KR101541194B1 - 자동 변속기의 유압 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 체결 도중에 엔진의 회전수가 변화되어도, 체결 쇼크를 발생시키지 않고, 체결 요소를 적절하게 체결할 수 있도록 하는 것이다.

시프트 레버의 선택 레인지가 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 절환되었을 때에, 유압에 의해 작동하는 발진용 체결 요소를 체결하는 자동 변속기의 유압 제어 장치이며, 시프트 레버의 선택 레인지가 주행 레인지로 절환되면, 체결 개시 시각 t4에 있어서의 자동 변속기의 입력축(4)의 입력 토크를 기초로 하여 체결 완료 시각 t6에 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 목표압을 결정하고, 발진용 체결 요소의 체결 완료까지의 동안, 소정 시간마다 입력 토크를 기초로 하여 목표압을 수정하는 목표압 설정부와, 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압이, 소정의 체결 완료 시각 t6에 있어서, 수정 후의 목표압에 도달하도록, 작동 유압을 제어하는 유압 제어부를 구비하여, 변동하는 입력 토크에 따라서 바뀌는 적절한 유압으로 체결 요소가 체결되도록 하였다.

엔진, 토크 컨버터, 솔레노이드, 유압 제어부, 인히비터 스위치

Description

자동 변속기의 유압 제어 장치{HYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은, 자동 변속기의 유압 제어 장치에 관한 것이다.

차량용 자동 변속기에서는, 시프트 레버의 선택 레인지가, 중립 레인지(N 레인지)로부터 주행 레인지(D 레인지)로 절환되면, D 레인지가 선택되었을 때의 엔진의 회전수에 따라서 발진시에 체결되는 체결 요소(발진용 체결 요소)에 공급하는 유압의 상승 속도를 설정하고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1).

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 평08-326897

일반적으로, D 레인지가 선택되어 있을 때의 엔진의 아이들 회전수는, 크립력이 과대해지는 것을 방지하기 위해, N 레인지가 선택되어 있을 때의 엔진의 아이들 회전수보다도 낮게 설정되어 있다. 그로 인해, 시프트 레버의 선택 레인지가 N 레인지로부터 D 레인지로 절환되면, 아이들 회전수의 차만큼, 엔진의 회전수가 저하된다.

엔진 냉기시에는, 온기를 촉진하기 위해, N 레인지가 선택되어 있을 때의 아이들 회전수는, 통상시보다도 높은 회전수로 설정되어 있다. 그로 인해, N 레인지와 D 레인지 사이에서의 아이들 회전수의 차가 보다 커지고, N 레인지로부터 D 레인지로 절환된 후의 엔진의 회전수의 저하량이 보다 커진다.

특허 문헌 1에 개시된 종래예에 관한 장치에서는, 발진용 체결 요소에 공급하는 유압의 상승 속도를 설정할 때에, 상승 속도의 설정 후에 엔진의 회전수가 저하되는 경우를 고려하고 있지 않다.

체결 요소의 체결 완료시에 필요한 토크 용량은, 엔진의 회전수에 따라서 다르고, 엔진의 회전수가 낮아질수록 작아진다.

그로 인해, 체결이 개시되어 유압의 상승 속도를 설정한 후에 엔진의 회전수가 저하되면, 소정의 체결 시간의 경과시에 체결 요소에 공급되는 유압이 필요 이상으로 높아져, 체결시에 체결 쇼크가 발생해 버리는 경우가 있다.

본 발명은, 체결 도중에 엔진의 회전수가 변화되어도, 체결 쇼크를 발생시키 지 않고, 체결 요소를 적절하게 체결할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 시프트 레버의 선택 레인지가 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 절환되었을 때에, 유압에 의해 작동하는 발진용 체결 요소를 체결하는 자동 변속기의 유압 제어 장치이며, 시프트 레버의 선택 레인지가 주행 레인지로 절환되면, 자동 변속기의 입력 토크를 기초로 하여 체결 완료시에 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 목표압을 결정하고, 발진용 체결 요소의 체결 완료까지의 동안, 소정 시간마다 입력 토크를 기초로 하여 목표압을 수정하는 목표압 설정부와, 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압이 체결 완료시에 수정 후의 목표압에 도달하도록 작동 유압을 제어하는 유압 제어부를 구비하는 구성으로 하였다.

본 발명에 따르면, 발진용 체결 요소의 체결 완료까지의 동안, 소정 시간 간격마다 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 목표압이 자동 변속기의 입력 토크를 기초로 하여 수정되고, 체결 완료시에 수정 후의 목표압에 도달하도록 작동 유압이 제어된다. 이에 의해, 체결 도중에 엔진의 회전수가 변화되어 자동 변속기의 입력 토크가 변화되어도, 작동 유압의 목표압이 수정되므로, 체결 완료시에 체결 요소에 공급되는 유압이 필요 이상으로 높아지는 것이 방지된다. 따라서, 체결 쇼크를 발생시키지 않고, 적절한 토크 용량을 확보하면서, 체결 요소의 체결을 행할 수 있다.

다음에 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

도 1은, 본 발명을 적용한 자동 변속기의 구성을 도시하는 도면이다.

엔진(1)은 토크 컨버터(2)를 통해 자동 변속기의 변속 기구부(3)에 접속되어 있다.

