B-2브레이크에 의해서도 자동변속기케이스(10)에 결속가능하게 되어 있다. 또, 캐리어(C2)는 많은 판으로 구성된 결합요소로서의 C-2클러치를 통하여 입력축(11)에 연결되고, 또 많은 판으로 구성된 B-3브레이크에 의해 변속기케이스(10)에 결속가능하게 되어 있음과 더불어 F-2일방클러치에 의해 변속기케이스(10)에 단일방향으로의 회전결속이 가능하게 되어 있다. 그리고 링기어(R2)가 출력축(19)에 연결되어 있다.
감속유성기어(G1)는 심플 유성기어로 구성되어 있으며, 그 입력요소로서의 링기어(R1)가 입력축(11)에 연결되고, 출력요소로서의 캐리어(C1)가 C-1클러치를 통하여 소구경 태양기어(S3)에 연결됨과 더불어 C-3클러치를 통하여 대구경기어(S2)에 연결되며, 반력을 취하는 고정요소로서의 태양기어(S1)가 변속기케이스(10)에 고정되어 있다.
이 자동변속기 경우의 각 결합요소, 즉 클러치, 브레이크 및 일방클러치의 결합·해제로 달성되는 변속단과의 관계는 도 3의 결합도표에 나타낸 바와 같이 된다. 결합도표에 있어서의
Figure 111999017385767-pat00001
표시는 결합, 무표시는 해제, △표시는 엔진브레이크 달성을 위한 결합,
Figure 111999017385767-pat00002
표시는 변속단의 달성에 직접 작용하지 않는 결합을 나타낸다. 또, 도 4는 각 클러치, 브레이크 및 일방클러치의 결합(
Figure 111999017385767-pat00003
표시로 그들의 결합을 나타낸다)에 의해 달성되는 변속단과 그 때의 각 변속요소의 회전수비와의 관계를 속도선도로 나타낸 것이다.
양 도면을 같이 참조하면 알 수 있듯이, 제1속단(1st)은 C-1클러치와 B-3브레이크의 결합(본 형태에서 작동도표를 참조하면 알 수 있듯이 이 B-3브레이크의 결합 대신에 F-2일방클러치의 자동결합이 사용되고 있으나, 이 결합을 사용하고 있는 이유 및 이 결합이 B-3브레이크의 결합에 상당하는 이유는, 뒤에 상술하는 1→2변환시의 B-3브레이크와 B-1브레이크의 그립 체인지를 위한 복잡한 유압제어를 피하고 B-3브레이크의 해제제어를 단순화해야 되기 때문에 B-1브레이크가 결합됨에 따라 저절로 결합력을 해제하는 F-2일방클러치를 사용한 것이며, B-3브레이크의 결합과 동등한 것이다.)에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 감속유성기어(G1)를 경유하여 감속된 회전이 C-1클러치를 경유하여 소구경 태양기어(S3)에 입력되고, F-2일방클러치의 결합에 의해 결속된 캐리어(C2)에 반력이 가해져서 링기어(R2)의 최대감속비의 감속회전이 출력축(19)으로 출력된다.
다음으로, 제2속단(2nd)은 C-1클러치와 B-1브레이크의 결합에 상당하는 F-1일방클러치의 결합과 그것을 유효하게 하는 B-2브레이크의 결합(이들의 결합이 B-1브레이크의 결합에 상당하는 이유에 대해서는 뒤에 상술한다.)에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 감속유성기어(G1)를 경유하여 감속된 회전이 C-1클러치를 경유하여 소구경 태양기어(S3)에 입력되고, B-2브레이크 및 F-1일방클러치의 결합에 의해 결속된 대구경 태양기어(S2)에 반력이 가해져서 링기어(R2)의 감속회전이 출력축(19)으로 출력된다. 이 때의 감속비는 도 4에 나타낸 바와 같이 제1속(1st)보다 작다.
또, 제3속단(3rd)은 C-1클러치와 C-3클러치의 동시결합에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 감속유성기어(G1)를 경유하여 감속된 회전이 C-1클러치와 C-3클러치를 경유하여 동시에 대구경 태양기어(S2)와 소구경 태양기어(S3)에 입력되어 유성기어세트(G)가 직결상태가 되기 때문에, 양 태양기어로의 입력회전과 같은 링기어(R2)의 회전이 입력축(11)의 회전에 대해서는 감속된 회전으로써 출력축(19)으로 출력된다.
또한, 제4속단(4th)은 C-1클러치와 C-2클러치의 동시결합에 의해 달성된다. 이 경우, 한쪽의 입력축(11)으로부터 감속유성기어(G1)를 경유하여 감속된 회전이 C-1클러치를 경유하여 소구경 태양기어(S3)에 입력되고, 다른쪽의 입력축(11)으로부터 C-2클러치를 경유하여 입력된 비감속회전이 캐리어(C2)에 입력되어 2개의 입력회전의 중간회전이 입력축(11)의 회전에 대해서는 매우 감속된 링기어(R2)의 회전으로써 출력축(19)으로 출력된다.
다음으로, 제5속단(5th)은 C-2클러치와 C-3클러치의 동시결합에 의해 달성된다. 이 경우, 한쪽의 입력축(11)으로부터 감속유성기어(G1)를 경유하여 감속된 회전이 C-3클러치를 경유하여 대구경 태양기어(S2)에 입력되고, 다른쪽의 입력축(11) 으로부터 C-2클러치를 경유하여 입력된 비감속회전이 캐리어(C2)에 입력되어 링기어(R2)의 입력축(11)의 회전보다 매우 증속된 회전이 출력축(19)으로 출력된다.
그리고, 제6속단(6th)은 C-2클러치와 B-1브레이크의 결합에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 C-2클러치를 경유하여 비감속회전이 캐리어(C2)에만 입력되고, B-1브레이크의 결합에 의해 결속된 태양기어(S2)에 반력이 가해져서 링기어(R2)의 더욱 증속된 회전이 출력축(19)으로 출력된다.
또한 후진단(R)은 C-3클러치와 B-3브레이크의 결합에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(11)으로부터 감속유성기어(G1)를 경유하여 감속된 회전이 C-3클러치를 경유하여 대구경 태양기어(S2)에 입력되고, B-3브레이크의 결합에 의해 결속된 캐리어(C2)에 반력이 가해져서 링기어(R2)의 역회전이 출력축(19)으로 출력된다.
