KR100744879B1

KR100744879B1 - 자동 변속기의 고장시 제어 장치

Info

Publication number: KR100744879B1
Application number: KR1020060048461A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 고바야시; 하지메 다사까; 히로후미 미찌오까
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-08-01
Also published as: EP1729038A3; US20060270515A1; EP1729038A2; CN1873261B; CN1873261A; KR20060125512A; US7402123B2; JP4220494B2; JP2006336669A; EP1729038B1

Abstract

본 발명의 과제는 자동 변속기의 마찰 요소의 고장 해방 발생 시, 엔진 회전의 급상승을 방지하면서 고장 해방의 마찰 요소를 회피한 변속단으로 절환하는 것이다.

본 발명에서는 로우 클러치(LOW/C)와 하이 클러치(H/C)를 체결시키는 제4속에 있어서 고장 해방이 발생하고, 어떠한 클러치가 고장 해방된 것인지 특정할 수 없는 경우, 차량 정지 후 각각의 클러치와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)의 체결 지령을 동시에 출력한다. 이 체결 지령은 마찰 요소가 정상이면 서로 인터로크하지만, 로우/하이 클러치 중 한쪽이 고장 해방되어 있으면 정상인 다른 쪽 클러치와 3-5 리버스 클러치의 체결 조합에 의해 제3속 또는 제5속 중 어느 한쪽이 즉시 확립된다. 이에 의해, 복수의 변속단을 차례로 재지령하는 경우에 생기는 엔진 회전의 급상승을 초래하지 않고 주행을 개시할 수 있다.

자동 변속기, 조압 밸브, 클러치, 듀티 솔레노이드, 압력 스위치

Description

자동 변속기의 고장시 제어 장치{CONTROL DEVICE OF AUTOMATIC TRANSMISSION UPON THE MALFUNCTION OF THE AUTOMATIC TRANSMISSION}

도1은 본 발명이 적용되는 자동 변속기의 기어 트레인을 도시하는 골격도.

도2는 마찰 요소의 체결 조합을 도시하는 도면.

도3은 자동 변속기의 유압 회로 및 전자 변속 제어계를 도시하는 도면.

도4는 고장 해방시에 가해지는 제어의 흐름을 도시하는 메인 흐름도.

도5는 고장 해방 패턴을 나타내는 도면.

도6은 이상시 제어의 상세를 도시하는 흐름도.

도7은 이상시 제어의 상세를 도시하는 흐름도.

도8은 이상시 제어의 상세를 도시하는 흐름도.

도9는 이상시 제어에 의한 체결 지령 패턴을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2, 3, 4, 5 : 체결 피스톤실

6 : 제1 유압 제어 밸브

6a : 제1 듀티 솔레노이드

6b : 제1 조압 밸브

7 : 제2 유압 제어 밸브

7a : 제2 듀티 솔레노이드

7b : 제2 조압 밸브

8 : 제3 유압 제어 밸브

8a : 제3 듀티 솔레노이드

8b : 제3 조압 밸브

9 : 제4 유압 제어 밸브

9a : 제4 듀티 솔레노이드

9b : 제4 조압 밸브

10 : 제5 유압 제어 밸브

10a : 제5 듀티 솔레노이드

10b : 제5 조압 밸브

11 : 제1 압력 스위치

12 : 제2 압력 스위치

13 : 제3 압력 스위치

14 : 제4 압력 스위치

15 : 제5 압력 스위치

16 : 매뉴얼 밸브

17 : 파일럿 밸브

40 : A/T 제어 유닛

41 : 차속 센서

42 : 드로틀 센서

43 : 엔진 회전 센서

44 : 드로틀 회전 센서

45 : 인히비터 스위치

46 : 유온 센서

IN : 입력축

OUT : 출력 기어

G1, G2 : 유성 기어 세트

H/C : 하이 클러치

LOW/C : 로우 클러치

L&R/B : 로우 앤드 리버스 브레이크

LOW/OWC : 로우 1방향 클러치

2-6/B : 2-6 브레이크

3-5 R/C : 3-5 리버스 클러치

TC : 변속기 케이스

[문헌 1] 일본 특허 공개 2003-296902호 공보

본 발명은 차량용 자동 변속기의 고장시 제어 장치, 특히 마찰 요소의 작동 유압을 제어하는 밸브 등의 고장이 발생한 경우의 제어 장치에 관한 것이다.

종래의 차량용 자동 변속기의 제어 장치에 있어서는 유압 제어 회로에 있어서의 솔레노이드나 센서류의 전기적 고장을 검지하여 그 고장 상태에 따른 제어가 실행되도록 되어 있다.

그러나, 자동 변속기의 고장에는 상기 전기적인 고장뿐만 아니라, 마찰 요소의 작동 유압을 제어하는 밸브에 있어서 밸브 본체의 스틱이나 이물질의 맞물림 등이 발생하여 밸브가 작동 불량이 되는 고장도 있다.

이와 같은 밸브의 작동 불량에 의해 체결되어야 할 마찰 요소가 해방 상태가 되면, 지령된 변속단과는 다른 변속단이 성립하거나, 변속단이 뉴트럴이 되는 뉴트럴 페일로 차량 정지 후의 재발진 불가능이 되는 등의 현상을 초래한다.

이와 같은 고장의 발생 자체는 비교적 용이하게 검지되지만, 전기적인 고장의 경우와 달리 어떤 마찰 요소에 관계되는 고장인지까지를 특정하는 것은 곤란하다.

그래서 이 대책으로서, 일본 특허 공개 2003-296902호 공보에는, 뉴트럴 페일 등의 고장이 검출되었을 때에는 일단 차량을 정지시키고, 그 후에 긴급 주행용으로서 저속단에 속하는 제3속에서 체결되어야 할 마찰 요소를 체결시키는 지령을 발생하는 제어가 제안되어 있다.

