KR101363902B1 - 자동 변속기의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 변속단이 증가해도 데이터의 증가를 최소한으로 억제하는 동시에, 비상 시프트 시에는 빠르게 변속을 완료시켜 변속 쇼크의 발생을 가능한 한 억제하는 것을 목적으로 한다.

제1 변속단에서는 해방, 제1 변속 후의 제2 변속단에서는 체결, 제2 변속 후의 제3 변속단에서는 해방이 되는 제1 마찰 요소와, 제1 변속단에서는 체결, 제2 변속단에서는 해방, 제3 변속단에서는 해방이 되는 제2 마찰 요소와, 제1 변속단에서는 해방, 제2 변속단에서는 해방, 제3 변속단에서는 체결이 되는 제3 마찰 요소를 구비하고, 제1 변속단으로부터 제3 변속단으로의 변속을 판정하면, 상기 제1 변속을 실행하면서, 제2 변속을 시작하고, 제1 마찰 요소에 대한 유압 지령치로서, 제1 변속에서의 유압 지령치와 제2 변속에서의 유압 지령치를 비교하여 작은 쪽을 선택하도록 구성한다.

자동 변속기, 변속단, 마찰 요소, 변속 쇼크, 유압 지령치

Description

자동 변속기의 제어 장치{CONTROL DEVICE OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

도1은 본 발명이 적용되는 전진 6속 후퇴 1속의 자동 변속기의 구성을 개략적으로 도시하는 개략도.

도2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 각 변속단에서의 각 마찰 요소의 작동 상태를 도시한 도면.

도3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 유압 회로 및 전자 변속 제어계를 도시하는 개략도.

도4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 주요부의 기능 구성을 도시하는 개략적인 블럭도.

도5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 일반적인 다운 시프트 시의 특성을 도시하는 시간도.

도6은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 일반적인 다운 시프트 시의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도7은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 작용을 설명하기 위한 흐름도로서, 통상 변속의 다운 시프트에 대한 변경 점에 대해 설명하는 도면.

도8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 4속 → 2 속 → 1속의 다운 시프트 시의 특성을 도시하는 시간도이며, (a)는 스로틀 개방도 TH, (b)는 차량의 전후 가속도 G, (c)는 변속기의 기어비 GR, (d)는 변속 시에 체결 또는 해방되는 마찰 요소에 대한 유압 지령치의 특성을 각각 도시하고 있는 도면.

도9는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 일반적인 업 시프트 시의 특성을 도시하는 시간도.

도10은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 일반적인 업 시프트 시의 동작을 설명하기 위한 흐름도.

도11은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 작용을 설명하기 위한 흐름도이며, 통상 변속의 업 시프트에 대한 변경 점에 대해 설명하는 도면.

도12는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 2속 → 3속 → 4속의 업 시프트 시의 특성을 도시하는 시간도이며, (a)는 스로틀 개방도 TH, (b)는 차량의 전후 가속도 G, (c)는 변속기의 기어비 GR, (d)는 변속 시에 체결 또는 해방되는 마찰 요소에 대한 유압 지령치의 특성을 각각 도시하고 있는 도면.

도13은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 작용을 설명하기 위한 흐름도의 일예이며, 4속 → 2속 → 1속의 다운 시프트의 경우의 흐름도.

도14는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치의 작용을 설명하기 위한 흐름도의 일예이며, 도13의 서브루틴을 도시한 도면.

도15는 종래의 기술에 대해 설명하기 위한 시간도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 자동 변속기

2 : 엔진

3 : 토크 컨버터

4 : 더블 피니온형 유성 기어 기구(제1 유성 기어 기구)

5 : 캐리어

6 : 변속기 케이스

7 : 태양 기어

8 : 내경측 피니온 기어

9 : 외경측 피니온 기어

10 : 링 기어

11 : 싱글 피니온형 유성 기어 기구(제2 유성 기어 기구)

12 : 제1 태양 기어

13 : 피니온 기어

14 : 제2 태양 기어

15 : 링 기어

16 : 캐리어

17 : 출력 기어

18 : 싱글 피니온형 유성 기어 기구(제3 유성 기어 기구)

19 : 태양 기어

20 : 피니온 기어

21 : 링 기어

22 : 캐리어

23 : 카운터 축

24 : 차동 기어

30 : 베어링 서포트부

31 : 베어링 지지부

32 : 베어링

40 : A/T 컨트롤 유닛(제어 수단)

41 : 차속 센서

42 : 스로틀 센서

43 : 엔진 회전 센서

44 : 터빈 회전 센서

45 : 인히비터 스위치

46 : 오일 온도 센서

101 내지 105 : 체결 피스톤 실

106 내지 110 : 유압 제어 밸브

111 내지 115 : 압력 스위치

401 : 목표 변속단 결정 수단(판정 수단)

402 : 변속 제어 수단

403 : 제1 변속 제어 수단

404 : 제2 변속 제어 수단

405 : 제3 변속 제어 수단

406 : 이너셔 페이즈 개시 검지 수단

407 : 개시 타이밍 보정 수단

408 : 종료 타이밍 보정 수단

S1 내지 S6 : 회전축

LOW/C : 로우 클러치

3-5R/C : 3-5 리버스 클러치(2-3-4 변속에서의 제1 마찰 요소)

H/C : 하이 클러치(4-2-1 변속에서의 제2 마찰 요소, 2-3-4 변속에서의 제3 마찰 요소)

L&R/B : 로우&리버스 브레이크(4-2-1 변속에서의 제3 마찰 요소)

2-6/B : 2-6 브레이크(4-2-1 변속에서의 제1 마찰 요소, 2-3-4 변속에서의 제2 마찰 요소)

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 소62-46055호 공보

[특허 문헌 2] 국제 특허 공개 제95/12774호 공보

본 발명은 차량에 탑재되는 자동 변속기의 제어 장치에 관한 것으로, 특히 변속단이 5단 이상인 다단 변속기에 이용하는 데 적합한 자동 변속기의 제어 장치에 관한 것이다.

최근은 자동 변속기의 다단화가 진행되어, 클러치, 브레이크 등의 마찰 요소의 수도 변속단수에 따라서 증가하고 있다. 이러한 변속단수의 증가에 수반하여, 시프트 맵의 변속 선의 간격이 매우 밀해지므로, 약간의 주행 조건(예를 들어, 스로틀 개방도)의 변화에 의해 변속이 일어나기 쉽게 되어 있다. 또한, 이와 같이 시프트 맵의 변속 선의 간격이 밀해지면, 2단 비상 시프트(예를 들어, 6속으로부터 3속으로의 변속)나 3단 비상 시프트(예를 들어, 6속으로부터 2속으로의 변속)가 생기는 빈도가 증대하는 경향이 된다.

또한, 최근 자동 변속기에서는 드라이버가 적극적으로 시프트 조작하기 쉽도록 게이트식 변속 레버 기구가 채용되어 있거나, 스티어링 휠의 주변에 변속용의 패들이나 버튼 등이 설치되어 있는 경우가 있으며, 이로 인해 드라이버의 시프트 조작에 의해 2단 비상 시프트나 3단 비상 시프트가 지시되는 빈도도 증대하고 있다.

이러한 비상 시프트에서는, 종래는 다운 시프트 측의 1단 비상 시프트(예를 들어, 4속으로부터 2속으로의 변속)에 대해서는 가장 적합한 변속 제어의 프로그램이 미리 짜여져 데이터화되어 있으며, 예를 들어 상술한 바와 같은 4속으로부터 2 속으로의 1단 비상 시프트 다운은, 미리 기억된 가장 적합한 변속 제어 프로그램에 따라서 실행된다.

그래서, 변속단이 다단화한 경우라도, 2단 비상 시프트나 3단 비상 시프트 등, 모든 비상 시프트의 변속 패턴에 대해 가장 적합한 프로그램을 짜서 데이터화해 두는 것이 고려되지만, 이와 같이 미리 데이터화해 두면, 변속기의 컨트롤 유닛에 기억시키는 데이터량이 대폭으로 증대해 버려, 메모리의 대용량화를 초래해 버린다.

또한, 이하에서는, 이러한 비상 시프트 중 변속 제어 프로그램이 짜여 있지 않은 시프트를 시퀀셜 시프트라 한다.

이러한 과제에 대하여, 특허 문헌 1에는 시퀀셜 시프트 시에는, 변속을 연속하여 실행하도록(예를 들어, 5속으로부터 2속으로의 시프트 시에는, 5속으로부터 3속의 1단 비상 시프트와, 3속으로부터 2속으로의 시프트를 연속해서 실행함) 한 기술이 개시되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에는 고속단으로부터 저속단으로의 변속을 판단했을 때에, 일단 중속단을 경유하여 저속단으로 변속시키는 것이 기재되어 있으며, 중간 변속단으로부터 저속단으로 변속할 때, 변속을 빠르게 하도록(변속을 앞으로 보내는) 한 기술이 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 소62-46055호 공보

[특허 문헌 2] 국제 특허 공개 제95/12774호 공보

그러나, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시된 기술과 같이, 복수의 변속 종류를 단순하게 연결하여 목표로 하는 변속단까지 변속을 행하는 경우, 현 변속단과 목표 변속단(최종 변속단)과의 단수 차가 크면 클수록 변속 횟수가 증가해 버려, 변속 쇼크의 발생과, 목표 변속단에 달할 때까지의 시간의 증대에 기인하여, 조작성(drivability)가 악화된다고 하는 문제가 있다. 또한, 상기 특허 문헌 1에 개시된 기술에서는 통상 시의 유압보다도 높은 유압으로 제어함으로써 변속을 단시간에 행하는 것이 기재되어 있지만, 가령 통상 시의 유압이 변속 쇼크가 생기지 않도록 가장 적합하게 설정되어 있다고 가정하면, 유압을 높게 한 경우에는 변속 쇼크가 악화된다고 하는 과제가 생긴다.

또한, 이러한 복수의 변속 종류를 연결하여 목표 변속단으로의 변속을 행하는 경우, 특허 문헌 2에 개시된 기술과 같이 동기 회전이 된 시점에서 다음의 변속을 시작함으로써, 변속 시간의 단축을 도모하는 것도 고려되지만, 다단화된 자동 변속기의 경우, 최초의 변속(제1 변속)에서는 해방 상태로부터 체결 상태가 되어, 다음의 변속(제2 변속)에서는 체결 상태로부터 해방 상태가 되는 마찰 요소가 존재하는 변속이 발생할 가능성이 있으며, 종래는 이러한 변속을 어떻게 행하면 좋을지는 아무런 고려가 되어 있지 않았다.

이로 인해, 상기와 같은 특별한 변속 패턴에서는, 제1 변속과 제2 변속을 잇는 경우에는, 마찰 요소의 체결 상태를 고려하여 변속 제어를 실행하지 않으면, 큰 변속 쇼크를 초래할 우려가 있다.

본 발명은 전술한 과제에 비추어 창안된 것으로, 변속단이 증가해도 데이터 의 증가를 최소한으로 억제하는 동시에, 시퀀셜 시프트 시에는 빠르게 변속을 완료시켜, 조작성의 악화와 변속 쇼크의 발생을 가능한 한 억제하는 것을 목적으로 한다.

이로 인해, 본 발명의 자동 변속기의 제어 장치는, 제1 변속단에서는 해방하고, 제1 변속에 의해 달성되는 제2 변속단에서는 체결하고, 제2 변속에 의해 달성되는 제3 변속단에서는 해방하는 제1 마찰 요소(26/B : 35R/C)와, 상기 제1 변속단에서는 체결하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 해방하는 제2 마찰 요소(H/C : 26/B)와, 상기 제1 변속단에서는 해방하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 체결하는 제3 마찰 요소(L&R/B : H/C)와, 상기 제1 변속 시에, 제1 마찰 요소를 체결하도록 유압 지령을 행하는 동시에 제2 마찰 요소를 해방하도록 유압 지령을 행하는 제1 변속 제어 수단과, 상기 제2 변속 시에, 제1 마찰 요소를 해방하도록 유압 지령을 행하는 동시에 상기 제3 마찰 요소의 체결하도록 유압 지령을 행하는 제2 변속 제어 수단과, 차량의 주행 조건에 의거하여 상기 제1 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로의 변속을 판정하는 판정 수단과, 상기 판정 수단에 의해 상기 변속을 판정하면, 상기 제1 변속 제어 수단을 시작하고, 상기 제1 변속의 이너셔 페이즈가 종료되는 기어비(GR3)에 도달 전의 제1 소정 기어비(GR3A) 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수에 도달하였을 때, 상기 제1 변속을 실행하면서, 상기 제2 변속을 시작하는 제3 변속 제어 수단을 마련하고, 상기 제3 변속 제어 수단은 제2 변속이 개시된 이후, 제1 마찰 요소에 대한 유압 지령치를, 상기 제1 변속 제어 수단으로부터의 유압 지령치와 상기 제2 변속 제어 수단으로부터의 유압 지령치를 비교하여 작은 쪽을 선택하여 상기 제1 마찰 요소에 출력하는 것을 특징으로 하고 있다(청구항 1).

또한, 상기 제1 및 제2 변속 제어 수단은 다운 시프트 변속을 제어하는 제어 수단이며, 상기 제1 변속 제어 수단은 상기 제1 변속 개시 후에 상기 제2 마찰 요소를 제1 유압치로 유지하고, 기어비가 상기 제1 변속의 이너셔 페이즈 종료 기어비가 되면, 제1 소정 구배로 유압을 제로압까지 해방하도록 지령을 보내는 동시에, 상기 제3 변속 제어 수단은 상기 이너셔 페이즈의 개시 검지 후, 상기 목표 변속단이 상기 제2 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로 변화된 경우에는, 상기 제2 마찰 요소의 유압의 제로압까지의 해방 타이밍이 빨라지도록 상기 유압 지령치를 보정하는 것이 바람직하다(청구항 2).

또한, 상기 제2 변속 제어 수단은 상기 제2 변속단으로부터 제3 변속단으로의 단독 변속 시에는, 상기 제1 마찰 요소의 유압을, 변속 개시와 동시에 제2 유압치까지 스텝형으로 저하시킨 후, 상기 제2 유압치로부터 제2 소정 구배로 제3 유압치를 저하시키고, 상기 제3 변속 제어 수단은 상기 이너셔 페이즈의 개시 검지 후, 상기 목표 변속단이 상기 제2 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로 변화된 경우에는, 상기 제1 마찰 요소의 유압을, 변속 개시와 동시에 상기 제3 유압치까지 스텝형으로 유압을 변화시키는 것이 바람직하다(청구항 3).

