KR101551589B1

KR101551589B1 - 자동 변속기의 제어 장치

Info

Publication number: KR101551589B1
Application number: KR1020147016176A
Authority: KR
Inventors: 모리마사 야마와키; 다츠야 하야시
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2012-11-16
Publication date: 2015-09-08
Also published as: JP5740009B2; EP2781801A4; US9031752B2; EP2781801A1; CN104011437B; KR20140085601A; US20140332333A1; WO2013073646A1; CN104011437A; JPWO2013073646A1

Abstract

자동 변속기의 제어 장치는, 로크업 클러치의 실제 슬립량을 목표 슬립량에 일치시키는 피드백 제어를 행하는 로크업 클러치 제어 수단과, 비변속시의 제로 슬립 요구에 기초하여, 로크업 클러치를 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 하는 제로 슬립 제어 수단을 구비한다. 제로 슬립 제어 수단은, 제로 슬립 상태로의 이행시에, 목표 슬립량을 슬립량 임계값에 고정하여 소정 기간 유지하고, 상기 소정 기간의 경과 후에, 목표 슬립량을 슬립량 임계값으로부터 시간의 경과와 함께 소정의 기울기로 제로 슬립량으로 서서히 감소시킨다.

Description

자동 변속기의 제어 장치 {DEVICE FOR CONTROLLING AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은, 슬립 로크업 제어로의 신속한 이행에 대비하여, 로크업 클러치를 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 하는 제어를 행하는 자동 변속기의 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 변속 중에는 소정의 회전차로 피드백 제어하는 등, 로크업 클러치를 미끄러지게 하여(이른바, 슬립 로크업 제어), 변속 쇼크를 억제하고 있다.

한편, 비변속시에는, 큰 구동력이 필요한 경우를 제외하고, 로크업 클러치를 체결하여, 토크 컨버터에서의 미끄럼을 없애, 연비를 향상시킨다고 하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.

또한, 최근에는 다단화가 진행되어, 변속이 빈번하게 일어나므로, 상기 로크업 클러치의 체결에 관하여, 상기 슬립 로크업 제어를 즉시 행할 수 있도록, 비변속시 등 로크업 클러치를 미끄러지게 하고 싶지 않을 때에는, 로크업 체결 용량을, 미끄럼이 발생하기 직전의 상태(이하, 제로 슬립 상태)로 하는 것도 행해지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

그러나, 하기에 열거하는 이유에 의해, 로크업 체결 용량을 미끄러지기 직전의 상태(제로 슬립 상태)로 하는 것은 매우 어렵고, 비변속 중에 로크업 클러치가 필요 이상의 용량을 가진 상태(실질적인 체결 상태)로 되면, 변속 중의 슬립 로크업 제어의 개시가 지연되어 버려, 변속 쇼크가 발생한다고 하는 문제가 있다.

(a) 상기 제로 슬립 상태는, 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)가 동등한 상태인데, 회전수를 검출하고 있는 것만으로는, 클러치 미끄럼이 없는 것은 알 수 있지만, 로크업 체결 용량이 과다한 상태인지, 아니면 로크업 체결 용량이 적절한 상태인지는 알 수 없다.

(b) 로크업 클러치를 해방 상태로부터 체결 상태로 천이할 때, 목표 슬립량을 서서히 저감시키면서 피드백 제어를 행하는 것은 일반적으로 행해지고 있지만, 로크업 클러치의 기구상, 리턴 스프링이 없으므로 로크업 클러치의 기구의 움직임의 제어가 어렵다. 예를 들어, 로크업 클러치가 움직이기 시작하면 관성력이 작용하여, 로크업 클러치가 기계적으로 움직여 버려, 목표 슬립량이 아직 큰 단계에서 체결되어 버리거나 하는 경우가 있다.

(c) 엔진 토크(Te)나 엔진 회전수(Ne) 등을 사용함으로써(Te-τNe²), 로크업 체결 용량이 발생하기 시작한 타이밍을 어느 정도는 추정할 수 있다. 그러나, 엔진 토크(Te)나 엔진 회전수(Ne) 등은, 외란의 영향이 크고, 또한 엔진 토크(Te)나 엔진 회전수(Ne)의 검출에 지연이 있는 것 등으로부터, 고정밀도로, 미끄러지기 직전의 용량으로 로크업 클러치를 유지하는 것은 매우 곤란하다.