이 제어에 있어서는, 상기 제3속용 마찰 요소를 체결시키는 지령을 발생시켜도, 예를 들어 뉴트럴 상태대로 있으면, 다음에는 고속단의 제5속에서 체결되어야 할 마찰 요소를 체결시키는 지령을 재발생하는 것으로 하고 있다. 이에 의해, 어떤 마찰 요소에 관계되는 고장인지의 특정은 할 수 없어도 일단 어느 하나의 변속단에서 다시 주행 가능하게 하고자 하는 것이다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2003-296902호 공보

상기 종래예에 따르면, 고장이 고속단측에서 체결되어야할 마찰 요소에 관계되는 것이며, 저속단측에서 체결되어야 할 마찰 요소는 정상이었던 경우에는 차량 정지 후의 체결 지령에 의해 제3속의 변속단을 곧 달성할 수 있어 발진이 가능하다.

그러나, 만약 고장이 난 것이 저속단측에서도 체결되어야 할 마찰 요소였던 경우에는 지령한 제3속은 실현되지 않고, 다음 제5속의 변속단이 달성되기 전에 엔진 회전이 급상승하게 되므로, 승무원에게 큰 위화감을 느끼게 한다는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 이 문제점에 비추어 엔진 회전의 급상승을 방지하여 위화감을 느끼게 하지 않는 자동 변속기의 고장시 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이로 인해, 본 발명은 마찰 요소의 체결 조합에 의해 복수의 변속단을 실현하는 자동 변속기에 있어서, 현재의 변속단에 있어서 체결되어야 할 마찰 요소의 고장 해방의 발생을 검지하는 고장 발생 검지 수단과, 고장 해방이 발생한 마찰 요 소를 특정하는 특정 수단과, 고장 해방이 발생한 마찰 요소 이외의 마찰 요소를 체결시켜 고장 시점의 변속단과는 다른 변속단을 성립시키도록 변속단 지령을 출력하는 지령 출력 수단을 갖고, 또한 고장 시점의 변속단이 상기 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 어느 하나를 체결시키지 않으면 다른 변속단이 성립하지 않는 소정의 변속단이며, 상기 특정 수단으로 고장 해방이 발생한 마찰 요소를 특정할 수 없을 때에는, 지령 출력 수단은 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 각 마찰 요소와, 상기 고장 시점의 변속단에서는 해방되어야 할 다른 마찰 요소와의 체결 조합에 대응하는 복수의 변속단 지령을 동시에 출력하고, 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 고장 해방되어 있지 않은 마찰 요소와 다른 마찰 요소의 조합에 의한 변속단이 성립하도록 구성된 것으로 했다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.

도1은 실시 형태를 적용한 자동 변속기의 기어 트레인을 도시하는 골격도이다.

이 자동 변속기는 단순한 유성 기어 세트(G1)와 라비뇨형의 유성 기어 세트(G2)를 구비한다. 유성 기어 세트(G1)는 제1 태양 기어(S1)와, 제1 캐리어(C1)와, 제1 링 기어(R1)를 갖고 있다. 유성 기어 세트(G2)는 제2 태양 기어(S2)와, 제2 캐리어(C2)와, 제3 태양 기어(S3)와, 제3 링 기어(R3)를 갖고 있다.

도시하지 않은 엔진 및 토크 컨버터를 거쳐서 엔진 구동력이 입력되는 입력축(IN)이 제1 부재(M1)를 거쳐서 제1 링 기어(R1)에 직결되어 있다. 입력축(IN)은 또한 제2 부재(M2) 및 하이 클러치(H/C)를 거쳐서 제2 캐리어(C2)에 연결되어 있 다.

제1 캐리어(C1)는 제3 부재(M3)와 로우 클러치(LOW/C)와 제5 부재(M5)를 거쳐서 제3 태양 기어(S3)에 연결되어 있다. 제1 캐리어(C1)는 또한 제3 부재(M3)와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)와 제6 부재(M6)를 거쳐서 제2 태양 기어(S2)에 연결되어 있다. 그리고, 제6 부재(M6)는 2-6 브레이크(2-6/B)를 거쳐서 변속기 케이스(TC)에 고정 및 고정 해제 가능하게 되어 있다.

제1태양 기어(S1)는 제4 부재(M4)를 거쳐서 변속기 케이스(TC)에 고정되어 있다. 제2 캐리어(C2)는 제7 부재(M7)와, 병렬 배치의 로우 앤드 리버스 브레이크(L&R/B) 및 로우 1방향 클러치(LOW/OWC)를 거쳐서 변속기 케이스(TC)에 대해 1방향으로 회전 가능하게 지지되어 있는 동시에, 그 회전을 규제(고정) 및 규제 해제 가능하게 되어 있다.

제3 링 기어(R3)는 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)에 연결되어 있다.

이상과 같이 구성된 자동 변속기는 도2에 도시하는 각 마찰 요소의 체결, 해방의 조합에 의해 전진 6속(1st 내지 6th), 후퇴 1속(Rev)의 변속단을 실현한다. 도2에 있어서, ○표는 체결, 표시 없음은 해방, ○에 ×표는 체결이지만 엔진 브레이크시에 작동, ●표는 엔진 구동시에만 기계적으로 체결 작동(회전 규제)하는 것을 나타낸다.

그리고, D 레인지 위치에 있어서, 차속과 드로틀 개방도를 기초로 하여 설정된 변속 스케줄에 따라서 상기 전진 6속의 자동 변속 제어가 행해진다. 또한, D 레인지 위치로부터 R 레인지 위치로의 선택 조작에 의해 후퇴 1속의 변속 제어가 행해진다.