여기에서, 앞에서 언급한 F-1일방클러치와 양 B-1, B-2브레이크와의 관계에 대하여 설명한다. 이 경우에는 태양기어(S2)에 연결한 F-1일방클러치의 결합방향을 대구경 태양기어(S2)의 제2속단시의 반력토크 지지방향에 맞추어 설정함으로써 F-1일방클러치에 실질상 B-1브레이크의 결합과 동등한 기능을 발휘시킬 수가 있다. 단, 이 대구경 태양기어(S2)는 캐리어(C2)와는 달라서 제2속단시의 엔진브레이크효과를 얻기 위해 결합하는 것 뿐 아니라 제6속단을 달성하기 위해서도 결속되는 변속요소이기 때문에 B-1브레이크가 필요하게 된다. 또, 대구경 태양기어(S2)는 도 4의 속도선도에서도 알 수 있듯이 제1속단(1st)달성시에는 입력회전방향에 대하여 역방향으로 회전하지만, 제3속단이상의 변속단인 경우에는 입력회전방향과 같은 방향으로 회전한다. 따라서 F-1일방클러치는 직접 고정부재에 연결할 수가 없기 때문 에, B-2브레이크와의 직렬배치에 의해 결합상태의 유효성을 제어할 수 있는 구성으로 되어 있다.
이렇게 하여 구성된 각 변속단은 도 4의 속도선도상에서 링기어(R2)의 속도비를 나타내는
Figure 111999017385767-pat00004
표시의 상하방향의 간격을 참조하여 정성적으로 알 수 있듯이, 각 변속단에 대하여 비교적 등간격이 양호한 속도단계가 된다. 이 기어열에서는 통상적으로 이웃하는 변속단간에서의 업다운시프트(upshifting/downshifting)에서는 결합요소의 다중 그립 체인지를 요하지 않으나, 스킵변속에 있어서는 그것을 필요로 한다. 덧붙이자면 특히 스킵변속이 필요하게 되는 다운시프트시에는 6→3스킵변속과 5→2스킵변속(단, 이 변속에서는 B-2브레이크가 제어의 간소화를 위해 제2속 이상으로 상시결합되어있기 때문에 F-1일방클러치의 자동결합이 B-1브레이크를 결합하는 역할을 수행한다)이 그에 해당한다.
이러한 구성으로 이루어지는 변속기구를 상기 각 클러치 및 브레이크의 유압서보의 조작으로 제어하는 유압제어장치에서는 상기 스킵변속을 용이하게 할 수 있도록 각 결합요소의 유압서보는 전자제어장치(2)로부터의 솔레노이드 구동신호로 독자적인 솔레노이드 밸브에 의해 각각 독립하여 직접 제어되는 구성이 채용되고 있다. 도 5에 구체적 회로구성을 나타낸 바와 같이 이 유압회로는 도면에 있어서 구체적구성을 생략하여 블록으로 나타낸 라인압(차량주행부하에 따라 각 결합요소를 결합상태로 유지할 수 있는 회로최고압)의 공급회로에 접속된 라인압유로(a line pressure oil passage)(51)에 대하여 각 컨트롤밸브(45∼48)가 병렬로 접속되고, 각 컨트롤밸브는 각각의 솔레노이드 밸브(41∼44)에 의해 인가되는 솔레노이드 압에 따라 조압(調壓)작동하는 구성으로 되어 있다.
구체적으로는, C-1클러치의 유압서보(61)는 C-1컨트롤밸브(45)를 통하여 라인압유로(51)에 접속되고, C-1컨트롤밸브(45)의 스풀단(the spool end)은 솔레노이드밸브(41)를 통하여 솔레노이드 모듈레이터압(솔레노이드밸브에 의한 조압게인을 크게 하기 위하여 라인압을 모듈레이터밸브를 통하여 감압한 유압) 유로(52)에 접속되어 있다. C-1컨트롤밸브(45)는 양단에 지름차를 갖는 랜드(land)를 구비하는 스풀밸브로 되어 있고, 소구경 랜드단에 부하되는 스프링하중에 저항하여 대구경 랜드단에 솔레노이드 신호압을 인가함으로써 대구경 랜드에서 드레인 포트(drain port)를 닫고, 라인압유로(51)에 연결되는(나란히 이어지는) 인포트(IN port)와 유압서보(61)에 연결되는 아웃포트(OUT port) 사이를 소구경 랜드로 좁히면서 라인압유로(51)와 유압서보(61)를 연결시키며, 솔레노이드압의 해제에 의해 소구경 랜드로 인포트를 닫고 대구경 랜드로 드레인 포트를 개방하여 유압서보(61)를 드레인접속으로 하는 구성이 채용되어 있다. 한편, 솔레노이드밸브(41)는 항상 열려있는 리니어 솔레노이드 밸브로 하며, 마찬가지로 양단에 랜드를 갖는 스풀의 한단에 부하된 스프링하중에 저항하여 플런저에 가해지는 부하로 솔레노이드 모듈레이터 압유로(52)와 솔레노이드 압유로(53) 사이가 좁혀지도록 조정하고, 또한 솔레노이드 압유로(53)의 드레인량을 조정하여 솔레노이드압을 조압하는 구성으로 되어 있다. 다른 C-2클러치, B-1브레이크, C-3클러치에 대해서도 모두 동일하게 각 컨트롤밸브(46)(47)(48)와, 솔레노이드밸브(42)(43)(44)와, 그들 사이에 연결된 솔레노이드 압유로(54)(55)(56)로 이루어지는 병렬의 회로구성이 채용되고 있다.
이러한 구성으로 이루어지는 자동변속기는 예를 들면 제1변속단을 6속단으로 한 경우 6속단에서 그 6속단에 대하여 2단 떨어진 3속단을 제2변속단으로 하는 6→3변속시에 4개의 결합요소(C-1클러치, C-2클러치, C-3클러치, B-1브레이크)의 작동을 필요로 한다. 이 경우에 제1변속단(6속단)이 제1 및 제2결합요소(B-1브레이크, C-2클러치)의 결합으로 달성되고, 제2변속단이 제3 및 제4결합요소(C-1클러치, C-3클러치)의 결합으로 달성된다. 또, 제1변속단을 5속단으로 한 경우, 5속단에서 2단 떨어딘 2속단으로의 변속시에도 4개의 결합요소(C-1클러치, C-2클러치, C-3클러치, F-1일방클러치)의 작동을 필요로 한다. 이 경우의 제1결합요소는 C-2클러치, 제2결합요소는 C-3클러치, 제3결합요소는 C-1클러치, 제4결합요소는 F-1일방클러치가 된다. 이러한 변속을 구비하는 본 발명에 따른 변속제어장치에는 제1결합요소(B-1브레이크 또는 C-2클러치)의 해제를 개시한 후에 제2결합요소(C-2클러치 또는 C-3클러치)의 해제를 개시하고, 제3결합요소(C-1클러치)의 결합을 완료한 후에 제4결합요소(C-3클러치 또는 F-1일방클러치)의 결합을 완료하며, 제3결합요소(C-1클러치)의 결합을 완료하기 전에 제2결합요소(C-2클러치 또는 C-3클러치)의 해제를 개시하는 변속제어수단(21)(도 1참조)이 설치되어 있다.