일본 특허 공개 제2009-243533호 공보

본 발명은, 로크업 클러치의 슬립량을 관리하는 것만으로, 로크업 체결 용량을 미끄러지기 직전의 제로 슬립 상태로 안정적으로 유도할 수 있는 자동 변속기의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 자동 변속기의 제어 장치는,

차량의 구동원과 자동 변속기 사이에 개재 장착되는 토크 컨버터와,

상기 토크 컨버터의 구동원측과 자동 변속기측을 체결 가능하게 설치되는 로크업 클러치와,

상기 로크업 클러치의 실제 슬립량을 목표 슬립량에 일치시키는 피드백 제어를 행하는 로크업 클러치 제어 수단과,

비변속시의 제로 슬립 요구에 기초하여, 상기 로크업 클러치를 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 하는 제로 슬립 제어 수단을 구비하는 자동 변속기의 제어 장치에 있어서,

상기 제로 슬립 제어 수단은, 제로 슬립 상태로의 이행시에, 상기 목표 슬립량을 슬립량 임계값에 고정하여 소정 기간 유지하고, 상기 소정 기간의 경과 후에, 목표 슬립량을 슬립량 임계값으로부터 시간의 경과와 함께 제로 슬립량으로 서서히 감소시킨다.

예를 들어, 단순히 로크업 클러치의 목표 슬립량을 시간의 경과와 함께 제로 슬립량으로 감소시키는 제어를 행하면, 리턴 스프링을 갖지 않는 로크업 클러치가 움직이기 시작하면 관성력이 작용하여, 로크업 클러치가 기계적으로 움직여 버려, 목표 슬립량이 아직 큰 단계에서 체결되어 버리거나 한다.

이에 반해, 본 발명에서는, 목표 슬립량을 슬립량 임계값에 고정한 상태에서 소정 기간 유지한다고 하는 처리를 행함으로써, 관성력에 의한 기계적인 움직임이 일단 억제되어, 슬립량 임계값에 의한 슬립 상태에서 안정된다. 즉, 제로 슬립 상태의 근방(제로 슬립 상태보다는 슬립량이 약간 큰 상태)으로 일단 유지함으로써, 로크업 클러치의 기계적인 움직임이 억제되고, 그 후, 목표 슬립량을 서서히 감소시킴으로써 안정된 제로 슬립 상태에 수렴된다. 따라서, 로크업 클러치의 관성 등에 영향을 받지 않고, 제로 슬립 상태로 확실하게 유도할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 로크업 클러치의 슬립량을 관리하는 것만으로, 로크업 체결 용량을 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 안정적으로 유도할 수 있다.

도 1은 실시예의 자동 변속기의 제어 장치가 적용된 엔진 구동계 및 제어계를 도시하는 전체 시스템도이다.
도 2는 실시예의 자동 변속기의 제어 장치의 컨트롤러에서 실행되는 제로 슬립 제어 처리의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 실시예의 제로 슬립 제어에 의해 슬립 로크업 상태의 로크업 클러치를 제로 슬립 상태로 할 때의 엔진 회전수(Ne)·터빈 회전수(Nt)·실제 슬립량·목표 슬립량의 각 특성을 나타내는 타임차트이다.

이하, 본 발명의 자동 변속기의 제어 장치를, 도면에 나타내는 실시예에 기초하여 설명한다.

우선, 구성을 설명한다.

실시예에 있어서의 자동 변속기의 제어 장치의 구성을, 「전체 시스템 구성」, 「제로 슬립 제어 구성」으로 나누어 설명한다.

[전체 시스템 구성]

도 1은, 실시예의 자동 변속기의 제어 장치가 적용된 엔진 구동계 및 제어계를 나타낸다. 이하, 도 1에 기초하여, 전체 시스템 구성을 설명한다.

실시예의 자동 변속기의 제어 장치가 적용된 엔진 구동계는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 토크 컨버터(1)와, 엔진(2)(구동원)과, 자동 변속기(3)와, 로크업 클러치(8)를 구비하고 있다.

상기 토크 컨버터(1)는, 엔진(2)과 자동 변속기(3) 사이에 개재 장착되고, 엔진(2)의 구동력을, 유체를 통해 자동 변속기(3)에 전달한다. 토크 컨버터(1)에는, 엔진(2)의 출력축(4)에 연결되는 펌프 임펠러(5)와, 자동 변속기(3)의 입력축(6)에 연결되는 터빈 러너(7)가 대향하도록 배치된다. 엔진(2)의 회전에 수반하여 펌프 임펠러(5)가 회전하면, 토크 컨버터(1)의 내부에 충전된 변속기 작동유(ATF)가 유동하고, 이에 의해 터빈 러너(7)가 회전한다.

상기 로크업 클러치(8)는, 변속기의 입력축(6)에 연결되고, 터빈 러너(7)와 함께 회전하는 것으로, 엔진(2)의 출력축(4)에 연결되고 펌프 임펠러(5)와 일체의 프론트 커버(9)의 내측 위치에 배치된다. 이 로크업 클러치(8)를 펌프 임펠러(5)에 체결하면, 토크 컨버터(1)의 입력 요소와 출력 요소가 직결되어 상대 회전이 없어져, 완전 로크업 상태로 된다. 또한, 입력 요소와 출력 요소를 반체결 상태로 하면, 입력 요소와 출력 요소 사이에 슬립을 발생하는 슬립 로크업 상태로 된다. 로크업 클러치(8)를 완전히 해방하면 언로크업 상태로 된다.