여기서는 전진 변속단 중 저속단의 제1속 내지 제3속에서는 모두 로우 클러치(LOW/C)가 체결되고, 고속단의 제4속 내지 제6속에서는 모두 하이 클러치(H/C)가 체결되게 된다.

다음에, 도1과 도2를 참조하여 각 변속단의 회전 전달 경로를 설명한다.

제1속(1st)은 로우 클러치(LOW/C)의 체결과 로우 앤드 리버스 브레이크(L&R/B) 또는 로우 1방향 클러치(LOW/OWC)의 체결에 의해 달성된다.

엔진 회전은 입력축(IN)으로부터 제1 부재(M1), 유성 기어 세트(G1)를 경유하여 감속되고, 제3 부재(M3)로부터 로우 클러치(LOW/C) 및 제5 부재(M5)를 경유하여 제3 태양 기어(S3)로 입력된다. 그리고, 유성 기어 세트(G2)에 있어서, 로우 1방향 클러치(LOW/OWC)의 체결에 의해 변속기 케이스(TC)에 고정된 제2 캐리어(C2)로부터의 반력을 받으면서 제3 링 기어(R3)가 감속 회전하고, 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)로부터는 최대 감속비에 의한 감속 회전이 출력된다. 또한, 엔진 브레이크시에는 공전하는 로우 1방향 클러치(LOW/OWC) 대신에 로우 앤드 리버스 브레이크(L&R/B)가 반력을 받는다.

제2속(2nd)은 로우 클러치(LOW/C)와 2-6 브레이크(2-6/B)의 체결에 의해 달성된다.

입력축(IN)으로부터 제1 부재(M1), 유성 기어 세트(G1)를 경유하여 감속된 회전이 제3 부재(M3)로부터 로우 클러치(LOW/C) 및 제5 부재(M5)를 거쳐서 제3 태양 기어(S3)로 입력된다. 유성 기어 세트(G2)에 있어서, 2-6 브레이크(2-6/B)의 체결에 의해 변속기 케이스(TC)에 고정된 제2 태양 기어(S2)에 의해 반력을 받으면서 제3 링 기어(R3)가 감속 회전하고, 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)로부터는 제1속보다도 작은 감속비에 의한 감속 회전이 출력된다.

제3속(3rd)은 로우 클러치(LOW/C)와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)의 체결에 의해 달성된다.

입력축(IN)으로부터 제1 부재(M1), 유성 기어 세트(G1)를 경유하여 감속된 회전이 제3 부재(M3)로부터 로우 클러치(LOW/C) 및 제5 부재(M5)를 경유하여 제3 태양 기어(S3)로 입력된다. 또한 제3 부재(M3)로부터는 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C) 및 제6 부재(M6)를 거쳐서 제2 태양 기어(S2)로도 입력된다.

이 결과, 라비뇨형의 유성 기어 세트(G2)는 직결 상태가 되므로, 양 태양 기어(S2, S3)와 동일한 회전으로 제3 링 기어(R3)가 회전하고, 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)로부터는 제2속보다도 작은 감속비에 의한 감속 회전이 출력된다.

제4속(4th)은 로우 클러치(LOW/C)와 하이 클러치(H/C)의 체결에 의해 달성된다.

입력축(IN)으로부터 제1 부재(M1), 유성 기어 세트(G1)를 경유하여 감속된 회전이 제3 부재(M3)로부터 로우 클러치(LOW/C) 및 제5 부재(M5)를 경유하여 제3 태양 기어(S3)로 입력된다.

입력축(IN)으로부터는 제2 부재(M2) 및 하이 클러치(H/C)를 더 경유하여 입력축(IN)과 동일한 회전이 제2 캐리어(C2)로 입력된다.

유성 기어 세트(G2)에서는 이들 2개의 입력 회전의 중간의 회전에 의해 제3 링 기어(R3)가 회전하고, 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)로부터는 입력 회전보다도 약간 감속된 감속 회전이 출력된다.

제5속(5th)은 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)와 하이 클러치(H/C)의 체결에 의해 달성된다.

입력축(IN)으로부터 제1 부재(M1), 유성 기어 세트(G1)를 경유하여 감속된 회전이 제3 부재(M3)로부터 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C) 및 제6 부재(M6)를 경유하여 제2 태양 기어(S2)로 입력된다.

유성 기어 세트(G2)에서는 이들 2개의 입력 회전에 의해 구속되어 제3 링 기어(R3)가 회전하고, 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)로부터는 입력 회전보다도 약간 증속된 회전이 출력된다.

제6속(6th)은 하이 클러치(H/C)와 2-6 브레이크(2-6/B)의 체결에 의해 달성된다.

입력축(IN)으로부터 제2 부재(M2), 하이 클러치(H/C)를 경유하여 입력축(IN)과 동일한 회전이 제2 캐리어(C2)로만 입력된다.

유성 기어 세트(G2)에서는 2-6 브레이크(2-6/B)의 체결에 의해 변속기 케이스(TC)에 고정된 제2 태양 기어(S2)에 의해 반력을 받으면서 제3 링 기어(R3)가 증속 회전하고, 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)로부터는 제5속보다도 더 증속 된 회전이 출력된다.

후퇴(Rev)는 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)와 로우 앤드 리버스 브레이크(L&R/B)의 체결에 의해 달성된다.

로우 앤드 리버스 브레이크(L&R/B)의 체결에 의해 변속기 케이스(TC)에 고정된 제2 캐리어(C2)에 의해 반력을 받으면서 제3 링 기어(R3)가 역전되고, 제8 부재(M8)를 거쳐서 출력 기어(OUT)로부터는 감속된 역회전이 출력된다.