여기에서 말하는 각 결합요소의 해제 및 결합은 완전해제 및 완전결합에 이르는 과도적인 슬립(slip,미끄러운)상태를 포함하는 것으로 한다. 따라서, 해제를 개시한다는 것은 결합요소의 슬립이 개시된다는 것을 의미한다. 이것을 유압에 의해 조작되는 결합요소에 대해 말한다면, "해제의 개시"라는 것은 결합력의 저하에 의해 슬립이 개시되는 것이고, 유압조작에 의하지 않는 일방클러치에 대해 말하는 해제의 개시는 회전부재의 회전방향의 변화에 따라서 자유롭게 되는 것이다. 마찬가지로 결합을 완료한다는 것은 결합요소의 슬립이 없어지는 것을 의미한다. 따라서 "결합의 완료"라는 것은 유압에 의해 조작되는 결합요소의 경우는 결합력의 상승에 의해 슬립이 없어지는 것이고, 유압조작에 의하지 않는 일방클러치의 경우는 회전부재의 회전방향의 변화에 따라 잠겨지는(are locked) 것을 말한다.
또한 본 형태에서는 변속제어수단(21)은 제1변속단(6속단 또는 5속단)과 제2변속단(3속단 또는 2속단)에 대하여 상기 4개의 결합요소중 2개의 결합요소(C-1클러치, B-1브레이크)의 작동으로 달성되고, 또한 다른 2개의 결합요소의 작동으로 제2변속단(3속단 또는 2속단)이 달성되는 제3변속단(4속단 또는 3속단)을 설정하며, 제1변속단(6속단 또는 5속단)으로부터 제3변속단(4속단 또는 3속단)으로의 변속을 경유하여 제3변속단(4속단 또는 3속단)으로부터 제2변속단(3속단 또는 2속단)으로의 변속으로 이행하는 것으로 되어 있다. 이 경우의 4개의 결합요소는 제3변속단(4속단 또는 3속단)으로의 변속시에 결합되는 C-1클러치와, 그 변속시에 해제되는 B-1브레이크 또는 C-2클러치와, 제2변속단(3속단 또는 2속단)으로의 변속시에 결합되는 C-3클러치 또는 F-1일방클러치와, 그 변속시에 해제되는 C-2클러치 또는 C-3클러치가 된다.
다음으로, 변속제어수단(21)의 구체적구성을 6→3변속의 경우를 예로 들어 설명한다. 이 형태에서의 변속제어수단(21)은 제어장치내의 프로그램으로서 구성되고, 그 프로그램에 기초하여 출력되는 솔레노이드 구동신호에 의한 상기 솔레노이드밸브(41∼44)의 작동으로 각 결합요소의 유압서보(61∼64)를 제어함으로써 변속 이 수행된다. 이하에서는 변속제어수단(21)의 제어흐름을 각 결합요소별로 설명한다.
우선, 제3결합요소인 C-1클러치를 결합하는 제어흐름을 도 6에 나타냈다.
" 이하에서, S_End 1 내지 S_End 3은 각각 제1 기준치 내지 제3 기준치를 의미한다."
[C-1결합제어]
이 제어에서는 처음에 스텝 S11에 의해 타이머를 스타트시킨다(타이머개시 t=0). 이어서 스텝 S12에 의해 서보기동제어 서브루틴(subroutine)처리를 한다. 이 처리는 C-1클러치의 유압서보실린더 내를 채우기 위한 유압의 퍼스트 필(first fill)과 유압서보 피스톤과 결합요소의 마찰재와의 사이간격을 채우기 위한 이후의 피스톤 스트로크압을 유지하는 처리로서 클러치결합을 위해 통상 수행되는 공지의 처리이다. 다음으로, 스텝 S13에 의해 변속진행을 판단하는 지표로서의 진행상태(shift R)를 판단한다(shift R＞S_End 1). 이 변속의 진행상태(shift R)는 입력축회전수나 유압서보의 유압을 판단하는 지표로 할 수도 있으나, 본 형태에서는 입출력축 회전수를 지표로 하여,
shift R = (변속기 입력회전수-변속전 기어비×변속기 출력회전수)×100 / 변속기 출력회전수×(변속후 기어비-변속전 기어비) [%]
로 표시되는 것으로 하고, 예를 들어 70%로 설정해서 도 1에 나타낸 변속기 입력축 회전수센서(33)와 차속센서(34)에 의한 검출치를 기초로 산출된다. 이 판단은 처음에는 불성립(No)되므로 변속이 진행하여 성립에 이르기까지 계속한다. 상기 판단이 성립(Yes)했을때 스텝 S14에 의해 C-1클러치를 결합개시하기 위한 승압(昇壓)을 개시한다(dPC1a의 기울기로 상승). 이 처리는 구체적으로는 솔레노이드1로의 구동신호 전류값를 제어하여 도 5에 나타낸 솔레노이드밸브(41)를 조압작동시키고, 그에 의한 솔레노이드압에서 컨트롤밸브(45)에 의한 유압서보의 유압이 dPC1a의 기울기로 상승되는 처리를 의미한다(이 구동신호와 서보압의 관계는 이하의 모든 유압제어에서 동일하다). 그리고 이 상승을 계속하면서 다음 스텝 S15에서 변속의 진행상태(shift R)로 보아 변속이 4속동기전, 예를 들면 90%에 도달(shift R＞S_End 2)했는지 그렇지 않는지를 판단한다. 이 판단도 처음에는 불성립되므로, 변속이 진행하여 성립에 이를때까지 스텝 S14로 돌아오는 루프(loop)를 반복하여 상승을 계속한다. 스텝 S15의 판단이 성립되면, 다음에는 스텝 S16에 의해 C-1클러치의 결합을 확실하게 유지하기 위해 라인압까지 승압시키는 처리를 수행(dPC1b의 기울기로 상승)하면서 다음 스텝 S17에서 서보유압이 라인압에 도달(PC1＞PFULL)했는지 그렇지 않은지의 판단을 반복한다. 이렇게 하여 스텝 S17의 판단이 성립되었을때 C-1클러치 결합제어를 위한 6-4변속제어가 종료된다.
다음으로, 제1결합요소인 B-1브레이크를 해제하는 제어흐름을 도 7에 나타냈다.