또한, 상기 제3 유압치는 상기 제1 마찰 요소가 구동력을 전달할 수 없는 유압치의 상한치인 것이 바람직하다(청구항 4).

또한, 상기 종료 타이밍 보정 수단은 상기 제1 소정 구배를, 상기 제1 마찰 요소에의 입력 토크가 클수록 급한 구배가 되도록 보정하는 것이 바람직하다(청구항 5).

또한, 상기 제3 변속 제어 수단은 상기 제2 변속을 시작하는 제1 소정 기어비 또는 소정 변수를, 차속 또는/및 토크에 의거하여 보정하는 개시 타이밍 보정 수단을 구비하고, 상기 개시 타이밍 보정 수단은 차속이 낮아질수록 상기 제1 소정 기어비 또는 상기 소정 변수와, 이너셔 페이즈가 종료하는 기어비 또는 이것에 상당하는 변수와의 차가 커지도록 보정하는 동시에, 상기 변속기에의 입력 토크가 클수록 상기 차가 커지도록 보정하는 것이 바람직하다(청구항 6).

또한, 본 발명의 자동 변속기의 제어 장치는, 제1 변속단에서는 해방하고, 제1 변속에 의해 달성되는 제2 변속단에서는 체결하고, 제2 변속에 의해 달성되는 제3 변속단에서는 해방하는 제1 마찰 요소와, 상기 제1 변속단에서는 체결하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 해방하는 제2 마찰 요소와, 상기 제1 변속단에서는 해방하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 체결하는 제3 마찰 요소와, 차량의 주행 조건에 의거하여 상기 제1 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로의 변속이 판정되면 상기 제1 변속이 종료하기 이전에, 상기 제2 변속을 시작하는 변속 제어 수단을 구비하고, 상기 제1 내지 제3 마찰 요소는, 상기 변속 제어 수단으로부터의 유압 지령치가 증대하면 체결되는 동시에 상기 유압 지령치가 감소하면 해방되도록 구성되고, 상기 변속 제어 수단은 상기 제1 변속이 종료하기 이전에 상기 제2 변속이 개시되면, 상기 제1 변속에서의 상기 제1 마찰 요소에 대한 유압 지령치와, 상기 제2 변속에서의 상기 제1 마찰 요소에 대한 유압 지령치를 비교하여 작은 쪽을 선택하여 상기 제1 마찰 요소에 출력하는 것을 특징으로 한다(청구항 7).

이하, 도면에 의해, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치에 대해 설명한다.

1. 자동 변속기의 구성

도1은 본 발명이 적용되는 전진 6속 후퇴 1속의 자동 변속기(1)의 구성을 도시하는 개략도이다. 도시한 바와 같이, 토크 컨버터(3)에 입력된 엔진(2)의 동력은, 회전축 S1을 거쳐서 더블 피니온형 유성 기어 기구(제1 유성 기어 기구)(4)의 캐리어(5)에 입력되도록 되어 있다.

여기에서, 더블 피니온형 유성 기어 기구(4)는 변속기 케이스(6)에 고정된 태양 기어(7)와, 상기 태양 기어(7)와 맞물리는 내경측 피니온 기어(8)와, 상기 내경측 피니온 기어(8)와 맞물리는 외경측 피니온 기어(9)와, 상기 외경측 피니온 기어(9)와 맞물리는 상기 태양 기어와 동축 상에 배치된 링 기어(10)와, 내경측 피니온 기어(8) 및 외경측 피니온 기어(9)를 저어널하는 캐리어(5)로 구성되어 있다.

또한, 링 기어(10)는 회전축 S1의 외주를 덮는 후술하는 출력 기어(17)의 내경측을 통해 엔진(2) 측으로 신장하는 회전축 S2에 접속되어 있다.

또한, 캐리어(5)는 하이 클러치 H/C를 거쳐서 회전축 S2의 외주를 덮는 엔진(2) 측으로 신장하는 회전축 S3에 접속되어 있다.

회전축 S3의 하이 클러치 H/C가 접속된 측과 반대측의 단부는, 싱글 피니온형 유성 기어 기구(제2 유성 기어 기구)(11)의 피니온 기어(13)를 지지하는 캐리어(16)에 접속되어 있다. 캐리어(16)는 병렬 배치된 로우&리버스 브레이크 L&R/B 및 로우 원웨이 클러치 LOW/OWC를 거쳐서 변속기 케이스(6)에 접속되어 있다.

이로써, 캐리어(16)는 변속기 케이스(6)에 대하여 한쪽에 회전 가능하게 지지되는 동시에, 상기 회전을 규제(고정) 및 규제 해제 가능하게 되어 있다.

싱글 피니온형 유성 기어 기구(11)는 피니온 기어(13)가 엔진(2) 측에 배치된 제2 태양 기어(14)와, 엔진(2) 측과 반대측에 배치된 제1 태양 기어(12)에 맞물리는 동시에, 링 기어(15)와 맞물리도록 구성되어 있다.

제1 태양 기어(12)는 엔진(2)과 반대측 방향으로 신장하여, 회전축 S3의 외주를 덮는 회전축 S4에 연결되고, 회전축 S4는 2-6 브레이크 2-6/B를 거쳐서 변속기 케이스(6)에 접속되어 있다. 이로써, 회전축 S4은 2-6 브레이크 2-6/B를 거쳐서 변속기 케이스(6)에 대하여 고정 및 고정 해제 가능하게 구성되어 있다.

제2 태양 기어(14)는 출력 기어(17)의 내경측을 통해 엔진(2) 측으로 신장하여, 회전축 S2의 외주를 덮는 회전축 S5에 연결되고, 회전축 S5는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C를 거쳐서 회전축 S2에 접속되는 동시에, 로우 클러치 LOW/C를 거쳐서 싱글 피니온형 유성 기어 기구(제3 유성 기어 기구)(18)의 링 기어(21)에 접속되어 있다.

여기에서, 상기 싱글 피니온형 유성 기어 기구(18)는 회전축 S5의 외주측에 있어서, 출력 기어(17)와 3-5 리버스 클러치 3-5R/C와의 사이에 설치되어 있다. 또한, 싱글 피니온형 유성 기어 기구(18)는 회전축 S5에 연결된 태양 기어(19)와, 태양 기어(19)의 외경측에 배치된 링 기어(21)와, 태양 기어(19) 및 링 기어(21)에 맞물려, 캐리어(22)에 지지되는 피니온 기어(20)로 구성된다.

캐리어(22)는 회전축 S5의 외주측을 덮는 동시에 출력 기어(17)의 내경측을 통해 제2 유성 기어 기구(11)로 신장하는 회전축 S6에 연결되어 있다. 또한, 회전축 S6은 제2 유성 기어 기구(11)의 링 기어(15)에 연결되어 있다.

또한, 제2 유성 기어 기구(11)와 제3 유성 기어 기구(18)와의 사이에는, 베어링 서포트부(30)가 설치되어 있다. 이 베어링 서포트부(30)는 칸막이 벽 형상의 부재를 거쳐서 변속기 케이스(6)에 일체로 형성되는 동시에, 회전축 S6을 따라 신장하는 원통 형상의 베어링 지지부(31)를 갖고 있다.

베어링 지지부(31)의 외주에는 베어링(32)이 끼워 넣어져, 베어링(32)의 외주부(아우터 레이스)에 링 기어(15)에 연결된 출력 기어(17)가 접촉하고 있다.

베어링 지지부(31)의 내경측은, 회전축 S1, S2, S5 및 S6이 포개어져 동축 상에 배치된 다층 구조로 되어 있다.

그리고, 상기 자동 변속기(1)에서는, D 레인지 위치에서 차속과 스로틀 개방도로부터 결정되는 운전 점과 변속 스케줄(시프트 맵)을 기초로 하여 전진 6속의 자동 변속 제어가 행해지고, D 레인지 위치로부터 R 레인지 위치로의 선택 조작에 의해 후퇴 1속의 변속 제어가 행해진다.

이 경우, 하이 클러치 H/C, 2-6 브레이크 2-6/B, 로우&리버스 브레이크 L&R/B, 로우 클러치 LOW/C 및 3-5 리버스 클러치 3-5R/C의 체결 또는 해방의 조합에 의해, 엔진(2)의 출력 회전수가 원하는 회전수로 변환되어, 출력 기어(17)로부 터 카운터 축(23), 차동 기어(24)를 거쳐서 도시하지 않은 차량의 구동륜에 전달 되도록 되어 있다.

이 변속 제어에서의 각 마찰 요소의 작동 상태를 도2에 도시한다. 또한, 도2에 있어서, ○ 표시는 체결, 없는 표시는 해방, ○에 ×의 표시는 체결이지만 엔진 브레이크 시에 작동, ○에 해칭 표시는 엔진 구동 시에 기계적으로 체결 작동(회전 규제)하는 것을 나타낸다.

제1 속(1ST)은, 로우 클러치 LOW/C의 체결과 로우&리버스 브레이크 L&R/B의 체결에 의해 달성된다. 이 경우, 입력축(회전축 S1)으로부터 제1 유성 기어 기구(11)를 경유하여 감속된 회전이, 회전축 S2로부터 로우 클러치 LOW/C 및 제2 유성 기어 기구(18)의 링 기어(21)를 거쳐서 캐리어(22)에 입력되고, 로우 원웨이 클러치 LOW/OWC의 체결에 의해 변속기 케이스(6)에 고정된 캐리어(16)에 의해 반력을 받으면서 링 기어(15)가 감속 회전하고, 출력 기어(17)로부터는 최대 감속비에 의한 감속 회전이 출력된다. 또한, 엔진 브레이크 시에는, 공전하는 로우 원웨이 클러치 LOW/OWC 대신에 로우&리버스 브레이크 L&R/B가 반력을 받는다.

제2 속(2ND)은, 로우 클러치 LOW/C와 2-6 브레이크 2-6/B를 체결함으로써 얻어진다. 이 제2 속에 있어서, 2-6 브레이크 2-6/B를 체결함으로써, 제1 태양 기어(12) 및 피니온 기어(13)가 변속기 케이스(6)에 대하여 고정이 된다. 또한, 피니온 기어(13)와 제2 태양 기어(14)가 맞물려 있음으로써, 제2 태양 기어(14)에 연결된 회전축 S5가 변속기 케이스(6)에 대하여 고정이 된다.

제3 속(3RD)은 3-5 리버스 클러치 3-5R/C와 로우 클러치 LOW/C를 체결함으로 써 얻어지고, 제 4속(4TH)은 하이 클러치 H/C와 로우 클러치 LOW/C를 체결함으로써 얻어진다. 또한, 제 5속(5TH)은 하이 클러치 H/C와 3-5 리버스 클러치 3-5R/C를 체결함으로써 얻어진다.

제 6속(6TH)은 하이 클러치 H/C와 2-6 브레이크 2-6/B를 체결함으로써 얻어진다. 또한, 제 6속에 있어서, 제2 속과 마찬가지로 2-6 브레이크 2-6/B를 체결함으로써, 회전축 S5가 고정이 된다. 또한, 후퇴는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C와 로우 앤드 리버스 브레이크 L&R/B를 체결함으로써 얻어진다.

2. 유압 회로 및 전자 변속 제어계의 설명

다음에, 상기 변속 제어를 달성하는 유압 회로 및 전자 변속 제어계를 도3을 이용하여 설명하면, 도3에 있어서, 부호 101은 로우 클러치 LOW/C의 체결 피스톤 실, 102는 하이 클러치 H/C의 체결 피스톤 실, 103은 2-6 브레이크 2-6/B의 체결 피스톤 실, 104는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C의 체결 피스톤 실, 105는 로우&리버스 브레이크 L&R/B의 체결 피스톤 실이다.

상기 로우 클러치 LOW/C, 하이 클러치 H/C, 2-6 브레이크 2-6/B, 3-5 리버스 클러치 3-5R/C, 로우&리버스 브레이크 L&R/B는 각각 체결 피스톤 실(101 내지 105)에 D 레인지압 혹은 R 레인지압인 체결압을 공급함으로써 체결되고, 또한 이 체결압을 제거함으로써 해방되도록 되어 있다.

또한, D 레인지압이라 함은 매뉴얼 밸브를 거친 라인압이며, D 레인지 선택 시만 발생한다. R 레인지압이라 함은 매뉴얼 밸브를 거친 라인압이며, R 레인지 선택 시만 발생하고, R 레인지 이외에서는 드레인 포트와 접속되어 있으며, 감압은 발생하지 않는다.

도3에 있어서, 부호 106은 로우 클러치 LOW/C에의 체결압을 제어하는 제1 유압 제어 밸브, 107은 하이 클러치 H/C에의 체결압을 제어하는 제2 유압 제어 밸브, 108은 2-6 브레이크 2-6/B에의 체결압을 제어하는 제3 유압 제어 밸브, 109는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C에의 체결압을 제어하는 제4 유압 제어 밸브, 110은 로우&리버스 브레이크 L&R/B에의 체결압을 제어하는 제5 유압 제어 밸브이다.

상기 제1 유압 제어 밸브(106)는, 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 발생하는 제1 듀티 솔레노이드(106a)와, D 레인지압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로서 로우 클러치압을 압력 조절하는 제1 압력 조절 밸브(106b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 제1 듀티 솔레노이드(106a)는, 듀티비에 따라서 제어되고 있으며, 구체적으로는 솔레노이드 오프 시에 로우 클러치압을 제로로 하고, 솔레노이드 온 시에는 온 듀티비가 증대할수록 로우 클러치압을 높게 한다.

상기 제2 유압 제어 밸브(107)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 발생하는 제2 듀티 솔레노이드(107a)와, D 레인지압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로서 하이 클러치압을 압력 조절하는 제2 압력 조절 밸브(107b)로 구성되어 있다. 또한, 제2 듀티 솔레노이드(107a)는, 솔레노이드 온 시(100 % 온 듀티비)에 하이 클러치압을 제로 하여, 온 듀티비가 감소할수록 하이 클러치압을 높게 하고, 솔레노이드 오프 시에 하이 클러치압을 최대압으로 한다.