엔진(1)은, 운전자가 조작하는 액셀러레이터 페달에 연동하여 완전 폐쇄로부터 완전 개방을 향해 개방도 증대하는 스로틀 밸브에 의해 출력이 가감되고, 엔진(1)의 출력 회전은 토크 컨버터(2)를 거쳐서 변속 기구부(3)의 입력축(4)에 입력된다.

변속 기구부(3)는, 동축에 배치된 입력축(4)과 출력축(5) 상에, 도시하지 않은 전방 유성 기어 세트, 후방 유성 기어 세트가 배치되어 구성되고, 유압에 의해 작동하는 복수의 체결 요소(6)의 체결, 해방의 조합에 의해 동력 전달 경로를 절환하여 원하는 변속단을 실현한다.

밸브 보디(7) 내에는, 각 체결 요소(6)에 유압을 공급하는 유로(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 유압 제어부(9)로부터 입력되는 지령을 기초로 하여 구동되는 솔레노이드(8)가, 각 유로에 설치된 압력 조절 밸브(도시하지 않음)를 조작하여, 유압 제어부(9)가 설정한 지령압의 유압이 소정의 체결 요소에 공급되도록 제어된다. 또한, 차량의 주행시에는, 원하는 변속비를 얻기 위해 필요한 체결 요소에만 유압을 공급하도록 제어된다.

유압 제어부(9)는, 엔진 회전 센서(10), 터빈 회전 센서(11), 출력축 회전 센서(12), 인히비터 스위치(13) 등의 출력을 기초로 하여 체결시키는 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압을 결정한다. 그리고, 결정한 지령압의 작동 유압이 체결 요소에 공급되도록 솔레노이드(8)를 구동하는 지령을 출력한다.

엔진 회전 센서(10)는, 엔진(1)의 출력축의 회전을 검출하여, 검출한 출력축의 회전수[엔진 회전수(Ne)]를 나타내는 신호를 유압 제어부(9)에 출력한다.

터빈 회전 센서(11)는, 변속 기구부(3)의 입력축(4)의 회전을 검출하여, 입력축(4)의 회전수[터빈 회전수(Nt)]를 나타내는 신호를 유압 제어부(9)에 출력한다.

출력축 회전 센서(12)는, 변속 기구부(3)의 출력축(5)의 회전을 검출하여, 출력축(5)의 회전수[출력축 회전수(No)]를 나타내는 신호를 유압 제어부(9)에 출력한다.

인히비터 스위치(13)는 시프트 레버의 조작에 연동하여 회전하는 메뉴얼 샤프트(도시하지 않음)에 설치되어 있고, 시프트 레버의 선택 레인지를 나타내는 신호를 유압 제어부(9)에 출력한다.

유압 제어부(9)가 행하는 처리를 설명한다.

도 2는 유압 제어부(9)가 행하는 처리를 설명하는 흐름도이며, 도 3은 유압 제어부(9)가 행하는 처리를 설명하는 타임챠트이며, 도 4는 체결의 개시가 판정된 후에 유압 제어부(9)가 행하는 처리의 상세를 설명하는 흐름도이다.

스텝 101에 있어서, 유압 제어부(9)는 인히비터 스위치(13)로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 시프트 레버가 N 레인지(비주행 레인지)로부터 D 레인지(주행 레인지)로 절환되어, D 레인지가 선택되었는지 여부를 확인한다.

D 레인지가 선택되면, 스텝 102에 있어서, 유압 제어부(9)는 피스톤 스트로크 제어를 개시한다.

구체적으로는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유압 제어부(9)는 발진시에 체결시키는 체결 요소(발진용 체결 요소)에 공급하는 작동 유압의 지령압을, D 레인지가 선택된 시각 t1로부터, 프리차지압 Pa로 제1 소정 시간 유지한다. 발진용 체결 요소까지의 유로에 작동유를 충전하여, 발진용 체결 요소를 체결할 때의 유압 응답성을 향상시키기 위해서이다.

그리고, 시각 t1로부터 제1 소정 시간이 경과한 시각 t2로부터, 지령압을, 프리차지압 Pa보다도 낮은 소정압 Pb로 제2 소정 시간 유지한다.

계속해서, 시각 t2로부터 제2 소정 시간이 경과한 시각 t3으로부터, 지령압을 미리 정해진 소정 구배로 상승시켜, 발진용 체결 요소의 체결ㆍ해방을 행하는 피스톤을, 발진용 체결 요소를 체결시키는 방향으로 스트로크시킨다.

스텝 103에 있어서, 유압 제어부(9)는, 피스톤의 스트로크가 진행되어, 발진용 체결 요소의 체결이 개시되었는지 여부를 확인한다.

구체적으로는, 유압 제어부(9)는, 엔진 회전수(Ne)와, 터빈 회전수(Nt)와, 출력축 회전수(No)와, 기어비를 기초로 하여 하기 수학식 1로부터 변속의 진행도를 구하고, 구한 진행도가 체결의 개시를 판정하기 위한 임계값 α보다도 큰 경우에, 체결 요소의 체결이 개시되었다고 판정한다.

체결의 개시가 판정되면, 스텝 104에 있어서, 유압 제어부(9)는 체결의 개시부터 완료까지의 시간의 목표(목표 체결 시간 T1)를 규정하는 타이머 Ta를 시작한다.

여기서, 도 3의 경우, 시각 t4에 있어서, 체결 요소의 체결이 개시되었다고 판정되어, 타이머 Ta가 시작되어 있다. 따라서, 시각 t4가 체결 개시 시각이 되고, 시각 t4로부터 목표 체결 시간 T1이 경과한 시각 t6이 목표의 체결 완료 시각이 된다.