[B-1해제제어]
이 제어는 앞의 C-1클러치 결합제어를 위한 6-4변속제어와 동시에 시작되어 있으며, 앞의 제어와 같이 스텝 S21에서 타이머를 스타트시킨다((타이머개시 t=0). 다음으로 스텝 S22에 의해 서보유압을 일단 확실하게 결합을 유지할 수 있는 압(라인압)보다 약간 낮은 소정압으로 유지하는 처리를 수행한다(PB1=PB1a). 이 처리는 각 변속기별 개체차나 경시변화에 의한 C-1클러치작동의 분산에 의한 엔진블로우를 방지하기 위한 것이다. 이 소정압을 유지하는 시간은 다음 스텝 S23에 의해 감시되어 그 판단이 성립(타이머 t＞_wait)될때까지 계속된다. 이 타이머시간이 경과된 후에 스텝 S24에 의해 서보유압을 한번에 소정압까지 저하시키는 B-1브레이크의 해제개시처리를 수행하고(PB1=PB1c), 이어서 스텝 S25에 의해 서보유압을 서서히 저하시키는 처리를 하면서(dPB1c의 기울기로 하강) 또한 다음 스텝 S26에 의한 변속의 진행정도(Shift R)의 판단을 수행한다. 이 경우도 처음에는 진행정도의 판단이 불성립되므로 스텝 S25로 돌아오는 루프를 반복한다. 이렇게 하여 스텝 S26에 의한 진행정도의 판단이 성립(shift R＞S_End 2)하면, 다음 스텝 S27에 의해 B-1브레이크의 서보유압을 완전히 빼기 위한 저압처리를 한다(dPB1d의 기울기로 하강). 이 처리는 솔레노이드밸브(3)가 풀(full)출력에 도달함으로써 저절로 완료되므로 특별히 감시판단을 하지 않고도 B-1브레이크해제를 위한 6-4변속제어가 종료된다.
다음으로, 제2결합요소인 C-2클러치를 해제하는 제어흐름을 도 8에 나타냈다.
[C-2해제제어]
이 처리의 전제로서, 6-4변속이 이미 종료되어 있을때에는 이 C-2해제제어가 적합하지 않은 것으로 되기 때문에 이 경우를 제외하는 의미에서 최초의 스텝 S31에서 6-4변환의 종료판단을 수행하여 이것이 성립되었을 때에는 이후의 처리를 생략하고 C-2해제제어를 종료한다. 이 제외 후에 다음의 스텝 S32에서 다시 제3속단 으로의 시프트지령이 성립되어 있는지 아닌지의 판단을 수행한다(3rd 판단). 그에 따라 다른 변속단으로의 시프트와의 구별을 행한다. 이렇게 하여 본 제어의 실행이 적절하다는 확인을 한 후에 스텝 S33에 의해 C-2클러치의 서보유압저하의 개시타이밍을 결정하기 위한 변속의 진행상태(Shift R)의 판단을 개시한다. 이 경우의 변속의 진행상태를 판단하는 판단지표는 변속기 입력축의 회전수에 기초한 값(Shift R_S)으로 되어 있다. 그리고 이 판단이 성립된(Shift R＞Shift R_S)후에 스텝 S34에 의해 C-2클러치의 서보유압을 한번에 소정유압까지 저하시키는(PC2=PC2_OS+PC2_to) 저압처리를 실행한다. 이 경우의 소정유압은 C-2클러치로의 입력토크에 알맞은 정도의 유압(PC2_to)으로 안전율만큼의 유압(PC2_OS)을 포함하는 것으로 되어 있다.
여기서 입력토크는 스로틀개도와 엔진회전수의 맵(map)에서 엔진토크를 구하고 토크컨버터의 입력회전수와 출력회전수로부터 속도비를 구하여 이렇게 구한 엔진토크와 속도비를 곱함으로써 구할 수 있다. 그리고 입력토크를 유압으로 변환하는 것은 입력토크를 해당되는 결합요소의 유압서보의 피스톤 수압면적과 마찰재 매수와 유효반경과 마찰계수를 곱한것에서 빼고 그 값에 피스톤 스트로크압을 가산하는 것으로 된다. 단, 이 경우는 도 9에 나타낸 바와 같이 안전율만큼의 유압(PC2_OS)을 변속의 진행에 맞추어서 PC2a에서 PC2b로 감소시켜가는 것으로 한다. 이 경우 PC2b를 0으로 함으로써 C-2클러치의 해제(슬립)가 개시되게 되는데, 이 시점을 변속진행의 100%의 바로 앞 점에 설정하는 것이 본 발명의 가장 큰 특징으로 되는 점이다. 이 점에 대해서는 후에 C-1클러치의 결합(슬립)개시타이밍과의 관계에서 상술한다. 이렇게 저압처리를 하면서 다음 스텝 S35에서 제4속단 동기 직전을 판정하기 위한 변속의 진행상태(Shift R)의 판단을 수행한다(shift R＞S_End 3). 그리고 이 동기직전판단이 성립된 후에 스텝 S36에 의해 C-1클러치의 서보유압(PC1)이 입력토크에 대하여 결합을 유지하는 데 필요한 유압보다도 낮은 유압(PC2eg＊k)을 넘었는지 그렇지 않는지를 판단한다(PC1＞PC1_eg＊k). 이 경우의 k는 계수로서, 예를 들면 0.7정도의 값이 된다. 또한, 이 판단에서의 입력토크는 상기한 바와 같이 산출된다. 이 판단의 성립에 의해 4속단이 완전하게 달성되게 되므로, 이어서 4-3변속제어에 들어간다(4-3변속제어개시).
4-3변속제어의 최초의 스텝 S37에서는 C-2클러치의 서보압(PC2)을 PC2c의 경사로 하강하는 처리를 하면서 스텝 S38에서 변속의 진행상태(Shift R)의 판단을 수행하고(shift R＞S_End 2), 이 판단이 성립되기까지 하강을 계속한다. 그리고 이것이 성립된 후에 마지막으로 C-2클러치의 서보유압을 완전히 빼기 위해 스텝 S39에 의해 저압처리를 한다(PC2d의 기울기로 하강). 이 처리도 솔레노이드밸브(2)가 풀(full)출력에 도달함으로써 저절로 완료되므로 특별히 감시판단을 하지 않고도 C-2클러치해제를 위한 4-3변속제어가 종료된다. 이렇게 하여 C-2해제제어가 종료된다.
다음으로, 제4결합요소인 C-3클러치를 결합하는 제어흐름을 도 10에 나타냈다.
[C-3결합제어]
이 제어는 상기 C-1클러치의 결합제어와 개시타이밍이 다르다는 것만 제외하고 실질적으로 동일한 것이며, 이 제어에서는 처음에 스텝 S51에 의해 타이머를 스타트시킨다(타이머개시 t=0). 이어서 스텝 S52에 의해 서보기동제어 서브루틴(subroutine)처리를 한다. 이 처리는 C-3클러치의 유압서보실린더내를 채우기 위한 유압의 퍼스트 필(first fill)과 유압서보 피스톤과 결합요소의 마찰재와의 사이간격을 채우기 위한 이후의 피스톤 스트로크압을 유지하는 처리로서 클러치결합을 위해 통상 수행되는 공지의 처리이다. 다음으로, 스텝 S53에 의해 변속진행을 판단하는 지표로서의 진행상태(shift R)를 판단한다(shift R＞S_End 1). 이 변속의 진행상태(shift R)에 대해서는 앞에서 설명한 바와 같다. 이 판단은 처음에는 불성립(No)되므로 변속이 진행하여 성립에 이르기까지 계속한다. 상기 판단이 성립(Yes)했을때 스텝 S54에 의해 C-3클러치를 결합하기 위한 승압(昇壓)을 개시한다(dPC3a의 기울기로 상승). 그리고 이 상승을 계속하면서 다음 스텝 S55에서 변속의 진행상태(shift R)로 보아 변속이 3속동기에 도달(shift R＞S_End 2)했는지 그렇지 않은지를 판단한다. 이 판단도 처음에는 불성립되므로 변속이 진행하여 성립에 이를때까지 스텝 S54로 돌아오는 루프(loop)를 반복하여 상승을 계속한다. 스텝 S55의 판단이 성립되면, 다음에는 스텝 S56에 의해 이번에는 C-3클러치의 결합을 확실하게 유지하기 위해 라인압까지 승압시키는 처리를 수행(dPC3b의 기울기로 상승)하면서 다음 스텝 S57에서 서보유압이 라인압에 도달(PC1＞PFULL)했는지 그렇지 않 은지의 판단을 반복한다. 이렇게 하여 스텝 S57의 판단이 성립되었을때 C-3클러치의 결합제어를 위한 4-3변속제어가 종료된다.
