KR101635302B1 - 차량용 변속기의 제어 장치 - Google Patents

Abstract

차량의 구동력원으로부터 토크가 입력되는 입력축과 출력 부재에 토크를 출력하는 출력축 사이에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 것이 가능한 제1 변속 기구를 구비한 제1 전동 경로와, 상기 제1 변속 기구와는 설정하는 변속비가 상이한 제2 변속 기구를 구비한 제2 전달 경로가 병렬로 설치되고, 상기 제1 전동 경로 및 상기 제2 전동 경로 중 어느 한쪽을 경유하여 상기 입력축과 상기 출력축 사이에서 동력 전달을 행하는 차량용 변속기의 제어 장치에 있어서, 소정의 클러치 기구를 결합시킴으로써 상기 동력 전달을 행하는 경로를 상기 제1 전달 경로와 상기 제2 전달 경로 사이에서 전환하는 전환 변속을 실행하는 실행 수단과, 상기 전환 변속을 실행할 때에 서로 결합하는 상기 클러치 기구의 결합 부재간에 있어서의 회전수 차가 소정값 이하로 되도록 상기 제1 변속 기구의 변속비의 범위를 규정한 전환 변속비 영역을 설정하는 설정 수단을 구비하고, 상기 제1 변속 기구에서 상기 전환 변속비 영역 밖의 변속비가 설정되어 있는 경우에는, 상기 전환 변속을 실행하지 않도록 구성되어 있다.

Description

차량용 변속기의 제어 장치 {CONTROL DEVICE OF TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은, 입력축과 출력축 사이에, 변속비가 상이한 2개의 동력 전달 경로가 병렬로 설치된 차량용 변속기의 제어 장치에 관한 것이다.

차량의 구동력원으로서 사용되고 있는 일반적인 엔진은, 회전수의 증대에 따라 출력 토크가 커지는 특성을 갖고 있다. 그에 반해, 차량에 요구되는 구동력은, 통상, 저차속의 경우에 상대적으로 커지고, 고차속의 경우에는 상대적으로 작아진다. 즉, 엔진을 구동력원으로 하는 차량이 주행할 때에는, 엔진의 출력 특성과는 역경향의 토크가 요구된다. 또한, 엔진을 운전하는 경우, 그 엔진의 효율이 좋아지는 운전점은 한정되어 있다. 그로 인해, 엔진을 구동력원으로 하는 차량에서는, 변속비를 적절하게 변화시킬 수 있는 변속기가 탑재되어 있다. 그리고, 그 변속기로 차속이나 액셀러레이터 개방도 등의 차량의 주행 상태에 기초하여 변속비를 적절하게 설정함으로써, 필요로 하는 구동력을 얻음과 함께, 엔진을 효율이 좋은 운전점에서 운전할 수 있게 되어 있다.

상기한 바와 같은 차량에 탑재되는 변속기 중, 변속단마다 단계적으로 변속비를 설정하는 유단 변속기에서는, 설정하는 변속비에 단차가 있으므로, 엔진을 항상 효율이 좋은 운전점에서 운전할 수는 없다. 예를 들어, 효율이 좋은 운전점에 있어서의 엔진의 회전수가, 2개의 변속단의 사이의 변속비로 설정할 수 있는 회전수였던 경우에는, 한쪽의 변속단으로부터 다른 쪽의 변속단으로 전환될 때까지의 동안의 운전 상태에서는 효율이 저하되어 버린다. 따라서 최근에는, 유단 변속기 대신에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 것이 가능한 무단 변속기를 탑재한 차량의 보급이 진행되고 있다.

차량용 무단 변속기로서는, 벨트식 무단 변속기가 널리 알려져 있다. 벨트식 무단 변속기는, 동력 전달용 벨트와, 그 벨트를 권취하는 폭을 변화시킴으로써 벨트의 권취 반경이 대소로 변화하는 한 쌍의 풀리를 갖고 있다. 그리고, 각각의 풀리의 홈 폭을 변화시켜 벨트의 권취 반경을 변화시킴으로써, 그들 한 쌍의 풀리의 사이에서 설정하는 변속비를 무단계로 변화시키도록 구성되어 있다.

또한, 무단 변속기의 최대 변속비보다도 큰 변속비를 설정하기 위해, 혹은, 무단 변속기의 최소 변속비보다도 작은 변속비를 설정하기 위해, 벨트식의 무단 변속 기구와 기어식의 유단 변속 기구를 조합한 변속기의 구성이 일본 특허 출원 공개 평3-61762호 공보에 기재되어 있다. 이 일본 특허 출원 공개 평3-61762호 공보에 기재된 구성의 변속기에서는, 무단 변속 기구와 유단 변속 기구 사이에서 동력 전달 경로를 전환함으로써, 무단 변속기에서 설정 가능한 최대 변속비보다도 큰 변속비, 혹은, 최소 변속비보다도 작은 변속비를 설정할 수 있다. 그 결과, 변속기 전체적으로 설정 가능한 변속비의 폭을 확대할 수 있다.

그리고, 이 일본 특허 출원 공개 평3-61762호 공보에 기재된 변속기의 제어 장치에서는, 상기한 바와 같은 무단 변속 기구와 유단 변속 기구를 병렬로 설치한 변속기를 제어 대상으로 하고 있다. 그리고, 유단 변속 기구를 통해 동력을 전달하는 유단 전달 경로로부터, 무단 변속 기구를 통해 동력을 전달하는 무단 전달 경로로의 전환을 행하는 경우에, 그 전환이 완료될 때까지 무단 변속 기구에 있어서의 변속을 금지하도록 구성되어 있다.

상기한 바와 같이, 무단 변속 기구에 대해 유단 변속 기구를 병렬시켜 변속기를 구성함으로써, 변속기 전체적으로 설정하는 것이 가능한 변속비의 폭을 확대할 수 있다. 그 반면, 무단 변속 기구와 유단 변속 기구 사이에서 동력의 전달 경로를 전환할 때에 무단 변속 기구에서 변속이 행해지면, 무단 변속 기구에 있어서 설정되는 변속비와 유단 변속 기구에 있어서 설정되는 변속비의 괴리가 커져 버린다. 그 결과, 전환 시의 쇼크가 커져 버리거나, 전환 후에 구동력이 부족해 버리거나, 혹은 필요 이상으로 엔진 회전수가 증대되어 버릴 가능성이 있다.

그러한 과제에 대해, 상기한 일본 특허 출원 공개 평3-61762호 공보에 기재된 변속기의 제어 장치에서는, 상기한 바와 같이 유단 변속 기구로부터 무단 변속 기구로의 전환이 완료될 때까지의 동안에, 무단 변속 기구에 있어서의 변속을 금지하여 변속비를 유지함으로써, 전환 시의 변속 쇼크를 경감하고, 또한, 원하는 동력 성능을 얻을 수 있다고 되어 있다.

상기한 바와 같은 무단 변속 기구와 유단 변속 기구 사이에 있어서의 동력 전달 경로의 전환은, 통상, 클러치의 결합이나 개방 동작을 수반하여 실행된다. 예를 들어 상기한 일본 특허 출원 공개 평3-61762호 공보에 기재된 변속기의 구성에서는, 「하이 클러치(60)」가 결합시켜짐으로써 전환이 실행된다. 이때, 상기한 바와 같이 무단 변속 기구에 있어서의 변속이 금지되어 변속비가 유지되면, 「하이 클러치(60)」에 있어서의 마찰재끼리의 사이의 차회전이 커지고, 클러치의 내구성이 저하되어 버릴 가능성이 있다. 즉, 무단 변속 기구는, 일반적으로, 변속비나 전달 토크 용량을 설정하기 위해 동작시키는 액추에이터를 유압 제어하고 있다. 그로 인해, 유압 제어 시의 불가피적인 응답 지연이 존재하고, 변속비의 목표값에 대한 실제의 변속비의 추종성에 한계가 있다. 예를 들어, 급감속한 후에 재가속 혹은 재발진하는 경우에는, 무단 변속 기구의 변속비가 최대 변속비까지 완전히 복귀되지 않는 경우가 있다. 그러한 상태에서 무단 변속 기구에 있어서의 변속이 금지되어 변속비가 유지되면, 유단 변속 기구의 변속비와 무단 변속 기구에서 설정되어 있는 변속비의 괴리가 커져 버린다. 따라서, 동력 전달 경로의 전환을 위해 결합시키는 클러치에 있어서의 차회전도 커져 버린다. 그 결과, 클러치의 마찰재끼리가 결합할 때의 마찰이 커지고, 클러치의 내구성이 저하되어 버린다. 또한, 클러치가 결합할 때의 결합 쇼크도 커져 버린다.

본 발명은 상술한 기술적 과제에 착안하여 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 무단 변속 기구를 포함하는 전동 경로와, 예를 들어 기어식의 유단 변속 기구와 같이 무단 변속 기구와는 상이한 다른 전동 기구를 포함하는 전동 경로를 병렬로 구비한 차량용 자동 변속기를 제어 대상으로 하고 있다. 그리고, 본 발명은, 그들 2개의 전동 경로의 사이에서 실제로 동력 전달시키는 경로를 전환할 때의 쇼크나, 전환 시에 동작시키는 클러치 등의 내구성의 저하를 방지 혹은 억제할 수 있는 차량용 변속기의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 차량의 구동력원으로부터 토크가 입력되는 입력축과 출력 부재에 토크를 출력하는 출력축 사이에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 것이 가능한 제1 변속 기구를 구비한 제1 전동(傳動) 경로와, 상기 제1 변속 기구와는 설정하는 변속비가 상이한 제2 변속 기구를 구비한 제2 전동 경로가 병렬로 설치되고, 상기 제1 전동 경로 및 상기 제2 전동 경로 중 어느 한쪽을 경유하여 상기 입력축과 상기 출력축 사이에서 동력 전달을 행하는 차량용 변속기의 제어 장치에 있어서, 소정의 클러치 기구를 결합시킴으로써 상기 동력 전달을 행하는 경로를 상기 제1 전동 경로와 상기 제2 전동 경로 사이에서 전환하는 전환 변속을 실행하는 실행 수단과, 상기 전환 변속을 실행할 때에 서로 결합하는 상기 클러치 기구의 결합 부재간에 있어서의 회전수 차가 소정값 이하로 되도록 상기 제1 변속 기구의 변속비의 범위를 규정한 전환 변속비 영역을 설정하는 설정 수단을 구비하고, 상기 실행 수단은 상기 제1 변속 기구에서 상기 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있을 때에, 상기 전환 변속을 실행한다.