다음에, 도3은 상기 변속 제어를 실행하기 위한 유압 회로 및 전자 변속 제어계를 도시한다.

로우 클러치(LOW/C), 하이 클러치(H/C), 2-6 브레이크(2-6/B), 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C), 로우 앤드 리버스 브레이크(L&R/B)는 각각의 체결 피스톤실(1 내지 5)에 D 레인지압 혹은 R 레인지압인 체결압을 공급함으로써 체결되고, 또한 이 체결압을 제거함으로써 해방된다.

또한, D 레인지압이라 함은, 후술하는 매뉴얼 밸브를 경유한 라인압으로, D 레인지 선택시에만 발생한다. R 레인지압이라 함은, 매뉴얼 밸브를 경유한 라인압으로, R 레인지 선택시에만 발생하고 R 레인지 이외에는 도시하지 않은 드레인 포트로의 절환에 의해 압력은 발생하지 않는다.

로우 클러치(LOW/C)의 체결 피스톤실(1)로의 체결압(로우 클러치압)은 제1 유압 제어 밸브(6)가 제어한다.

하이 클러치(H/C)의 체결 피스톤실(2)로의 체결압(하이 클러치압)은 제2 유압 제어 밸브(7)가 제어한다.

2-6 브레이크(2-6/B)의 체결 피스톤실(3)로의 체결압(2-6 브레이크압)은 제3 유압 제어 밸브(8)가 제어한다.

3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)의 체결 피스톤실(4)로의 체결압(3-5 리버스 클러치압)은 제4 유압 제어 밸브(9)가 제어한다.

로우 앤드 리버스 브레이크(L&R/B)의 체결 피스톤실(5)로의 체결압(로우 앤드 리버스 브레이크압)은 제5 유압 제어 밸브(10)가 제어한다.

제1 유압 제어 밸브 내지 제3 유압 제어 밸브(6 내지 8)에는 매뉴얼 밸브(16)로부터의 D 레인지압이 D 레인지압 유로(21)에 의해 공급된다. 매뉴얼 밸브(16)에는 라인압 유로(19)를 거쳐서 라인압(PL)이 공급되어 있다.

제4 유압 제어 밸브(9)에는 라인압(PL)이 직접 공급되는 동시에, 매뉴얼 밸브(16)로부터의 R 레인지압이 R 레인지압 유로(22)에 의해 공급된다.

제5 유압 제어 밸브(10)에는 라인압(PL)이 직접 공급된다.

또한, 라인압(PL)을 파일럿 밸브(17)로 조압한 파일럿압이 파일럿압 유로(20)에 의해 각 유압 제어 밸브(6 내지 10)에 공급된다.

제1 유압 제어 밸브(6)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 만드는 제1 듀티 솔레노이드(6a)와, D 레인지압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로 하여 로우 클러치압을 조압하는 제1 조압 밸 브(6b)에 의해 구성되어 있다.

제1 듀티 솔레노이드(6a)는 듀티비에 따라서 제어되어 있고, 구체적으로는 솔레노이드가 오프(OFF)일 때에 로우 클러치압을 0으로 하고, 솔레노이드가 온(0N)일 때에는 온 듀티비가 증대할수록 로우 클러치압을 높게 한다.

제2 유압 제어 밸브(7)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 만드는 제2 듀티 솔레노이드(7a)와, D 레인지압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로 하여 하이 클러치압을 조압하는 제2 조압 밸브(7b)에 의해 구성되어 있다.

제2 듀티 솔레노이드(7a)는 솔레노이드가 온일 때(100 ％ 온 듀티비)에 하이 클러치압을 0으로 하고, 온 듀티비가 감소할수록 하이 클러치압을 높게 하고, 솔레노이드가 오프일 때에 하이 클러치압을 최대압으로 한다.

제3 유압 제어 밸브(8)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 만드는 제3 듀티 솔레노이드(8a)와, D 레인지압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로 하여 2-6 브레이크압을 조압하는 제3 조압 밸브(8b)에 의해 구성되어 있다.

제3 듀티 솔레노이드(8a)는 솔레노이드가 오프일 때에 2-6 브레이크압을 0으로 하고, 솔레노이드가 온일 때에는 온 듀티비가 증대할수록 2-6 브레이크압을 높게 한다.

제4 유압 제어 밸브(9)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 만드는 제4 듀티 솔레노이드(9a)와, D 레인지 선택시에는 라인압을 원 압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로 하여 3-5 리버스 클러치압을 조압하고, R 레인지 선택시에는 R 레인지압을 작동 신호압으로 하여 R 레인지압인 라인압을 그대로 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)에 공급하는 제4 조압 밸브(9b)에 의해 구성되어 있다.

제4 듀티 솔레노이드(9a)는 솔레노이드가 온일 때(100 ％ 온 듀티비)에 3-5 리버스 클러치압을 0으로 하고, 온 듀티비가 감소할수록 3-5 리버스 클러치압을 높게 하고, 솔레노이드가 오프일 때에 3-5 리버스 클러치압을 최대압으로 한다.

제5 유압 제어 밸브(10)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 만드는 제5 듀티 솔레노이드(10a)와, 라인압을 원압으로 하고 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로 하여 로우 앤드 리버스 브레이크압을 조압하는 제5 조압 밸브(10b)에 의해 구성되어 있다.

제5 듀티 솔레노이드(10a)는 솔레노이드가 오프일 때에 로우 앤드 리버스 브레이크압을 0으로 하고, 솔레노이드가 온일 때에는 온 듀티비가 증대할수록 로우 앤드 리버스 브레이크압을 높게 한다.