상기 6→3변속제어에 의한 4개의 결합요소의 작동을 서보유압과 입력축회전수와의 관계로써 도 11에 타임챠트로 나타냈다. 도면에 있어서 결합요소의 회전수는, 브레이크의 경우 그 회전측요소가 엔진회전과 같은 방향으로 회전하는 경우를 정, 그 역을 부로 하고, 클러치에 대해서는 클러치 입력회전에 대하여 출력요소측이 엔진회전방향으로 증속회전하는 측을 정, 그 역을 부로 한다. 도면에서 보는 바와 같이 C-1클러치의 결합제어와 B-1브레이크의 해제제어는 동시에 개시되어 C-1클러치의 서보유압이 퍼스트 필(first fill)압으로 승압됨과 동시에 B-1브레이크의 서보유압은 일단 라인압보다 약간 낮은 저압이 된 후에 해제개시의 소정압까지 저하된다. 그에 따라 6-4변속이 개시되고 입력축회전수는 상승하기 시작한다. 그리고 B-1브레이크의 서보유압은 일정한 기울기로 저하되고 C-1클러치의 서보유압은 피스톤 스트로크압으로 유지되어 C-1클러치는 결합대기상태로 된다. 이 때, B-1브레이크의 슬립이 개시됨으로써 도 4를 참조하여 알 수 있는 바와 같이 결합중인 C-2클러치의 결합점을 중심으로 하여 태양기어 S3가 감속방향, 태양기어 S2가 증속방향으로 향한다. 그에 따라 B-1브레이크의 회전요소측은 결속이 0인 상태에서 정방향으로 회전하기 시작하고, C-3클러치의 출력요소측은 입력요소측의 감속회전에 대하여 출력요소측의 부의 회전으로부터 출력요소측이 증속되어 정방향의 회전으로 향한다. 한편, C-1클러치는 엔진회전에 대하여 큰폭으로 증속된 정회전상태에서 엔진회전과 같은 속도가 되는 방향으로 감속되어 간다.
다음으로, 입력축회전수가 상승되어 C-2클러치의 서보유압 저하개시타이밍이 되면 C-2클러치의 서보유압은 해제개시(슬립)에는 이르지 않을 정도의 유압까지 한번에 저하되고, 거기에서 소정의 기울기로 저감되어 간다. 한편, 4속단동기로의 6-4변속은 진행되어 가서 입력축회전수에서 4속단동기의 직전 70%라는 판단(S_End 1)이 성립되었을때 C-1클러치의 서보유압이 상승되고 C-1클러치결합(슬립)이 진행된다. 그에 따라 C-1클러치가 결합완료직전 90%가 되면 입력축회전수에 의한 4속단동기 직전이라는 판단(S_End 2)이 성립되므로, C-1클러치의 서보유압은 라인압으로의 승압상태로 전환된다. 다른 한편의 강하제어중인 C-2클러치의 서보유압은 그 저감제어에 의해 4속단동기 직전이라는 판단(S_End 3) 성립시에 해제개시 직전에 도달하기에 적합한 유압이 되도록 제어되어 왔기 때문에, 이 단계에서 기울기를 바꾸는 제2단계의 제어상태가 된다. 이 시점에서는 C-2클러치가 슬립하기 시작하여 부방향회전이 생기고, 직후에 해제의 감속상태로부터 슬립의 감속상태로 감속해온 C-1클러치가 결합이 0인 회전으로 향한다. 한편, C-3클러치의 회전은 증가를 계속한다. 그리고 C-1클러치의 서보유압이 라인압에 도달했다고 판단된 시점에서 C-3클러치의 결합제어가 개시된다. 그에 따라 C-3클러치는 4속동기(4th가 100%)시의 회전을 피크로 해서 감소하기 시작하여 이윽고 슬립에 의한 감속상태를 경유하여 완전결합의 회전수 0인 방향으로 향한다. 이 C-3클러치의 결합의 진행방향에 맞춘 유압제어는 70%진행 및 동기 직전의 판단이 3속단으로 교체되는것 만으로도 C-1클러치의 경우와 동일하다. 결국 4-3변속의 진행에 의해 3속단동기가 된 시점에서 C-2클러치의 서보유압은 완전해제되고, C-3클러치의 서보유압은 라인압까지 높아진다. 이렇게 하여 6→3변속이 연속되는 6-4-3변속의 형태로 실현된다.
이 경우 해제측의 C-2클러치와 결합측 C-1클러치의 거동이 입력축회전수의 변화에 주는 영향을 도 12를 참조하여 상술한다. 도면에 나타낸 바와 같이 만약 C-1클러치의 유압서보인 실선으로 나타낸 승압에 대하여 점선으로 나타낸 C-2클러치의 유압서보의 저압을 수행한 경우에는 C-2클러치가 아직 슬립을 시작하기 직전에 C-1클러치의 결합이 완료되는 것이므로, 입력축회전수는 토크의 흡인에 의해 도면에 점선으로 나타낸 바와 같이 지연을 발생케 하고 이것이 운전자에게 변속도중의 쇼크로서 체감되는 것이다. 이러한 입력축회전수의 지연은, 예를 들어 C-1클러치의 결합완료점(PC1eg)과 C-2클러치의 해제개시점(PC2to+PC2b)을 이론대로 일치시킬 수 있다고 해도 필연적으로 발생되는 것이다. 이에 대하여 본 실시형태에 의한 실선으로 나타낸 C-2클러치의 유압서보의 저압에 의하면 C-2클러치가 미끄러지기 시작한 직후에 C-1클러치가 결합완료(완전결합)되기 때문에, C-2클러치를 해제개시한 직후의 슬립상태와 C-1클러치를 결합완료한 직전의 슬립상태시에 적정량의 엔진블로우에 의해 상기 지연을 상쇄하는 입력축회전수의 연속상승상태를 얻을 수 있다.