보다 구체적으로는, 본 발명은, 차량의 구동력원으로부터 토크가 입력되는 입력축과 출력 부재에 토크를 출력하는 출력축 사이에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 것이 가능한 제1 변속 기구를 구비한 제1 전동 경로와, 상기 제1 변속 기구와는 설정하는 변속비가 상이한 제2 변속 기구를 구비한 제2 전동 경로가 병렬로 설치되고, 상기 제1 전동 경로 및 상기 제2 전동 경로 중 어느 한쪽을 경유하여 상기 입력축과 상기 출력축 사이에서 동력 전달을 행하는 차량용 변속기의 제어 장치에 있어서, 소정의 클러치 기구를 결합시킴으로써 상기 동력 전달을 행하는 경로를 상기 제1 전달 경로와 상기 제2 전달 경로 사이에서 전환하는 전환 변속을 실행하는 실행 수단과, 상기 전환 변속을 실행할 때에 서로 결합하는 상기 클러치 기구의 결합 부재간에 있어서의 회전수 차가 소정값 이하로 되도록 상기 제1 변속 기구의 변속비의 범위를 규정한 전환 변속비 영역을 설정하는 설정 수단을 구비하고, 상기 제1 변속 기구에서 상기 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있는 경우에, 상기 전환 변속을 실행함과 함께, 상기 제1 변속 기구에서 상기 전환 변속비 영역 밖의 변속비가 설정되어 있는 경우에는, 상기 전환 변속을 실행하지 않도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 제어 장치이다.

또한, 본 발명에 있어서의 상기 실행 수단은, 상기 차량의 주행 상태 및 상기 차량용 변속기의 운전 상태 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 전환 변속의 실행의 필요 여부를 판단함과 함께, 상기 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단하고, 또한, 상기 제1 변속 기구에서 상기 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있는 경우에, 상기 전환 변속을 실행한다.

또한, 본 발명에 있어서의 상기 실행 수단은, 상기 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단한 후에, 상기 제1 변속 기구에서 상기 전환 변속비 영역 밖의 변속비가 설정되어 있는 시간이 소정 시간 이상 경과한 경우에는, 상기 전환 변속을 실행하는 수단을 포함하고 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 상기 설정 수단은, 상기 설정 수단은, 상기 출력축의 출력축 회전수 및 상기 입력축에 입력되는 입력 토크 중 적어도 어느 하나에 관한 정보에 따라, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 변경하여 설정하는 수단을 포함하고 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 상기 설정 수단은, 상기 입력 토크가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 좁게 하는 수단을 포함하고 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 상기 설정 수단은, 상기 출력축 회전수의 변화 속도가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 수단을 포함하고 있다.

또한, 본 발명은, 상기 차량의 가속도를 검출하는 수단을 더 구비할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 있어서의 상기 설정 수단은, 상기 가속도가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 수단을 포함하고 있다.

그리고, 본 발명은, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도 중 적어도 어느 하나를 검출하는 수단을 더 구비할 수 있다. 그 경우, 본 발명에 있어서의 상기 설정 수단은, 상기 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도 중 적어도 어느 하나가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 수단을 포함하고 있다.

따라서, 본 발명에서는, 변속기의 입력축과 출력축 사이에서 동력 전달을 행하는 전동 경로를 제1 전동 경로와 제2 전동 경로 사이에서 전환하는 전환 변속을 실행하는 경우, 그 전환 변속의 실행의 가부가 판단된다. 즉, 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속을 적절하게 실행하기 위해 설정된 전환 변속비 영역 내의 변속비인지 여부가 판단된다. 본 발명에 있어서의 전환 변속비 영역은, 클러치 기구의 결합 부재간에 있어서의 회전수 차가 고려되어, 전환 변속의 실행 시에 그 회전수 차가 소정값보다도 작아지는 제1 변속 기구의 변속비의 범위를 규정한 것이다. 그리고, 그 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속비 영역 내의 변속비인 경우에, 전환 변속이 실행된다. 그에 반해, 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 경우에는, 전환 변속은 실행되지 않는다. 즉, 상기한 바와 같은 전환 변속은, 제1 변속 기구에서 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있는 적절한 운전 상태 하에서만 실행된다. 그로 인해, 본 발명에 따르면, 전환 변속을 실행하는 경우에, 클러치 기구에 있어서의 회전수 차를 소정값 이하의 상태로 해 둘 수 있다. 그 결과, 클러치 기구에 있어서의 회전수 차가 큰 것에 기인하여 전환 변속을 실행할 때에 발생하는 쇼크나, 전환 변속을 실행할 때에 결합시켜지는 클러치 기구의 내구성의 저하를, 확실하게 방지 혹은 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 종래의 변속 제어와 마찬가지의 전환 변속의 실행이 필요하다고 하는 판단에 더하여, 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속비 영역 내의 변속비인 경우에 전환 변속이 실행된다. 즉, 예를 들어 출력축 회전수나 액셀러레이터 개방도에 관한 정보에 기초하여 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단된 경우라도, 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 경우에는, 전환 변속은 실행되지 않는다. 즉, 전환 변속의 실행이 금지된다. 따라서, 전환 변속은, 제1 변속 기구에서 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있는 적절한 운전 상태에 한하여 실행된다. 그로 인해, 전환 변속 시에 발생하는 쇼크나 클러치 기구의 내구성의 저하를, 확실하게 방지 혹은 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단된 경우에, 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 것에 의해 전환 변속의 실행이 금지되어 있는 경우라도, 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단된 시점으로부터 소정 시간 이상 경과한 경우에는, 전환 변속이 실행된다. 예를 들어, 차속의 변화량이나 가속도가 큰 경우에는, 제1 변속 기구에 있어서의 변속보다도 차속의 증대 쪽이 빨라지고, 그 결과, 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속비 영역 내에 들어가지 않고 전환 변속이 실행되지 않게 되는 경우가 있다. 그에 반해, 본 발명에서는, 미리 소정 시간에 의한 가드를 설치하여 둠으로써, 상기한 바와 같은 전환 변속이 실행되지 않게 되는 사태를 회피하고, 전환 변속의 필요 여부의 판단에 의거하여 전환 변속을 적절하게 실행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 전환 변속의 실행의 가부를 판단하기 위해 설정되는 전환 변속비 영역이, 출력축 회전수 및 입력 토크 중 적어도 어느 하나에 따라 변경된다. 그로 인해, 차량의 주행 상태나 변속기의 운전 상태에 대응한 적절한 전환 변속을 실행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기한 바와 같은 전환 변속비 영역을 변경하는 제어의 일례로서, 입력 토크가 클수록, 전환 변속비 영역의 폭을 좁게 하도록 변경하여 설정할 수 있다. 입력 토크가 작은 경우에는, 클러치 기구에 있어서의 회전수 차가 큰 것에 기인하여 결합 부재끼리가 슬립하는 시간이 길어졌다고 해도, 그때의 마찰에 의한 발열량은 비교적 작다. 그로 인해, 클러치 기구에 있어서의 회전수 차의 허용 범위는, 비교적 크게 설정할 수 있다. 그에 반해, 입력 토크가 큰 경우에는, 클러치 기구를 결합할 때의 마찰에 의한 마찰판의 마모나 발열량이 커진다. 따라서, 이 경우에 결합 부재끼리가 슬립하는 시간이 길어지면, 클러치 기구의 내구성에 영향을 미칠 가능성이 있다. 그에 반해 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 입력 토크가 클수록 전환 변속비 영역의 폭을 좁게 함으로써, 클러치 기구의 내구성의 저하를 적절하게 방지 혹은 억제할 수 있다.

그리고, 본 발명에서는, 상기한 바와 같은 전환 변속비 영역을 변경하는 제어의 다른 예로서, 출력축 회전수의 변화 속도가 클수록, 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하도록 변경하여 설정할 수 있다. 또한, 차량의 가속도가 클수록, 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하도록 변경하여 설정할 수 있다. 또한, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도 중 적어도 어느 하나가 클수록, 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하도록 변경하여 설정할 수 있다.

예를 들어, 차속의 변화량이나 가속도가 큰 경우에는, 제1 변속 기구에 있어서의 변속보다도 차속의 증대 쪽이 빨라지고, 그 결과, 제1 변속 기구의 변속비가 전환 변속비 영역 내에 들어가지 않고 전환 변속이 실행되지 않게 되는 경우가 있다. 상기한 바와 같이 출력축 회전수의 변화 속도가 큰 경우, 혹은, 액셀러레이터 조작의 조작량이나 조작 속도가 큰 경우에는, 차량의 가속도가 커진다. 따라서, 상기한 바와 같이, 출력축 회전수의 변화 속도가 클수록 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 것, 혹은, 차량의 가속도가 클수록 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 것, 혹은, 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도 중 적어도 어느 하나가 클수록 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 것에 의해, 상기한 바와 같은 전환 변속이 실행되지 않게 되는 사태를 회피하고, 전환 변속을 적절하게 실행할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 제어의 대상으로 하는 차량용 변속기의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시하는 차량용 변속기에 있어서의 각 클러치 기구 및 브레이크 기구의 동작 상태를 정리하여 나타내는 도표이다.
도 3은 본 발명에 관한 차량용 변속기의 제어 장치에 의한 제어의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 관한 차량용 변속기의 제어 장치에 의한 제어를 실행할 때에 설정하는 전환 변속비 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 관한 차량용 변속기의 제어 장치에 의한 제어를 실행할 때에 설정하는 전환 변속비 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 관한 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 의한 제어의 다른 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명에 있어서의 전환 변속비 영역을 보정하는 수순을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8은 본 발명에 있어서의 전환 변속비 영역을 보정할 때에 사용하는 맵의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 있어서의 전환 변속비 영역을 보정할 때에 사용하는 맵의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 관한 차량용 변속기의 제어 장치에 의한 제어를 실행한 경우의 목표 변속비의 천이 및 입력축 및 출력축의 회전수 변화 등을 나타내는 타임차트이다.