상기 제3 유압 제어 밸브(108)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 발생하는 제3 듀티 솔레노이드(108a)와, D 레인지압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로서 2-6 브레이크압을 압력 조절하는 제3 압력 조절 밸브(108b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 제3 듀티 솔레노이드(108a)는, 솔레노이드 오프 시에 2-3 브레이크압을 제로로 하고, 솔레노이드 온 시에는 온 듀티비가 증대할수록 2-3 브레이크압을 높게 한다.

상기 제4 유압 제어 밸브(109)는, 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 발생하는 제4 듀티 솔레노이드(109a)와, D 레인지 선택 시는, 라인압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로서 3-5 리버스 클러치압을 압력 조절하고, R 레인지 선택 시에는, R 레인지압을 작동 신호압으로서 R 레인지압인 라인압을 그대로 3-5 리버스 클러치압에 공급하는 제4 압력 조절 밸브(109b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 제4 듀티 솔레노이드(109a)는 솔레노이드 온 시(100 % 온 듀티비)에 3-5 리버스 클러치압을 제로로 하고, 온 듀티비가 감소할수록 3-5 리버스 클러치압을 높게 하여, 솔레노이드 오프 시에 3-5 리버스 클러치압을 최대압으로 한다.

상기 제5 유압 제어 밸브(110)는 파일럿압을 원압으로 하여 솔레노이드력에 의해 변속 제어압을 발생하는 제5 듀티 솔레노이드(110a)와, 라인압을 원압으로 하여 변속 제어압과 피드백압을 작동 신호압으로서 로우&리버스 브레이크압을 압력 조절하는 제5 압력 조절 밸브(110b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 제5 듀티 솔레노이드(110a)는 솔레노이드 오프 시에 로우&리버스 브레이크압을 제로로 하고, 솔 레노이드 온 시에는 온 듀티비가 증대할수록 로우&리버스 브레이크압을 높게 한다.

도3에 있어서, 부호 111은 제1 압력 스위치(유압 검출 수단), 112는 제2 압력 스위치(유압 검출 수단), 113은 제3 압력 스위치(유압 검출 수단), 114는 제4 압력 스위치(유압 검출 수단), 115는 제5 압력 스위치(유압 검출 수단), 116은 매뉴얼 밸브, 117은 파일럿 밸브, 118은 셔틀 볼 밸브, 119는 라인압 유로, 120은 파일럿압 유로, 121은 D 레인지압 유로, 122는 R 레인지압 유로, 124는 로우 클러치압 유로, 125는 하이 클러치압 유로, 126는 2-6 브레이크압 유로, 127은 3-5 리버스 클러치압 유로, 128은 로우&리버스 브레이크압 유로이다.

즉, 로우 클러치압 유로(124)와, 하이 클러치압 유로(125)와, 2-6 브레이크압 유로(126)와, 3-5 리버스 클러치압 유로(127)와, 로우&리버스 브레이크압 유로(128)와의 각각의 유로에, 체결압의 유무를 스위치 신호(체결압 있음에서 온, 체결압 없음에서 오프)에 의해 검출하는 제1 내지 제5 압력 스위치(111 내지 115)가 설치되어 있다.

도3에 있어서, 부호 40은 A/T 컨트롤 유닛(제어 수단), 41은 차속 센서, 42는 스로틀 센서(토크 신호 발생 수단), 43은 엔진 회전 센서, 44는 터빈 회전 센서, 45는 인히비터 스위치, 46은 오일 온도 센서이며, 이들에 의해 전자 변속 제어계를 구성한다.

그리고, A/T 컨트롤 유닛(40)에 있어서는, 각 압력 스위치(111 내지 115)로부터의 스위치 신호 및 각 센서·스위치류(41 내지 46)로부터의 신호를 입력하고, 이들의 입력 정보와 미리 설정된 변속 제어 규칙이나 페일 세이프 제어 규칙 등을 기초로 하여 연산 처리를 행하고, 제1 듀티 솔레노이드(106a)와, 제2 듀티 솔레노이드(107a)와, 제3 듀티 솔레노이드(108a)와, 제4 듀티 솔레노이드(109a)와, 제5 듀티 솔레노이드(110a)에 대하여 연산 처리 결과에 따른 솔레노이드 구동 신호가 출력된다.

또한, A/T 컨트롤 유닛(40)의 상세에 대해서는 후술한다.

3. 변속 제어의 설명

다음에, 본 발명의 특징이 되는 시퀀셜 시프트 시의 변속 제어에 대해, 일반적인 변속 제어와 더불어 설명한다. 이미 배경 기술의 란에 있어서 서술한 바와 같이, 상술한 바와 같은 다단의 자동 변속기에서는, 시프트 맵의 변속 선이 밀하게 되어 있으므로, 비상 시프트가 실행되는 빈도가 증대하게 된다. 예를 들어 4속 주행 중으로부터 목표 변속단이 1속으로 설정되는 2단 비상 시프트나 6속으로부터 2속으로 목표 변속단이 설정되는 3단 비상 시프트가 종종 생기게 된다. 또한, 또한,버의 의도적인 변속 조작에 의해 2단 비상 시프트나 3단 비상 시프트의 실행이 지시되는 경우도 있다. 또한, 이하에서는, 시퀀셜 시프트라 함은 비상 시프트 중 변속 제어가 프로그램화되어 있지 않은 변속을 말하고, 구체적으로는 비상 시프트 중, n단으로부터 n-2단으로의 다운 시프트를 제외한 시프트를 말한다. 또한, 이 시퀀셜 시프트는, 운전 상태가 변화되어 시프트 맵의 변속 선을 가로지르는 것에 기인하는 복수단에 걸친 변속과, 또한 버의 변속 레버 등의 조작에 기인하는 복수단에 걸친 변속과의 양방의 변속을 포함하는 것으로 한다.

그런데, 상술한 바와 같은 비상 시프트 중, 다운 시프트 측의 1단 비상 시프 트에 대해서는 미리 변속 제어 데이터가 프로그램되어 있으며, 예를 들어 4속으로부터 2속으로의 비상 시프트는, 4속 → 3속 → 2속(이하, 4 → 3 → 2와 같이 기재함)의 연속된 변속 제어를 실행하는 것은 아니며, 직접 4 → 2의 다운 시프트가 실행된다.

한편, 업 시프트 측에서는, 비상 시프트를 직접 실행하는 프로그램은 설정되어 있지 않으며, 예를 들어 2속으로부터 4속으로의 1단 비상의 업 시프트는, 2 → 3 → 4와 2개의 변속을 연속해서 실행한다. 이것은, 업 시프트는 다운 시프트에 비해 변속 제어가 다소 지연되어도 조작성을 손상시킬 우려가 적기 때문이다.

그런데, 상술한 바와 같이 비상 시프트 중 다운 시프트 측의 1단 비상 시프트에 대하여 변속 제어 프로그램을 기억시킨 경우라도, 4 → 1의 2단 비상 시프트에서는, 4 → 2의 1단 비상 시프트(제1 변속)와 2 → 1의 시프트(제2 변속)를 연속해서 실행할 필요가 있다.

즉, 이 경우에는 4 → 2 → 1의 변속이 실행되게 되지만, 도2의 마찰 요소의 작동도로부터도 알 수 있는 바와 같이, 최초의 4속(제1 변속단)으로부터 2속(제2 변속단)으로의 1단 비상 시프트(제1 변속)에서는 2-6 브레이크 2-6/B는 체결되지만, 다음의 2속(제2 변속단)으로부터 1속(제3 변속단)으로의 변속(제2 변속)에서는 2-6 브레이크 2-6/B는 해방된다.

따라서, 4 → 1의 2단 비상 시프트에서는, 2-6 브레이크 2-6/B는 제1 변속에서 일단 체결 제어가 개시된 후, 제2 변속이 개시되면 해방 제어가 개시되게 되어, 체결 → 해방이라고 하는 제어가 연속해서 행해지게 된다.

한편, 업 시프트에서는, 1단 비상 시프트가 프로그램되어 있지 않으므로, 1단 비상 시프트의 실행 시라도, 연속하는 2개의 변속이 실행되고, 1 → 3의 변속 시에는 1 → 2의 제1 변속 시에 2-6 브레이크 2-6/B가 체결되는 동시에 2 → 3의 변속 시에는 해방되게 된다. 마찬가지로, 2 → 4 및 4 → 6의 변속 시에는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C가 체결 → 해방이 된다.

이와 같이, 제1 변속단에서는 해방되고, 제1 변속에 의해 달성되는 제2 변속단에서는 체결되고, 제2 변속에 의해 달성되는 제3 변속단에서는 해방되는 마찰 요소를 이하에서는 제1 마찰 요소라 하고, 4 → 1의 변속 시에서의 2-6 브레이크 2-6/B가 제1 마찰 요소에 상당하고 있다. 또한, 업 시프트에서는 2 → 3 → 4 및 4 → 5 → 6의 변속 시에서의 3-5 리버스 클러치 3-5R/C와, 1 → 2 → 3의 변속 시에서의 2-6 브레이크 2-6/B가 제1 마찰 요소에 상당하고 있다.

3. 1 기능 구성의 설명

이하, 본 발명의 특징 부분인 비상 시프트의 변속 제어에 대해 설명하면, 도4는 본 발명의 주요부의 기능 구성을 도시하는 개략적인 블럭도이며, 도시한 바와 같이 상기 A/T 컨트롤 유닛(40)의 입력 측에는, 각종 센서·스위치류(41 내지 46, 111 내지 115)가 접속되어 있으며, 출력 측에는 각 듀티 솔레노이드(106a 내지 110a)가 접속되어 있다.

또한, A/T 컨트롤 유닛(40) 내에는, 목표 변속단 결정 수단(401), 변속 제어 수단(402) 및 이너셔 페이즈 개시 검지 수단(406) 등이 설치되어 있고, 상기 각종 센서류로부터 입력 정보에 의거하여 연산 처리를 실행하고, 각 듀티 솔레노이 드(106a 내지 110a)에 대하여 솔레노이드 구동 신호를 출력한다.

이 중, 목표 변속단 결정 수단(판정 수단)(401)은 드라이버의 액셀러레이터 답입량이나 차속 등의 차량 운전 정보에 의거하여 목표 변속단을 결정하는 기능(변속을 판정하는 기능)을 갖고 있으며, 시프트 맵으로서 A/T 컨트롤 유닛(40) 내에 기억되어 있다. 또한, 이너셔 페이즈 개시 검지 수단(406)은 터빈 회전 센서(44) 등으로부터의 정보를 기초로 하여 실제의 변속 기어비를 산출하는 동시에, 산출된 변속 기어비를 기초로 하여 이너셔 페이즈의 개시를 검지 또는 판정하는 것이다. 또한, 이 이너셔 페이즈 개시 검지 수단(406)은, 이너셔 페이즈의 종료에 대해서도 검지 또는 판정할 수 있고, 따라서 이너셔 페이즈 개시 검지 수단(406)은, 이너셔 페이즈 종료 검지 수단으로서의 기능을 겸용하고 있다.

또한, 변속 제어 수단(402)은 제1 변속 제어 수단(403), 제2 변속 제어 수단(404) 및 제3 변속 제어 수단(405)을 구비하여 구성되어 있다. 이 중 제1 변속 제어 수단(403)은, 전술한 제1 변속 시에 제1 마찰 요소를 체결하도록 유압 지령을 행하는 동시에 제2 마찰 요소를 해방하도록 유압 지령을 행하는 것이며, 제2 변속 제어 수단(404)은 제2 변속 시에 제1 마찰 요소를 해방하도록 유압 지령을 행하는 동시에 제3 마찰 요소의 체결하도록 유압 지령을 행하는 것이다.

여기에서, 이들 제1 및 제2 변속 제어 수단(403, 404)에는, 변속 패턴마다 미리 제어 프로그램(제어 데이터)이 저장되어 있으며, 현재의 변속단에 대하여 ±1단의 변속 및 다운 시프트 측의 1단 비상 시프트(이상을 일반적인 변속이라 함)에 대해서는, 이들의 제1 및 제2 변속 제어 수단(403, 404)에 기억된 제어 데이터를 이용하여 변속 제어가 실행된다.

제3 변속 수단(405)은 다운 시프트 측에서는 2단 이상의 비상 시프트가 실행 지시되었을 때, 또한 업 시프트 측에서는 1단 이상의 비상 시프트가 실행 지시되었을 때에, 제1 변속 제어 수단(403)에 의해 최초의 변속(제1 변속 또는 전 변속) 종료 전에, 제1 변속의 종료를 기다리지 않고 제2 변속 제어 수단(404)에 의한 제2 변속(다음 변속)을 개시시키는 것이다. 구체적으로는, 제1 변속 제어를 실행하면서 제2 변속 제어를 개시시키고, 특히 제1 변속 제어와 제2 변속 제어와의 오버랩 기간에 있어서, 각 마찰 요소에 대한 유압 지령의 정합성을 도모하고, 제어의 최적화를 도모하는 수단이다. 또한, 이 제3 변속 수단(405)에는, 제2 변속을 시작하는 타이밍을 보정하는 개시 타이밍 보정 수단(407) 및 제1 변속의 종료 타이밍을 보정하는 종료 타이밍 보정 수단(408)이 마련되어 있다.

3. 2 변속 제어의 구체적인 설명

3. 2. 0 통상 시의 변속 제어

이하, 시퀀셜 시프트 시의 변속 제어에 대해 설명하기 전에, 그 전제의 제어가 되는 일반적인 변속 제어에 대해 설명한다. 또한, 이 일반적인 변속 제어는 공지의 기술이지만, 본원 발명의 특징인 시퀀셜 시프트와의 차이를 명확히 하기 위해, 이하에서는 상세하게 설명한다. 여기에서, 일반적인 변속 제어라 함은, 상술한 바와 같이 제1 및 제2 변속 제어 수단(403, 404)이 미리 기억된 제어 프로그램(제어 데이터)을 따라서 실행되는 변속이며, 다운 시프트이면 제n단 → 제n-1단 및 제n단 → 제n-2단, 업 시프트이면 제n단 → 제n+1단의 변속 제어이다. 또한, 이 일반적인 변속 제어는 제1 변속 제어 수단(403)에 의해서만 실행된다. 또한, 이하에서는 일반적인 변속 제어를 단독의 변속 제어라고도 한다.