상기 로크업 클러치(8)는, 그 양측에 각각 작용하는 토크 컨버터 어플라이압(PA)과 토크 컨버터 릴리즈압(PR)의 차압에 따라서 동작하고, 릴리즈압(PR)이 어플라이압(PA)보다도 높을 때 해방되고, 릴리즈압(PR)이 어플라이압(PA)보다도 낮을 때 체결된다. 로크업 클러치(8)의 체결력에 의존하는 토크 컨버터(1)의 로크업 클러치(8)에 의한 전달 가능 토크, 즉, 로크업 체결 용량은, 전술한 차압에 의해 결정된다.

실시예의 자동 변속기의 제어 장치가 적용된 제어계는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 컨트롤러(10)와, 액셀러레이터 페달 조작량 센서(11)와, 스로틀 개방도 센서(12)와, 차속 센서(13)와, 인히비터 스위치(14)와, 엔진 회전수 센서(15)와, 터빈 회전수 센서(16)와, 유온 센서(17)와, 유압 회로(20)를 구비하고 있다.

상기 컨트롤러(10)는, 토크 컨버터(1)의 입력 요소와 출력 요소의 목표 회전 속도차[목표로 하는 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 차]인 목표 슬립량을 연산하여, 토크 컨버터 어플라이압(PA)과 토크 컨버터 릴리즈압(PR)의 차압을 제어한다. 목표 슬립량이 클수록 차압을 작게 하여, 로크업 클러치(8)의 체결력을 감소시킨다. 이 컨트롤러(10)는, 엔진 토크에 기초하여 로크업 클러치(8)의 목표 슬립량을 연산한다. 또한, 연산된 목표 슬립량과 실제 슬립량[실제의 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 차]의 편차에 기초하는 피드백 제어에 의해 차압 지령값을 연산하고, 이 차압 지령값을 로크업 클러치(8)에의 공급 유압을 제어하는 유압 회로(20)에 지시한다. 또한, D 레인지 및 M 레인지 이외일 때에는, 제로 슬립 제어는 행해지지 않는다.

[제로 슬립 제어 구성]

도 2는, 실시예의 컨트롤러(10)에서 실행되는 제로 슬립 제어의 처리의 흐름을 나타낸다(제로 슬립 제어 수단). 이하, 제로 슬립 제어 구성을 나타내는 도 2의 각 스텝에 대해 설명한다. 또한, 이 처리는, 비변속시 등, 로크업 클러치(8)를 미끄러지게 하고 싶지 않을 때에 출력되는 제로 슬립 요구에 의해 개시된다.

스텝 S1에서는, 유온 센서(17)로부터의 센서 신호에 기초하는 변속기 작동유(ATF)의 유온이 소정값 이상인지 여부를 판단한다. "예"(유온≥소정값)인 경우는 스텝 S3으로 진행하고, "아니오"(유온＜소정값)인 경우는 스텝 S2로 진행한다.

여기서, 소정값은, 유온에 의존하는 변속기 작동유의 점성 변화에 의해, 로크업 클러치(8)의 제어성이 악화되는 저온측의 유온으로 설정한다. 즉, 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 하는 제로 슬립 제어가 곤란해지는 유온에 상당한다.

스텝 S2에서는, 스텝 S1에서의 유온＜소정값이라는 판단에 기초하여, 제로 슬립 제어는 행하지 않고, 목표 슬립량으로서 통상의 요구에 따른 목표 슬립량, 즉, 통상시 목표 슬립량을 출력한다. 그리고, "종료"로 진행하여, 제로 슬립 제어의 루틴을 종료한다.

스텝 S3에서는, 스텝 S1에서의 유온≥소정값이라는 판단에 이어서, 그때의 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량(슬립량 임계값) 이하인지 여부를 판단한다. "예"인 경우는 스텝 S5로 진행한다. "아니오"인 경우는 스텝 S4로 진행하여, 목표 슬립량을, 제1 목표 슬립량 저하 기울기(θ1)로 서서히 감소시키고, 다시 스텝 S3의 판단을 반복한다.

즉, 제로 슬립 요구에 기초하여 제로 슬립 제어가 개시되었을 때에 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량보다도 크면, 스텝 S3과 스텝 S4를 반복함으로써, 기울기 θ1로 목표 슬립량이 서서히 감소해 간다.

또한, 제로 슬립 요구에 기초하여 제로 슬립 제어가 개시되었을 때에, 목표 슬립량이 이미 슬립 검지 목표 슬립량 이하이면 즉시 스텝 S5로 진행한다.

스텝 S5에서는, 스텝 S3에서의 슬립 검지 목표 슬립량 이하라는 판단에 이어서, 목표 슬립량을, 슬립 검지 목표 슬립량(슬립량 임계값)으로 한다. 여기서, 슬립 검지 목표 슬립량은, 제로 슬립 상태 직전의 영역에 존재하는 슬립량이며, 로크업 클러치(8)의 실제 슬립량[엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 차]으로서 센서 검지가 확보되는 슬립량(예를 들어, 차회전으로서 수십 rpm 정도)으로 설정한다.