스텝 105에 있어서, 유압 제어부(9)는 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 제어를 실행한다. 또한, 이 스텝 105의 처리는, 후기하는 스텝 106에 있어서 발진용 체결 요소의 체결이 완료되었다고 판정된 후, 스텝 109의 처리에서 소정의 체결 확보 시간이 경과하였다고 판단될 때까지 반복하여 행해진다.

여기서, 도 4의 흐름도를 참조하여, 스텝 105에 있어서 유압 제어부(9)가 행하는 작동 유압의 제어를 상세하게 설명한다.

스텝 201에 있어서, 유압 제어부(9)는 자동 변속기의 입력 토크[입력축(4)의 입력 토크]를 하기 수학식 2로부터 산출한다.

여기서, τ는 용량 계수(=엔진 토크/엔진 회전수²)이며, Ne는 엔진 회전수이며, t는 토크비(=터빈 토크/엔진 토크)이다.

스텝 202에 있어서, 유압 제어부(9)는 산출한 입력 토크를 기초로 하여, 체결 완료 시각에 있어서의 작동 유압의 목표압(P_target)을 결정한다.

구체적으로는, 유압 제어부(9)는, 하기 수학식 3을 사용하여, 입력축(4)의 입력 토크로부터, 발진용 체결 요소를 체결하였을 때에 입력 토크를 전달하는 데 필요한 토크 용량(목표 토크 용량)을 산출하고, 산출한 목표 토크 용량을 확보하면서 발진용 체결 요소를 체결시키는 데 필요한 유압값을, 작동 유압의 목표압으로 한다.

여기서, τNe²t는 입력축(4)의 입력 토크이며, G_100%는 변속의 진행도가 100%일 때(체결 완료시)의 게인이다. 또한, 게인 G에 대해서는 후술한다.

스텝 203에 있어서, 유압 제어부(9)는, 도시하지 않은 메모리를 참조하여, 미리 결정된 작동 유압의 목표압이 존재하는지 여부를 확인한다. 체결의 개시가 판정된 후에 최초로 산출된 목표압인지 여부를 확인하기 위해서이다.

미리 결정된 작동 유압의 목표압이 존재하는 경우, 스텝 204에 있어서, 유압 제어부(9)는 메모리(도시하지 않음)에 기억되어 있는 목표압을 스텝 203에서 결정한 목표압으로 갱신하여, 목표압을 수정한다.

이러한 경우에는, 발진용 체결 요소의 체결 도중이므로, 작동 유압의 목표압을, 현시점의 입력 토크를 기초로 하여 정해지는 적절한 값으로 수정하기 위해서이 다.

자동 변속기의 입력 토크는, 엔진 회전수의 변동 등에 의해 변동하고, 체결시에 필요한 토크 용량은 입력 토크에 따라서 변동한다. 예를 들어 엔진의 회전수가 저하되어 입력 토크가 저하되면, 체결 완료 시각에 있어서 필요한 토크 용량과, 이 토크 용량의 확보에 필요한 유압의 지령압도 저하된다.

본 실시 형태에서는, 변동하는 입력 토크에 따른 적절한 목표압에서 발진용 체결 요소가 체결되도록 하기 위해, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 목표 체결 시간 T1의 동안, 체결 개시 시각 t4의 입력 토크를 기초로 하여 결정된 목표압 Pt4로부터, 시각 ta의 입력 토크로부터 결정한 목표압 Pta, 그리고 시각 tb의 입력 토크로부터 결정한 목표압 Ptb라 하는 바와 같이, 목표압을 그 시점의 입력 토크에 따라서 정해지는 적절한 목표압으로 수정하고 있다.

스텝 203에 있어서 미리 결정된 작동 유압의 목표압이 존재하지 않는 경우, 스텝 205에 있어서, 유압 제어부(9)는 스텝 203에서 결정한 목표압을, 현시점에 있어서의 목표압으로서 설정하고, 도시하지 않은 메모리에 기억한다.

이러한 경우, 스텝 203에서 결정한 목표압은, 체결의 개시가 판정된 후에, 체결 개시시의 입력 토크를 기초로 하여 최초에 산출된 목표압에 상당한다.

스텝 206에 있어서, 유압 제어부(9)는 현시점에 있어서의 체결 개시 시각 t4로부터의 경과 시간 Tx를, 타이머 Ta의 출력을 기초로 하여 특정한다.

스텝 207에 있어서, 유압 제어부(9)는, 경과 시간 Tx를 기초로 하여 현시점 에 있어서 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 임시 지령압을 결정한다.

구체적으로는, 유압 제어부(9)는 경과 시간 Tx를 기초로 하여 현시점에 있어서 필요한 토크 용량을 하기 수학식 4로부터 산출한다.

여기서, τNe²t는 입력축(4)의 입력 토크이며, τ는 용량 계수이며, Ne는 엔진 회전수이며, t는 토크비이다. 또한, G는 변속(체결)의 진행도에 따라서 정해지는 게인이다.

Tx는 체결 개시 시각으로부터의 경과 시간이며, Tcl_init는, 체결 개시 시각에 있어서의 작동 유압의 지령압 P_init를 부여하는 토크 용량(지령 토크)이며, T1는 목표 체결 시간이다.