제1 유압 제어 밸브(6)와 체결 피스톤실(1)을 연결하는 로우 클러치압 유로(24)에는 제1 압력 스위치(11)가 설치되어 있다.

제2 유압 제어 밸브(7)와 체결 피스톤실(2)을 연결하는 하이 클러치압 유로(25)에는 제2 압력 스위치(12)가 설치되어 있다.

제3 유압 제어 밸브(8)와 체결 피스톤실(3)을 연결하는 2-6 브레이크압 유로(26)에는 제3 압력 스위치(13)가 설치되어 있다.

제4 유압 제어 밸브(9)와 체결 피스톤실(4)을 연결하는 3-5 리버스 클러치압 유로(27)에는 제4 압력 스위치(14)가 설치되어 있다.

제5 유압 제어 밸브(10)와 체결 피스톤실(5)을 연결하는 로우 앤드 리버스 브레이크압 유로(28)에는 제5 압력 스위치(15)가 설치되어 있다.

제1 내지 제5 압력 스위치(11 내지 15)는 각각 체결압이 있으면 온, 체결압이 없으면 오프의 스위치 신호를 출력한다.

전자 변속 제어계는 차속 센서(41), 드로틀 센서(42), 엔진 회전 센서(43), 터빈 회전 센서(44), 인히비터 스위치(45), 유온 센서(46)로부터의 각 신호가 입력되는 A/T 제어 유닛(40)으로 구성된다. A/T 제어 유닛(40)에는 각 압력 스위치(11 내지 15)로부터의 스위치 신호도 입력된다.

A/T 제어 유닛(40)은 이들 입력 신호와 미리 설정된 변속 제어측이나 페일 세이프 제어측 등을 기초로 하여 연산 처리를 행하고, 제1 내지 제5 듀티 솔레노이드(6a 내지 10a)에 대해 연산 처리 결과에 따른 체결 지령 혹은 해방 지령으로서 솔레노이드 구동 신호를 출력한다.

A/T 제어 유닛(40)에서는 또한 고장 판정을 병행하여 실행한다.

그리고, 밸브 등의 문제점에 의해 체결되어야 할 마찰 요소가 해방 상태로 되는 고장이 발생했다고 판정했을 때, A/T 제어 유닛(40)은 고장이 난 마찰 요소를 특정가능한지 여부를 체크하고, 하나로 특정할 수 없는 경우에는 고장이 나 있지 않은 마찰 요소를 이용하여 다른 변속단을 실현할 수 있는지 여부를 더 체크하여 각각의 체크 결과에 따른 변속단 지령을 출력하도록 구성되어 있다.

또한, 마찰 요소가 해방 상태로 되는 고장이라 함은, 지령된 변속단에서 기대되는 변속비를 얻을 수 없다는 문제점의 관점으로부터 완전히 동력 전달이 불가능해졌던 상태뿐만 아니라 체결 지령에도 불구하고 마찰 요소의 완전 체결이 행해지지 않은 상태를 포함하고, 이후 이를 고장 해방이라 칭한다.

이하, A/T 제어 유닛(40)에 있어서의 상기 고장 해방시에 가해지는 제어의 흐름을 설명한다. 도4는 그 메인 흐름도이다.

단계 100에 있어서, 우선 마찰 요소의 고장 해방 자체를 검지 가능한 상태에 있는지 여부를 체크한다.

여기서는, 각 센서, 스위치류나 솔레노이드 등 전기적인 전자 변속 제어계가 정상인 것, 비변속 중인 것 및 선택 레버가 P(파킹), N(뉴트럴), R(후퇴) 이외의 위치에 있는 것의 조건이 만족되어 있으면, 검지 가능이라 판단한다.

고장 해방을 검지할 수 있는 상태에 없으면 본 제어는 종료한다.

고장 해방을 검지 가능한 상태일 때에는 단계 101에 있어서, 구체적으로 고장 해방이 생겼는지 여부를 체크한다.

전진 변속단에 있어서 상정되는 고장 해방 패턴은 도2의 체결표를 기초로 하여 도5에 나타내는 것이 된다.

도5에 있어서, ○는 정상 체결, ▲는 고장 해방, ×는 정상 해방을 나타내고 있다. 또한, 고장시의 변속단의 상태는 정상 체결되어 있는 마찰 요소만의 조합으로 얻을 수 있는 변속단을 나타내고, 고장 해방시에는 모두 N(뉴트럴) 또는 1(제1속)로 되어 있다.

뉴트럴에서는 동력이 전달되지 않고, 제1속 또한 발진은 별개로 해, 일반 도로에서 다른 차량에 섞여 주행하는 데에는 실용적이지 않다.

여기서, 예를 들어 제4속에서 고장이 발생했을 때에는, 도5에 도시된 바와 같이 체결 해방의 조합 후, 제1속 또는 뉴트럴이 되므로, 변속비를 체크함으로써 제1속 상당의 변속비이면 하이 클러치(H/C)가 고장이 나고, 뉴트럴이면 로우 클러치(LOW/C)가 고장이 나 있다고 특정할 수 있는 것처럼 보인다.

그러나, 상기 제1속은 로우 1방향 클러치(LOW/OWC)를 체결하여 달성되는 제1속이므로, 실제의 변속비는 제1속의 변속비 이하의 값으로 안정되지 않는다. 즉, 예를 들어 고속 주행 중에 마찰 요소가 해방 상태가 되어도 제1속의 변속비가 될 때까지 엔진 회전수가 상승하지 않으면, 실제로는 제1속 상태인지 뉴트럴인지는 판명되지 않는다. 그리고, 엔진 회전수가 제1속의 변속비에 대응하는 값까지 상승하는 것은 기계적으로 불가능한 경우도 있으므로, 결국 정확한 특정은 곤란하다.