스텝 S6에서는, 스텝 S5에서 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량으로 하고 나서 소정 기간 경과하였는지를 판단한다. 본 실시예에서는, 도시하지 않은 피드백 제어에 의해 실제 슬립량이 목표 슬립량, 즉, 슬립 검지 목표 슬립량 근방에 있는 상태가 소정 시간 계속되었을 때에 소정 기간 경과로서 취급하고 있다. 구체적으로는, 스텝 S6에서는, 실제 슬립량이 소정의 판정값 이상인 상태가 소정 시간 계속되었을 때에, "예"라고 판정한다. 상기한 판정값은, 슬립 검지 목표 슬립량 이하의 값이다. 예를 들어, 슬립 검지 목표 슬립량이 상기한 바와 같이 차회전으로서 수십 rpm 정도라고 하면, 이것보다도 약간 작은 값으로 설정된다.

스텝 S6에서 "예"인 경우는 스텝 S7로 진행하고, "아니오"인 경우는 스텝 S5로 되돌아간다. 즉, 스텝 S5, S6에 의해, 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량으로 한 상태가 유지되고, 실제로 실제 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량 근방에 소정 시간 머문 후에 스텝 S7로 진행한다.

스텝 S7에서는, 목표 슬립량을, 제2 목표 슬립량 저하 기울기(θ2)(단, θ2＜θ1임)로 완만하게 감소시킨다.

스텝 S8에서는, 제2 목표 슬립량 저하 기울기(θ2)로 감소시켜 간 목표 슬립량이, 목표 슬립량＝0(제로 슬립 상태)에 도달하였는지 여부를 판단한다. "예"(목표 슬립량＝0)인 경우는 "종료"로 진행하여, 제로 슬립 제어의 루틴을 종료한다. "아니오"(목표 슬립량≠0)인 경우는 스텝 S7로 되돌아가, 목표 슬립량의 감소를 반복한다. 즉, 스텝 S7, S8에 의해, 목표 슬립량은, 슬립 검지 목표 슬립량으로부터 0(제로 슬립 상태)으로 될 때까지, 제2 목표 슬립량 저하 기울기(θ2)로 서서히 감소한다.

다음으로, 실시예의 자동 변속기의 제어 장치에 있어서의 작용을, 「목표 슬립량 관리에 의한 제로 슬립 제어 작용」, 「조기에 클러치 체결해 버린 경우의 제로 슬립 제어 작용」, 「저유온시의 제로 슬립 제어 금지 작용」으로 나누어 설명한다.

[목표 슬립량 관리에 의한 제로 슬립 제어 작용]

전술한 바와 같이 로크업 체결 용량을 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 하는 것은 매우 어렵지만, 변속시에 빠르게 슬립 로크업 제어를 개시하기 위해서는, 비변속 중에 있어서 최소한의 로크업 체결 용량(제로 슬립 상태)으로 하여 구비해 둘 필요가 있다. 여기서, 로크업 클러치가 미끄러지기 직전의 제로 슬립 상태라 함은, 로크업 체결 용량의 최대값보다도 작고, 또한 로크업 클러치가 미끄러지기 시작하는 로크업 체결 용량의 차가 소정 범위 내인 로크업 체결 용량으로 제어하고 있는 상태를 말한다. 또한, 본 실시예에서는, 로크업 클러치의 목표 슬립량을 대략 제로로 하여 피드백 제어함으로써, 소정 범위 내의 로크업 체결 용량으로 제어하고 있지만, 학습 제어 등에 의해 소정 범위 내의 로크업 체결 용량으로 제어하는 것이어도 된다. 이하, 도 2 및 도 3에 기초하여, 이것을 반영하는 목표 슬립량 관리에 의한 제로 슬립 제어 작용을 설명한다.

비변속시 등에 있어서, 제로 슬립 요구가 출력되고. 또한 유온이 소정값 이상일 때에는, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S1로부터 스텝 S3 이후로 진행하여, 실질적인 제로 슬립 제어가 개시된다. 도 2의 흐름도에 나타내는 제로 슬립 제어가 개시되었을 때, 통상은 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량보다도 크므로, 스텝 S3과 스텝 S4를 반복함으로써, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 목표 슬립량 저하 기울기(θ1)로 목표 슬립량이 서서히 감소해 간다.

그리고, 스텝 S3에서 목표 슬립량이 소정의 슬립 검지 목표 슬립량 이하로 되었다고 판단되면, 스텝 S5에서 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량에 고정되어, 소정 기간 유지된다(도 3의 t2∼t3). 스텝 S6에서는, 실제 슬립량에 기초하여, 소정 기간 경과가 판정된다.