상기 수학식 4는, 체결 개시 시각으로부터 체결 완료 시각까지의 소정의 목표 체결 시간 T1에서, 작동 유압을, 체결 개시시의 지령압으로부터 목표압까지 도달시킬 때의 토크 용량의 변화율을 기울기로 한 직선을 규정하고 있고, 경과 시간 Tx를 매개 변수로 하여 현시점에 있어서 필요한 토크 용량을 알 수 있도록 되어 있다.

따라서, 유압 제어부(9)는, 경과 시간 Tx를 기초로 하여 상기 수학식 4로부터, 현시점에 있어서 필요한 토크 용량을 산출하고, 산출한 토크 용량을 확보하는 데 필요한 유압값을 구하여, 현시점에 있어서의 작동 유압의 임시 지령압으로 한 다.

또한, 게인 G는, 산출되는 토크 용량을 수정하여, 토크 용량으로부터 결정되는 작동 유압의 지령압을 조정하기 위한 계수이며, 본 실시 형태에서는, 게인의 값은 체결 초기가 가장 작고, 체결 종기에 가까워짐에 따라서 커지도록 설정되어 있다.

이는, 체결 초기에는, 엔진 회전수(Ne)가 크기 때문에, 지령압이 지나치게 커지지 않도록 하기 위해 게인의 값을 작게 하고, 체결 후기에 있어서는, 필요한 토크 용량을 확보하면서 체결하는 데 충분한 지령압이 결정되도록, 체결 초기의 게인보다도 크게 하고 있기 때문에다.

또한, 본 실시 형태에서는, 게인 G의 값과 상기한 변속(체결)의 진행도의 관계를 규정하는 데이터가, 유압 제어부(9)의 도시하지 않은 메모리에 기억되어 있고, 변속의 진행도로부터, 현시점에 있어서의 게인 G의 값이 정해지도록 되어 있다.

이 데이터는, 체결 쇼크나 응답 등을 고려하여, 실험 적합 등의 결과를 근거로 하여 결정되어 있다.

여기서, 상기 수학식 4의 (τNe²t×G-Tcl_init)/T1)는, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 목표 체결 시간 T1 동안, 작동 유압의 지령압을, 체결 개시시의 유압으로부터 목표압까지 도달시키는 변화율을 규정하고 있고, 변화율은 목표압에 따라서 다른 값이 된다.

예를 들어, 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이, 도면 중 부호 Xt4로 나타내는 선분을 따라 목표압 Pt4를 향해 지령압을 변화시키는 변화율로부터, 도면 중 부호 Xta로 나타내는 선분을 따라 지령압을 목표압 Pta를 향해 변화시키는 변화율, 그리고 도면 중 부호 Xtb로 나타내는 선분을 따라 지령압을 목표압 Ptb를 향해 변화시키는 변화율과 같이, 목표압이 수정될 때마다 수정된 목표압에 따른 다른 변화율이 된다.

따라서, 도 5의 (a)에 나타내는 예의 경우, 상기 수학식 4로부터 산출되는 토크 용량을 기초로 하여 지령압을 결정하면, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 동안의 각 시점에 있어서의 작동 유압의 지령압은, 도면 중 부호 I로 나타내는 선분을 따라 목표압을 향해 변화하게 된다.

스텝 208에 있어서, 유압 제어부(9)는 경과 시간 Tx를 기초로 하여, 현시점에 있어서 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 하한 지령압을 결정한다.

구체적으로는, 경과 시간 Tx를 기초로 하여 현시점에 있어서의 토크 용량의 하한(하한 토크 용량)을, 하기 수학식 5로부터 산출한다.

여기서, τNe²t는 입력축(4)의 입력 토크이며, τ는 용량 계수이며, Ne는 엔진 회전수이며, t는 토크비이다. 또한, G_100%는, 변속의 진행도가 100%일 때(체결 완료시)의 게인이다.

상기 수학식 5는 체결 개시 시각으로부터 체결 개시 시각까지의 소정의 목표 체결 시간 T1에서, 작동 유압을, 발진용 체결 요소의 체결 방향으로의 이동에 필요한 최소의 유압으로부터 목표압까지 도달시킬 때의 토크 용량의 변화율을 기울기로 한 직선을 규정하고 있고, 경과 시간 Tx를 매개 변수로 하여, 현시점에서의 토크 용량의 하한치를 알 수 있도록 되어 있다.

따라서, 유압 제어부(9)는 경과 시간 Tx를 기초로 하여, 상기 수학식 5로부터, 현시점에 있어서의 토크 용량의 하한치를 산출하고, 산출한 하한치의 토크 용량을 확보하는 데 필요한 유압값을 구하여, 현시점에 있어서의 작동 유압의 하한 지령압으로 한다.

또한, 발진용 체결 요소의 체결 방향으로의 이동에 필요한 최소의 유압이라 함은, 리턴 스프링에 의해 발진용 체결 요소를 해방하는 방향으로 압박되어 있는 피스톤을, 발진용 체결 요소를 체결하는 방향으로 이동시키는 데 필요한 유압의 최소값을 의미하고, 본 실시 형태에서는 리턴 스프링이 부여하는 하중 상당의 압박력을 피스톤에 작용시키는 유압값을 의미한다.

여기서, 상기 수학식 5의 (τNe²t×G_100%)/(T1)는, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 목표 체결 시간 T1의 동안에, 작동 유압의 지령압을, 발진용 체결 요소의 체결 방향으로의 이동에 필요한 최소의 유압으로부터 목표압까지 도달시키는 변화율을 규정하고 있고, 변화율은 목표압에 따라서 다른 값이 된다.