본 발명에 관한 제어 장치는, 예를 들어 차량에 탑재되는 자동 변속기를 제어의 대상으로 하고 있다. 특히, 본 발명에서 제어의 대상으로 하는 자동 변속기는, 입력축과 출력축 사이에, 제1 변속 기구를 구비한 제1 전동 경로와, 제2 변속 기구를 구비한 제2 전동 경로가 형성되어 있다. 그들 제1 전동 경로 및 제2 전동 경로는, 입력축과 출력축 사이에서 서로 병렬로 배치되어 있다. 그리고, 그들 제1 전동 경로 및 제2 전동 경로 중 어느 한쪽이 선택되어, 자동 변속기의 입력축과 출력축 사이에서 토크를 전달하도록 구성되어 있다.

상기한 제1 전동 경로에 설치된 제1 변속 기구는, 이 자동 변속기의 주변속부를 구성하고 있다. 그리고 그 제1 변속 기구는, 변속비를 연속적으로 변화시키는 것이 가능한 변속 기구이며, 예를 들어 벨트식 무단 변속 기구에 의해 구성되어 있다. 한편, 제2 전동 경로에 설치된 제2 변속 기구는, 이 자동 변속기의 부변속부를 구성하고 있다. 그리고 그 제2 변속 기구는, 예를 들어 기어 전동 기구에 의해 구성되어 있다. 또한, 그 기어 전동 기구는, 상기한 벨트식 무단 변속 기구에서는 설정할 수 없는 변속비를 설정하도록 구성되어 있다. 따라서, 기어 전동 기구는, 복수의 기어를 맞물리게 하여 구성되어 있고, 그 기어비(잇수의 비)에 의해 설정되는 변속비가, 벨트식 무단 변속 기구의 최대 변속비보다 큰 변속비로 되도록, 혹은 벨트식 무단 변속 기구의 최소 변속비보다 작은 변속비로 되도록 구성되어 있다. 또한, 이 자동 변속기를 차량에 탑재하는 경우에는, 예를 들어 차량이 발진할 때의 큰 토크가 벨트식 무단 변속 기구에 가해지지 않도록 하기 위해, 기어 전동 기구는, 벨트식 무단 변속 기구의 최대 변속비보다도 큰 변속비를 설정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 주행 중의 차량에 있어서의 엔진의 회전수를 낮게 하여 연비를 저하시키기 위해서는, 기어 전동 기구는 벨트식 무단 변속 기구의 최소 변속비보다 작은 변속비를 설정할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 자동 변속기의 구체적인 구성의 일례를 도 1에 나타내고 있다. 본 발명에서 제어의 대상으로 하는 자동 변속기(1)는, 차량(Ve)에 탑재되는 변속기이며, 예를 들어 엔진(2) 등의 구동력원에 연결되어 사용된다. 구체적으로는, 엔진(2)의 출력축(2a)에, 로크업 클러치가 구비된 토크 컨버터(3)가 연결되어 있다. 이 토크 컨버터(3)는 종래 알려져 있는 구성의 것이다. 예를 들어, 프론트 커버(3a)와 일체의 펌프 임펠러(3b)에 대향하여 터빈 러너(3c)가 배치되어 있는, 이들 펌프 임펠러(3b)와 터빈 러너(3c) 사이에는, 일방향 클러치(도시하지 않음)를 통해 보유 지지된 스테이터(3d)가 배치되어 있다. 또한, 터빈 러너(3c)와 일체로 되어 회전하는 로크업 클러치(4)가, 프론트 커버(3a)의 내면에 대향하여 배치되어 있다. 그리고, 로크업 클러치(4)를 사이에 둔 양측의 압력차에 따라, 로크업 클러치(4)가 프론트 커버(3a)의 내면에 접촉하여 토크를 전달하는 결합 상태, 및, 프론트 커버(3a)의 내면으로부터 이격되어 토크의 전달을 차단하는 개방 상태가 설정되도록 구성되어 있다.

상기한 토크 컨버터(3)에 있어서의 터빈 러너(3c)에, 자동 변속기(1)의 입력축(5)이 연결되어 있다. 그리고, 입력축(5)과 동일 축선 상에, 전후진 전환 기구(6)가 배치되어 있다. 이 전후진 전환 기구(6)는, 엔진(2)으로부터 출력된 토크를 그 회전 방향을 바꾸지 않고 후술하는 카운터축(10a)에 전달하는 전진 상태와, 엔진(2)으로부터 출력된 토크를 그 회전 방향을 반전하여 카운터축(10a)에 전달하는 후진 상태로 전환하기 위한 기구이다.

상기한 전후진 전환 기구(6)는, 이 도 1에 나타내는 예에서는, 3개의 회전 요소가 서로 차동 작용을 이루는 소위 차동 기구에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 더블 피니언형의 유성 기어 기구에 의해 전후진 전환 기구(6)가 구성되어 있다. 이 전후진 전환 기구(6)를 구성하고 있는 더블 피니언형의 유성 기어 기구는, 외기어인 선 기어(6a), 선 기어(6a)와 동심원 상에 배치된 내기어인 링 기어(6b), 선 기어(6a)에 맞물려 있는 제1 피니언 기어(6c), 제1 피니언 기어(6c) 및 링 기어(6b)에 맞물려 있는 제2 피니언 기어(6d), 및, 제1 피니언 기어(6c) 및 제2 피니언 기어(6d)를 자전 또한 공전 가능하게 보유 지지하고 있는 캐리어(6e)를 구비하고 있다. 그리고, 상기한 선 기어(6a)에 입력축(5)이 연결되어 있다. 따라서, 선 기어(6a)가 입력 요소로 되어 있다. 또한, 링 기어(6b)의 회전을 선택적으로 멈추는 브레이크 기구(B)가 설치되어 있다. 따라서, 링 기어(6b)가 반력 요소로 되어 있다. 또한, 브레이크 기구(B)는, 케이싱 등의 고정부(7)와 링 기어(6b) 사이에 설치되어 있다. 이 브레이크 기구(B)는, 예를 들어 다판 브레이크 등의 마찰식 브레이크나 맞물림식의 브레이크에 의해 구성할 수 있다.

그리고, 캐리어(6e)가 출력 요소로 되어 있다. 이 캐리어(6e)와 선 기어(6a) 혹은 입력축(5) 사이에, 이들 캐리어(6e)와 선 기어(6a)를 연결하여 유성 기어 기구의 전체를 일체 회전시키기 위한 제1 클러치 기구(C1)가 설치되어 있다. 이 제1 클러치 기구(C1)는, 전후진 전환 기구(6)를 전진 상태로 설정하기 위한 것이다. 이 제1 클러치 기구(C1)는, 토크의 전달 및 차단을 선택적으로 행할 수 있는 것이면 된다. 따라서, 제1 클러치 기구(C1)는, 마찰 클러치나 맞물림 클러치 중 어느 것이어도 된다. 단, 결합력에 따라 전달 토크 용량이 점차 증대 혹은 감소하는 마찰 클러치에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.

입력축(5)의 엔진(2)과 반대측(도 1에 나타내는 예에서는 좌측)의 단부에, 벨트식 무단 변속 기구(CVT)(8)가 배치되어 있다. 이 CVT(8)는, 종래 알려져 있는 구성의 것이다. 즉, 구동측의 회전 부재인 프라이머리 풀리(8a)와, 종동측의 회전 부재인 세컨더리 풀리(8b)와, 이들 프라이머리 풀리(8a) 및 세컨더리 풀리(8b)에 권취된 벨트(8c)를 구비하고 있다. 그리고, 프라이머리 풀리(8a) 및 세컨더리 풀리(8b)는, 벨트(8c)가 권취되어 있는 홈의 폭을 변화시킴으로써, 벨트(8c)의 권취 반경이 대소로 변화하도록 구성되어 있다. 즉, 벨트(8c)가 권취되어 있는 홈 폭을 변화시켜 변속비를 변경하도록 구성되어 있다.

프라이머리 풀리(8a)는, 입력축(5)과 동일 축선 상에서, 상기한 전후진 전환 기구(6)를 사이에 두고 엔진(2)과는 반대측에 배치되어 있다. 이 프라이머리 풀리(8a)와 일체의 프라이머리 샤프트(8d)가, 전후진 전환 기구(6)에 있어서의 입력 요소인 선 기어(6a)에 연결되어 있다. 또한, 세컨더리 풀리(8b)는, 그 회전 중심 축선이 상기한 프라이머리 풀리(8a)의 회전 중심 축선과 평행해지도록 배치되어 있다. 또한, 세컨더리 풀리(8b)의 회전 중심 축선을 따르도록 설치된 세컨더리 샤프트(8e)를 구비하고 있다. 그리고, 세컨더리 샤프트(8e)와 동일 축선 상에, 출력축(9)이 배치되어 있다. 따라서, 이 출력축(9)은, 전술한 입력축(5)과 평행하게 되어 있다.

그리고, 이 출력축(9)과 세컨더리 샤프트(8e) 사이에, 이들 출력축(9)과 세컨더리 샤프트(8e)를 선택적으로 연결하는 제2 클러치 기구(C2)가 설치되어 있다. 이 제2 클러치 기구(C2)는, 세컨더리 풀리(8b)와 출력축(9) 사이에서의 토크의 전달 및 차단을 선택적으로 행할 수 있는 것이면 된다. 따라서, 마찰 클러치나 맞물림 클러치 중 어느 것이어도 된다. 단, 결합력에 따라 전달 토크 용량이 점차 증대 혹은 감소하는 마찰 클러치에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제어 대상으로 하는 자동 변속기(1)는, 상기한 CVT(8)와 병렬로, 기어열(10)이 배치되어 있다. 이 기어열(10)은, 복수의 기어로 구성되는 기어 전동 기구이다. 그리고, 기어열(10)은, CVT(8)와는 설정하는 변속비가 상이한 변속 기구로서 구성되어 있다. 구체적으로는, CVT(8)에서 설정 가능한 최대 변속비보다도 큰 변속비를 설정하는 감속 기구, 혹은, CVT(8)에서 설정 가능한 최소 변속비보다 작은 변속비를 설정하는 증속 기구로서 구성되어 있다. 이 도 1에 나타내는 예에서는, 기어열(10)은 감속 기구로서 구성되어 있다.