또한, 피스톤 스트로크 제어 종료 직후[환언하면, 로크업 클러치(8)의 체결 직후] 등에 있어서는, 제로 슬립 요구에 기초하여 도 2의 흐름도에 나타내는 제로 슬립 제어가 개시되었 때, 이미 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량보다도 작게 되어 있는 경우가 있다. 이러한 경우는, 스텝 S5에서 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량으로 설정되므로, 슬립 검지 목표 슬립량보다도 작은 초기의 목표 슬립량이 반대로 슬립 검지 목표 슬립량까지 증가하고, 이 슬립 검지 목표 슬립량으로 소정 기간 유지되게 된다.

그리고, 스텝 S6의 유지 기간 조건이 성립되면, 도 2의 흐름도 스텝 S7, S8의 처리가 반복되는 결과, 목표 슬립량은, 제2 목표 슬립량 저하 기울기(θ2)[＜제1 목표 슬립량 저하 기울기(θ1)]로 완만하게 감소해 간다. 스텝 S8에서, 목표 슬립량＝0이라고 하는 조건이 성립되면, 일련의 제어가 종료된다. 이와 같이 목표 슬립량＝0 조건이 성립되었을 때의 클러치 체결 용량을 유지함으로써, 로크업 클러치(8)는 제로 슬립 상태로 된다(도 3의 t3∼t4).

따라서, 로크업 클러치(8)를 제로 슬립 상태로 할 때, 도 3에 나타내는 바와 같이, 시각 t1로부터 시각 t2까지의 제1 단계에서는, 로크업 클러치(8)의 목표 슬립량을 시간의 경과와 함께 제1 목표 슬립량 저하 기울기(θ1)로 서서히 감소시키는 제어가 행해진다. 이 제1 단계에서는, 시각 t1에서 실제 슬립량이 목표 슬립량에 대해 괴리되어 있지만, 시각 t2에 근접함에 따라서 실제 슬립량과 목표 슬립량의 괴리량이 감소하여, 시각 t2에서는, 실제 슬립량과 목표 슬립량이 거의 일치한다.

그리고, 목표 슬립량이 시각 t2에서 슬립량 임계값인 슬립 검지 목표 슬립량에 도달하면 제2 단계가 개시되고, 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량에 고정한 상태에서 소정 기간 유지하는 제어가 행해진다. 이 제2 단계에서는, 목표 슬립량과 실제 슬립량이, 슬립 검지 목표 슬립량에 거의 일치한 상태에서 추이한다.

그리고, 소정 기간이 경과한 시각 t3에 도달하면 제3 단계를 개시하고, 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량으로부터 시간의 경과와 함께 제로 슬립량으로 제2 목표 슬립량 저하 기울기(θ2)로 완만하게 감소하는 제어가 행해진다. 이 제3 단계에서는, 목표 슬립량과 실제 슬립량이 일치한 상태에서 시각 t3으로부터 완만하게 감소하여, 시각 t4에서 목표 슬립량이 제로로 된다.

예를 들어, 단순히 로크업 클러치의 목표 슬립량을 시간의 경과와 함께 제로 슬립량으로 감소시키는 제어를 비교예로 하면, 도 3의 점선 특성으로 나타내는 바와 같이, 리턴 스프링을 갖지 않는 로크업 클러치가 움직이기 시작하면 관성력이 작용하여, 로크업 클러치가 기계적으로 움직여 버려, 목표 슬립량이 아직 큰 단계에서 체결되어 버리거나 한다.

이에 반해, 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량에 고정한 상태에서 소정 기간 유지한다고 하는 시각 t2로부터 시각 t3까지의 제2 단계의 제어를 넣음으로써, 관성력에 의한 기계적인 움직임이 일단 억제되어, 슬립 검지 목표 슬립량에 의한 슬립 상태에서 안정된다. 즉, 시각 t1로부터 시각 t2까지의 제1 단계에서의 제어에 관계없이, 시각 t2로부터 시각 t3까지의 제2 단계에 있어서 로크업 클러치(8)의 기계적인 움직임이 억제된 안정된 슬립 상태에 수렴된다. 따라서, 시각 t2로부터 시각 t3까지의 제2 단계에서의 안정된 슬립 상태로부터 시각 t3으로부터 시각 t4까지의 제3 단계에서의 제로 슬립량으로 서서히 향하는 제어를 행함으로써, 로크업 체결 용량이 미끄러지기 직전으로 되는 제로 슬립 상태로 확실하게 유도된다.

상기한 바와 같이 본 실시예에서는, 제로 슬립 제어를 제1 단계∼제3 단계라고 하는 3개의 단계로 나누어, 로크업 클러치(8)의 슬립량(목표 슬립량과 실제 슬립량)을 관리하는 것만으로, 로크업 체결 용량을, 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 안정적으로 유도하는 것이 가능해진다.