이로 인해, 단계 101에서는 고장 시점의 변속단에 설정된 변속비에 대해 실제의 변속비가 소정치 이상 큰 방향으로 어긋나 있을 때, 고장 해방으로 한다.

보다 구체적으로는, 차속 센서(41), 드로틀 센서(42), 터빈 회전 센서(44)로부터의 신호를 판독하여 차속(Ns), 드로틀 개방도, 터빈 회전수(Nt) 모두 각각에 설정된 소정치 이상이고, 또한

Nt/Ns ≥ I ＋ α

(단, I는 현재의 변속단에서 얻을 수 있는 설정 변속비, α는 소정치임)

의 관계가 소정 시간 계속된 경우, 고장 해방이 생겼다고 판정한다.

Nt/Ns는 실제의 변속비이다.

고장 해방이 생기지 않으면, 본 제어는 종료한다.

고장 해방이 생길 때에는 다음 단계 102에 있어서, 고장 해방되어 있는 마찰 요소를 특정하는 것이 가능한지 여부를 체크한다.

여기서, 예를 들어 체결되어야 할 마찰 요소가 로우 클러치(LOW/C)뿐인 제1속에서 고장 해방되었을 때에는, 고장 해방되어 있는 것은 상기 로우 클러치(LOW/C)인 것을 특정할 수 있다. 이와 같이 고장 해방되어 있는 마찰 요소를 특정하는 것이 가능할 때에는 단계 200으로 진행한다. 또한, 도5에 있어서, 고장 해방되어 있는 마찰 요소를 특정하는 것이 가능한 변속단은 제1속뿐이다.

단계 200에서는 제1 이상시 제어를 실행한다.

한편, 제4속에서 주행 중과 같이 체결되어야 할 마찰 요소가 로우 클러치(LOW/C)와 하이 클러치(H/C)의 2개인 경우에는 동시에 양쪽이 고장이 나는 것은 상정하지 않는다고 해도 하이 클러치(H/C)가 고장 해방이고 로우 클러치(LOW/C)는 정상적으로 체결되어 있는 것인지, 혹은 하이 클러치(H/C)는 정상 체결이고 로우 클러치(LOW/C)가 고장 해방되어 있는지는 판단할 수 없다. 이와 같이 고장 해방되어 있는 마찰 요소를 특정할 수 없을 때에는 단계 102로부터 단계 103으로 진행한다.

단계 103에서는 고장 해방 발생 시점의 변속단이 제4속이었는지 여부를 체크한다.

고장 해방 발생 시점의 변속단이 제4속일 때에는 단계 300으로 진행하여 제2 이상시 제어를 실행한다.

고장 해방 발생 시점의 변속단이 제4속이 아닌 경우에는 단계 400으로 진행하여 제3 이상시 제어를 실행한다.

도6은 단계 200의 제1 이상시 제어의 상세를 나타내는 흐름도이다.

여기서는, 단계 201에 있어서, 차속과 드로틀 개방도를 기초로 하여 자동 변속 제어를 실행하면서 단계 202에서 차속이 소정치보다도 작아지지 않았는지에 의해 차량이 정지했는지를 체크한다. 즉, 차량이 정지할 때까지 통상의 자동 변속 제어를 계속한다.

또한, 여기서의 자동 변속 제어는 변속단 지령의 레벨이며, 실제로는 고장 해방에 의해 뉴트럴 페일 상태라도 브레이크 조작에 의해 차량을 정지시키는 것은 가능하다.

차량이 주행 정지하면, 단계 203에 있어서, 로우 클러치(LOW/C)의 체결을 행하지 않게 되는 변속단 중에서 가장 변속비가 큰 제5속을 실현하는 지령, 즉 하이 클러치(H/C)와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)의 체결 지령을 출력한다.

이에 의해, 재발진은 고장 해방되어 있는 로우 클러치(LOW/C)의 체결을 필요로 하지 않는 회피 변속단으로서, 제5속을 즉시 확립하여 행해지므로, 엔진 회전의 급상승을 초래하지 않는다. 또한, 회피 변속단으로서 가능한 복수의 변속단 중에서 가장 변속비가 크고 최대의 발진 토크를 얻을 수 있는 제5속을 성립시키므로, 발진도 용이하다.

다음에 단계 300의 제2 이상시 제어에 관해서는, 제4속에서는 전술한 바와 같이 로우 클러치(LOW/C)와 하이 클러치(H/C) 중 어느 쪽이 고장 해방되어 있는지는 특정할 수 없다.

그러나, 제1속 내지 제6속 중 제4속을 제외하는 각 변속단은, 도2의 체결표로부터 명백한 바와 같이 어느 하나가 고장으로 추정되는 로우 클러치(LOW/C)와 하이 클러치(H/C) 중 어느 것도 체결시키지 않고서는 실현할 수 없다. 즉, 저속단의 제1속 내지 제3속에서는 반드시 로우 클러치(LOW/C)를 체결시키고, 고속단의 제4속 내지 제6속에서는 반드시 하이 클러치(H/C)를 체결시켜야만 한다.

제4속은 발명에 있어서의 상기 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 어느 하나를 체결시키지 않으면 다른 변속단이 성립하지 않는 소정의 변속단에 해당하고, 로우 클러치(LOW/C)는 제1 마찰 요소, 하이 클러치(H/C)는 제2 마찰 요소에 해당한다.

그래서, 제2 이상시 제어는 도7의 흐름도에 도시한 바와 같이 행해진다.