여기서, CVT(8)는, 상기한 바와 같이, 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있는 구성으로 되어 있고, 본 발명에 있어서의 제1 변속 기구에 상당하고 있다. 그에 반해, 기어열(10)은, 상기한 바와 같이 CVT(8)와는 설정하는 변속비가 상이한 구성으로 되어 있고, 본 발명에 있어서의 제2 변속 기구에 상당하고 있다. 따라서, 상기한 CVT(8)를 구비한 전동 경로, 즉, 입력축(5)으로부터 CVT(8)의 프라이머리 풀리(8a) 및 세컨더리 풀리(8b)를 통해 출력축(9)에 이르는 전동 경로가, 본 발명에 있어서의 제1 전동 경로에 상당하고 있다. 그에 반해, 이 기어열(10)을 구비한 전동 경로, 즉, 입력축(5)으로부터 이 기어열(10)을 통해 출력축(9)에 이르는 전동 경로가, 본 발명에 있어서의 제2 전동 경로에 상당하고 있다.

구체적으로, 기어열(10)은, 입력축(5) 및 출력축(9) 각각에 대해 평행하게, 카운터축(10a)이 배치되어 있다. 카운터축(10a)의 한쪽(도 1에 나타내는 예에서는 우측)의 단부에는, 카운터 드리븐 기어(10b)가 카운터축(10a)과 일체 회전하도록 장착되어 있다. 그리고, 이 카운터 드리븐 기어(10b)에, 상술한 전후진 전환 기구(6)의 캐리어(6e)와 일체 회전하는 구동 기어(6f)가 맞물려 있다. 카운터 드리븐 기어(10b)는, 구동 기어(6f)보다도 대직경의 기어이다. 그로 인해, 구동 기어(6f)로부터 카운터 드리븐 기어(10b)로의 방향으로는, 토크가 증폭되어 전달되도록 되어 있다.

카운터축(10a)의 다른 쪽(도 1에 나타내는 예에서는 좌측)의 단부에는, 카운터 드라이브 기어(10c)가 카운터축(10a)과 일체 회전하도록 장착되어 있다. 이 카운터 드라이브 기어(10c)는, 상기한 카운터 드리븐 기어(10b)보다도 소직경의 기어이다. 그리고, 이 카운터 드라이브 기어(10c)에, 상술한 출력축(9) 상에서 출력축(9)에 대해 상대 회전할 수 있도록 배치된 종동 기어(10d)가 맞물려 있다. 이 종동 기어(10d)는 카운터 드라이브 기어(10c)보다도 대직경이다. 그로 인해, 종동 기어(10d)로부터 카운터 드라이브 기어(10c)로의 방향으로는, 토크가 증폭되어 전달되도록 되어 있다. 따라서, 기어열(10)의 변속비(기어비)는, 상기한 구동 기어(6f)와 카운터 드리븐 기어(10b) 사이의 변속비와, 카운터 드라이브 기어(10c)와 종동 기어(10d) 사이의 변속비를 승산한 변속비로 된다. 이 도 1에 나타내는 예에서는, 기어열(10)의 변속비는, 그 값이 CVT(8)의 최대 변속비보다도 커지도록 구성되어 있다.

또한, 종동 기어(10d)를 출력축(9)에 동력 전달 가능하게 연결한 상태와, 종동 기어(10d)와 출력축(9) 사이의 동력 전달을 차단한 상태를 선택적으로 설정하기 위한 제3 클러치 기구(C3)가 설치되어 있다. 이 제3 클러치 기구(C3)는, 결합 및 개방의 2개의 상태로 전환되는 구성의 것이면 된다. 즉, 전달 토크 용량이 서서히 변화하는 구성일 필요가 없다. 그로 인해, 제3 클러치 기구(C3)는, 도그 클러치나 싱크로나이저 등의 맞물림식의 클러치에 의해 구성할 수 있다. 이 도 1에 나타내는 예에서는, 제3 클러치 기구(C3)는, 종동 기어(10d)의 보스부에 형성된 스플라인과, 출력축(9)의 허브에 형성한 스플라인에 슬리브를 끼워 맞춤으로써, 종동 기어(10d)를 출력축(9)에 연결하는 싱크로나이저에 의해 구성되어 있다.

또한, 출력축(9)으로부터 소정의 기어열(11) 및 디퍼런셜(12)을 통해, 본 발명에 있어서의 출력 부재에 상당하는 드라이브 샤프트(13)에 토크를 출력하도록 구성되어 있다. 즉, 출력축(9)의 CVT(8)와 반대측(도 1에 나타내는 예에서는 우측)의 단부에, 출력 기어(9a)가 장착되어 있다. 이 출력 기어(9a)에 맞물려 있는 대직경 기어(11a)가, 감속 기어 샤프트(11b)의 한쪽(도 1에 나타내는 예에서는 우측)의 단부에 장착되어 있다. 감속 기어 샤프트(11b)의 다른 쪽(도 1에 나타내는 예에서는 좌측)의 단부에는, 소직경 기어(11c)가 장착되어 있다. 이 소직경 기어(11c)가, 디퍼런셜(12)의 링 기어(12a)에 맞물려 있다. 그리고, 디퍼런셜(12)은, 그 링 기어(12a)를 통해 전달된 토크를, 좌우의 드라이브 샤프트(13)로부터 구동륜(도시하지 않음)에 전달하도록 구성되어 있다.

그리고, 이 자동 변속기(1)의 동작을 제어하는 전자 제어 장치(ECU)(14)가 설치되어 있다. 이 ECU(14)는, 일례로서 마이크로컴퓨터를 주체로 하여 구성되어 있다. 그리고, 입력된 데이터 및 미리 기억하고 있는 데이터에 기초하여 소정의 프로그램에 따라 연산을 행하고, 전진이나 후진 혹은 뉴트럴 등의 각종의 상태, 및 요구되는 변속비의 설정 등의 제어를 실행하도록 구성되어 있다.

한편, ECU(14)에는, 각종 센서로부터의 검출 신호나 정보 신호가 입력되도록 구성되어 있다. 예를 들어, 프라이머리 풀리(8a) 및 세컨더리 풀리(8b)의 회전 속도를 각각 검출하는 풀리 회전수 센서(도시하지 않음), 시프트 장치 혹은 시프트 레버에 의해 선택되는 시프트 포지션을 검출하는 시프트 포지션 센서(도시하지 않음), 및 차속을 구하기 위해 차량의 각 차륜의 회전 속도를 각각 검출하는 차륜속 센서(도시하지 않음) 등으로부터의 검출 신호가, 이 ECU(14)에 입력되도록 구성되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 자동 변속기(1)는, 전진 방향으로 발진하는 경우, 및 후진 주행하는 경우에, 기어열(10)을 구비한 토크 전달 경로(즉, 본 발명에 있어서의 제2 전동 경로)를 경유하여 출력축(9)에 토크를 전달하도록 제어된다. 그리고, 어느 정도 차속이 증대된 상태에서의 전진 주행하는 경우에는, CVT(8)를 구비한 토크 전달 경로(즉, 본 발명에 있어서의 제1 전동 경로)를 경유하여 입력축(5)으로부터 출력축(9)에 토크를 전달하도록 제어된다. 예를 들어, 도시하지 않은 시프트 장치 혹은 시프트 레버에 의해 드라이브 포지션이 선택되면, 제1 클러치 기구(C1) 및 제3 클러치 기구(C3)가 결합시켜지고, 또한 제2 클러치 기구(C2) 및 브레이크 기구(B)가 개방시켜진다.

자동 변속기(1)를 제어할 때의 각 결합 기구의 결합 및 개방의 상태를, 도 2의 표에 정리하여 나타내고 있다. 또한, 이 도 2에서 「ON」은 결합되어 있는 것을 나타내고, 「OFF」는 개방되어 있는 것을 나타내고 있다.

전진 방향으로의 발진 시에는, 각 결합 기구를 도 2의 표에 나타내는 바와 같이 설정함으로써, 엔진(2)이 출력한 토크는, 입력축(5)을 통해 전후진 전환 기구(6)의 선 기어(6a)에 전달된다. 또한 제1 클러치 기구(C1)를 통해 캐리어(6e)에 전달된다. 이 경우, 전후진 전환 기구(6)는 그 2개의 회전 요소가 제1 클러치 기구(C1)에 의해 연결되어 있으므로, 전후진 전환 기구(6)의 전체가 일체화되어 있다. 따라서, 전후진 전환 기구(6)는 증속 작용 및 감속 작용 모두 발생하지 않고, 입력된 토크를 캐리어(6e)로부터 구동 기어(6f)에 전달한다. 또한, 기어열(10)에 있어서의 종동 기어(10d)가, 제3 클러치 기구(C3)에 의해 출력축(9)에 연결되어 있으므로, 입력축(5)의 토크는 기어열(10)을 통해 출력축(9)에 전달된다. 그리고, 출력 기어(9a)로부터 기어열(11) 및 디퍼런셜(12)을 통해 좌우의 구동륜에 토크가 전달되어, 차량이 발진한다.