예를 들어, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 도면 중 부호 Yt4로 나타내는 선분을 따라 목표압 Pt4를 향해 지령압을 변화시키는 변화율로부터, 도면 중 부호Ytc로 나타내는 선분을 따라 목표압 Ptc를 향해 지령압을 변화시키는 변화율과 같이, 목표압이 수정될 때마다 수정된 목표압에 따른 다른 변화율이 된다.

스텝 209에 있어서, 유압 제어부(9)는, 임시 지령압이 하한 지령압보다도 큰지 여부를 확인한다.

임시 지령압이 하한 지령압보다도 큰 경우(임시 지령압＞하한 지령압), 스텝 210에 있어서, 유압 제어부(9)는 임시 지령압을 작동 유압의 현시점에 있어서의 지령압으로서 설정한다.

한편, 임시 지령압이 하한 지령압보다도 작은 경우(임시 지령압≤하한 지령압), 스텝 211에 있어서, 유압 제어부(9)는 하한 지령압을 작동 유압의 현시점에 있어서의 지령압으로서 설정한다.

예를 들어, 도 5의 (b)에 있어서, 시각 tc에 있어서의 지령압을 설정하는 경우, 체결 개시 시각 t4로부터 시각 tc까지의 경과 시간과 선분 Xtc로부터 구한 임시 지령압 a와, 경과 시간과 선분 Ytc로부터 구한 하한 지령압 b 중 큰 쪽이, 시각 tc에 있어서의 지령압으로서 결정되므로, 이 도면의 경우에는 임시 지령압 a가 지령압으로서 설정된다.

종래의 장치에서는, 체결 개시 후 체결 완료까지의 동안에 지령압이 저하되는 구성이 아니었지만, 실시 형태에 관한 유압 제어 장치에서는, 지령압을 저하 가능하게 함으로써, 체결 완료시에 발진 요소가 적정한 유압(목표압)으로 체결되도록 하고 있다.

그로 인해, 입력 토크에 따라서 작동 유압의 목표압을 수정하면, 입력 토크가 크게 저하된 경우에는, 상기 수학식 4로부터 산출된 토크 용량으로부터 결정되는 임시 지령압도 크게 저하되어, 예를 들어 도 5의 (b)에 있어서의 선분 Xt6과 같이 지령압의 변화율이 마이너스가 되는 경우가 있다.

이 경우, 예를 들어 유압의 편차 등에 의해 체결 완료 시각 t6의 시점에서 발진용 체결 요소를 체결할 수 없는 경우에는, 변화율이 마이너스인 상태에서 목표 체결 시간 T1이 경과하면, 체결 완료 시각 t6 이후도 지령압이 저하되어, 발진용 체결 요소의 체결이 불완전해지는 경우가 있다.

여기서, 상기 수학식 5로부터 산출한 하한의 토크 용량으로부터 결정되는 지령압 중, 체결 개시 시각 t4에 있어서의 지령압 P_ret는, 리턴 스프링이 부여하는 하중 상당의 압박력을 피스톤에 작용시키면서 토크를 발생시키지 않는 작동 유압을 부여하여, 체결 완료 시각 t6에 있어서의 지령압보다도 작은 값이 된다. 따라서, 상기 수학식 5로부터 산출한 하한의 토크 용량으로부터 결정되는 하한 지령압의 변화율은, 체결 개시 후에 목표압이 크게 저하되어도, 예를 들어 도 5의 (b)에 있어서의 선분 Yt4, Ytc, Yt6과 같이 반드시 플러스가 된다.

그래서, 본 실시 형태에서는, 임시 지령압의 변화율이 마이너스인 상태에서 목표 체결 완료 시간 T1이 경과한 경우에는, 상기 수학식 4로부터 결정되는 지령압(임시 지령압) 대신에, 상기 수학식 5로부터 결정되는 지령압(하한 지령압)을 사용하여, 지령압의 변화율이 최종적으로 반드시 플러스가 되도록 함으로써, 목표 체 결 완료 시간 T1 경과 후에도 지령압이 저하되어 발진용 체결 요소를 체결할 수 없게 되는 것을 방지하고 있다.

스텝 212에 있어서, 유압 제어부(9)는 설정한 지령압의 유압이 체결 요소에 공급되도록 압력 조절 밸브를 제어하기 위한 지령을 생성하여, 솔레노이드(8)에 출력함으로써, 입력 토크를 기초로 하여 결정(수정)된 지령압이 규정하는 값의 작동 유압을 발진용 체결 요소에 공급한다.

도 2로 복귀하여, 스텝 106에 있어서, 유압 제어부(9)는 체결이 완료되었는지 여부를 판정한다.

구체적으로는, 유압 제어부(9)는 터빈 회전수(Nt)와 출력축 회전수(No)의 차에 기어비를 승산하여 구한 비교값 T[T=(Nt-No)×기어비]가, 체결의 완료를 판정하기 위한 임계값 β보다도 작아진 경우(T＜β)에, 체결이 완료되었다고 판정한다.

체결이 완료되었다고 판정되면, 스텝 107에 있어서, 유압 제어부(9)는 체결 완료의 판정으로부터 체결 확보 시간 T2가 경과하였는지 여부를 확인하기 위한 타이머 Tb가 이미 시작되어 있는지를 확인한다.