또한, 도 13은 상기 6-4-3변속과 대비하는 의미에서 종래의 6-4, 4-3의 2단계 변속의 타임챠트를 나타냈다. 도 13에 나타낸 타임챠트에 있어서 실질적인 변속기간은 도면에 양단 화살표 6-4와 4-3으로 나타낸 기간이 되고, 양 변속기간 사이에 도면에 시간상의 지체로써 나타낸 기간은 실질적변속이 일어나지 않는 무효기간이 되는 것에 비하여, 도 11에 나타낸 타임챠트에서는 도면에 양단 화살표 6-4와 4-3으로 나타낸 기간이 연속함으로써 상기 시간상의 지체된 만큼의 변속기간을 단 축할 수 있다.
이렇게 하여 상기 제1실시형태의 변속제어장치에 의하면 B-1브레이크의 해제를 개시한 후에 C-2클러치의 해제를 개시하는 것과 C-1클러치의 결합을 완료한 후에 C-3클러치의 결합을 완료함으로써, 변속기간을 통하여 하나의 결합요소, 즉 C-2클러치를 해제개시할 때까지의 결합유지와 C-1클러치의 결합완료시부터의 결합유지에 의해 결합이 유지되는 변속기간을 길게 하여 4결합요소가 모두 미끄러지고 있는 상태가 되는 기간을 가능한한 짧게 하고, 또한 C-1클러치의 결합을 완료하기 전에 C-2클러치의 해제를 개시함으로써 2요소가 도중에서 동시에 완전히 결합되지 않는 변속상태를 얻고 있으므로, 이상적인 상태에서 변속을 진행시키면서 변속이 2단계로 되지 않는 연속적인 변속을 수행할 수 있다.
또, C-1클러치의 결합개시후 완전결합 직전에 C-2클러치의 해제를 개시함으로써 C-1클러치의 결합개시에 따라 생겨나는 변속의 지연감을 역으로 제2결합요소의 미끄러짐에 의해 발생되는 엔진블로우로 상쇄시킴으로써, 변속전체로 보아서는 원활하고 연속적인 변속을 가능하게 한다.
또한, C-2클러치로의 유압의 저하를 제3변속단(4단)으로의 변속상태가 진행됨에 따라 소정량씩 저하시킴으로써, 변속상태가 진행되어있지 않은 만큼 C-2클러치의 유압이 높기 때문에 제3변속단(4속단)으로의 변속도중에 있어서의 엔진블로우 등을 방지할 수 있음과 더불어 변속상태가 진행됨에 따라서 C-2클러치로의 유압이 낮아지기 때문에 제2변속단(3속단)으로의 변속개시를 시간상의 지체없이 수행할 수 있다.
그리고, C-2클러치로의 대기유압을 설정할 때에는 이론적으로는 그 때의 변속기로 입력되는 입력토크에 따른 유압으로 설정하면 C-2클러치는 미끄러지지 않고 유지될 수 있으나, 실제로는 하드계의 분산 등을 고려하는 의미에서 그 정도의 안전율을 더하여 설정하는 것이 통례이다. 이 때 안전율을 너무 크게 잡으면 제3변속단(4속단)으로부터 제2변속단(3속단)으로의 변속개시가 늦어지게 된다. 반대로, 안전율을 너무 작게 잡으면 하드계의 분산이 안전율보다 큰 경우에는 C-2클러치가 미끄러져서 엔진블로우가 발생하게 된다. 따라서, 제1변속단(6속단)으로부터 제3변속단(4속단)으로의 변속의 진행도에 따라 상기 안전율을 큰 값에서 점점 작게 함으로써 제2변속단(3속단)으로의 변속개시의 지연을 방지할 수 있음과 더불어 제3변속단(4속단)으로의 변속완료시에 있어서의 엔진블로우의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
그리고, 특히 본 형태에서는 B-1브레이크의 서보유압의 제어를, 변속개시와 동시에 입력토크에 따른 유압으로 저하시킴으로써 B-1브레이크가 미끄러지기 시작하도록 하고 있기 때문에 입력회전수가 곧 상승을 개시한다. 따라서 이 작동이 실제변속시간의 단축에 도움이 될 뿐만 아니라 빠른 변속감을 발생시킴으로써 특히 킥다운변속에 있어서의 반응(응답)의 향상과 운전성능의 향상에 유효하게 작용하고, 운전자의 요구에 민첩하게 대응한 스킵변속이 된다.
그런데, 상기 제1실시형태에서는 C-2클러치의 서보유압을 4속단으로의 변속도중에서부터 소정구배로 4속단동기 직전의 변속상태(S_End 3)까지 연속적으로 하강하고 있으나 이 유압저하특성은 다른 특성으로 할 수도 있다. 도 14는 이 특성의 변형예를 나타낸 것으로서, 4속단으로의 변속개시(회전변화개시)부터 C-2클러치의 서보유압을 하강시키는 것이다. 도면의 (A)의 특성은 유압을 단계적으로 저하유지시키는 예이고, (B)는 유압을 소정구배로 저하시키는 예이며, (C)는 저하의 구배가 변화하는 예이며, (D)는 소정압까지 저하시켜서 유지하는 예이다. 또, 유압저하의 개시타이밍은 변속지령이 내려졌을때로 해도 된다. 이렇게 유압의 저하특성은 상기 제1실시형태의 특성에 한정되지 않고 각종 형태를 채용할 수 있다.
마찬가지로 유압저하의 개시타이밍에 대해서도 여러가지 형태를 채용할 수 있다. 도 15는 유압저하의 개시타이밍을 변경한 제2실시형태의 구성을 나타냈다. 이 형태에서는 6-4변속단계에서 결합되는 C-1클러치의 유압(PC1)이 소정의 값(PC1s)을 넘었을때 4-3변속에서 해제되는 C-2클러치의 유압(PC2)의 저하를 개시하는 구성으로 되어 있다. 이 경우의 저압의 최초유압(PC2)은 PC2to+PC2a가 된다. 또한, 도면에 있어서 파선으로 나타낸 특성은 안전율을 고려하지 않는 경우의 유압특성을 나타낸다.
이 제2실시형태의 C-2클러치의 유압(PC2)의 저하제어에 의하면 유압저하의 개시타이밍을 오로지 결합되는 C-1클러치의 서보유압의 상승에 기초하는 판단으로써 제어할 수 있기 때문에, 토크를 검출하기 위한 센서를 별도로 설치할 필요가 없으므로 비용절감을 도모할 수 있다는 이점을 얻을 수 있다.
다음으로, 도 16은 4-3변속단계에서 해제되는 C-2클러치의 유압(PC2)의 저하를 타이머제어로 하는 제3실시형태의 구성을 나타냈다. 이 형태에서는 6-4변속개시 에서 스타트하는 타이머(t)에 의한 계시로써 변속의 진행을 추정하고, 4속단동기전의 타이밍에 맞추어 미리 설정한 소정시간(Time 1)과 비교함으로써 유압저하를 개시하는 방법이다. 이 소정시간(Time 1)은 맵의 형태로 변속제어장치에 메모리시켜두면 된다. 또한, 이 형태에 있어서도 도면에서 파선을 나타낸 특성은 안전율을 고려하지 않은 경우의 유압특성을 나타낸다.