상기한 바와 같이, 발진 시에는 기어열(10)을 경유하여 입력축(5)으로부터 출력축(9)에 토크가 전달되어 기어열(10)이 감속 기구로서 기능한다. 그 경우의 변속비는 CVT(8)에서 설정할 수 있는 최대 변속비보다 큰 변속비로 된다. 그 결과, 차량으로서는 큰 구동력을 얻을 수 있다. 또한, CVT(8)에는 발진 시의 큰 토크가 가해지지 않는다. 그로 인해, CVT(8)의 전달 토크 용량을 설정하는 유압을 높게 할 필요가 없다. 따라서, 유압을 발생시키기 위한 동력의 소비가 적어져 연비를 개선할 수 있고, 또한, CVT(8)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

발진 후, 미리 정해져 있는 소정의 차속에까지 증속한 경우에는, CVT(8)의 변속비가 최대 변속비 혹은 그것에 가까운 변속비로 설정된 상태에서, 제1 클러치 기구(C1)가 개방된다. 그와 함께, 제2 클러치 기구(C2)가 결합시켜진다. 이 경우, 전후진 전환 기구(6)는 브레이크 기구(B)가 개방되어 있는 상태에서, 또한 제1 클러치 기구(C1)가 개방되므로, 소위 자유 회전하는 상태로 된다. 그 결과, 입력축(5)과 기어열(10) 사이의 동력 전달이 차단된다. 이에 반해, 세컨더리 풀리(8b)가 제2 클러치 기구(C2)에 의해 출력축(9)에 연결된다. 그 결과, 입력축(5)과 출력축(9)이, CVT(8)를 경유하여 토크를 전달하도록 연결된다. 따라서, CVT(8)에 의한 변속비를 서서히 감소시키는 것, 혹은 차속과 액셀러레이터 개방도에 따라 변화시키는 것에 의해, 엔진 회전수를 연비가 좋은 회전수로 설정할 수 있다.

상기한 바와 같이 기어열(10)을 경유하는 토크의 전달 상태로부터 CVT(8)를 경유하는 토크의 전달 상태로 전환하는 경우, 기어열(10)에 의한 변속비가 CVT(8)의 최대 변속비보다 크므로, 변속비 혹은 구동력이 변화하게 된다. 따라서, 제1 클러치 기구(C1)를 개방하고, 또한 제2 클러치 기구(C2)를 결합시키는 경우에는, 과도적으로 그들 제1 클러치 기구(C1) 및 제2 클러치 기구(C2)를 각각 미끄럼 결합 제어한다. 즉, 제2 클러치 기구(C2)의 결합압이 서서히 증대시켜져, 그 전달 토크 용량이 점차 증대시켜진다. 그와 함께, 제1 클러치 기구(C1)의 결합압이 서서히 저하시켜져, 그 전달 토크 용량이 점차 감소시켜진다. 이 제어는, 종래, 클러치·투·클러치 제어로서 알려져 있는 제어이다. 이와 같이 함으로써, 출력축(9)의 토크가 원활하게 변화하여 변속 쇼크를 억제할 수 있다.

한편, 후진 주행하는 경우에는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 클러치 기구(C1) 및 제2 클러치 기구(C2)가 개방됨과 함께, 제3 클러치 기구(C3) 및 브레이크 기구(B)가 결합시켜진다. 이 경우, 전후진 전환 기구(6)는, 링 기어(6b)가 브레이크 기구(B)에 의해 고정된 상태에서 선 기어(6a)에 엔진(2)으로부터의 토크가 입력된다. 그로 인해, 캐리어(6e)가 선 기어(6a)에 대해 반대 방향으로 회전한다. 따라서, 전진 주행 시의 발진 시와 마찬가지로, 기어열(10)을 경유하여 입력축(5)으로부터 출력축(9)에 토크가 전달되고, 또한 출력축(9)이 후진 주행하는 방향으로 회전한다. 이 경우의 변속비는, 기어열(10)에 의한 변속비와, 전후진 전환 기구(6)를 구성하고 있는 유성 기어 기구에 의한 변속비를 승산한 변속비로 된다. 그리고, 출력 기어(9a)로부터 기어열(11) 및 디퍼런셜(12)을 통해 좌우의 구동륜에 토크가 전달되어, 후진 주행한다.

그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 클러치 기구(C1) 및 제2 클러치 기구(C2)를 모두 개방시킴으로써, 엔진(2)과 출력축(9) 사이의 동력 전달을 차단한 뉴트럴 상태를 설정할 수 있다. 이와 같이, 제1 클러치 기구(C1), 제2 클러치 기구(C2), 제3 클러치 기구(C3) 및 브레이크 기구(B)의 결합·개방 상태를 제어하여, 전후진 전환 기구(6)의 동작을 제어함으로써, 전진 상태, 후진 상태 및 뉴트럴 상태를 각각 설정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 동력원과 동일한 회전 방향의 토크를 출력축(9)으로부터 출력하는 정회전 상태, 동력원과 반대의 회전 방향의 토크를 출력축(9)으로부터 출력하는 반전 상태, 및 동력원과 출력축(9) 사이의 동력 전달을 차단하는 뉴트럴 상태 중 어느 하나를 선택적으로 설정할 수 있다.

상기한 바와 같이, 제1 클러치 기구(C1), 제2 클러치 기구(C2) 및 브레이크 기구(B)는, 입력축(5)과 출력축(9) 사이에서 동력 전달을 행하는 경로를, CVT(8)가 설치된 제1 전달 경로와 기어열(10)이 설치된 제2 전달 경로 사이에서 전환할 때에, 즉, 전환 변속을 실행할 때에 결합시켜지는 클러치이다. 따라서, 제1 클러치 기구(C1), 제2 클러치 기구(C2) 및 브레이크 기구(B)가, 본 발명에 있어서의 소정의 클러치 기구에 상당하고 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서 제어 대상으로 하고 있는 자동 변속기(1)는, CVT(8)를 구비한 전동 경로와 기어열(10)을 구비한 전동 경로 사이에서 전환 변속을 행하는 경우에, 클러치·투·클러치 제어를 실행함으로써, 전환 시의 클러치 기구에 있어서의 결합 쇼크를 억제할 수 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 전환 변속을 실행할 때에 결합시켜지는 클러치 기구에서는, 슬립 결합 시의 마찰에 의해 마찰재의 마모나 마찰열이 불가피적으로 발생한다. 이때, 클러치 기구의 결합 부재간의 회전수 차가 크면, 마찰재의 마모나 발열도 커지고, 그만큼, 클러치 기구의 내구성이 저하되어 버린다. 또한, 결합 쇼크도 커져 버린다.

따라서, 본 발명에 관한 제어 장치에서는, 상기한 바와 같은 전환 변속을 실행할 때에, CVT(8)에서 실제로 설정되어 있는 실제 변속비를 기초로, 전환 변속을 적절한 상태에서 실행할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 전환 변속을 실행할 때의 CVT(8)의 실제 변속비가, 전환 변속 시에 결합시켜지는 클러치 기구의 결합 부재간의 회전수 차가 소정값 이하로 되는 변속비 영역에 들어가 있지 않은 경우에는, 전환 변속을 실행하지 않도록 구성되어 있다.

(제1 제어예)

도 3은 본 발명에 관한 제어 장치에 의해 실행되는 제1 제어예이며, 본 발명의 기본적인 제어 내용을 설명하기 위한 흐름도이다. 이 흐름도에서 나타내어지는 루틴은, 소정의 단시간마다 반복해서 실행된다. 도 3에 있어서, 우선, CVT(8)를 구비한 제1 전동 경로와 기어열(10)을 구비한 제2 전동 경로 사이에서, 동력 전달 경로의 전환을 실행할 필요가 있는지 여부에 대해 판단된다. 즉, 전환 변속의 필요 여부에 대해 판단된다(스텝 S1). 이것은, 종래의 변속 제어에 있어서 일반적으로 실행되는 제어이며, 차속 혹은 출력축(9)의 출력축 회전수, 및, 액셀러레이터 개방도 혹은 스로틀 개방도에 기초하여 판단된다. 예를 들어, 출력축 회전수와 액셀러레이터 개방도에 관해 설정된 맵 혹은 변속 선도를 기초로, 전환 변속의 필요 여부에 대해 판단할 수 있다.

또한, 전환 변속의 실행을 허가할 수 있는 상태인지 여부에 대해 판단된다. 즉, 전환 변속의 가부에 대해 판단된다(스텝 S2). 전술한 바와 같이, 본 발명에 관한 제어 장치는, 종래의 전환 변속의 실행의 필요 여부의 판단에 더하여, 전환 변속의 실행의 가부를 판단하도록 구성되어 있다. 그로 인해 이 스텝 S2에서는, CVT(8)의 실제 변속비에 기초하여 전환 변속의 가부에 대해 판단된다. 구체적으로는, CVT(8)에서 현재 설정되어 있는 실제 변속비가 구해지고, 그 실제 변속비와 전환 변속비 영역이 비교된다. 여기서, 전환 변속비 영역이라 함은, 바꾸어 말하면, 전환 변속 허가 영역을 말하며, 전환 변속을 적절하게 실행할 수 있는 상태를 판단하기 위해 설정된 CVT(8)의 변속비의 범위를 정한 것이다. 예를 들어, 도 4 및 도 5에 있어서 해칭을 부여한 영역으로서 나타낼 수 있다. 도 4에는, 전술한 도 1에 나타내는 바와 같은 구성의 자동 변속기(1)와 같이, 기어열(10)에서 설정하는 변속비(고정 변속비)가, CVT(8)에서 설정 가능한 변속비(무단 변속비) 중 최대 변속비(γmax)보다도 큰 경우의 전환 변속비 영역이 나타내어져 있다. 한편, 도 5에는, 기어열(10)에서 설정하는 변속비(고정 변속비)가, CVT(8)에서 설정 가능한 변속비(무단 변속비) 중 최소 변속비(γmin)보다도 작은 경우의 전환 변속비 영역이 나타내어져 있다.

또한, 상기한 전환 변속을 적절하게 실행할 수 있는 상태라 함은, 이 제어예에서는, 전환 변속을 실행할 때에 개방으로부터 결합으로 제어되는 클러치 기구에 있어서의 결합 부재간의 회전수 차가, 미리 정한 소정값 이하로 되는 상태를 말한다. 예를 들어, 전술한 도 1에 나타내는 바와 같은 구성의 자동 변속기(1)에 있어서, 기어열(10)을 구비한 제2 전동 경로로부터 CVT(8)를 구비한 제1 전동 경로로의 전환 변속을 실행하는 경우에는, 그때에 결합시켜지는 제2 클러치 기구(C2)에 있어서의 회전수 차가 소정값 이하로 되도록, 전환 변속비 영역이 설정된다. 반대로, CVT(8)를 구비한 제1 전동 경로로부터 기어열(10)을 구비한 제2 전동 경로로의 전환 변속을 실행하는 경우에는, 그때에 결합시켜지는 제1 클러치 기구(C1)에 있어서의 회전수 차가 소정값 이하로 되도록, 전환 변속비 영역이 설정된다.