3. 2. 1 통상 시의 다운 시프트

우선 최초에, 도5 및 도6을 이용하여 다운 시프트에 대해 설명하면, 도5는 보통 다운 시프트에 대해 설명하기 위한 시간도, 도6은 그 흐름도이다.

그런데, 제n단(제1 변속단)에서의 주행 중에 주행 조건이 변동하여, A/T 컨트롤 유닛(40) 내에 마련된 시프트 맵(목표 변속단 결정 수단)(401)에 의해, 목표 변속단이 제n-1단(제2 변속단)으로 설정되면, 제1 변속 제어 수단(403)으로부터의 제어 신호를 기초로 하여 제n단으로부터 제n-1단으로의 다운 시프트가 개시된다.

다운 시프트가 개시되면, 체결 측 마찰 요소에서는, 변속 개시와 함께, 프리 차지 제어(정지 제어)가 실행된다(도5 및 도6의 AC11). 이 프리 차지 제어는, 가능한 한 빠르게 피스톤 스트로크를 완료시키기 위해 실행되는 제어이며, 모든 피스톤 스트로크의 70 퍼센트 정도 스트로크하도록 높은 유압 지령치가 출력된다. 또한, 이때의 유압 지령치는 미리 설정된 값 PA1 + 학습량으로서 출력된다.

그리고, 소정 시간 T1만큼 상기한 유압 지령치(설정치 PA1 + 학습량)를 출력한 후, 유압 지령치를 일단 저하시키고, 이 프리 차지 제어 후는 상기한 정지 상태를 유지할 수 있을 정도의 유압치가 되도록 유압 지령치(미리 설정된 값 PA2 + 학습량)를 설정하여 체결에 구비한다(도6의 스텝 S101, S102 참조). 또한, 학습은 이너셔 페이즈까지의 시간 및 변화율을 기초로 하여 행해진다.

소정 시간 T1 경과 후는, 피스톤 스트로크 제어로 이행한다(도5의 AC12). 이 피스톤 스트로크 제어에서는, 입력 토크에 따른 유압 지령치(PA2 + 학습량)로부터 소정의 구배 RA1로 유압 지령치를 상승시켜, 체결 측 마찰 요소의 클러치의 피스톤 스트로크를 제어한다. 이 경우, 소정 구배 RA1은, 제2 마찰 요소 내의 유압을 일정치(제1 유압치)로 유지하는 값으로 설정되고, 피스톤 스트로크 제어 종료 후의 실 유압의 급상승이나, 피스톤 스트로크의 변동 등을 고려하여 설정된다(스텝 S103). 또한, 파워 온 다운 시프트의 경우에는, 후술하는 해방 측 마찰 요소로 변속 제어를 진행시키고, 또한 파워 오프 다운 시프트의 경우에는 체결 측 마찰 요소로 변속 제어를 진행시킨다. 이로 인해, 파워 온 다운 시프트 쪽이 파워 오프 다운 시프트보다도 소정 구배 RA1이 완만하게 설정된다.

그리고, 이러한 유압 지령치에 의해 체결 측 마찰 요소의 피스톤이 일정한 유압치(제1 유압치)를 기초로 서서히 스트로크해 가고, 피스톤 스트로크가 종료하면 유압 스위치가 온이 된다. 이로 인해 유압 스위치 온이 검출되면 피스톤 스트로크 제어를 종료하고, 다음의 AC21로 이행한다(스텝 S104). 또한, 유압 스위치의 백업으로서 타이머와 기어비가 모니터되어 있으며, 유압 스위치 온이 검출되지 않아도, 피스톤 스트로크 제어 개시로부터 소정 시간 T2가 경과하거나, 또는 기어비가 이너셔 페이즈 개시 기어비 GR1보다도 높은 소정 기어비 GR4에 달하면, 피스톤 스트로크 제어를 종료한다.

한편, 해방 측 마찰 요소에서는, 우선 언더 슈트 방지 제어(도5, 도6의 RC11)가 실행된다. 즉, 다운 시프트가 개시되면 해방 측 마찰 요소에서는, 유압 지령치가, 입력 토크에 따라서 설정되는 소정의 유압 지령치 TR2까지 저감된다. 이때, 유압의 과도한 저하(언더 슈트)를 방지하기 위해, 변속 개시 시에는 목표로 하는 유압 지령치 TR2에 대해 약간 높은 유압 지령치(+ TR1)가 출력되고, 그 후 유압 지령치를 소정 시간 T14만큼 곱해 서서히 상기 목표로 하는 유압 지령치 TR2까지 점감시킨다(이상, 도6의 스텝 S201, S202 참조).

또한, 상기한 유압 지령치 TR2는 파워 온 다운 시프트 시는 이너셔 페이즈를 개시시키는 유압이며, 해방 측 마찰 요소의 클러치가 약간 미끄러지기 시작할 정도의 유압에 상당하고 있다. 또한, 파워 오프 다운 시프트 시는 해방 측 마찰 요소의 클러치가 슬립하지 않을 정도의 유압에 상당하고 있다.

그리고, 소정 시간 T14가 경과하면, 다음에 대체 전 유지 제어로 이행한다(도5, 도6의 RC11). 이 제어는, 파워 오프 다운 시프트 시이면, 체결 측 마찰 요소의 피스톤 스트로크가 종료할 때까지 입력 토크에 따른 유압 TR2가 되도록 피드 백 제어를 행하고, 해방 측에서 변속단을 유지하는 것이다(스텝 S203).

이것은, 해방 측 마찰 요소 및 체결 측 마찰 요소의 양방에서 클러치를 해 버리면, 뉴트럴 상태가 되어 회전이 공회전이 되어 버리기 때문이며, 이러한 사태를 회피하기 위해 다음에 대체 전 유지 제어가 실행된다.

또한, 파워 온 다운 시프트 시이면, 입력 토크에 따른 유압 TR2를 유지함으로써 클러치가 미끄러지는 상태가 되지만, 이 경우에는 체결 측 마찰 요소로 변속단이 유지되고 있다. 그리고, 그 후 체결 측 마찰 요소의 유압 스위치 온(= 피스톤 스트로크 종료)이 검출되거나, 또는 미리 설정된 시간 T2 + T10 경과하면, 대체 전 유지 제어를 종료한다(스텝 S204).

그런데, 상술한 체결 측 마찰 요소의 AC11, AC12 및 해방 측 마찰 요소의 RC11이 종료하면, 다음에 AC21 및 RC21로 진행하여, 대체 제어가 개시된다.

이 대체 제어에서는, 해방 측 마찰 요소에 있어서, 파워 오프 다운 시프트 시에 피스톤 스트로크가 종료하면(유압 스위치 온, 또는 T10 + T2 경과), 입력 토크에 따른 소정 구배 RR2로 유압을 저하시킨다(스텝 S205). 또한, 파워 온 다운 시프트 시는, 대부분의 경우에는 대체 제어 개시 전에 이너셔 페이즈 제어(RC31)가 개시되어, RC31의 제어가 없을 경우 많아질 것이지만, 유압의 변동 등에 의해 이너셔 페이즈가 시작하지 않는 경우에는 백업으로서 구배 RR2로 유압을 낮추어 이너셔 페이즈 개시를 촉진시키는 기능을 갖는다. 그리고, 기어비가 이너셔 페이즈 판정 기어비 GR1에 달하면, 대체 제어를 종료하고, 이너셔 페이즈 제어로 이행한다(스텝 S206).

한편, 체결 측 마찰 요소에 있어서는, 입력 토크 및 차속을 기초로 하여 미리 설정된 소정 구배 RA2로 유압 지령치를 상승시킨다(스텝 S105). 여기에서, 파워 오프 다운 시프트 시의 구배 RA2는, 후퇴 구배(출력축 토크의 저하 구배)가 최적이 되도록, 입력 토크 및 차속마다 설정되어 있으며, 입력 토크가 커질수록 큰 구배가 되도록 설정되어 있다. 또한, 파워 온 다운 시프트 시에는 피스톤 스트로크가 종료되면 체결 용량이 필요 없으므로 최저 구배로 설정된다. 그리고, 소정 기어비 GR5에 달하면, 체결 측 마찰 요소의 대체 제어가 종료되어, 다음의 이너셔 페이즈 제어로 이행한다(스텝 S106).

이너셔 페이즈 제어(AC31, RC31)로 들어가면, 해방 측 마찰 요소에서는 파워 오프 다운 시프트의 경우에는, 이너셔 페이즈 검지 시의 유압으로부터 입력 토크 및 차속에 따른 소정 구배로 유압 지령치를 저하시킨다. 또한, 파워 온 다운 시프트 시의 경우, 입력 토크 및 차속에 따른 구배로 유압 지령치를 상승시키고, 파워 온 다운 시프트 시에는 해방 측 마찰 요소의 유압으로 변속 진행을 제어한다. 특히, 클러치 용량을 갖게 함으로써, 출력 축 토크의 디프레션이나 변속의 진행을 느리게 하여, n속단에서의 체결 측 마찰 요소의 동기를 취하기 쉽게 하고 있다(스텝 S207). 그리고, 기어비 GR이 n-1단의 기어비에 가까운 소정 기어비 GR3에 달하면, 이너셔 페이즈 제어를 종료한다(스텝 S208).

또한, 체결 측 마찰 요소에서는 이너셔 페이즈 제어로 들어가면, 입력 토크 및 차속을 기초로 하여 미리 설정된 소정 구배 RA3으로 유압을 상승시킨다. 또한, 파워 오프 다운 시프트 시는 이너셔 페이즈의 중간으로부터 종료에 걸쳐 완만하게 변속이 종료하도록 구배가 완만해진다. 또한, 파워 온 다운 시프트 시는, 체결 용량이 필요 없으므로 최저 구배로 설정된다(스텝 S107). 그리고, 기어비 GR이 상술한 소정 기어비 GR3보다도 바로 앞 기어비로 설정된 소정 기어비 GR6에 도달하면, 이너셔 페이즈 제어를 종료한다(스텝 S108).

그 후, 체결 측 마찰 요소에서는 이너셔 페이즈 종료 제어(AC41)로 이행한다. 이 이너셔 페이즈 종료 제어에서는, 입력 토크에 의거하여 미리 설정된 소정 유압 TA14까지 유압을 미리 정해진 소정 시간 T12에 걸쳐 상승시킨다(스텝 S109, S110). 여기에서, 소정 유압 TA14는 n속단을 확실하게 확정시킬 수 있는 유압으로, 이너셔 페이즈 종료 검출 변동에 의해 발생하는 변속 쇼크를 방지할 수 있다.

그리고, 소정 시간 T12가 경과하면, 유압 지령치(듀티)를 100 %로 설정하여 최대 유압(MAX압)을 출력하여 체결 측 마찰 요소의 변속을 종료한다.

한편, 해방 측 체결 요소에서는, 이너셔 페이즈 제어가 종료하면, 경사 제거 모따기 제어(RC41)가 실행된다. 이 경사 제거 모따기 제어에서는, 이너셔 페이즈 종료 판정을 하면, 입력 토크에 따른 소정 구배(제1 소정 구배) RR4로 유압을 저하시켜, 출력 축의 토크 변동을 억제하면서, 신속하게 최소 유압(유압 제로)이 되도록 제어한다(스텝 S209). (특허 청구 범위의 청구항 2의 전반에 대응)

그리고, 이와 같이 소정 구배 RR4로 유압을 저하시키고 나서 소정 시간 T8 경과하면, 유압 지령치(듀티)를 0 %로 설정하여 최소 유압(MIN압 = 유압 제로)을 출력하여 해방 측 마찰 요소의 변속을 종료한다.

이상과 같이 하여, 제1 변속 제어 수단(403)에 의해 통상 변속의 다운 시프트가 실행된다.

3. 2. 2 시퀀셜 시프트(다운 시프트)

다음에, 시퀀셜 시프트 시의 변속 제어에 대해 구체적으로 설명하면, 도8은 4 → 1의 다운 시프트 시의 특성을 나타내는 시간도이며, (a)는 스로틀 개방도 TH, (b)는 차량의 전후 가속도 G, (c)는 변속기의 기어비 GR, (d)는 변속 시에 체결 또는 해방되는 마찰 요소에 대한 유압 지령치[더욱 상세하게는, 각 마찰 요소의 유압 제어 밸브(도3의 제1 내지 제5 유압 제어 밸브(106 내지 110) 참조)에 관한 유압 지령치(듀티비)]의 특성을 각각 도시하고 있다.

또한, 이러한 4 → 1의 다운 시프트에서는, 상술한 바와 같이 제1 변속에서 미리 프로그램된 제어 데이터를 기초로 하여 4 → 2의 1단 비상 시프트가 실행되고, 제2 변속에서 2 → 1의 다운 시프트가 실행된다. 또한, 이 경우에는 제1 변속으로부터 제2 변속에 걸쳐, 2-6 브레이크 2-6/B가 체결 → 해방이라고 하는 제어가 실행되므로, 이 2-6 브레이크 2-6/B가 제1 마찰 요소에 상당한다. 또한, 하이 클러치 H/C가 제2 마찰 요소에 상당하고, 로우&리버스 브레이크 L&R/B가 제3 마찰 요소에 상당한다.

그런데, 4속(제1 변속단)에서의 주행 중에 주행 조건이 변동해서(혹은 드라이버의 의도에 의해 변속 레버가 조작되어), A/T 컨트롤 유닛(40) 내에 설치된 시프트 맵(목표 변속단 결정 수단)(401)에 의해, 목표 변속단이 1속(제3 변속단)으로 설정되면, 우선은 제1 변속 제어 수단(403)으로부터의 제어 신호를 기초로 하여 4속으로부터 2속(제2 변속단)으로의 1단 비상의 다운 시프트(제1 변속)가 개시된다(도8의 t1).

그리고, 현재의 실 기어비와, 4 → 2 변속(제1 변속)의 종료를 판정하는 기어비(이너셔 페이즈 종료 기어비) GR3보다도 바로 앞의 제1 소정 기어비(제2 변속 개시 기어비 또는 변속을 앞으로 보내는 기어비라고도 함) GR3A를 비교한다.