단계 301, 302에 있어서, 단계 201, 202와 마찬가지로 차량이 정지할 때까지 통상의 자동 변속 제어를 계속한다.

그리고, 차량의 정지를 기다리고, 단계 303에 있어서, 로우 클러치(LOW/C)와 하이 클러치(H/C) 각각과 조합하여 제3속 또는 제5속의 변속단을 실현할 수 있는 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)를 선택하고, 로우 클러치(LOW/C) 및 하이 클러치(H/C)와 함께 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)를 동시에 체결하는 지령을 출력한다. 환언하면, 제3속 및 제5속의 변속단 지령을 출력한다.

이 로우 클러치(LOW/C), 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C) 및 하이 클러치(H/C)의 동시 체결의 지령은, 마찰 요소가 정상이면 서로 인터로크하는 조합이지만, 어느 한쪽이 고장 해방되어 있을 로우 클러치(LOW/C) 또는 하이 클러치(H/C) 중 정상적인 쪽과의 체결 조합으로 제3속 또는 제5속 중 한쪽을 성립시키고자 하는 것이다.

이에 의해, 하이 클러치(H/C)가 고장 해방되어 있으면, 로우 클러치(LOW/C)와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)의 체결에 의한 제3속, 또는 로우 클러치(LOW/C)가 고장 해방되어 있으면, 하이 클러치(H/C)와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)의 체결에 의한 제5속이 차량의 정지 후 즉시 확립되게 된다. 따라서 엔진 회전의 급상승을 초래하지 않고 주행 개시할 수 있다.

도8은 단계 400의 제3 이상시 제어의 상세를 도시하는 흐름도이다.

단계 401, 402에 있어서, 단계 201, 202와 마찬가지로 차량이 정지할 때까지 통상의 자동 변속 제어를 계속한다.

그리고, 차량의 정지를 기다리고, 단계 403에 있어서, 고장 해방 발생 시점의 변속단에 따른 소정의 변속단용 지령을 출력한다.

여기서 대상으로 하는 고장 해방 발생 시점의 변속단은 제1, 제4속을 제외한 제2속, 제3속, 제5속 및 제6속이다.

이들 변속단에 있어서도, 도5의 고장 패턴으로부터 명백한 바와 같이 고장 해방이 생긴 마찰 요소를 하나로 특정할 수 없다. 그러나, 고장 해방 발생 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소는 체결하지 않고, 다른 마찰 요소를 체결시키는 변속단은 존재한다. 그래서, 제2속, 제3속, 제5속 또는 제6속에서 고장 해방이 발생했을 때에는 상기 다른 마찰 요소를 체결시키는 변속단을 회피 변속단으로서 선택하는 것으로 한다.

구체적으로는, 고장 해방 발생의 변속단이 제2속[로우 클러치(LOW/C)와 2-6 브레이크(2-6/B) 체결]일 때에는 제5속 지령, 즉 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)와 하이 클러치(H/C)의 체결 지령을 출력하여 재발진한다.

고장 해방 발생의 변속단이 제3속[로우 클러치(LOW/C)와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C) 체결]일 때에는 제6속 지령, 즉 하이 클러치(H/C)와 2-6 브레이크(2-6/B)의 체결 지령을 출력한다.

또한, 고장 해방 발생의 변속단이 제5속[3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)와 하이 클러치(H/C) 체결]일 때에는 제2속 지령, 즉 로우 클러치(LOW/C)와 2-6 브레이크(2-6/B)의 체결 지령을 출력한다.

고장 해방 발생의 변속단이 제6속[하이 클러치(H/C)와 2-6 브레이크(2-6/B) 체결]일 때에는 제3속 지령, 즉 로우 클러치(LOW/C)와 3-5 리버스 클러치(3-5 R/C)의 체결 지령을 출력한다.

이에 의해, 고장 해방의 마찰 요소를 이용하지 않는 회피 변속단을 차량의 정지 후 즉시 확립할 수 있고, 따라서 엔진 회전의 급상승을 초래하지 않고 주행 개시할 수 있다.

도9는, 이상의 제1 내지 제3 이상시 제어에 의한 정차 후의 체결 지령 패턴을 정리하여 나타내는 것이다.

상기 도4의 흐름도에 있어서의 단계 100은 발명의 고장 발생 검지 수단을 구성하고, 단계 103은 특정 수단을 구성하고 있다. 또한, 단계 200, 300 및 400이 지령 출력 수단을 구성하고 있다.

본 실시예는 이상과 같이 구성되어 마찰 요소의 고장 해방의 발생을 검지한 경우에 있어서, 고장 해방이 발생한 마찰 요소를 특정할 수 있을 때에는 고장 해방이 발생한 마찰 요소 이외의 마찰 요소를 체결시켜 고장 시점의 변속단과는 다른 변속단을 성립시키고, 또한 고장 해방이 발생한 마찰 요소를 특정할 수 없어도 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 이외의 마찰 요소를 체결시켜 마찬가지로 다른 변속단을 성립시킨다.

그리고 또한, 고장 해방이 발생한 마찰 요소를 특정할 수 없고, 게다가 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 어느 하나를 체결시키지 않으면 다른 변속단이 성립하지 않는 경우에는, 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 각 마찰 요소와, 상기 고장 시점의 변속단에서는 해방되어야 할 다른 마찰 요소와의 체결 조합에 대응하는 복수의 변속단 지령을 동시에 출력하는 것으로 했다. 이에 의해, 지령이 출력된 복수의 변속단 중, 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 고장 해방되어 있지 않은 마찰 요소와 상기 다른 마찰 요소의 조합에 의한 변속단이 성립된다.