또한, 상기한 스텝 S1 및 스텝 S2의 각 제어는, 이 도 3의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 서로 병행하여 실시해도 된다. 혹은, 순서를 정하여 실시해도 된다. 그 경우의 순서는, 스텝 S1을 먼저 실시해도 되고, 스텝 S2를 먼저 실시해도 된다.

상기한 스텝 S1에 있어서의 전환 변속의 필요 여부에 대한 판단 결과, 및, 스텝 S2에 있어서의 전환 변속의 가부에 대한 판단 결과를 기초로, 자동 변속기(1)의 상태가, 전환 변속이 필요하다고 판단되고, 또한, 전환 변속이 허가된 상태인지 여부가 판단된다(스텝 S3). 구체적으로는, 자동 변속기(1)의 변속 선도 혹은 맵으로부터 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단되고, 또한, CVT(8)의 실제 변속비가 전환 변속비 영역 내의 변속비인 것에 의해 전환 변속의 실행이 허가된 상태인지 여부가 판단된다.

자동 변속기(1)의 상태가, 전환 변속이 필요하다고 판단되고, 또한, 전환 변속이 허가된 상태인 것에 의해, 이 스텝 S3에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 스텝 S4로 진행한다. 그리고, 전환 변속이 실행된다. 구체적으로는, 제2 전동 경로로부터 제1 전동 경로로의 전환 변속의 경우에는, 제1 클러치 기구(C1)가 결합으로부터 개방으로 제어됨과 함께, 제2 클러치 기구(C2)가 개방으로부터 결합으로 제어된다. 또한, 제1 전동 경로로부터 제2 전동 경로로의 전환 변속의 경우에는, 제1 클러치 기구(C1)가 개방으로부터 결합으로 제어됨과 함께, 제2 클러치 기구(C2)가 결합으로부터 개방으로 제어된다. 그리고 그 후, 이 루틴을 일단 종료한다.

이에 반해, 자동 변속기(1)의 상태가, 아직 전환 변속이 필요하다고 판단되어 있지 않은 것, 혹은 아직 전환 변속이 허가된 상태는 아닌 것, 또는, 아직 전환 변속이 필요하다고 판단되어 있지 않고, 또한 아직 전환 변속이 허가된 상태는 아닌 것에 의해, 스텝 S3에서 부정적으로 판단된 경우에는, 스텝 S5로 진행한다. 그리고, 전환 변속의 실행이 금지된다. 즉, 상기한 스텝 S3에서 긍정적으로 판단될 때까지, 전환 변속의 실행이 대기시켜진 상태로 된다. 그리고 그 후, 이 루틴을 일단 종료한다.

이상과 같이, 이 도 3의 흐름도에서 나타내는 제어에서는, 자동 변속기(1)의 입력축(5)과 출력축(9) 사이에서 동력 전달을 행하는 전동 경로를 제1 전동 경로와 제2 전동 경로 사이에서 전환하는 전환 변속을 실행하는 경우, 그 전환 변속의 실행의 가부가 판단된다. 즉, 제1 전동 경로가 설치된 CVT(8)의 실제 변속비가, 전환 변속을 적절하게 실행하기 위해 설정된 전환 변속비 영역 내의 변속비인지 여부가 판단된다. 그리고, 그 CVT(8)의 실제 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 경우에는, 전환 변속은 실행되지 않는다.

보다 구체적으로는, 본 발명에서는, 종래의 변속 제어와 마찬가지의 전환 변속의 실행의 필요 여부가 판단됨과 함께, 전환 변속의 실행의 가부가 판단된다. 그리고, 전환 변속의 실행이 필요하다고 하는 판단에 더하여, 전환 변속의 실행이 허가된 경우, 즉, CVT(8)의 실제 변속비가 전환 변속비 영역 내의 변속비인 경우에, 전환 변속이 실행된다. 따라서, 예를 들어 출력축 회전수나 액셀러레이터 개방도에 관한 정보에 기초하여 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단된 경우라도, 그 시점에서 설정되어 있는 CVT(8)의 실제 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 경우에는, 전환 변속은 실행되지 않는다. 즉, 전환 변속은, CVT(8)에서 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있는 적절한 운전 상태에 한하여 실행된다. 그로 인해, 전환 변속 시에 발생하는 쇼크나, 전환 변속 시에 결합시켜지는 클러치 기구의 내구성의 저하를 방지 혹은 억제할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 전환 변속에 적합한 전환 변속비 영역을 설정할 때에는, 클러치 기구의 결합 부재간에 있어서의 회전수 차가 고려된다. 그리고, 전환 변속의 실행 시에 그 회전수 차가 소정값보다도 작아지도록, 전환 변속비 영역이 설정된다. 따라서, 전환 변속을 실행하는 경우에, 클러치 기구에 있어서의 회전수 차를 소정값 이하의 상태로 해 둘 수 있다. 그로 인해, 클러치 기구에 있어서의 회전수 차가 큰 것에 기인하여 전환 변속 시에 발생하는 쇼크나 클러치 기구의 내구성의 저하를, 확실하게 방지 혹은 억제할 수 있다.

(제2 제어예)

도 6은 본 발명에 관한 제어 장치에 의해 실행되는 제2 제어예를 설명하기 위한 흐름도이다. 이 제2 제어예는, 전술한 제1 제어예를 베이스로 하여, 전환 변속비 영역을 설정할 때의 임계값의 보정이나, 전환 변속의 실행을 판단할 때의 가드 타이머(백업 타이머) 등을 설치한 제어예이다. 또한, 이 제2 제어예에서는, 기어열(10)을 구비한 제2 전동 경로로부터 CVT(8)를 구비한 제1 전동 경로로의 전환 변속을 실행하는 경우의 예를 나타내고 있다. 도 6에 있어서, 우선, 자동 변속기(1)의 운전 상태가, 변속 선도 상에 있어서 고정 변속 영역에 있는지 여부가 판단된다(스텝 S11). 이 판단은, 출력축 회전수 혹은 차속, 및, 액셀러레이터 개방도 혹은 스로틀 개방도에 기초하여 행할 수 있다. 예를 들어, 전술한 도 4에서 나타낸 바와 같은 변속 선도 혹은 맵으로부터 판단할 수 있다.

자동 변속기(1)의 운전 상태가, 변속 선도 상에 있어서 고정 변속 영역에 없는 것, 즉, 자동 변속기(1)에 있어서의 동력의 전달 경로가, 이미 CVT(8)를 구비한 제1 전동 경로에 설정되어 있는 것에 의해, 이 스텝 S11에서 부정적으로 판단된 경우에는, 스텝 S12로 진행한다. 그리고, 전환 변속의 실행이 금지된다. 또한, 이 경우의 CVT(8)에 있어서의 변속 제어는, 변속 선도 혹은 맵에 기초하여, 통상대로 실행된다. 그리고 그 후, 이 루틴을 일단 종료한다. 상기한 바와 같이, 이 제어예에서는, 제2 전동 경로로부터 제1 전동 경로로의 전환 변속을 실행하는 경우를 제어의 전제로 하고 있다. 따라서, 이 경우에는, 특히 본 발명에 관한 제어를 실행하는 일 없이, 이 루틴을 일단 종료한다.

또한, 상기한 스텝 S11의 제어와 병행하여, 혹은, 스텝 S11의 제어에 전후하여, 전환 변속 허가 변속비가 구해진다(스텝 S13). 이 전환 변속 허가 변속비는, 본 발명에 있어서의 전환 변속비 영역을 규정하기 위한 임계값으로 되는 CVT(8)의 변속비(무단 변속비)이다. 이 제어예에서는, 예를 들어 전술한 도 4에 나타내는 바와 같이, CVT(8)의 최대 변속비 γmax와 함께 전환 변속비 영역을 구획하는 변속비로서 설정된다. 또한, 이 전환 변속 허가 변속비는, CVT(8)를 구비한 제1 전동 경로로부터 기어열(10)을 구비한 제2 전동 경로로의 전환 변속을 실행하는 경우에는, 예를 들어 전술한 도 5에 나타내는 바와 같이, CVT(8)의 최소 변속비 γmin과 함께 전환 변속비 영역을 구획하는 변속비로서 설정된다.

이 전환 변속 허가 변속비 및 전환 변속비 영역을 설정하는 제어를 구체적으로 설명한다. 도 7의 블록도에, 전환 변속 허가 변속비를 설정할 때의 제어 내용의 이미지를 나타내고 있다. 이 전환 변속 허가 변속비는, 예를 들어 출력축(9)의 출력축 회전수, 및, 입력축(5)에 전달되는 입력 토크에 기초하여 구해진다. 보다 구체적으로는, 입력 토크가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 좁아지도록, 전환 변속 허가 변속비가 정해진다. 예를 들어, 도 8에 나타내는 바와 같은, 입력 토크, 출력축 회전수, 및 전환 변속 허가 변속비에 관한 맵을 미리 설정해 두고, 그 맵으로부터 이 전환 변속 허가 변속비를 구할 수 있다.