실시예에서는, 슬립량 임계값인 슬립 검지 목표 슬립량을, 제로 슬립 상태 직전의 영역에 존재하는 슬립량이며, 로크업 클러치(8)의 실제 슬립량으로서 센서 검지가 확보되는 슬립량으로 설정하고 있다.

따라서, 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량으로 유지하는 동안, 센서 검지에 의해 실제 슬립량을 확실하게 관리할 수 있음과 함께, 슬립량 임계값을 제로 슬립 상태 직전의 영역에 존재하는 슬립량으로 함으로써, 안정적으로 제로 슬립 상태로 유도할 수 있다.

실시예에서는, 실제 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량 근방에 있는 상태(실제 슬립량이 소정의 판정값 이상인 상태)가 소정 시간 계속되었을 때에, 소정 기간이 완료되었다고 판단하도록 하고 있다(스텝 S6).

따라서, 목표 슬립량을 슬립량 임계값인 슬립 검지 목표 슬립량에 고정하였을 때에, 안정된 슬립 상태에 수렴된 것을 확인하고 나서, 제로 슬립량으로 서서히 향하는 제어를 실시할 수 있다.

실시예에서는, 목표 슬립량을 소정 기간 유지한 후의 제2 목표 슬립량 저하 기울기(θ2)를, 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량에 도달할 때까지의 제1 목표 슬립량 저하 기울기(θ1)보다도 작게 하고 있다.

따라서, 목표 슬립량을 유지할 때까지의 제1 단계에 있어서의 목표 슬립량의 저감 응답성을 확보하면서, 목표 슬립량을 유지한 후, 제3 단계에서 확실하게 고정밀도로 제로 슬립 상태로 할 수 있다.

[조기에 클러치 체결해 버린 경우의 제로 슬립 제어 작용]

상기한 바와 같이, 리턴 스프링을 갖지 않는 로크업 클러치가 움직이기 시작하면 관성력이 작용하여, 로크업 클러치가 기계적으로 움직여 버린다고 하는 점에 대해서는 본 발명에 있어서도 예외가 아니다. 그러나, 실시예의 제로 슬립 제어는, 조기에 클러치 체결한 경우에의 대응책으로도 되어 있다. 이하, 도 3에 기초하여, 조기에 클러치 체결해 버린 경우의 제로 슬립 제어 작용을 설명한다.

도 3의 시각 t1로부터 제로 슬립 제어를 개시하였을 때, 목표 슬립량이 서서히 저하되는 것에 반해, 로크업 클러치(8)에 관성력이 작용하여 기계적으로 움직이면, 도 3의 1점 쇄선 A에 의한 실제 슬립량 특성으로 나타내는 바와 같이, 실제 슬립량이 급격한 저하 기울기에 의해 감소한다. 이 경우, 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량에 도달하는 시각 t2보다 앞의 시각 t1’에서 조기에 실제 슬립량이 제로, 즉, 로크업 클러치(8)가 로크업 체결 상태로 된다.

그러나, 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량에 도달하는 시각 t2로 되면, 그 이후에는, 도 2의 흐름도에 따른 처리에 의해, 목표 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량에 고정된다. 이로 인해, 시각 t1’로부터 시각 t2’(시각 t2에 응답 지연 시간을 더한 시간)까지는, 로크업 클러치(8)가 로크업 체결 상태이지만, 시각 t2’로부터 로크업 클러치(8)가 미끄럼을 개시하여, 시각 t2”에서 실제 슬립량이 목표 슬립량(＝슬립 검지 목표 슬립량)에 도달한다(즉, 실제 슬립량이 소정의 판정값 이상으로 됨).

따라서, 시각 t2”이후에는, 조기에 클러치 체결하고 있지 않은 경우와 마찬가지인 제로 슬립 제어로 복귀되어, 제2 단계에 있어서의 로크업 클러치(8)의 안정된 슬립 상태가 유지된다. 그리고, 실제 슬립량이 목표 슬립량인 슬립 검지 목표 슬립량 근방에 있는 상태(구체적으로는 소정의 판정값 이상인 상태)가 소정 시간 계속된 시점에 있어서 제3 단계로 이행하고, 이 제3 단계에서 제로 슬립량으로 서서히 향하는 제어를 행함으로써, 로크업 체결 용량이 미끄럼을 발생하기 직전인 제로 슬립 상태로 확실하게 유도된다.

이와 같이, 목표 슬립량에 의해 관리한 제로 슬립 제어로 함으로써, 로크업 클러치(8)가 조기에 로크업 체결한 경우라도, 적절하게 제로 슬립 상태로 유도할 수 있다. 이것은, 제로 슬립 제어에 있어서, 제1 단계에서의 슬립 제어 내용에 영향을 받는 일 없이, 제로 슬립 상태로 유도하는 제어를 달성할 수 있는 것을 의미한다.