따라서, 마찰 요소 중 어느 하나가 고장 해방되어 있는 것인지 특정할 수 있어도, 혹은 할 수 없어도 동력을 전달 가능한 변속단에 의해 주행할 수 있다.

그리고, 고장 시점의 변속단에서 고장 해방되어 있을 가능성이 있는 마찰 요소 중 어느 하나를 체결시키지 않으면 다른 변속단이 성립되지 않는 경우라도 고장 해방되어 있지 않은 쪽의 마찰 요소를 체결시킨 변속단이 즉시 성립되므로, 복수의 변속단을 차례로 재지령하는 경우와 달리, 엔진 회전의 급상승을 일으키지 않으므로, 위화감을 느끼게 하지 않는다(청구항 1에 대응하는 효과).

특히 저속단 전체에서 체결하는 로우 클러치(LOW/C)와, 고속단 전체에서 체결하는 하이 클러치(H/C)의 체결로 달성되는 변속단(제4속)에 있어서 고장이 발생한 경우에는 복수의 변속 지령을 동시에 출력함으로써 확실하게 엔진 회전의 급상승을 방지할 수 있다(청구항 2에 대응하는 효과).

또한, 예를 들어 제1속에서 하나만 체결되는 로우 클러치(LOW/C)가 고장 해방되었을 때에는 마찰 요소를 체결시켜 제5속과 제6속이 가능하지만, 가장 변속비가 큰 제5속을 성립시키는 변속단 지령을 출력하므로, 큰 발진 토크에 의해 차량 정지 후의 재발진이 용이하다(청구항 4에 대응하는 효과).

또한, 고장 해방이 발생한 마찰 요소를 상기와 같이 회피한 변속단의 지령은 차량의 정지까지 기다린 후 출력되므로, 예를 들어 고장 해방이 발생한 제5속에서의 고속 주행 중에 저속단의 제2속으로 갑자기 다운 시프트가 행해져 급제동이 걸리는 사태가 방지된다(청구항 3에 대응하는 효과).

또한, 실시 형태에서는 고장 시점의 변속단의 설정 변속비에 대해 실제의 변속비가 소정치 이상 큰 방향으로 어긋나 있을 때, 고장 해방이 발생한 것이라 판정하고 있지만, 이는 일예에 지나지 않고, 고장 해방의 검출에는 다른 다양한 수단을 채용할 수 있다.

또한, 실시 형태는 도1의 기어 트레인의 자동 변속기에 적용한 예로 나타냈지만, 본 발명은 다른 다양한 기어 트레인의 자동 변속기에 적용할 수 있다. 또 한, 전진 변속단의 예에 대해 설명했지만, 후퇴 변속단을 복수 구비하고 있는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 이외의 마찰 요소를 체결시켜 다른 변속단을 실현할 수 있는 경우에는 지령 출력 수단이 상기 다른 변속단의 변속단 지령을 출력하므로, 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 어느 하나가 고장 해방되어 있는 것인지 특정할 수 없어도 동력을 전달할 수 있다.

그리고, 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 어느 하나를 체결시키지 않으면, 다른 변속단이 성립하지 않는 경우라도 지령 출력 수단은 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 각 마찰 요소와 다른 마찰 요소의 체결 조합으로 실현할 수 있는 복수의 변속단 지령을 동시에 출력하므로, 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 고장 해방되어 있지 않은 쪽의 마찰 요소와 다른 마찰 요소의 조합에 의한 변속단이 즉시 성립된다. 따라서, 복수의 변속단을 차례로 재지령하는 경우와 달리, 엔진 회전의 급상승을 일으키지 않으므로, 위화감을 느끼게 하지 않는다.

Claims

마찰 요소의 체결 조합에 의해 복수의 변속단을 실현하는 자동 변속기에서,

현재의 변속단에 있어서 체결되어야 할 마찰 요소의 고장 해방의 발생을 검지하는 고장 발생 검지 수단과,

고장 해방이 발생한 마찰 요소를 특정하는 특정 수단과,

고장 해방이 발생한 마찰 요소 이외의 마찰 요소를 체결시켜 고장 시점의 변속단과는 다른 변속단을 성립시키도록 변속단 지령을 출력하는 지령 출력 수단을 갖고,

또한, 고장 시점의 변속단이 상기 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 어느 하나를 체결시키지 않으면 다른 변속단이 성립하지 않는 소정의 변속단이며, 상기 특정 수단으로 고장 해방이 발생한 마찰 요소를 특정할 수 없을 때에는, 상기 지령 출력 수단은 고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 각 마찰 요소와, 상기 고장 시점의 변속단에서는 해방되어야 할 다른 마찰 요소와의 체결 조합에 대응하는 복수의 변속단 지령을 동시에 출력하고,

고장 시점의 변속단에서 체결되어야 할 마찰 요소 중 고장 해방되어 있지 않은 마찰 요소와 상기 다른 마찰 요소의 조합에 의한 변속단이 성립하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장시 제어 장치.
제1항에 있어서, 자동 변속기의 전진 변속단이 저속단과 고속단의 2그룹으로 분할되고,

상기 소정의 변속단은 저속단의 전체에서 체결되어야 할 제1 마찰 요소와, 고속단의 전체에서 체결되어야 할 제2 마찰 요소를 체결하여 실현되는 변속단인 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장시 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 자동 변속기가 차량에 탑재된 것이며,

상기 지령 출력 수단은 차량이 주행 정지하는 것을 기다리고, 상기 변속단 지령을 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장시 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 지령 출력 수단은 고장 해방이 발생한 마찰 요소 이외의 마찰 요소를 체결시켜 실현되는 변속단이 복수 있을 때, 가장 변속비가 큰 변속단을 성립시키는 변속단 지령을 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장시 제어 장치.