그리고, 실 기어비가 상기 제2 변속 개시 기어비 GR3A에 달하기 이전이면, 곧바로는 2 → 1 변속(제2 변속)을 시작하지 않고, 제3 변속 제어 수단(405)에 의해 상기 제2 변속 제어의 개시가 금지된다. 이것은, 이너셔 페이즈 중에 제2 변속을 실행하면 인터 로크를 발생시킬 우려가 있기 때문이며, 이러한 인터 로크를 회피하기 위해, 이너셔 페이즈 중에는 제2 변속의 개시가 금지된다.

그리고, 그 후 기어비가 상기 제2 변속 개시 기어비 GR3A에 달하면 제2 변속의 금지를 해제하여, 제3 변속 제어 수단(405)은 제2 변속 제어 수단(404)에 대하여 2 → 1 변속(제2 변속)의 개시를 지시한다(도8의 t2 참조).

여기에서, 이너셔 페이즈의 종료 바로 전의 제2 변속 개시 기어비 GR3A가 되면 제1 변속의 종료를 기다리지 않고 제2 변속을 시작하는 것은 주로 이하의 이유에 의한다. 즉, 제1 변속의 종료를 기다린 후 제2 변속을 시작한 것은, 제2 변속의 개시 시의 유압 응답 지연에 기인하여, 제1 변속의 종료와 제2 변속의 개시와의 사이에 정체 시간이 생겨, 결과적으로 변속 시간이 증대해 버릴 우려가 있다.

그래서, 본 장치에서는 이러한 다운 시프트 측의 2단 이상의 비상 시프트에서는, 기어비가 이너셔 페이즈 종료 기어비 GR3 바로 앞의 제2 변속 개시 기어비 GR3A가 되면, 제2 변속을 시작하도록 하고 있다(제2 변속의 앞으로 보냄). 또한, 여기에서 제2 변속 개시 기어비 GR3A는 고정치는 아니며, 이러한 비상 시프트 시에 그 때마다 설정되는 값이며, 제2 변속의 유압 응답 지연을 고려하여 설정되는 값이다. 즉, 이 제1 소정 기어비 GR3A는 실제로 제2 변속이 개시되는 시점과 이너셔 페이즈 종료 시가 일치하도록(또는 이너셔 페이즈 종료로부터 실제 제2 변속 개시까지의 시간이 가능한 한 작아지도록), 미리 제2 변속의 응답 지연분을 예상하여 설정되는 기어비이며, 이너셔 페이즈 종료 기어비 GR3으로부터 소정 시간(예를 들어, 0.1초) 바로 전의 기어비로서 설정된다.

따라서, 이 제2 변속 개시 기어비 GR3A는, 차속이나 제2 변속단의 변속단수 등의 변수에 따라서 설정된다. 구체적으로는, 차속이 낮아질수록 이너셔 페이즈 종료 기어비(제2 변속단에서의 기어비) GR3과, 제2 변속 개시 기어비 GR3A와의 차가 커지도록 설정된다. 또한, 이 변속기에의 입력 토크가 커질수록 상기의 차가 커지도록 보정된다. 또한, 이 보정은, 제3 변속 제어 수단(406)에 마련된 개시 타이밍 보정 수단(407)에 의해 실행된다. (특허 청구 범위의 청구항 6에 대응)

또한, 본 실시 형태에서는 제2 변속을 시작하는 변수로서, 상술한 바와 같이 『제1 변속이 종료하는 기어비(이너셔 페이즈 종료 기어비) GR3에 도달하기 전의 제2 변속 개시 기어비 GR3A』를 이용하고 있지만, 이 대신에 제1 소정 기어비에 상당하는 변수를 이용해도 좋다. 이 경우, 예를 들어 터빈 회전 속도, 변속기의 출력축 속도, 차륜의 회전 속도 등을 변수로서 이용할 수 있다.

그런데, 기어비가 제2 변속 개시 기어비 GR3A가 도달하였을 때(t = t2')에는, 도8의 (d)에 도시한 바와 같이 제1 변속은 아직 종료하고 있지 않으며, 따라서 제1 변속과 제2 변속이 일부 오버랩하게 된다. 특히, 제1 변속과 제2 변속과의 오버랩 기간에서는, 2-6 브레이크 2-6/B에 대하여 해방 제어와 체결 제어와의 다른 2개의 제어 지령이 출력되게 된다. 즉, 1개의 마찰 요소(2-6 브레이크 2-6/B)에 대하여 2개의 다른 유압 지령이 출력되게 된다.

본 장치에서는, 이러한 제어 상의 모순을 회피하기 위해, 제2 변속의 개시 이후, 제3 변속 제어 수단(405)은 제1 변속 제어 수단(403)에 의해 출력되는 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치와, 제2 변속 제어 수단(404)에 의해 출력되는 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치를 비교하는 동시에, 항상 작은 쪽을 선택하여 2-6 브레이크 2-6/B의 유압 제어 밸브(108)에 출력하도록 되어 있다(선택 로우 제어). (특허 청구 범위의 청구항 1, 7에 대응)

그리고, 이러한 선택 로우 제어를 실행함으로써, 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치는, 도8의 (d)에 굵은 선으로 나타낸 바와 같은 특성이 되어, 연속하는 2개의 변속을 순조롭게 행할 수 있어, 변속 쇼크의 발생을 방지 또는 억제할 수 있다.

이하, 도8에다가 도7의 흐름도를 따라서, 시퀀셜 시프트 시의 다운 시프트에 대해 구체적으로 설명하면, 기본적으로는 제1 변속(전 변속) 및 제2 변속(다음 변속) 모두, 통상 시의 다운 시프트(단독의 다운 시프트)와 같은 제어이며, 그 일부만이 다르다. 따라서, 도7의 흐름도에서는, 전술한 도6에서 설명한 흐름도 공통의 스텝에는 같은 번호를 붙이고, 중복되는 설명에 대해서는 가능한 한 생략한다.

우선, 전 변속에 대해 설명하면 체결 측 마찰 요소(제1 마찰 요소, 2-6 브레이크 2-6/B)에서는, 보통 변속에 대하여 아무런 변경이 되어 있지 않으며, 보통 변속과 동일한 제어가 실행된다(스텝 S101 내지 110).

또한, 해방 측 마찰 요소(제2 마찰 요소 ; 하이 클러치 H/C)에서는, 보통 변속의 스텝 S208 및 S209만 변경되어 있다. 즉, 후술하는 제2 변속이 개시되면, 변속의 정체를 방지하기 위해서는 제1 변속에서의 해방 측 마찰 요소의 유압 지령치는 빠르게 저하시키는 것이 바람직하다.

그래서, 시퀀셜 시프트 시에는 단독에서의 4 → 2 변속보다도 이른 타이밍에서 더 급한 구배로 하이 클러치 H/C의 유압을 0까지 줄이는 보정이 행해진다(스텝 S208' 및 스텝 S209'). 또한, 이 보정은 제3 변속 제어 수단(405)에 마련된 종 료 타이밍 보정 수단(408)에 의해 실행된다. (특허 청구 범위의 청구항 2의 후반에 대응)

구체적으로는, 도8에 도시한 바와 같이, 이 경우에는 이너셔 페이즈 종료를 판정하는 2속 기어비 GR3보다도 바로 전으로 설정된 제2 소정 기어비(GR3B)가 되면, 보통 변속 시의 구배(제1 소정 구배 : RR4)보다도 급한 구배 RR4S로 유압을 제로압까지 해방한다. 이에 의해, 빠르게 하이 클러치 H/C가 해방된다. 그리고, 상술한 이외는, 일반적인 제2 변속(2 → 1 변속)이 A/T 컨트롤 유닛(40)에 기억된 제어 프로그램을 따라서 실행되어, 1속으로의 변속이 종료된다.

또한, 이때의 유압의 저하 구배(후퇴 경사)는 하이 클러치 H/C에의 입력 토크가 클수록 급한 구배가 되도록 보정된다. (특허 청구 범위의 청구항 5에 대응)

이것은 입력 토크가 커질수록 하이 클러치 H/C의 유압은 높아져, 해방까지 시간이 걸리기 때문이며, 빠르게 유압을 해방하지 않으면 변속 도중에서 변속이 정체될 우려가 있기 때문이다. 그래서, 상술한 바와 같이, 입력 토크에 따라서 후퇴 구배를 보정함으로써, 변속 도중에의 정체, 인터 로크 및 급격히 올라감 등을 억제할 수 있다.

다음에, 다음 변속에 대해 설명하면, 이 다음 변속에 있어서도 체결 측 마찰 요소(제3 마찰 요소, 로우&리버스 브레이크 L&R/B)에서는, 보통 변속에 대하여 아무런 변경이 되어 있지 않아, 보통 변속과 동일한 제어가 실행된다(스텝 S101 내지 110). 즉, 제2 변속에서의 체결 측 마찰 요소인 로우&리버스 브레이크 L&R/B(제3 마찰 요소)에 대해서는, 도8에 도시한 바와 같이 제1 변속에서의 체결 측 마찰 요 소인 2-6 브레이크 2-6/B(제1 마찰 요소)와 같은 특성으로 유압 지령치를 설정한다.

한편, 해방 측 마찰 요소(제1 마찰 요소 ; 2-6 브레이크 2-6/B)에서는, 일반적인 변속 제어를 적용하면, 제2 변속 제어 수단(404)에 의해 2-6 브레이크 2-6/B(제1 마찰 요소)를 해방하도록 유압 지령치가 출력되게 되지만, 이때는 아직 제1 변속이 종료하고 있지 않으므로, 제1 변속 제어 수단(403)에 의해 2-6 브레이크 2-6/B를 체결하기 위해 유압 지령치가 출력되고 있다. 즉, 제2 변속 개시(t2) 이후의 오버랩 기간에서는, 1개의 마찰 요소(2-6 브레이크 2-6/B)에 대하여, 해방 제어와 체결 제어와는 다른 2개의 제어 지령이 출력되게 된다.

그래서, 이 경우에는, 상술한 바와 같이 제1 변속 제어 수단(403)으로부터 출력되는 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치와, 제2 변속 제어 수단(404)으로부터 출력되는 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치가 제3 변속 제어 수단(405)에 의해 비교되어, 작은 쪽을 선택하여 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치로서 출력하는 선택 로우 제어가 실행된다(스텝 S200). 또한, 이 선택 로우 제어는 제1 변속이 종료할 때까지 실행된다.

또한, 제2 변속 제어 수단(404)은, 2 → 1로의 단독의 변속 시에는, 상술한 제1 변속과 마찬가지로, 유압의 언더 슈트를 방지할 목적으로, 2-6 브레이크 2-6/B의 유압을, 제2 변속 개시와 동시에 제2 유압 지령치(제2 유압치 TR2 + TR1)까지 스텝형으로 저하시킨 후, 제2 유압 지령치로부터 제2 소정 구배로 제3 유압 지령치(제3 유압치 TR2 ; 2-6 브레이크 2-6/B가 단독으로 입력 토크를 전달할 수 없는 상한의 유압치)까지 저하시키지만(특허 청구 범위의 청구항 4에 대응), 본 실시 형태와 같이 제1 변속의 이너셔 페이즈의 개시 후에 새로운 목표 변속단으로서 제3 변속단이 설정된 경우에는, 실제 유압은 제3 유압치보다도 낮게 유압의 언더 슈트가 생길 우려가 없으므로, 제2 변속 개시와 동시에 유압 지령치를 제3 유압 지령치까지 스텝형으로 저감한다(스텝 S201'). (특허 청구 범위의 청구항 3에 대응)

그리고, 다음 변속용으로 설정된 소정 시간 T1S만큼 유압 지령치를 제3 유압 지령치로 유지하고(스텝 S202'), 그 후는 제1 변속의 해방 측 마찰 요소(하이 클러치 H/C)와 같이, 유압이 일정해지도록 유압 지령치를 설정한 후, 이너셔 페이즈가 종료하면 비교적 완만한 구배로 유압을 0으로 설정하고, 이에 의해 변속 제어가 종료된다. 또한, 스텝 S202'에서의 소정 시간 T1S는, 일반적인 다운 시프트에서의 소정 시간 T14보다도 짧은 시간으로 설정된다. 이것은, 중간단에서의 기어의 정체 시간을 저감하기 위해서이다.

이상과 같이, 시퀀셜 시프트 시라도, 기본적으로 제1 및 제2 변속 제어 수단(403, 404)에 미리 기억된 제어 프로그램(제어 데이터)을 이용하여 가장 적합한 변속 제어를 실행하므로, 시퀀셜 시프트용으로 미리 프로그램을 짤 필요가 없어져, 변속 데이터의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 제1 변속의 종료 전에, 제2 변속을 시작하므로, 제1 마찰 요소(2-6 브레이크 2-6/B)의 유압을 올리는 일없이, 최종 목표 변속단에 달하는 시간을 단축할 수 있다. 즉, 제1 마찰 요소의 유압은, 변속이 오버랩되는 타이밍 이후는, 유압 지령치가 낮은 쪽을 선택하는 선택 로우로 함으로써, 제1 마찰 요소의 유압이 연속 적으로 연결되게 되어, 2개의 연속하는 변속을 빠르게 또한 원활하게 행할 수 있어, 변속 쇼크의 발생도 억제할 수 있다.

3. 2. 3 통상 시의 업 시프트

다음에, 도9 및 도10을 이용하여 통상 변속 시의 업 시프트(n단 → n+1단)에 대해 설명하면, 도9는 보통 업 시프트에 대해 설명하기 위한 시간도, 도10은 그 흐름도이다.

업 시프트가 개시되면, 체결 측 마찰 요소에서는, 변속 개시와 함께 프리 차지 제어(정지 제어)가 실행되고(AC11, 스텝 S301, S302), 그 후 피스톤 스트로크 제어가 실행된다(AC12, 스텝 S303, S304). 또한, 이들 프리 차지 제어 및 피스톤 스트로크 제어는, 상술한 다운 시프트와 같은 제어 내용이므로 자세한 설명을 생략한다.

다음에, AC21의 대체 제어가 개시된다. 이 대체 제어에서는, 입력 토크 및 차속에 의거하여 미리 설정된 소정 구배 RA2로 유압 지령치를 상승시켜(스텝 S305), 소정 기어비 GR5에 달하면, 대체 제어를 종료하여 다음의 이너셔 페이즈 제어로 이행한다(스텝 S306).