[저유온시의 제로 슬립 제어 금지 작용]

상기한 바와 같이, 제로 슬립 제어에서는, 제2 단계에서 작은 슬립량을 유지하는 제어가 행해지므로, 작은 슬립량을 유지하는 조건이 갖추어지지 않을 때에는, 반대로, 제로 슬립 제어성을 악화시키는 경우가 있다. 이로 인해, 작은 슬립량을 유지하는 조건이 갖추어지지 않을 때, 제로 슬립 제어를 금지할 필요가 있다. 이하, 도 2에 기초하여, 이것을 반영하는 저유온시의 제로 슬립 제어 금지 작용을 설명한다.

제로 슬립 제어는, 제로 슬립 요구에 의해 개시되지만, 유온 센서(17)로부터의 센서 신호에 기초하는 변속기 작동유(ATF)의 유온이 소정값 미만인 경우는, 도 2의 흐름도에 있어서, 스텝 S1→스텝 S2→종료로 진행한다. 즉, 변속기 작동유의 유온이, 유온에 의존하는 변속기 작동유의 점성 변화에 의해 로크업 클러치(8)의 제어성이 악화되는 저유온인 경우에는, 스텝 S2에 있어서, 통상시 목표 슬립량이 출력되고, 이것에 따른 차압 지시가 로크업 클러치(8)에 출력된다.

즉, 유온이 낮을 때에는, 로크업 클러치(8)의 마찰 특성이 악화되어, 예를 들어 로크업 용량을 어느 소정량 낮춘 경우, 유온이 높을 때에 비해 로크업 클러치(8)의 미끄럼이 커져 버리는 등, 제어성이 악화된다. 이로 인해, 상기 실시예에서는, 유온이 낮을 때에 제로 슬립 제어를 실질적으로 행하지 않음으로써, 로크업 클러치(8)의 체결이 지연되는 등의 제어성이 악화되는 것을 방지할 수 있다.

실시예의 자동 변속기의 제어 장치에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 제로 슬립 제어 수단으로 되는 컨트롤러(10)는, 제로 슬립 요구에 따라서 로크업 클러치(8)를 제로 슬립 상태로 할 때, 로크업 클러치(8)의 목표 슬립량을 시간의 경과와 함께 서서히 감소시켜, 목표 슬립량이 슬립량 임계값(슬립 검지 목표 슬립량)에 도달하면 목표 슬립량을 슬립량 임계값에 고정한 상태에서 소정 기간 유지하고, 상기 소정 기간이 완료된 후에 목표 슬립량을 슬립량 임계값으로부터 시간의 경과와 함께 제로 슬립량으로 서서히 감소시키는 제어를 행한다(도 2).

이로 인해, 로크업 클러치(8)의 슬립량을 관리하는 것만으로, 로크업 체결 용량을 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 안정적으로 유도할 수 있다.

(2) 슬립량 임계값이, 제로 슬립 상태 직전의 영역에 존재하는 슬립량이며, 로크업 클러치(8)의 실제 슬립량으로서 센서 검지가 확보되는 슬립 검지 목표 슬립량으로 설정된다(도 3 참조).

이로 인해, 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량으로 유지하는 동안, 센서 검지에 의해 실제 슬립량을 관리할 수 있음과 함께, 안정적으로 제로 슬립 상태를 유지하는 체결 용량으로 유도할 수 있다.

(3) 컨트롤러(10)는, 실제 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량 근방에 있는 상태가 소정 시간 계속되었을 때, 소정 기간이 완료되었다고 판단한다(도 2의 스텝 S6).

이로 인해, 목표 슬립량을 고정한 상태에서 유지할 때, 안정된 슬립 상태에 수렴된 것을 확인하고 나서, 제로 슬립량으로 서서히 향하는 제어를 행할 수 있다.

특히, 실제 슬립량이 슬립 검지 목표 슬립량 이하의 소정의 판정값 이상인 상태가 소정 시간 계속되었는지 여부를 판정하므로, 도 3의 1점 쇄선으로 나타낸 바와 같은 상황에 있어서, 안정된 슬립 상태에 수렴된 것을 확실하게 확인할 수 있다.

(4) 제3 단계의 제2 목표 슬립량 저하 기울기(θ2)가, 제1 단계에 있어서의 제1 목표 슬립량 저하 기울기(θ1)보다도 작게 설정되어 있으므로, 제1 단계에 있어서의 목표 슬립량의 저감 응답성을 확보하면서, 목표 슬립량을 유지한 후, 제3 단계에 있어서 확실하게 고정밀도로 제로 슬립 상태로 유도할 수 있다.

(5) 컨트롤러(10)는, 로크업 클러치(8)의 작동유 유온이 소정값 미만일 때, 목표 슬립량을 슬립 검지 목표 슬립량으로 소정 기간 유지하고 나서 제로에 근접시켜 가는 제로 슬립 제어를 금지한다(도 2의 스텝 S1→스텝 S2).