그리고, 시작되어 있지 않은 경우에는, 타이머 Tb를 시작시킨다(스텝 108). 도 3의 경우, 시각 t5에 있어서, 체결이 완료되었다고 판정되어, 타이머 Tb가 시작된다.

한편, 스텝 106에 있어서 체결이 완료되었다고 판정되지 않은 경우에는, 체결이 완료되었다고 판정될 때까지, 스텝 105의 처리가 반복된다.

스텝 109에 있어서, 유압 제어부(9)는, 체결이 완료되었다고 판정되고 나서 의 경과 시간 Ty를, 타이머 Tb의 출력을 기초로 하여 특정하고, 경과 시간 Ty가 체결 확보 시간 T2를 경과하였는지 여부를 확인한다.

체결 확보 시간 T2가 경과되어 있는 경우, 스텝 110에 있어서, 유압 제어부(9)는 클러치의 완전 체결 제어를 실행한다.

구체적으로는, 도 3에 도시한 바와 같이, 체결 확보 시간 T2가 경과하였다고 판정된 시각 t6으로부터 소정 시간 동안, 미리 정해진 기울기로 지령압을 상승시킨다.

그리고, 이 클러치의 완전 체결 제어가 종료되는 시각 t7에 있어서, 유압 제어부(9)는 지령압을 라인압까지 상승시키고, 이후 라인압으로 유지함으로써, 체결 요소의 체결 상태를 유지한다.

한편, 스텝 109에 있어서, 체결 확보 시간 T2가 경과되어 있지 않은 경우, 체결 확보 시간이 경과할 때까지의 동안, 상기한 스텝 105의 처리가 반복되게 된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 목표 체결 시간 T1의 동안, 상기한 스텝 201로부터 스텝 212까지의 처리가 반복되어, 변동하는 입력 토크에 따라서 목표압이 수정된다. 또한, 지령압을, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 목표 체결 시간 T1에서, 수정 후의 목표압까지 도달시키는 경우의 현시점에 있어서의 임시 지령압과 하한 지령압이 구해지고, 이들 중 큰 쪽이 현시점에 있어서의 지령압으로서 결정된다.

예를 들어, 입력 토크가 저하되고 있는 상황을 기초로 임시 지령압이 하한 지령압보다도 작은 값이 되지 않고 목표 체결 시간 T1이 경과한 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 동안의 지령압은 도면 중 부호 U로 나타내는 실선을 따라 변화한다. 여기서, 이 실선 U에 있어서의 시각 t4로부터 t6까지의 범위가, 목표 체결 시간 T1에 있어서의 임시 지령압의 궤적을 나타내고, 부호 L로 나타내는 점선의 시각 t4로부터 t6까지의 범위가, 목표 체결 시간 T1에 있어서의 하한 지령압의 궤적을 나타내고 있다.

여기서, 상기한 스텝 201로부터 스텝 205까지의 처리가, 발명에 있어서의 목표압 설정부에 상당하고, 스텝 206으로부터 스텝 208까지의 처리가 발명에 있어서의 변화율 결정부에 상당하고, 스텝 209로부터 스텝 211까지의 처리가 발명에 있어서의 지령압 결정부에 상당한다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 시프트 레버의 선택 레인지가 주행 레인지로 절환되면, 체결 개시 시각 t4에 있어서의 자동 변속기의 입력축(4)의 입력 토크를 기초로 하여 목표의 체결 완료 시각 t6에 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 목표압을 결정하고, 발진용 체결 요소의 체결 완료까지의 동안, 소정 시간마다 입력 토크를 기초로 하여 목표압을, 발진용 체결 요소의 체결에 필요한 적절한 값으로 수정하는 목표압 설정부와, 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압이, 체결 완료 시각 t6으로 수정 후의 목표압에 도달하도록, 작동 유압을 제어하는 유압 제어부를 구비하는 구성의 자동 변속기의 유압 제어 장치로 하였다.

이에 의해, 발진용 체결 요소의 체결 완료까지의 동안, 소정 시간 간격마다 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 목표압이 자동 변속기의 입력 토크를 기 초로 하여 수정되어, 체결 완료시에 수정 후의 목표압에 도달하도록 작동 유압이 제어되므로, 체결 도중에 엔진의 회전수가 변화되어 자동 변속기의 입력 토크가 변화되어도, 입력 토크의 변화에 따라서 작동 유압의 목표압이 수정되어, 체결 완료시에 체결 요소에 공급되는 유압이 필요 이상으로 높아지는 것이 방지된다.

따라서, 체결 요소의 체결 도중에 입력 토크가 변화되어도, 큰 체결 쇼크를 발생시키지 않고, 목표의 체결 완료 시각 t6에 체결 요소를 체결할 수 있다.

또한, 유압 제어부는, 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압을, 발진용 체결 요소의 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 목표 체결 시간 T1에서, 목표압 Pt4까지 도달시킬 때의 토크 용량의 변화율을 결정하는 변화율 결정부와, 현시점에 있어서의 체결 개시로부터의 경과 시간과 변화율을 기초로 하여 현시점에 있어서 필요한 토크 용량을 산출하고, 산출한 토크 용량을 기초로 하여 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압을 결정하는 지령압 결정부를 구비하여, 목표압이 수정되면, 변화율 결정부가 수정 후의 목표압을 기초로 하여 변화율을 변경하고, 변화율이 변경되면, 지령압 결정부가 경과 시간과 변경 후의 변화율을 기초로 하여 지령압을 결정하는 구성으로 하였다.