여기에서, 소정 구배 RA2는, 후퇴 구배(토크 페이즈 중의 출력 축 토크의 저하 구배)가 최적이 되도록 설정되어 있으며, 입력 토크가 커질수록 소정 구배 RA2가 큰 값으로 설정된다. 또한, 이 유압 구배는 대체 제어로부터 이너셔 페이즈 제어로 절환될 때의 유압 서지나 변속 쇼크를 방지하는 것도 목적으로 하고 있다. 또한, 파워 오프 업 시프트 시는, 대체 제어 개시 전에 이너셔 페이즈가 검출되어, 본 제어를 실행하는 일 없이 이너셔 페이즈로 이행하는 경우도 있다.

이너셔 페이즈 제어로 들어가면, 입력 토크 및 차속에 의거하여 설정되는 소정 구배 RA3로 유압을 상승시킨다(스텝 S307). 여기에서 구배 RA3은 대체 제어의 구배 RA2보다도 작은 값이며, 완만한 구배로 비교적 천천히 유압을 상승시킨다.

그리고, 기어비 GR이 상술한 이너셔 페이즈 종료 기어 GR2에 도달하면, 본 제어를 종료한다(스텝 S308).

다음에, 이너셔 페이즈 종료 제어(AC41)로 이행한다. 여기에서는, 소정 구배 RA3보다도 큰 구배 RA4(일정치)로 소정 시간 T8에 걸쳐 유압을 상승시킨다. 또한, 유압 지령치를 한번에 급상승시키면, 이너셔 페이즈 종료 검출 변동에 의해 변속 쇼크가 발생할 가능성이 있어, 이로 인해 소정 구배 RA4로 유압을 상승시키고 있다(스텝 S309, S310).

그리고 소정 시간 T8이 경과하면, 유압 지령치(듀티)를 100 %로 설정하여 최대 유압(MAX압)을 출력하여 체결 측 마찰 요소의 변속을 종료한다.

한편, 해방 측 마찰 요소에서는, 다운 시프트와 같은 방법으로, 우선 언더 슈트 방지 제어가 실행되고(스텝 S401, S402), 그 후에 대체 전 제어로 이행한다(스텝 S403, S404). 즉, 도9에 도시한 바와 같이 업 시프트가 개시되면 해방 측 마찰 요소에서는, 유압 지령치가 소정의 지령치 TR2까지 저감된다. 이때, 유압의 과도한 저하(언더 슈트)를 방지하기 위해, 변속 개시 시에는, 목표로 하는 유압 지령치 TR2에 대해 약간 높은 유압 지령치(+ TR1)가 출력되고, 그 후 유압 지령치를 소정 시간 T15만큼 들여 서서히 상기 목표로 하는 유압 지령치 TR2까지 점감시킨 다. 또한, 상기한 유압 지령치 TR2는, 해방 측 마찰 요소의 클러치가 슬립하지 않는 한계치이다.

그리고 이러한 한계치 TR2에서 유압을 유지해 둠으로써, 시간 T15 경과하여 대체 제어로 이행했을 때에, 유압 저하와 함께 즉시 클러치 용량이 저하되어 변속이 진행된다. 또한, 파워 오프 시프트 업 시는 상기한 유압 지령치 TR2 대신에 일정한 유압 지령치 TR3(<TR2)가 적용된다.

다음에, 대체 제어(RC21)가 개시된다. 이 대체 제어에서는, 소정 시간 T16 경과 후에, 상기 파워 오프 시프트 업 시의 유압 지령치 TR3이 되도록 유압 지령치의 구배가 설정되고, 이 구배로 서서히 유압 지령치가 저감된다(스텝 S405).

그리고 소정 시간 T16이 경과하여 유압 지령치 TR3에 달하면, 기어비가 이너셔 페이즈 판정 기어비 GR1이 될 때까지 이 유압 지령치 TR3을 유지한 후, RC31의 이너셔 페이즈 시 후퇴 제어로 이행한다. 또한, 소정 시간 T16의 경과 전에 기어비가 이너셔 페이즈 판정 기어비 GR1에 달하면, 이 시점에서 이너셔 페이즈 시 후퇴 제어로 이행한다(스텝 S406).

이너셔 페이즈 후퇴 제어로 이행하면, 소정 시간 T17에서 유압 0이 되는 완만한 구배로 유압 지령치를 서서히 저감한다(스텝 S407). 여기에서, 유압 지령치를 한번에 0으로 하지 않는 것은 쇼크의 발생을 회피하기 위해서이다. 즉, 기어비가 이너셔 페이즈 판정 기어비 GR1로부터 변속 종료 기어비에 도달할 때까지 필요한 시간으로서 소정 시간 T17을 설정하고, 이 소정 시간 T17의 사이에 유압을 서서히 저감함으로써, 쇼크를 발생하는 일없이 변속을 종료시키도록 하고 있다.

그리고, 이러한 방식으로 유압을 저감해 가, 이너셔 페이즈 종료 기어비 GR2를 판정한 후 소정 시간 T8이 경과하면, 유압 지령치를 0으로 설정하여, 변속이 종료된다(스텝 S408).

이상과 같이 하여, 제1 변속 제어 수단(403)에 의해 통상 변속의 업 시프트가 실행된다.

3. 2. 4 시퀀셜 시프트 시의 업 시프트

다음에, 시퀀셜 시프트의 다른 예로서 2 → 3 → 4의 업 시프트 시의 제어에 대해 도12의 시간도를 이용하여 설명한다. 또한, 도8과 같은 방법으로, (a)는 스로틀 개방도 TH, (b)는 차량의 전후 가속도 G, (c)는 변속기의 기어비 GR, (d)는 변속 시에 체결 또는 해방되는 마찰 요소에 대한 유압 지령치의 특성을 각각 나타내고 있다.

또한, 이러한 2 → 3 → 4의 업 시프트에서는, 3-5 리버스 클러치 3-5R/C가 체결 → 해방이라고 하는 제어가 실행되므로, 이 3-5 리버스 클러치 3-5R/C가 제1 마찰 요소에 상당한다. 또한, 2-6 브레이크 2-6/B가 제2 마찰 요소에 상당하고, 하이 클러치 H/C가 제3 마찰 요소에 상당한다.

그런데, 2속(제1 변속단)에서의 주행 중에 주행 조건이 변동하여(혹은 드라이버의 의도에 의해 변속 레버가 조작되어), 시프트 맵(목표 변속단 결정 수단)(401)에 의해, 목표 변속단이 4속(제3 변속단)으로 설정되면, 우선은 제1 변속 제어 수단(403)으로부터의 제어 신호를 기초로 하여 2속으로부터 3속으로의 업 시프트(제1 변속)가 개시된다(도12의 t1).

이 제1 변속(전 변속)은, 상술한 통상 시의 업 시프트와 동일한 변속 제어이므로, 이 제1 변속에 관한 설명은 생략한다.

전 변속이 진행되면, 기어비 GR이 지금까지의 2속 기어비로부터 3속 기어비를 향해 변화되기 시작한다(이너셔 페이즈 개시 ; 도12의 t1' 참조). 그리고 이너셔 페이즈의 개시를 판정하면, 현재의 실 기어비와, 2 → 3 변속(제1 변속)의 종료를 판정하는 기어비(이너셔 페이즈 종료 기어비) GR2보다도 바로 앞의 상기 제1 소정 기어비(제2 변속 개시 기어비 또는 변속을 앞으로 보내는 기어비) GR2A를 비교한다.

그리고, 실 기어비가 상기 제2 변속 개시 기어비 GR2A에 달하기 이전이면, 곧바로 제2 변속을 시작하지 않고, 제3 변속 제어 수단(405)에 의해 상기 제2 변속 제어의 개시를 금지한다. 그리고, 그 후 실 기어비가 상기 제2 변속 개시 기어비 GR2A에 달하면, 전술한 다운 시프트 시와 같은 방법으로 제2 변속의 금지를 해제하여, 제3 변속 제어 수단(405)에 의해 3 → 4 변속(제2 변속)의 개시를 지시한다(도12의 t2 참조).

여기에서, 이너셔 페이즈의 종료 바로 전의 제2 변속 개시 기어비 GR2A가 되면 제1 변속의 종료를 기다리지 않고 제2 변속을 시작하는 것은, 다운 시프트 시와 같은 이유에 의한다. 즉, 제1 변속의 종료를 기다린 후 제2 변속을 시작한 것에서는, 제2 변속의 개시 시의 유압 응답 지연에 기인하여, 제1 변속의 종료와 제2 변속의 개시와의 사이에 정체 시간이 생겨, 결과적으로 변속 시간이 증대해 버릴 우려가 있기 때문이다.

그래서, 본 장치에서는 실 기어비가 이너셔 페이즈 종료 기어비 GR2 바로 앞의 제2 변속 개시 기어비 GR2A가 되면, 제2 변속을 시작하도록 하고 있다(제2 변속의 앞으로 보냄).

또한, 역시 다운 시프트와 같이, 제2 변속 개시 기어비 GR2A는 고정치는 아니며, 이러한 비상 시프트 변속 시에 그 때마다 설정되는 값이며, 제2 변속의 유압 응답 지연을 고려하여 설정된다. 즉, 이 제1 소정 기어비는 실제로 제2 변속이 개시되는 시점과 이너셔 페이즈 종료 시가 일치하도록(또는 이너셔 페이즈 종료로부터 제2 변속 개시까지의 시간이 가능한 한 작아지도록), 미리 제2 변속의 응답 지연분을 예상하여 설정되는 기어비이며, 제2 변속 개시(t2)로부터 이너셔 페이즈 종료까지의 시간이 일정 시간이 되도록 제2 변속 개시 기어비 GR2A가 설정된다.

이 제2 변속 개시 기어비 GR2A의 설정 수법에 대해서는, 다운 시프트 시에서의 제2 변속 개시 기어비 GR3A의 설정 수법과 마찬가지이므로, 이 기어비 GR2A의 설정 및 보정 수법에 대해서는 설명을 생략한다.

그런데, t = t2에 있어서 제2 변속이 개시되면, 변속 제어 상은 3-5 리버스 클러치 3-5R/C(제1 마찰 요소)를 해방하도록 유압 지령치가 출력되지만, 이때는 아직 제1 변속이 종료하고 있지 않으므로 제1 변속에서는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C를 체결하기 위해 유압 지령치가 출력되고 있다. 즉, 제2 변속 개시(t2)로부터 제1 변속 종료(t3)까지의 오버랩 기간에서는, 1개의 마찰 요소(3-5 리버스 클러치 3-5R/C)에 대하여, 해방 제어와 체결 제어와의 다른 2개의 제어 지령이 출력된다.

즉, 이러한 전 변속과 다음 변속 오버랩 기간에 있어서는, 3-5 리버스 클러 치 3-5R/C에 대하여, 해방 제어와 체결 제어와의 다른 2개의 제어 지령이 출력되게 되지만, 본 장치에서는, 이러한 제어 상의 모순을 회피하기 위해, 제2 변속의 개시 이후, 제3 변속 제어 수단(405)은 제1 변속 제어 수단(403)에 의해 출력되는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C에 대한 유압 지령치와, 제2 변속 제어 수단(404)에 의해 출력되는 3-5 리버스 클러치 3-5R/C에 대한 유압 지령치를 비교하는 동시에, 작은 쪽을 선택하여 최종적으로 3-5 리버스 클러치 3-5R/C의 유압 제어 밸브(109)에 출력하도록 되어 있다(선택 로우 제어).

그리고, 이러한 선택 로우 제어를 실행함으로써, 3-5 리버스 클러치 3-5R/C에 대한 유압 지령치는, 도12의 (d)에 굵은 선으로 나타낸 바와 같은 특성이 되어, 연속하는 2개의 변속을 순조롭게 행할 수 있어, 다운 시프트 시와 같이 업 시프트 시에 있어서도 변속 쇼크의 발생을 방지 또는 억제할 수 있다.

이하, 도12에다가 도11의 흐름도를 따라서, 시퀀셜 시프트의 업 시프트의 동작에 대해 설명한다. 또한, 상술한 바와 같이 제1 변속(전 변속) 통상 시의 업 시프트(단독의 업 시프트)에 대해 아무런 변경이 되어 있지 않으므로, 제1 변속에 대해서는 생략한다.

또한, 제2 변속(다음 변속)은 통상 시의 업 시프트와 기본적으로는 같은 제어이며, 체결 측의 변속 제어에 대해서는 제1 변속에 대하여 아무런 변경이 되어 있지 않다. 또한, 해방 측의 변속 제어는, 일반적인 업 시프트 시의 스텝 S401 및 S402 대신에 도11의 스텝 S401' 및 S402'가 적용되는 이외에, 통상 시의 업 시프트와 같은 방법의 변속 제어가 된다. 따라서 도11의 흐름도에서는, 상술한 도10에서 설명한 흐름도 공통의 스텝에는 같은 번호를 붙이고, 이하의 다음 변속의 설명에서는 해방 측 마찰용의 동작만 설명한다.

그런데, 제2 변속 제어 수단(404)에서는, 제1 소정 기어비(제2 변속 개시 기어비 또는 변속을 앞으로 보내는 기어비) GR2A를 검출하면, 제2 변속을 시작한다. 그리고 제2 변속이 개시되면, 우선 제1 마찰 요소(3-5 리버스 클러치 3-5R/C)의 해방 측 유압 지령치와 제1 변속에서의 체결 측 유압 지령치를 비교하여, 항상 작은 쪽을 선택하여 출력하는 선택 로우를 실행한다(스텝 S400). 또한, 이 선택 로우 제어는 제3 변속 제어 수단(405)에 의해 실행된다.

또한, 제2 변속 제어 수단(404)에서는, 전 변속에서 실행되는 언더 슈트 방지 제어(도10의 스텝 401 참조)를 무시한다(스텝 S401'). 즉, 이 스텝 S401'에서는, 도12의 제2 변속에서의 해방 측 마찰 요소의 특성에 실선으로 나타낸 바와 같이 입력 토크에 따라서 설정되는 소정의 유압 지령치 TR2(제3 유압치)까지 한번에 유압 지령치를 줄인다.

이것은, 해방 측 마찰 요소(제1 마찰 요소 ; 3-5 리버스 클러치 3-5R/C)의 실제 유압은 전 변속에 있어서 제어되고 있으므로, 다음 변속 개시 시에는 고압이 되고 있지 않으며, 따라서 다음 변속 측에서 유압 지령치를 목표치까지 급격하게 저감했다고 해도 유압이 언더 슈트할 우려가 없기 때문이다.