이 제어형태의 경우, 제3변속단(4속단)으로의 변속개시로부터 소정시간(Time 1) 후에 C-2클러치로의 유압저하를 개시함으로써 매우 간소한 구성에 의하여 제2변속단(3속단)으로의 변속에 앞서 C-2클러치의 유압저하를 개시할 수 있기 때문에 변속의 진행을 판단하기 위한 센서의 설치가 필요하지 않도록 할 수 있으며, 또한 프로그램처리를 위한 제어장치(ECU)의 메모리용량의 증대를 방지할 수 있다.
다음으로, 도 17은 4-3변속단계에서 해제되는 C-2클러치의 유압(PC2)의 저하를 변속기의 입력축회전수와 출력축회전수를 기초로 제어하는 제4실시형태의 구성을 나타냈다. 이 형태에서는 C-2클러치가 미끄러지기 시작할때까지의 시간(T)을 미리 실험등에 의해 설정한다. 그리고 6-4변속중의 회전가속도(ΔNt)를 구함으로써, 시간(T) 내에서 어느정도의 회전수의 변화가 생기는가를 구한다. 다음으로 6-4변속을 개시했을때의 변속기의 출력축회전수에 변속후(4속단)의 기어비를 곱함으로써 6-4변속종료시의 변속기입력축 회전수를 예측한다. 그리고 예측된 입력축회전수에서 C-2클러치가 미끄러지기 시작할때까지 발생되는 회전변화량을 뺌으로써 C-2클러치의 유압저하를 개시하는 변속기입력축 회전수(NtS)를 산출한다. 덧붙여 이 관계를 식으로 나타내면,
Nt＞변속후의 4속기어비×출력축회전수-ΔNt×T
가 된다. 이 형태 있어서도 도면에서 파선으로 나타낸 특성은 안전율을 고려하지 않은 경우의 유압특성을 나타낸다.
이렇게 C-2클러치가 미끄러지기 시작하기까지의 시간(T)을 설정하고 그 시간(T)에서 C-2클러치로의 유압저하를 개시하기 위한 회전수(NtS)를 회전가속도(ΔNt)에 의해 산출함으로써, 제2변속단(3속단)으로의 변속개시를 시간상의 지체없이 수행할 수 있음과 더불어 제3변속단(4속단)으로의 변속종료시에 있어서의 C-2클러치의 미끄러짐에 의한 엔진블로우도 방지할 수 있다.
상기의 각 실시형태는 제1실시형태에 대하여 C-2클러치의 해제를 위한 유압제어를 여러가지로 변경한 것이나, 다음에 제1실시형태에 대하여 C-3클러치의 유압공급의 타이밍에 대해서도 다른 형태를 채용할 수 있다. 도 18에는 이 점을 변경한 제5실시형태를 타임챠트로 나타냈다. 이 형태에서는 C-3클러치의 유압공급을 6-4변속개시와 동시에 개시하고, 퍼스트 필 후에 유압서보의 피스톤이 무효스트로크분을 채워서 마찰재가 결합직전의 상태가 되는 유압으로 저압(피스톤 스트로크압)대기시키는 방법이 채용되고 있다.
이상, 6→3변속의 경우에 대하여 설명하였으나, 5→2변속의 경우에 대해서도 변속제어의 형태는 제어대상과 결합요소가 바뀐것 뿐으로써, 동일한 형태가 된다. 이 경우의 제1결합요소는 C-2클러치, 제2결합요소는 C-3클러치, 제3결합요소는 C-1클러치이다. 단, 이 기어트레인의 특수성으로서, 제2속단의 달성에 B-1브레이크의 결합 대신 제4결합요소로서 F-1일방클러치의 결합(잠김)을 사용하는 구성이 채용되 어있기 때문에 6→3변속의 경우와 달라지며, 제2변속단계(3-2변속)에서의 B-1브레이크의 결합을 위한 유압제어는 필요없어지기 때문에 그만큼 제어가 간략해진다.
도 19는 5→2(5-3-2)변속의 타임챠트를 나타냈다. 이 경우, 제1실시형태에 있어서의 B-1브레이크 대신에 동일한 제어방법으로써 C-2클러치가 해제제어되고, C-2클러치 대신에 동일한 방법으로써 C-3클러치가 해제제어된다. 그리고 상기와 같이 C-3클러치를 대신해야할 B-1브레이크의 결합은 F-1일방클러치의 자동결합으로 바뀌기 때문에 비제어로 되어 있다. 이 경우의 각 결합요소의 회전은 제1실시형태의 도 11에 나타낸 타임챠트와 같은 방법으로 설명한 결합요소 회전수의 선도와 도 4의 속도선도를 조회함으로써 설명에 대신한다. 이 5→2변속의 경우, 제3변속단(3속단)으로부터 제2변속단(2속단)으로의 변속에 있어서 해제측이 되는 제2결합요소로서의 C-3클러치를 조작하는 것만으로도 변속을 수행할 수 있기 때문에 제어의 간소화를 달성할 수가 있다. 또한, 도면에 나타낸 F-1일방클러치의 회전수의 변화에서 알 수 있듯이, C-2클러치가 완전해제됨과 동시에 자동적으로 F-1일방클러치가 잠기게 됨으로써 변속이 종료되기 때문에 변속기간의 단축도 가능하게 된다.
마지막으로 도 20은 예시한 기어열에는 해당되지 않지만, 일반적으로 상기의 결합관계와는 반대로 제3변속단에서 일방클러치에 의한 결합이 브레이크결합 대신에 사용되고 있는 기어열인 경우의 변속의 타임챠트를 나타낸다. 이러한 경우, 도시한바와 같이 제1변속단계에 의한 제3변속단으로의 동기를, 이 경우의 제3결합요소를 구성하는 일방클러치가 잠김으로써 판단할 수 있게 되고, 또한 결합유압의 제어는 제2변속단계시에 단일결합요소의 서보유압의 제어가 되기 때문에 제어는 한층 간단한 것이 된다.
여기서는 모든 구체적인 설명에 있어서 변속감소(shift-down)조작에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 변속증가(shift-up)조작에도 적용할 수 있다(6→3과 5→2뿐만 아니라 다른 변속조작).
이상, 본 발명을 특정기어열에 있어서의 대표적인 실시형태를 들어 상세히 설명하였으나, 본 발명의 사상은 예시한 기어열에 한정되는 것은 아니며, 4개의 결합요소가 관련된 변속에 있어서의 결합요소의 결합·해제관계가 2요소 동시에 그립 체인지되는 모든 기어열에 적용가능한 것이다.