이에 의해, 작동 유압의 목표압이 수정되면, 토크 용량의 변화율이, 작동 유압을 목표 체결 시간 T1에서 목표압에 도달시키는 변화율로부터, 작동 유압을 목표 체결 시간 T1에서 수정 후의 목표압에 도달시키는 변화율로 변경되므로, 체결 완료까지의 각 시점에 있어서의 지령압이 입력 토크의 변동에 의한 목표압의 수정을 반영한 후에 결정된다.

따라서, 작동 유압이 목표 체결 시간 T1에서 수정 후의 목표압에 도달하도록, 체결 완료까지의 각 시점에 있어서의 작동 유압의 지령압이 결정되므로, 체결 완료시에 입력 토크를 전달하는 데 필요한 토크 용량을 확보하면서, 적절한 유압으로 발진용 체결 요소를 체결할 수 있다.

또한, 변화율 결정부는, 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압을, 체결 개시 시각 t4로부터 체결 완료 시각 t6까지의 목표 체결 시간 T1에서, 체결 개시시의 유압 P_init로부터 목표압까지 도달시킬 때의 토크 용량의 변화율(제1 변화율)과, 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압을, 목표 체결 시간 T1에서, 발진용 체결 요소의 체결 방향으로의 이동에 필요한 최소의 유압 P_ret로부터 목표압까지 도달시킬 때의 토크 용량의 변화율(제2 변화율)을 결정하고, 지령압 결정부는, 현시점에 있어서의 체결 개시로부터의 경과 시간과 제1 변화율을 기초로 하여 산출한 토크 용량으로부터 결정되는 지령압(임시 지령압)과, 경과 시간과 제2 변화율을 기초로 하여 산출한 토크 용량으로부터 결정되는 지령압(하한 지령압) 중 큰 쪽을, 현시점에 있어서 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압으로서 결정하는 구성으로 하였다.

이에 의해, 임시 지령압이 하한 지령압보다도 작아진 경우에는, 변화율이 반드시 플러스가 되도록 설정된 하한 지령압이, 작동 유압의 지령압이 되므로, 예를 들어 유압의 편차 등에 의해 체결 완료 시각 t6의 시점에서 발진용 체결 요소를 체결할 수 없었던 경우에, 체결 완료 시각 t6 이후도 지령압이 계속해서 저하되는 일 없이, 발진용 체결 요소의 체결을 확실하게 행할 수 있게 된다.

또한, 체결 개시시에 하한 지령압이 부여하는 작동 유압은, 리턴 스프링이 부여하는 하중 상당의 압박력을 피스톤에 작용시키는 데 필요한 최소의 유압이므로, 체결 요소의 체결ㆍ해방을 행하는 피스톤의, 체결 개시 위치까지의 스트로크를 보증할 수 있다.

또한, 지령압 결정부는, 경과 시간과 제1 변화율을 기초로 하여 결정된 지령압에 체결의 진행도에 따라서 정해지는 게인을 승산하여 구한 임시 지령압과, 경과 시간과 제2 변화율을 기초로 하여 결정된 지령압에 체결 요소의 체결 완료시의 게인을 승산하여 구한 하한 지령압 중 큰 쪽을, 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압으로서 결정하는 구성으로 하였다.

이에 의해, 입력 토크에 따라서 정해지는 임시 지령압을 지령압으로 한 경우에, 체결 초기나 체결 종기에 있어서의 지령압의 크기를, 게인에 의해 원하는 크기로 조정할 수 있다.

또한, 지령압의 하한을 규정하는 하한 지령압을 한 경우에, 체결 완료시의 게인을 승산함으로써, 작동 유압에 편차가 발생해도, 체결 완료시에 작동 유압의 편차의 영향을 배제하여, 발진용 체결 요소를 체결 완료 시각 t6에 있어서 확실하게 체결시킬 수 있게 된다.

특히, 체결의 진행도에 따라서 결정되는 게인은, 체결 초기가 가장 작고, 체결 종기에 가까워짐에 따라서 커지도록 설정되어 있으므로, 엔진 회전수(Ne)가 큰 체결 초기에 있어서 지령압이 지나치게 커지지 않도록 할 수 있는 동시에, 체결 후기에 있어서 필요한 토크 용량을 확보할 수 있는 충분한 유압을 확보할 수 있게 된 다.

또한, 소정 시간마다의 자동 변속기의 입력 토크[입력축(4)의 입력 토크]는, 체결 요소의 체결 후의 터빈 회전수(Nt)와 소정 시간마다의 엔진 회전수(Ne)를 기초로 하여 산출되는 토크 컨버터의 속도비를 기초로 하여 산출되는 토크 컨버터의 용량 계수 τ 및 토크비 t와, 소정 시간마다의 엔진 회전수(Ne)를 기초로 하여, 하기 수학식 6으로부터 산출되는 구성으로 하였다.

이에 의해, 체결 요소의 체결 후의 속도비에 의존하는 토크 컨버터의 용량 계수 τ 및 토크비 t를 이용하여 입력 토크를 산출하므로, 체결 요소를 체결하는 데 필요한 작동 유압을 고정밀도로 제어할 수 있다.

상기한 실시 형태에서는, 엔진 회전수가 높은 체결 초기에 있어서 체결압이 지나치게 커지지 않도록 하는 동시에, 체결 후기에 있어서 필요한 클러치 용량을 얻을 수 있도록 하기 위해, 체결 초기로부터 체결 종기로 향함에 따라서 게인 G의 값이 커지도록 설정한 경우를 예로 들어 설명을 하였다.