또한, 이 다음 변속 스텝 S401'와 전 변속 스텝 S401과의 프로그램 상의 차이는, 전 변속 스텝 S401의 유압 지령치 TR2 + TR1에 대하여, TR1 = 0으로 되어 있는 점뿐이다.

다음에, 이 유압 지령치 TR2를 다음 변속 전용으로 설정된 소정 시간 T1S만큼 유지한다(스텝 S402'). 또한, 스텝 S402'에서의 소정 시간 T1S는, 일반적인 업 시프트에서의 소정 시간 T15보다도 짧은 시간으로 설정된다. 이것은, 중간단에서의 기어의 정체 시간을 저감하기 위해서이다.

그리고, 그 후는 전 변속의 해방 측 마찰 요소(3-5 리버스 클러치 3-5R/C)와 같은 제어를 행해 제2 변속을 종료한다.

그리고, 이러한 선택 로우 제어를 실행함으로써, 3-5 리버스 클러치 3-5R/C에 대한 유압 지령치는, 도12의 (d)에 굵은 선으로 나타낸 바와 같은 특성이 되어, 연속하는 2개의 변속을 원활하게 행할 수 있어, 다운 시프트 시와 같이 업 시프트 시에 있어서도 변속 쇼크의 발생을 방지 또는 억제할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동 변속기의 제어 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 그 작용에 대해 도13 및 도14에 도시하는 흐름도를 이용하여 설명하면 아래와 같이 된다. 또한, 도13 및 도14는 제1 변속단(4속)으로부터 제3 변속단(1속)으로의 비상 시프트를 실행할 때의 작용을 도시하는 흐름도이며, 4속으로부터 1속으로의 비상 시프트(시퀀셜 시프트)를 변속 판단하면(즉, 목표 변속단이 4속으로부터 1속으로 변경되면) 개시한다.

우선, 4속으로부터 1속으로의 시퀀셜 시프트의 변속 판단이 행해지면, 도시하지 않은 변속 허가 맵을 참조한다(스텝 SA101). 이 변속 허가 맵은, 현 변속단으로부터 1회의 변속 제어로 변속 가능한 변속단이 기억되어 있으며, 본 실시예에서는 현 변속단 ±1단과 다운 시프트 측의 1단 비상 시프트만이 허가된다. 따라 서, 이 경우에는 우선 최초에 4속(제1 변속단)으로부터 2속(제2 변속단)으로의 1단 비상 시프트(제1 변속 또는 전 변속)의 변속이 허가된다.

그리고, 이 전 변속의 허가를 받아 4 → 2의 제1 변속이 개시된다(스텝 SA102). 다음에, 제1 변속 개시 후, 재변속 금지인지 여부를 판정한다(스텝 SA103). 여기에서, 재변속이라 함은 목표 변속단이 새롭게 2속(제2 변속단) 이외로 설정되어 이 새로운 목표 변속단을 향한 변속 제어를 가리킨다. 재변속 금지인지 여부는, 구체적으로는 제1 변속에 있어서 이너셔 페이즈가 개시되었는지 여부를 판정하고, 이너셔 페이즈 개시 후일 경우에는 재변속 금지라 판정하고, 이너셔 페이즈 개시 전일 경우에는 재변속 가능이라 판정한다.

재변속 가능인 경우에는, 다음에 목표 변속단이 2속 이외로 변경되었는지 여부를 판정하고(스텝 SA104), 2속 이외로 변경된 경우에는 재변속을 허가하고, 새로운 목표 변속단에 대한 변속(재변속)을 실행한다(스텝 SA105). 또한, 목표 변속단이 변경되지 않으면, 스텝 SA103으로 복귀한다.

또한, 스텝 SA103에서 재변속 금지라 판정된 경우에는, 목표 변속단이 현재의 변속단인 4속 이상(즉 고속 측의 변속단)인지 여부를 판정한다(스텝 SA106). 목표 변속단이 현재의 변속단보다 크면, 다운 시프트로부터 업 시프트로 변경된 경우이므로, 복귀 변속 제어를 행한다(스텝 SA107). 여기에서, 복귀 변속 제어는 다운 시프트를 캔슬하고, 업 시프트로 이행하는 제어이지만, 이 복귀 변속 제어는 공지이며, 본 발명과의 관련성은 낮으므로 상세한 설명은 생략한다.

또한, 스텝 SA106에서 아니오라 판정되면, 다음에 목표 변속단이 2속 미만 (이 경우에는 구체적으로는 1속만)인지 여부를 판정한다(스텝 SA108). 그리고, 이 스텝 SA108에 있어서도 아니오라 판정된 경우에는, 목표 변속단이 2속인 채로, 혹은 3속으로 새롭게 설정된 경우 중 어느 하나이므로, 2속으로의 변속 종료를 판정(스텝 SA109)한 후, 목표 변속단이 2속인 것인지 3속인 것인지를 판정하여(스텝 SA110), 목표 변속단이 2속이면 그대로 2속에서의 정상 운전을 행하고(스텝 SA111), 목표 변속단이 3속이면 일반적인 2속으로부터 3속으로의 변속 제어를 실행한다(스텝 SA112).

한편, 스텝 SA108에 있어서, 예라 판정된 경우에는, 최종적인 목표 변속단으로서 1속(제3 변속단)이 유지되고 있는 경우이며, 이 경우에는 실 기어비가 제2 변속 개시 기어비(변속을 앞으로 보내는 기어비) GR3A 미만인지 여부, 즉 실 기어비가 제2 변속 개시 기어비 GR3A의 도달 전인지 여부를 판정하여(스텝 SA113), 실 기어비가 제2 변속 개시 기어비 GR3A의 도달 전이면, 제2 변속 개시 기어비 GR3A에 달할 때까지 제2 변속을 금지한다.

또한, 실 기어비가 제2 변속 개시 기어비 GR3A에 달하면, 변속 금지를 해제하는 동시에, 제1 변속에서는 해방 → 체결이 되고, 또한 제2 변속에서는 체결 → 해방이 되는 마찰 요소가 있는지 여부를 판정한다(스텝 SA114). 또한, 이 스텝 SA114에서는, 이미 도2의 마찰 요소의 작동도를 기초로 하여 해방 → 체결 → 해방이 되는 마찰 요소를 갖는 변속의 조합(변속 패턴)을 기억시켜 두고, 실 변속 패턴이 상기한 미리 기억한 변속 패턴에 해당하는지 여부를 판정함으로써 실행된다.

그리고, 이러한 마찰 요소가 존재하지 않으면 아니오의 루트를 지나, 통상대 로의 마찰 요소의 체결·해방 제어가 실행된다(스텝 SA115). 또한, 상술한 바와 같은 제1 변속에서는 해방 → 체결이 되어 제2 변속에서는 체결 → 해방이 되는 마찰 요소가 있는 경우에는, 제3 변속 제어 수단(405)에 의한 변속 제어가 실행된다(스텝 SA116). 또한, 스텝 SA114 내의 서브루틴에 대해서는 후술한다.

그리고, 4속으로부터 2속으로의 변속 제어(제1 변속)의 종료를 판정하면(스텝 SA117), 2속으로부터 1속으로의 일반적인 변속 제어(제2 변속)가 실행된다(스텝 SA118). 이로써 제1 변속이 종료할 때까지는, 제3 변속 제어 수단(405)에 의해 각 마찰 요소에 대한 유압 지령의 정합성이 도모되어, 제어의 최적화가 실행된다.

다음에, 도14를 이용하여, 상기 스텝 SA116의 서브루틴을 설명하면, 이 서브루틴은 비상 시프트(시퀀셜 시프트)의 제2 변속 개시를 판정한다고 개시되는 것이며, 우선 최초에 제2 변속의 해방 측 마찰 요소(여기에서는 2-6 브레이크 2-6/B)의 후퇴 준비 토크의 캔슬을 행하는 동시에(스텝 SB201), 후퇴 준비 시간 T1S를 설정한다(스텝 SB202). 그리고, 이 후퇴 준비 시간 T1S에 있어서는, 상술한 제3 유압 지령치를 유지한다.

여기서, 후퇴 준비 토크 및 후퇴 준비 시간에 대해 설명하면, 일반적인 변속에서는 해방 측 마찰 요소의 유압을 빠르게 저하시키는 것이 바람직하지만, 급격하게 유압을 저하시키면 필요 이상으로 유압이 저하해 버려, 유압의 언더 슈트가 생긴다. 이러한 언더 슈트가 생기면, 변속 중에 해방 측 및 체결 측의 양방의 마찰 요소가 모두 슬립하여 변속이 정체될 우려가 있다.

그래서, 이러한 유압의 언더 슈트를 방지하기 위해, 보통 변속에서는 후퇴 준비 토크 및 후퇴 준비 시간이 설정된다. 구체적으로는, 제2 변속이 일반적인 변속이면, 도8의 (d)에 파선으로 나타낸 바와 같이, 변속 개시 시에 유압 지령치를 일단 제2 유압 지령치(후퇴 준비 토크)에 스텝형으로 저하시킨 후, 소정 시간(후퇴 준비 시간)T1S을 들여 제3 유압 지령치까지 일정 구배로 저하시킨다.

이에 대하여, 이 시퀀셜 시프트에서는 제2 변속의 해방 측 마찰 요소는, 제1 변속의 체결 측 마찰 요소와 동일한 마찰 요소(2-6 브레이크 2-6/B)이므로, 실제는 제2 변속 개시 시에 유압 지령치를 한번에 제3 유압 지령치까지 스텝형으로 변화시켜도 유압의 언더 슈트가 발생하는 일은 없다. 그래서, 이 스텝 SB201에서는 후퇴 준비 토크를 무시하여 2-6 브레이크 2-6/B의 유압 지령치를 제3 유압 지령치까지 저하시키는 동시에, 스텝 SB3에서 설정되는 소정 시간(후퇴 준비 시간) T1S만큼 이 제3 유압 지령치를 유지한다.

한편, 이러한 제2 변속이 개시되면, 제1 변속에서의 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치와, 제2 변속에서의 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치를 비교하여 작은 쪽을 선택하는 동시에, 이 선택한 유압 지령치를 최종적인 2-6 브레이크 2-6/B에 대한 유압 지령치로서 출력하는 선택 로우를 실행한다(스텝 SB203).

다음에, 현재의 실 기어비와 제2 변속 개시 기어비 GR3A를 비교하여(스텝 SB204), 실 기어비가 제2 변속 개시 기어비 GR3A에 달하였다고 판정하면, 제1 변속(전 변속)의 해방 측 마찰 요소의 유압 해방 타이밍(후퇴 타이밍)을 본래의 타이밍보다도 빠르게 앞으로 보내는 제어를 행하는 동시에(스텝 SB205), 후퇴 구배를 급한 구배로 변경(보정)한다(스텝 SB206). 또한, 상기 스텝 SB204 내지 SB206은 다운 시프트 시만 실행되는 스텝이며, 업 시프트 시에는 스텝 SB203으로부터 스텝 SB207로 진행한다.

후퇴 구배의 보정 후는, 제1 변속이 종료되었는지 여부를 판정하여(스텝 SB207), 제1 변속의 종료를 판정하면, 이 시퀀셜 시프트에서의 2 → 1 변속이 종료된다(스텝 SB207). 즉, 스텝 SB208에 있어서 전술한 선택 로우 제어가 종료된다. 그리고, 이 이후는 컨트롤 유닛(40)에 미리 프로그램된 일반적인 2-1 변속이 실행된다(스텝 SB209).

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 자동 변속기의 제어 장치에 따르면, 시퀀셜 시프트 시라도, 기본적으로 제1 변속 제어 수단(403)과 제2 변속 제어 수단(404)에 기억된 제어 데이터를 사용하여 변속 제어를 행함으로써, 변속 데이터의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 제1 변속과 제2 변속에 있어서, 제1 변속의 종료 전에, 제2 변속을 시작하므로, 제1 마찰 요소의 유압을 올리는 일없이, 최종 목표 변속단에 달하는 시간을 단축화할 수 있다. 즉, 제1 마찰 요소의 유압은, 변속이 오버랩되는 타이밍 이후는, 선택 로우함으로써, 제1 마찰 요소의 유압이 연속적으로 연결되게 되어, 2개의 연속하는 변속을 빠르게 또한 순조롭게 행할 수 있어, 변속 쇼크의 발생도 억제할 수 있다.