Claims (28)

  1. 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속시에 4개의 결합요소의 작동을 필요로 하고, 제1변속단이 제1 및 제2결합요소의 결합으로 달성되고 제2변속단이 제3 및 제4결합요소의 결합으로 달성되는 자동변속기의 제어장치에 있어서, 상기 제어장치는 제1결합요소의 해제를 개시한 후에 제2결합요소의 해제를 개시하고, 제3결합요소의 결합을 완료한 후에 제4결합요소의 결합을 완료하며, 제3결합요소의 결합을 완료하기 전에 제2결합요소의 해제를 개시하는 변속제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변속제어수단은 제3결합요소의 결합이 완료하기 직전에 제2결합요소의 해제를 개시하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3결합요소는 그들 유압서보의 유압에 의해 제어되고, 상기 변속제어수단은 제3결합요소를 그 유압서보의 유압상승에 의해 결합개시한 후에 제2결합요소를 그 유압서보의 유압저하에 의해 해제개시하며, 그 후 다시 제3결합요소를 그 유압서보의 유압을 상승시켜서 결합완료하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 변속제어수단은 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속의 진행상태를 검출하여 그 진행상태에 따라 제2 및 제3결합요소의 유압서보의 유압을 제어하는 것으로 하고, 변속의 진행상태가 제1기준치에 도달함으로써 제3결합요소의 유압서보의 유압을 상승시켜서 제3결합요소의 결합을 개시하고, 변속의 진행상태가 제1기준치보다도 변속이 더 진행되어 있는 상태를 나타내는 제2기준치에 도달함으로써 더욱 상승시켜서 제3결합요소를 완전하게 결합시키며, 변속의 진행상태가 제1기준치와 제2기준치 사이의 진행상태를 나타내는 제3기준치에 도달함으로써 제2결합요소의 유압서보의 유압을 저하시켜서 제2결합요소의 해제를 개시하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  5. 제1항 내지 제4항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 변속제어수단은 제2결합요소가 해제를 개시할때까지의 해제조작이 제1결합요소의 상태에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1결합요소의 상태는 그 제1결합요소의 해제조작에 의해 변화하는 변속상태이고, 상기 제2결합요소는 그 제2결합요소가 해제를 개시하기까지의 조작을 그 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하에 의해 제어하는 것으로서, 그 유압저하의 특성은 상기 변속의 상태를 판단함에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1결합요소의 상태는 그 제1결합요소의 해제조작에 의해 변화하는 변속상태이고, 상기 제2결합요소는 그 제2결합요소가 해제를 개시하기까지의 조작을 그 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하에 의해 제어하는 것으로서, 그 유압저하의 개시타이밍은 상기 변속상태의 판단에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속은 상기 4개의 결합요소중의 하나를 결합함과 동시에 다른 하나의 결합요소를 해제함으로써 달성되고, 남은 2개의 결합요소의 작동에 의해 제2변속단이 달성되는 제3변속단을 경유하여 수행하는 것으로 되어 있으며, 상기 변속상태는 제1변속단으로부터 제3변속단으로의 변속상태로 되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 변속상태는 소정 변속단으로의 변속시에 변화하는 변속기의 입출력회전수를 지표로 하여 판단되고, 상기 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 상기 지표가 소정치가 되었을 때로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  10. 제5항에 있어서, 상기 변속상태는 결합하는 제3결합요소의 결합력을 지표로 하여 판단되고, 해제하는 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 결합하는 제3결합요소의 결합개시시로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 결합하는 제3결합요소의 결합력은 그 제3결합요소의 유압서보로의 유압에 기초하여 추정되고, 상기 해제하는 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 상기 결합하는 제3결합요소의 유압서보로의 유압이 소정유압 이상이 되었을 때로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 변속상태는 소정 변속단으로의 변속개시시부터의 시간을 지표로 하여 판단되고, 해제하는 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 상기 변속개시시부터의 시간이 소정시간을 경과한 때로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 지표는 변속기의 입력축회전수로 되고, 상기 소정치는 상기 해제하는 제2결합요소가 미끄러지기 시작하기까지의 시간을 기초로 제3변속단으로의 변속중의 회전가속도에서 예측한 회전수로 되며, 해제하는 제2결합요소의 유압서보로의 유압의 저하개시는 상기 입력축회전수가 예측한 회전수가 되었을때로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  14. 제5항에 있어서, 상기 유압의 저하특성은 소정변속단으로의 변속상태가 진행됨에 따라서 소정량씩 저하시키는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  15. 제5항에 있어서, 상기 유압의 저하특성은 입력토크에 따른 유압에 안전율만큼의 유압을 가산한 값으로써 설정되고, 그 안전율만큼의 유압은 상기 제1변속단으로부터 제3변속단으로의 변속상태에 따라서 저감되는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속은 액셀패달을 밟음으로써 킥다운변속으로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속은 상기 4개의 결합요소중 하나를 결합함과 동시에 다른 하나의 결합요소를 해제함으로써 달성되며, 나머지 2개 결합요소의 작동에 의해 제2변속단이 달성되는 제3변속단을 경유하여 수행하는 것으로 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제3변속단은 상기 제1변속단과 제2변속단의 사이에 있고, 상기 변속은 스킵변속인 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 4개의 결합요소는 제3변속단으로의 변속시에 결합하 는 제3결합요소와, 그 변속시에 해제하는 제1결합요소와, 제2변속단으로의 변속시에 결합하는 제4결합요소와, 그 변속시에 해제하는 제2결합요소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제4결합요소가 일방클러치인 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 제3결합요소는 제2결합요소의 해제상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 결합제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  22. 제1항에 있어서, 상기 제4결합요소는 제2결합요소의 해제상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 결합제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 제4결합요소는 제3결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 결합제어되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제4결합요소는 그 제어개시타이밍을 제3결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 제어하고, 제3결합요소가 완전히 결합되고 난 후부터 제어를 개시하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  25. 제23항에 있어서, 상기 제4결합요소는 그 제어개시타이밍을 제3결합요소의 결합상태에 의해 변화하는 변속의 진행상태에 의해 제어하고, 제3결합요소의 제어개시와 동시에 제어를 개시하여 제2결합요소의 해제상태에 의한 결합개시의 타이밍때까지 저압으로 유지되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 해제의 개시는, 상기 결합요소들이 슬립(slip)을 개시하는 것임을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어방법.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 결합의 완료는, 상기 결합요소들의 슬립(slip)이 없어지는 것임을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어방법.
  28. 제1변속단으로부터 제2변속단으로의 변속시에 4개의 결합요소의 작동을 필요로 하고, 제1변속단이 제1 및 제2결합요소의 결합으로 달성되고 제2변속단이 제3 및 제4결합요소의 결합으로 달성되는 자동변속기의 제어방법에 있어서, 상기 제어방법은 제1결합요소의 해제를 개시한 후에 제2결합요소의 해제를 개시하고, 제3결합요소의 결합을 완료한 후에 제4결합요소의 결합을 완료하며, 제3결합요소의 결합을 완료하기 전에 제2결합요소의 해제를 개시하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어방법.
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