입력 토크가 작은 경우에는, 이 전환 변속을 실행할 때에 결합시켜지는 클러치 기구[즉, 이 제어예에서는 제2 클러치 기구(C2)]에 있어서의 회전수 차가 큰 것에 기인하여 클러치 기구가 슬립하는 시간이 길어졌다고 해도, 그때의 마찰에 의한 발열량은 비교적 작다. 그로 인해, 클러치 기구에 있어서의 회전수 차의 허용 범위는, 비교적 넓게 설정할 수 있다. 그에 반해, 입력 토크가 큰 경우에는, 클러치 기구를 결합시킬 때의 마찰에 의한 마찰판의 마모나 발열량이 커진다. 따라서, 클러치 기구를 결합시킬 때에 그 결합 부재끼리가 슬립하는 시간이 길어지면, 클러치 기구의 내구성에 영향을 미칠 가능성이 있다. 따라서, 본 발명에서는, 상기한 바와 같이 입력 토크가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 좁아지도록, 전환 변속 허가 변속비를 설정함으로써, 상기한 바와 같은 클러치 기구에 있어서의 마찰판의 마모나 발열량을 경감시켜, 클러치 기구의 내구성의 저하를 방지 혹은 억제할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기한 바와 같이 출력축 회전수 및 입력 토크에 기초하여 구한 전환 변속 허가 변속비에 대해, 차량(Ve)의 가속도를 고려한 보정을 행할 수 있다. 구체적으로는, 차량(Ve)의 가속도가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 넓어지도록, 전환 변속 허가 변속비의 값이 보정된다. 혹은, 출력축 회전수의 변화 속도가 산출되고, 그 출력축 회전수의 변화 속도가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 넓어지도록, 전환 변속 허가 변속비의 값이 보정된다. 예를 들어, 도 9에 나타내는 바와 같은, 가속도 혹은 출력축 회전수의 변화 속도, 및 전환 변속 허가 변속비에 관한 맵을 미리 설정해 두고, 그 맵을 기초로 전환 변속 허가 변속비의 보정을 행할 수 있다.

본 발명에서 제어의 대상으로 하고 있는 자동 변속기(1)와 같이, CVT(8)와, 그 CVT(8)의 최대 변속비 γmax보다도 큰 변속비를 설정하는 기어열(10)을 병렬로 구비한 구성에서는, 기어열(10)로부터 CVT(8)로의 전환 변속을 실행할 때에, 차속의 변화량이나 차량(Ve)의 가속도가 크면, CVT(8)에 있어서의 변속보다도 차속의 증대 쪽이 빨라지는 경우가 있다. 그 결과, CVT(8)의 변속비가 전환 변속비 영역 내에 들어가지 않고 전환 변속이 실행되지 않게 되는 경우가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 차량(Ve)의 가속도가 큰 경우, 혹은, 출력축 회전수의 변화 속도가 크고, 그 결과 차량(Ve)의 가속도가 커지는 경우에는, 전환 변속비 영역의 폭이 상대적으로 넓어지도록, 전환 변속 허가 변속비의 값이 보정된다. 그로 인해, 상기한 바와 같은 전환 변속이 실행되지 않게 되는 사태를 회피하고, 전환 변속을 적절하게 실행할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기한 바와 같이 출력축 회전수 및 입력 토크에 기초하여 구한 전환 변속 허가 변속비에 대해, 운전자의 가속 의사를 고려한 보정을 행할 수 있다. 구체적으로는, 우선, 운전자의 가속 의사의 대소가 추정된다. 운전자의 가속 의사의 크기는, 예를 들어 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도 중 적어도 어느 하나에 기초하여 추정할 수 있다. 즉, 액셀러레이터 조작의 조작량이 클수록 운전자의 가속 의사도 크다고 추정할 수 있다. 혹은, 액셀러레이터 조작의 조작 속도가 클수록 운전자의 가속 의사도 크다고 추정할 수 있다. 혹은, 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도가 모두 클수록 운전자의 가속 의사도 크다고 추정할 수 있다. 그리고, 운전자의 가속 의사가 큰 경우에는, 운전자의 액셀러레이터 조작에 의해 발생하는 차량(Ve)의 가속도도 커진다. 따라서, 상술한 바와 같이, 가속도가 클수록 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 보정의 경우와 마찬가지의 이유에 의해, 추정된 운전자의 가속 의사가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 넓어지도록, 전환 변속 허가 변속비의 값이 보정된다. 그로 인해, 상기한 바와 같은 전환 변속이 실행되지 않게 되는 사태를 회피하고, 전환 변속을 보다 적절하게 실행할 수 있다. 또한, 이 경우에도 상술한 가속도가 클수록 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하는 보정의 경우와 마찬가지로, 예를 들어 도 9에 나타내는 바와 같은, 운전자의 가속 의사 및 전환 변속 허가 변속비에 관한 맵을 미리 설정해 두고, 그 맵을 기초로 전환 변속 허가 변속비의 보정을 행할 수 있다.

한편, 자동 변속기(1)의 운전 상태가, 변속 선도 상에 있어서 고정 변속 영역에 있는 것, 즉, 자동 변속기(1)에 있어서의 동력의 전달 경로가, 기어열(10)을 구비한 제2 전동 경로에 설정되어 있는 것에 의해, 상술한 스텝 S11에서 긍정적으로 판단된 경우, 및, 상술한 스텝 S13에서 전환 변속 허가 변속비가 설정된 경우에는, 스텝 S14로 진행한다. 그리고, CVT(8)에서 설정되어 있는 실제 변속비가, 전환 변속 허가 영역 내, 즉, 전환 변속비 영역 내의 변속비인지 여부, 또는, 고정 변속으로부터 무단 변속으로의 전환 판단과 전환 변속의 가부에 대한 판단이 괴리되어 있는 상태가, 소정 시간 α 이상 경과하였는지 여부가 판단된다. 고정 변속으로부터 무단 변속으로의 전환 판단과 전환 변속의 가부에 대한 판단이 괴리되어 있는 상태라 함은, 고정 변속으로부터 무단 변속으로의 전환 판단이 있고, 즉, 전환 변속의 필요 여부 판단에 있어서 전환 변속이 필요하다고 판단되고, 또한, 전환 변속의 가부 판단에 있어서 전환 변속의 실행이 허가되어 있지 않은 상태를 말한다.

CVT(8)에서 설정되어 있는 실제 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비이며, 또한, 그 실제 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 상태가, 전환 변속의 필요 여부 판단에 있어서 전환 변속이 필요하다고 판단된 시점으로부터, 아직 소정 시간 α가 경과하고 있지 않은 것에 의해, 이 스텝 S14에서 부정적으로 판단된 경우에는, 스텝 S15로 진행한다. 그리고, 전환 변속의 실행이 금지된다. 또한, 이 경우의 CVT(8)에 있어서의 변속 제어는, 목표 변속비가 최대 변속비 γmax 혹은 전환 변속비 영역 내의 변속비로 설정되어 실행된다. 또는, 변속 선도 혹은 맵에 기초하여, 통상대로 실행된다. 그리고 그 후, 이 루틴을 일단 종료한다.

요컨대, 이 경우에는, 차량(Ve)의 주행 상태 및 자동 변속기(1)의 운전 상태를 기초로 제2 전동 경로로부터 제1 전동 경로로의 전환 변속이 필요하다고 판단된 경우라도, 예를 들어 CVT(8)의 실제 변속비가 최대 변속비 γmax 혹은 전환 변속비 영역 내의 변속비에까지 복귀되어 있지 않은 상태이다. 즉, 전환 변속을 실행하는 데 적합하지 않은 상태이다. 따라서, 이 경우에는, 전환 변속은 실행되지 않는다. 그로 인해, 예를 들어 클러치 기구에 있어서의 회전수 차가 큰 것에 기인하여 전환 변속 시에 발생하는 쇼크나 클러치 기구의 내구성의 저하를, 확실하게 방지 혹은 억제할 수 있다.

이에 반해, CVT(8)에서 설정되어 있는 실제 변속비가 전환 변속비 영역 내의 변속비인 것에 의해, 스텝 S14에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 스텝 S16으로 진행한다. 그리고, 전환 변속이 실행된다. 또한, 이 경우의 CVT(8)에 있어서의 변속 제어는, 변속 선도 혹은 맵에 기초하여, 통상대로 실행된다. 그리고 그 후, 이 루틴을 일단 종료한다.

또한, CVT(8)에서 설정되어 있는 실제 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비라도, CVT(8)에서 설정되어 있는 실제 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 상태가, 전환 변속의 필요 여부 판단에 있어서 전환 변속이 필요하다고 판단된 시점으로부터, 이미 소정 시간 α 이상 경과한 경우에도, 스텝 S14에서 긍정적으로 판단된다. 그리고, 스텝 S16으로 진행하고, 상기한 바와 마찬가지의 제어가 실행된다. 즉, 전환 변속이 실행된다.

이상과 같이, 이 도 6의 흐름도에서 나타내는 제어에서는, 상기한 바와 같이 전환 변속의 실행의 가부를 판단하기 위해 설정되는 전환 변속비 영역이, 출력축 회전수 및 입력 토크 중 적어도 어느 하나에 따라 변경된다. 예를 들어, 입력 토크가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 좁아지도록, 전환 변속 허가 변속비의 값이 설정된다. 혹은, 차량(Ve)의 가속도나 출력축 회전수의 변화 속도가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 넓어지도록, 전환 변속 허가 변속비의 값이 보정되어 설정된다. 나아가서는, 운전자의 가속 의사가 추정되고, 그 추정된 가속 의사가 클수록 전환 변속비 영역의 폭이 넓어지도록, 전환 변속 허가 변속비의 값이 보정되어 설정된다. 그로 인해, 차량(Ve)의 주행 상태나 자동 변속기(1)의 운전 상태에 대응하여 적절한 전환 변속을 실행할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단된 경우에, CVT(8)의 실제 변속비가 전환 변속비 영역 밖의 변속비인 것에 의해 전환 변속의 실행이 금지되어 있는 경우라도, 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단된 시점으로부터 소정 시간 α 이상이 경과하면, 전환 변속이 실행된다. 예를 들어, 차속의 변화량이나 가속도가 크면, CVT(8)에 있어서의 변속보다도 차속의 증대 쪽이 빨라지고, 그 결과, CVT(8)의 변속비가 전환 변속비 영역 내에 들어가지 않고 전환 변속이 실행되지 않게 되는 경우가 있다. 그에 반해, 본 발명에서는, 미리 상기한 바와 같은 소정 시간 α에 의한 가드가 설치됨으로써, 상기한 바와 같은 전환 변속이 실행되지 않게 되는 사태를 회피하고, 전환 변속의 필요 여부의 판단에 의거하여 전환 변속을 적절하게 실행할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 관한 전환 변속에 관한 변속 제어를 실행한 경우의 입력축 및 출력축의 회전수 변화나, 목표 변속비 및 실제 변속비의 천이를, 도 10의 타임차트에 나타내고 있다. 여기에 나타내는 예는, 예를 들어 차량(Ve)이 급제동되어 정지하였을 때에, CVT(8)의 실제 변속비가 최대 변속비 혹은 발진에 적합한 큰 변속비에까지 완전히 복귀되어 있지 않은 상태에서, 차량(Ve)이 재발진하는 경우를 상정하고 있다. 이 도 10의 타임차트에 나타내는 예에서는, CVT(8)의 실제 변속비가, 출력축(9)의 출력축 회전수를 기초로 설정되는 CVT(8)의 목표 변속비에 대해, 변속비가 작은 측으로 괴리되어 있다. 즉, 차량(Ve)의 정차 시에 본래 최대 변속비측으로 복귀되어야 하는 CVT(8)의 실제 변속비가, 최대 변속비측으로 설정되어 있는 목표 변속비에 추종되어 있지 않은 상태로 되어 있다. 또한, 이 경우에는, 차량(Ve)을 발진시키기 위한 큰 구동력을 얻기 위해, 자동 변속기(1)에서는, CVT(8)의 최대 변속비보다도 더욱 큰 변속비를 설정하는 기어열(10)을 구비한 제2 전동 경로를 경유하여 동력 전달을 행하는 상태로 설정되어 있다.