또한, 제1 변속의 종료 전에 제2 변속을 시작함으로써, 제2 변속단에 기어비가 정체하는 시간을 짧게 할 수 있어, 최종 목표 변속단인 제3 변속단에 달하는 시간을 단축화할 수 있다. (이상, 청구항 1 및 7에 대응하는 효과)

또한, 다운 시프트 시에는 제1 변속에서의 제2 마찰 요소의 유압 특성 중, 제로압을 향해 저하시키는 타이밍(후퇴 타이밍)은, 변속 종료 시에서의 토크 변동을 순조롭게 하도록 비교적 느린 타이밍으로 설정되고, 또한 비교적 느리게 한 구배로 유압을 저하시키도록 하고 있으므로, 제1 변속 중에 제2 변속 개시의 지령을 보내도, 제2 마찰 요소의 유압이 과다가 되어, 제2 변속단(4속)에서 정체할 가능성이 있지만, 본 실시 형태에서는 단독의 제1 변속을 행하는 경우에 비해, 유압의 저하 타이밍을 빠르게 하고, 또한 급구배로 유압을 저하시킴으로써 기어비의 정체를 방지할 수 있다. (청구항 2에 대응하는 효과)

또한, 이너셔 페이즈의 개시 검지 후, 목표 변속단이 제2 변속단으로부터 제3 변속단으로 변화된 경우에는, 제1 마찰 요소의 유압을, 변속 개시와 동시에 제3 유압치까지 스텝형으로 유압을 변화시키므로, 데이터 상에서는 높은 유압치로서 기억되어 있는 제2 변속 개시 시의 제1 마찰 요소의 유압치를 빠르게 저감할 수 있다. (이상, 청구항 3에 대응하는 효과)

또한, 상기한 제3 유압치는, 제1 마찰 요소가 구동력을 전달할 수 없는 유압치의 상한치로 설정되어 있으므로, 가령 제1 변속에서 제1 마찰 요소에 대하여 구동력을 전달 가능한 높은 유압 지령치가 출력되어도, 선택 로우을 실행함으로써, 제1 마찰 요소의 체결을 회피할 수 있어, 기어비의 정체를 회피할 수 있다. (이상, 청구항 4에 대응하는 효과)

또한, 입력 토크가 클수록 제2 마찰 요소의 유압은 높아지므로, 해방까지 시간이 걸려, 중간단에서 과잉으로 정체될 가능성이 있지만, 입력 토크에 따라서 제2 마찰 요소의 유압 저하의 구배(제1 소정 구배 또는 후퇴 경사)를 보정함으로써, 중간 변속단에서의 정체, 인터 로크, 급격히 올라감 등을 억제할 수 있다. (이상, 청구항 5에 대응하는 효과)

그런데, 제2 변속 제어 수단(404)의 데이터를 최대한 사용하는 경우에는 제1 변속 제어 실행 중에 제2 변속 제어를 시작하는 타이밍을, 지령 유압에 대하여 실 유압의 응답 지연분만큼 고려한 분만큼 빠르게 설정하는 것이 필요하다. 또한, 실 유압의 응답성은, 작동유의 점도가 바뀌지 않으면 일정하다. 그래서 이너셔 페이즈 종료의 기어비 GR3에 도달하기 전의 일정한(혹은 고정) 기어비를 이용하여, 이 일정한 기어비에 도달하였을 때에 제2 변속을 시작하여 실 유압의 응답 지연분을 상쇄하면 좋다. 그러나, 기어비의 변화율은 토크와 차속에 의해 변화되므로, 이너셔 페이즈 종료의 기어비 GR3에 달하는 시간은 토크 및 차속에 의존하여 변화된다. 이 결과, 일정한 기어비에 도달한 타이밍에서 제2 변속 제어를 시작하면, 토크나 차속에 따라서는 중간 변속단에서 정체, 인터 로크, 급격히 올라감이 발생할 가능성이 있었지만, 본 실시 형태에서는 차속이 낮아질수록 제2 변속을 시작하는 기어비 GR3A와 이너셔 페이즈가 종료하는 기어비 GR3과의 차가 커지도록 보정하는 동시에, 변속기(1)의 입력 토크가 클수록 상기 차가 커지도록 보정함으로써 제2 변속의 개시 타이밍을 적절한 타이밍으로 보정할 수 있어, 중간 변속단에서의 정체, 인터 로크 및 급격히 올라감 등을 방지할 수 있다. (이상, 청구항 6에 대응하는 효과)

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 상기한 실시 형태에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 변경하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들어 자동 변속기의 구성은, 일본 특허 공개 평 제2003-106439호 공보에 개시된 6속 자동 변속의 골격을 적용해도 좋고, 7속 이상의 변속단을 갖는 자동 변속기에 적용해도 좋다.

본 발명의 자동 변속기의 제어 장치에 의하면, 시퀀셜 시프트 시라도, 기본적으로 제1 변속 제어 수단과 제2 변속 제어 수단에 기억된 제어 데이터를 사용하여 변속 제어를 행함으로써 변속 데이터의 증가를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 제1 변속의 종료 전에, 제2 변속을 시작하므로, 제1 마찰 요소의 유압을 올리는 일없이, 최종의 목표 변속단에 달하는 시간을 단축화할 수 있다. 즉, 제1 마찰 요소의 유압은 변속이 오버랩되는 타이밍 이후는, 유압 지령치가 낮은 쪽을 선택하는 선택 로우로 함으로써, 제1 마찰 요소의 유압이 연속적으로 연결되게 되어, 2개의 연속하는 변속을 빠르게 또한 원활하게 행할 수 있어, 변속 쇼크의 발생도 억제할 수 있다. (이상, 청구항 1 및 7)

또한, 다운 시프트 시에는, 제1 변속에서의 제2 마찰 요소의 유압 특성 중, 제로압을 향해 저하시키는 타이밍(후퇴 타이밍)은, 변속 종료 시에서의 토크 변동을 원활하게 하도록 비교적 느린 타이밍으로 설정되고, 또한 비교적 느리게 한 구배로 유압을 저하시키도록 하고 있으므로, 제1 변속 중에 제2 변속 개시의 지령을 보내도, 제2 마찰 요소의 유압이 과다가 되어, 제2 변속단에서 정체할 가능성이 있지만, 본 발명에서는 단독의 제1 변속을 행하는 경우에 비해, 유압의 저하 타이밍을 빠르도록 보정을 행함으로써 기어비의 정체를 방지할 수 있다. (청구항 2)

또한, 이너셔 페이즈의 개시 검지 후, 목표 변속단이 제2 변속단으로부터 제3 변속단으로 변화된 경우에는, 제1 마찰 요소의 유압을, 변속 개시와 동시에 제3 유압치까지 스텝형으로 유압을 변화시키므로, 데이터 상에서는 높은 유압치로서 기억되어 있는 제2 변속 개시 시의 제1 마찰 요소의 유압치를 빠르게 저감할 수 있다. (청구항 3)

또한, 상기 제3 유압치는 제1 마찰 요소가 구동력을 전달할 수 없는 유압치의 상한치로 설정되어 있으므로, 가령 제1 변속에서 제1 마찰 요소에 대하여 구동력을 전달 가능한 높은 유압 지령치가 출력되어도, 선택 로우를 실행함으로써, 제1 마찰 요소의 체결을 회피할 수 있어, 기어비의 정체를 회피할 수 있다. (청구항 4)

또한, 입력 토크가 클수록 제2 마찰 요소의 유압은 높아지므로, 해방까지 시간이 걸리고, 중간단에서 지나치게 정체할 가능성이 있지만, 입력 토크에 따라서 제2 마찰 요소의 유압 저하의 구배(제1 소정 구배 또는 후퇴 구배)를 보정함으로써, 중간 변속단에서의 정체, 인터 로크, 급격히 올라감 등을 억제할 수 있다. (청구항 5)

그런데, 제2 변속 제어 수단의 데이터를 가능한 한 사용하는 경우에는, 제1 변속 제어 실행 중에 제2 변속 제어를 시작하는 타이밍을, 지령 유압에 대하여 실 유압의 응답 지연 분만큼 고려한 만큼만 빠르게 설정하는 것이 필요하다. 또한, 실 유압의 응답성은 작동유의 점도가 바뀌지 않으면 일정하다. 그래서, 이너셔 페이즈 종료의 기어비 GR3에 도달하기 전의 일정한(혹은 고정) 기어비를 이용하여, 이 일정한 기어비에 달하였을 때에 제2 변속을 시작하여 실 유압의 응답 지연 분을 상쇄하면 좋다. 그러나 기어비의 변화율은 토크와 차속에 의해 변화되므로, 이너셔 페이즈 종료의 기어비 GR3에 달하는 시간은 토크 및 차속에 의존하여 변화된다. 이 결과, 일정한 기어비에 달한 타이밍에서 제2 변속 제어를 시작하면, 토크나 차속에 따라서는 중간 변속단에서 정체, 인터 로크, 급격히 올라감이 발생할 가능성이 있었다. 이에 대하여, 본 발명에서는 차속이 낮아질수록 제1 소정 기어비(제2 변속을 시작하는 기어비) GR3A와 이너셔 페이즈가 종료하는 기어비 GR3과의 차가 커지도록 보정하는 동시에, 변속기의 입력 토크가 클수록 상기 차가 커지도록 보정함으로써, 제2 변속의 개시 타이밍을 적절한 타이밍으로 보정할 수 있어, 중간 변속단에서의 정체, 인터 로크 및 급격히 올라감 등을 방지할 수 있다. (청구항 6)

Claims (9)

1. 제1 변속단에서는 해방하고, 제1 변속에 의해 달성되는 제2 변속단에서는 체결하고, 제2 변속에 의해 달성되는 제3 변속단에서는 해방하는 제1 마찰 요소와,

   상기 제1 변속단에서는 체결하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 해방하는 제2 마찰 요소와,

   상기 제1 변속단에서는 해방하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 체결하는 제3 마찰 요소와,

   상기 제1 변속 시에, 제1 마찰 요소를 체결하도록 유압 지령을 행하는 동시에 제2 마찰 요소를 해방하도록 유압 지령을 행하는 제1 변속 제어 수단과,

   상기 제2 변속 시에, 제1 마찰 요소를 해방하도록 유압 지령을 행하는 동시에 상기 제3 마찰 요소를 체결하도록 유압 지령을 행하는 제2 변속 제어 수단과,

   차량의 주행 조건에 의거하여 상기 제1 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로의 변속을 판정하는 판정 수단과,

   상기 판정 수단에 의해 상기 변속을 판정하면, 상기 제1 변속 제어 수단을 개시하고, 상기 제1 변속의 이너셔 페이즈가 종료하는 기어비에 도달 전의 제1 소정 기어비 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수에 도달하였을 때, 상기 제1 변속을 실행하면서, 상기 제2 변속을 시작하는 제3 변속 제어 수단을 마련하고,

   상기 제3 변속 제어 수단은 제2 변속이 개시된 이후, 제1 마찰 요소에 대한 유압 지령치를, 상기 제1 변속 제어 수단으로부터의 유압 지령치와 상기 제2 변속 제어 수단으로부터의 유압 지령치를 비교하여 작은 쪽을 선택하여 상기 제1 마찰 요소에 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 변속 제어 수단은 다운 시프트 변속을 제어하는 제어 수단이며,

   상기 제1 변속 제어 수단은 상기 제1 변속 개시 후에 상기 제2 마찰 요소를 제1 유압치로 유지하고, 기어비가 상기 제1 변속의 이너셔 페이즈 종료 기어비가 되면, 제1 소정 구배로 유압을 제로압까지 해방하도록 지령을 보내는 동시에,

   상기 제3 변속 제어 수단은 상기 이너셔 페이즈의 개시 검지 후, 목표 변속단이 상기 제2 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로 변화된 경우에는, 상기 제2 마찰 요소의 유압의 제로압까지의 해방 타이밍이 빨라지도록 상기 유압 지령치를 보정하는 종료 타이밍 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 변속 제어 수단은,

   상기 제2 변속단으로부터 제3 변속단으로의 단독 변속 시에는 상기 제1 마찰 요소의 유압을, 변속 개시와 동시에 제2 유압치까지 스텝형으로 저하시킨 후, 상기 제2 유압치로부터 제2 소정 구배로 제3 유압치까지 저하시키고,

   상기 제3 변속 제어 수단은 상기 이너셔 페이즈의 개시 검지 후, 목표 변속단이 상기 제2 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로 변화된 경우에는, 상기 제1 마찰 요소의 유압을, 변속 개시와 동시에 상기 제3 유압치까지 스텝형으로 유압을 변화시키는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제3 유압치는 상기 제1 마찰 요소가 구동력을 전달할 수 없는 유압치의 상한치인 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 종료 타이밍 보정 수단은 상기 제1 소정 구배를, 상기 제1 마찰 요소에의 입력 토크가 클수록 급한 구배가 되도록 보정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
6. 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 변속 제어 수단은 상기 제2 변속을 시작하는 제1 소정 기어비 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수를, 차속과 토크 중 적어도 어느 하나에 의거하여 보정하는 개시 타이밍 보정 수단을 구비하고,

   상기 개시 타이밍 보정 수단은, 차속이 낮아질수록 상기 제1 소정 기어비 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수와, 이너셔 페이즈가 종료하는 기어비 또는 이것에 상당하는 변수와의 차가 커지도록 보정하는 동시에, 상기 변속기에의 입력 토크가 클수록 상기 차가 커지도록 보정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
7. 제1 변속단에서는 해방하고, 제1 변속에 의해 달성되는 제2 변속단에서는 체결하고, 제2 변속에 의해 달성되는 제3 변속단에서는 해방하는 제1 마찰 요소와,

   상기 제1 변속단에서는 체결하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 해방하는 제2 마찰 요소와,

   상기 제1 변속단에서는 해방하고, 상기 제2 변속단에서는 해방하고, 상기 제3 변속단에서는 체결하는 제3 마찰 요소와,

   차량의 주행 조건에 의거하여 상기 제1 변속단으로부터 상기 제3 변속단으로의 변속이 판정되면 상기 제1 변속이 종료하기 이전에, 상기 제2 변속을 시작하는 변속 제어 수단을 구비하고,

   상기 제1 내지 제3 마찰 요소는 상기 변속 제어 수단으로부터의 유압 지령치가 증대하면 체결되는 동시에 상기 유압 지령치가 감소하면 해방되도록 구성되고,

   상기 변속 제어 수단은 상기 제1 변속이 종료하기 이전에 상기 제2 변속이 개시되면, 상기 제1 변속에서의 상기 제1 마찰 요소에 대한 유압 지령치와, 상기 제2 변속에서의 상기 제1 마찰 요소에 대한 유압 지령치를 비교하여 작은 쪽을 선택하여 상기 제1 마찰 요소에 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
8. 제3항에 있어서, 상기 제3 변속 제어 수단은 상기 제2 변속을 시작하는 제1 소정 기어비 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수를, 차속과 토크 중 적어도 어느 하나에 의거하여 보정하는 개시 타이밍 보정 수단을 구비하고,

   상기 개시 타이밍 보정 수단은, 차속이 낮아질수록 상기 제1 소정 기어비 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수와, 이너셔 페이즈가 종료하는 기어비 또는 이것에 상당하는 변수와의 차가 커지도록 보정하는 동시에, 상기 변속기에의 입력 토크가 클수록 상기 차가 커지도록 보정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
9. 제4항에 있어서, 상기 제3 변속 제어 수단은 상기 제2 변속을 시작하는 제1 소정 기어비 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수를, 차속과 토크 중 적어도 어느 하나에 의거하여 보정하는 개시 타이밍 보정 수단을 구비하고,

   상기 개시 타이밍 보정 수단은, 차속이 낮아질수록 상기 제1 소정 기어비 또는 상기 제1 소정 기어비에 상당하는 변수와, 이너셔 페이즈가 종료하는 기어비 또는 이것에 상당하는 변수와의 차가 커지도록 보정하는 동시에, 상기 변속기에의 입력 토크가 클수록 상기 차가 커지도록 보정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.

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