이로 인해, 유온이 낮을 때에 로크업 클러치(8)의 체결이 지연되는 등의 제어성이 악화되는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 자동 변속기의 제어 장치를 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

실시예에서는, 제로 슬립 제어 수단으로서, 목표 슬립량을 슬립량 임계값(슬립 검지 목표 슬립량)에 고정한 상태에서 유지하는 소정 기간을, 실제 슬립량이 소정의 판정값 이상인 상태가 소정 시간 계속되고 있음으로써 규정하는 예를 나타냈다. 그러나, 상기한 「소정 기간」을 다른 형태로 규정하는 것도 가능하며, 예를 들어 실험 등에 의해 미리 정한 설정 시간 동안, 목표 슬립량을 슬립량 임계값에 고정 유지하도록 해도 된다.

실시예에서는, 제로 슬립 제어 수단의 슬립량 임계값으로서, 슬립 검지 목표 슬립량이라고 하는 고정값으로 설정하는 예를 나타냈다. 그러나, 제로 슬립 제어 수단의 슬립량 임계값으로서는, 제로 슬립 상태 직전의 영역에 존재하는 슬립량이며, 로크업 클러치의 실제 슬립량으로서 센서 검지가 확보되는 값이면, 예를 들어 엔진 회전수나 터빈 회전수 등에 따라서 가변값에 의해 부여하는 예여도 된다.

실시예에서는, 본 발명의 자동 변속기의 제어 장치를 엔진차에 적용하는 예를 나타냈다. 그러나, 본 발명의 자동 변속기의 제어 장치는, 로크업 클러치를 구비한 차량이면, 구동원으로서, 엔진과 모터를 구비한 하이브리드차 등에 대해서도 적용할 수 있다.

Claims

차량의 구동원과 자동 변속기 사이에 개재 장착되는 토크 컨버터와,
상기 토크 컨버터의 구동원측과 자동 변속기측을 체결 가능하게 설치되는 로크업 클러치와,
상기 로크업 클러치의 실제 슬립량을 목표 슬립량에 일치시키는 피드백 제어를 행하는 로크업 클러치 제어 수단과,
비변속시의 제로 슬립 요구에 기초하여, 상기 로크업 클러치를 미끄럼이 발생하기 직전의 제로 슬립 상태로 하는 제로 슬립 제어 수단을 구비하는 자동 변속기의 제어 장치에 있어서,
상기 제로 슬립 제어 수단은, 제로 슬립 상태로 이행하는 때에 상기 목표 슬립량이 슬립량 임계값 이하인 경우, 상기 목표 슬립량을 슬립량 임계값에 고정하여 소정 기간 유지하고, 상기 소정 기간의 경과 후에, 상기 목표 슬립량을 상기 슬립량 임계값으로부터 시간의 경과와 함께 제로 슬립량으로 서서히 감소시키는 제로 슬립 제어를 행하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제로 슬립 제어 개시 후, 상기 제로 슬립 제어 수단은, 상기 슬립량 임계값 이하로 될 때까지 상기 목표 슬립량을 소정의 목표 슬립량 저하 기울기로 서서히 감소시키는, 자동 변속기의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 소정 기간 경과 후에 있어서의 목표 슬립량 감소시의 목표 슬립량 저하 기울기는, 상기 슬립량 임계값에 도달할 때까지의 상기 소정의 목표 슬립량 저하 기울기보다도 작은, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬립량 임계값은, 제로 슬립 상태 직전의 영역에 존재하는 미소 슬립량이며, 상기 로크업 클러치의 실제 슬립량으로서 센서에 의한 검지가 가능한 슬립량으로 설정되어 있는, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제로 슬립 제어 수단은, 상기 목표 슬립량을 상기 슬립량 임계값에 고정한 후, 실제 슬립량이 상기 슬립량 임계값 이하의 소정의 판정값 이상인 상태가 소정 시간 계속되었을 때에, 상기 소정 기간이 완료되었다고 판단하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제로 슬립 제어 수단은, 상기 로크업 클러치의 작동유의 유온이 소정값 미만일 때에는, 상기 목표 슬립량을 상기 슬립량 임계값으로 소정 기간 유지하는 제로 슬립 제어를 금지하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제로 슬립 제어 수단은, 상기 목표 슬립량을 상기 슬립량 임계값에 고정한 후, 실제 슬립량이 상기 슬립량 임계값 이하의 소정의 판정값 이상인 상태가 소정 시간 계속되었을 때에, 상기 소정 기간이 완료되었다고 판단하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제로 슬립 제어 수단은, 상기 로크업 클러치의 작동유의 유온이 소정값 미만일 때에는, 상기 목표 슬립량을 상기 슬립량 임계값으로 소정 기간 유지하는 제로 슬립 제어를 금지하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제5항에 있어서, 상기 제로 슬립 제어 수단은, 상기 로크업 클러치의 작동유의 유온이 소정값 미만일 때에는, 상기 목표 슬립량을 상기 슬립량 임계값으로 소정 기간 유지하는 제로 슬립 제어를 금지하는, 자동 변속기의 제어 장치.