그러나, 체결 초기에 체결을 빠르게 진행시켜, 체결 종기에 매끄럽게 클러치를 체결할 수 있도록 하기 위해, 체결 초기의 게인의 값을 높게 하여, 체결 초기로부터 체결 종기를 향함에 따라서 게인 G의 값이 작아지도록 해도 좋다.

상기한 실시 형태에서는, 시프트 레버가 N 레인지로부터 D 레인지로 절환된 경우를 예시하였지만, 본 발명은, 시프트 레버가 N 레인지로부터 R 레인지로 절환 된 경우, P 레인지로부터 D 레인지로 절환된 경우, 그리고 P 레인지로부터 R 레인지로 절환된 경우에도 적용 가능하다.

상기한 실시 형태에서는, 복수의 체결 요소의 체결, 해방의 조합에 의해 원하는 변속단을 실현하는 자동 변속기의 경우를 예시하였지만, 본 발명은, D 레인지 또는 R 레인지로 절환된 경우에 전진용 체결 요소 또는 후퇴용 체결 요소를 체결하는 무단 변속기의 경우에도 적용 가능하다.

도 1은 실시 형태에 관한 유압 제어 장치를 적용한 자동 변속기의 구성을 도시하는 도면.

도 2는 유압 제어 장치의 유압 제어부가 행하는 처리를 설명하는 흐름도이다.

도 3은 유압 제어 장치에 있어서의 제어 형태를 설명하는 타임챠트.

도 4는 체결의 개시가 판정된 후에 유압 제어부가 행하는 처리의 상세를 설명하는 흐름도.

도 5는 유압 제어부에 의한 목표압의 수정과, 제1 변화율 및 제2 변화율의 설정과 수정을 설명하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진

2 : 토크 컨버터

3 : 변속 기구부

4 : 입력축

5 : 출력축

6 : 체결 요소

7 : 밸브 보디

8 : 솔레노이드

9 : 유압 제어부

10 : 엔진 회전 센서

11 : 터빈 회전 센서

12 : 출력축 회전 센서

13 : 인히비터 스위치

Claims (5)

1. 시프트 레버의 선택 레인지가 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 절환되었을 때에, 유압에 의해 작동하는 발진용 체결 요소를 체결하는 자동 변속기의 유압 제어 장치이며,

   시프트 레버의 선택 레인지가 주행 레인지로 절환되면, 자동 변속기의 입력 토크를 기초로 하여, 체결 완료시에 상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 목표압을 결정하고, 상기 발진용 체결 요소의 체결 완료까지의 동안, 소정 시간마다 상기 입력 토크를 기초로 하여 상기 목표압을 수정하는 목표압 설정부와,

   상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압이, 상기 체결 완료시에 수정 후의 목표압에 도달하도록 상기 작동 유압을 제어하는 유압 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 유압 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 유압 제어부는,

   상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압을, 상기 발진용 체결 요소의 체결 개시로부터 상기 체결 완료까지의 동안에, 상기 목표압까지 도달시키는 변화율을 결정하는 변화율 결정부와,

   현시점에 있어서의 상기 체결 개시로부터의 경과 시간과, 상기 변화율을 기초로 하여, 현시점에 있어서 상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압을 결정하는 지령압 결정부를 구비하고,

   상기 변화율 결정부는,

   상기 목표압이 수정되면, 수정 후의 목표압을 기초로 하여 상기 변화율을 변경하고,

   상기 지령압 결정부는,

   상기 변화율이 변경되면, 상기 경과 시간과 변경 후의 변화율을 기초로 하여 상기 지령압을 결정하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 유압 제어 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 변화율 결정부는,

   상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압을, 상기 체결 개시로부터 상기 체결 완료까지의 동안에, 상기 체결 개시시의 유압으로부터 상기 목표압까지 도달시키는 제1 변화율과,

   상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압을, 상기 체결 개시로부터 상기 체결 완료까지의 동안에, 상기 발진용 체결 요소의 체결 방향으로의 이동에 필요한 최소의 유압으로부터 상기 목표압까지 도달시키는 제2 변화율을 결정하고,

   상기 지령압 결정부는,

   상기 경과 시간과 상기 제1 변화율을 기초로 하여 결정한 지령압과, 상기 경과 시간과 상기 제2 변화율을 기초로 하여 결정한 지령압 중 큰 쪽을, 상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압으로서 결정하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 유압 제어 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 지령압 결정부는,

   상기 경과 시간과 상기 제1 변화율을 기초로 하여 결정한 지령압에, 상기 발진용 체결 요소의 체결의 진행도에 따라서 결정되는 게인을 승산한 값과, 상기 경과 시간과 상기 제2 변화율을 기초로 하여 결정한 지령압에, 상기 발진용 체결 요소의 체결 완료시의 게인을 승산한 값 중 큰 쪽을, 상기 발진용 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압으로서 결정하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 유압 제어 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입력 토크는, 소정 시간마다의 엔진 회전수와 상기 체결 완료시의 터빈 회전수로부터 산출되는 토크 컨버터의 속도비를 기초로 하여 산출되는 토크 컨버터의 용량 계수 및 토크비와, 소정 시간마다의 엔진 회전수를 기초로 하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 유압 제어 장치.

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