이 상태로부터 시각 t1에서 운전자의 액셀러레이터 조작이 행해지고, 차량(Ve)이 발진시켜지면, 입력축(5)에 전달되는 실제 입력 회전수가, 목표 입력축 회전수에 추종하여 서서히 증대된다. 이때, 본 발명에 의한 제어를 실행하지 않는 통상 시의 제어에서는, 실제 입력축 회전수 및 CVT(8)의 동기 회전수의 증대에 수반하여, 시각 t2에서 고정 변속으로부터 무단 변속으로의 전환, 즉, 제2 전동 경로로부터 제1 전동 경로로의 전환 변속이 행해지게 된다. 그러나, 그 경우에는, 아직 CVT(8)의 실제 변속비와 목표 변속비의 괴리가 크므로, 전환 변속 시에 결합시켜지는 제2 클러치 기구(C2)에 있어서의 회전수 차가 크고, 결합 쇼크나 마찰재의 내구성의 저하를 초래할 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는, 종래의 전환 변속의 필요 여부의 판단과는 별도로, 결합 쇼크나 마찰재의 내구성 저하를 억제할 수 있는 적절한 상태에서 전환 변속을 실행할 수 있는지 여부, 즉, 전환 변속의 가부를 판단하도록 되어 있다. 이를 위해, 도 10에 있어서의 목표 변속비의 란에 나타내는 바와 같이, 전환 변속 허가 변속비가 설정되어 있다. 이 전환 변속 허가 변속비는, 전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서의 전환 변속비 영역을 규정하기 위한 임계값으로 되는 CVT(8)의 변속비이다.

상기한 시각 t1 이후에서 차량(Ve)이 발진시켜지고 있는 동안에, CVT(8)에서도 변속이 행해지고 있다. 그리고, 시각 t4에서, CVT(8)의 실제 변속비가 전환 변속 허가 변속비에 도달하면, 즉, CVT(8)의 실제 변속비가 전환 변속비 영역 내의 변속비로 되면, 제2 전동 경로로부터 제1 전동 경로로의 전환 변속이 실행된다. 종래의 제어에서는, 시각 t2의 시점에서 전환 변속이 실행되게 된다. 그에 반해, 본 발명에서는, 시각 t2로부터, 전환 변속의 가부 판단에 있어서 전환 변속이 허가로 되는 시각 t4까지의 기간 T1의 동안에는, 전환 변속의 실행이 금지되어 있다.

시각 t4에서 전환 변속이 실행된 후, CVT(8)의 실제 변속비는, 즉시 목표 변속비에 추종시켜지는 것이 아니라, 시각 t5까지의 동안에, 전환 변속 허가 변속비에 추종하도록 제어된다. 종래의 제어에서는, 목표 변속비가 전환 변속 허가 변속비를 하회하는 시각 t3 이후에는, CVT(8)의 실제 변속비는 목표 변속비에 추종하도록 제어되게 된다. 그에 반해, 본 발명에서는, 시각 t3으로부터, CVT(8)의 동기 회전수가 실제 입력축 회전수를 상회하는 시각 t5까지의 기간 T2의 동안에는, 제2 클러치 기구(C2)에 있어서의 마찰을 고려하여, 전환 변속 허가 변속비에 추종하도록 제어된다. 그리고, 시각 t5 이후에는, 본래의 목표 변속비에 추종하도록 제어된다. 즉, 통상의 변속 제어가 행해진다.

여기서, 상술한 구체예와 본 발명의 관계를 간단하게 설명하면, 스텝 S1, S3, S4, S11, S14, S16을 실행하는 기능적 수단이, 본 발명에 있어서의 「실행 수단」에 상당한다. 또한, 스텝 S2, S13을 실행하는 기능적 수단이, 본 발명에 있어서의 「설정 수단」에 상당한다.

또한, 상술한 구체예에서는, 자동 변속기(1)의 구성에 있어서, 기어열(10)에 의한 변속비를 CVT(8)의 최대 변속비보다도 크게 한 예를 나타내고 있지만, 본 발명에서 제어 대상으로 하는 자동 변속기(1)는, CVT(8)에서 설정할 수 없는 변속비를 기어열(10)에 의해 설정하도록 구성되어 있어도 된다. 따라서, 본 발명의 자동 변속기(1)에서는, 예를 들어 기어열(10)에 의한 변속비가 CVT(8)에서의 최소 변속비보다도 작아지도록 구성할 수도 있다. 그와 같이 구성한 경우, 로크업 클러치(4)의 결합 시나 엔진(2)을 저부하에서 운전하여 주행할 때에, 엔진 회전수를 CVT(8)에 의한 토크 전달 시보다도 저회전수로 할 수 있다. 그로 인해, 엔진(2)의 연비를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 기어열(10)은, 복수의 변속비를 선택적으로 설정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

1 : 자동 변속기
2 : 엔진(구동력원)
5 : 입력축
8 : 벨트식 무단 변속 기구(CVT;제1 변속 기구)
9 : 출력축
10 : 기어열(제2 변속 기구)
13 : 드라이브 샤프트(출력 부재)
14 : 전자 제어 장치(ECU)
B : 브레이크 기구
C1 : 제1 클러치 기구
C2 : 제2 클러치 기구
C3 : 제3 클러치 기구
Ve : 차량

Claims (10)

1. 소정의 클러치 기구(C1, C2, B)와,
   변속비를 연속적으로 변화시키는 제1 변속 기구(8) 및 상기 제1 변속 기구와는 설정하는 변속비가 상이한 제2 변속 기구(10)를 포함하는 변속기를 포함하고,
   상기 제1 변속 기구(8)를 구비한 제1 전동 경로와, 상기 제2 변속 기구(10)를 구비한 제2 전동 경로가 차량의 구동력원(2)으로부터 토크가 입력되는 입력축(5)과 출력 부재(13)에 토크를 출력하는 출력축(9) 사이에 병렬로 설치되고, 상기 제1 전동 경로 및 상기 제2 전동 경로 중 어느 한쪽을 경유하여 상기 입력축(5)과 상기 출력축(9) 사이에서 동력 전달을 행하도록 구성되는 차량용 제어 장치에 있어서,
   상기 제어 장치는,
   (a) 상기 클러치 기구(C1, C2, B)를 결합시킴으로써 상기 동력 전달을 행하는 경로를 상기 제1 전동 경로와 상기 제2 전동 경로 사이에서 전환하는 전환 변속을 실행하고,
   (b) 상기 전환 변속을 실행할 때에 서로 결합하는 상기 클러치 기구(C1, C2, B)의 결합 부재간에 있어서의 회전수 차가 소정값 이하로 되도록 상기 제1 변속 기구(8)의 변속비의 범위를 규정한 전환 변속비 영역을 설정하고,
   (c) 상기 제1 변속 기구(8)에서 상기 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있을 때에, 상기 전환 변속을 실행하도록 구성되어 있는,
   전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자 제어 장치는,
   (ⅰ) 상기 차량의 주행 상태 및 상기 변속기의 운전 상태 중 어느 하나에 따라 상기 전환 변속의 실행의 필요 여부를 판단하고,
   (ⅱ) 상기 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단하고, 또한, 상기 제1 변속 기구(8)에서 상기 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있을 때에, 상기 전환 변속을 실행하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 전자 제어 장치는,
   상기 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단한 후에, 상기 제1 변속 기구(8)에서 상기 전환 변속비 영역 밖의 변속비가 설정되어 있는 시간이 소정 시간 이상 경과한 경우에는, 상기 전환 변속을 실행하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 제어 장치는,
   상기 출력축(9)의 출력축 회전수 및 상기 입력축(5)에 입력되는 입력 토크 중 적어도 어느 하나에 관한 정보에 따라, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 변경하여 설정하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 전자 제어 장치는,
   상기 입력 토크가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 좁게 하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 전자 제어 장치는,
   상기 출력축 회전수의 변화 속도가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 장치.
7. 제4항에 있어서,
   상기 전자 제어 장치는 상기 차량의 가속도를 검출하도록 구성되어 있고,
   상기 전자 제어 장치는 상기 가속도가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 장치.
8. 제4항에 있어서,
   상기 전자 제어 장치는 운전자에 의한 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도 중 적어도 어느 하나를 검출하도록 구성되어 있고,
   상기 전자 제어 장치는 상기 액셀러레이터 조작의 조작량 및 조작 속도 중 적어도 어느 하나가 클수록, 상기 전환 변속비 영역의 폭을 넓게 하도록 구성되어 있는, 차량용 제어 장치.
9. 차량의 구동력원(2)으로부터 토크가 입력되는 입력축(5)과 출력 부재(13)에 토크를 출력하는 출력축(9) 사이에, 변속비를 연속적으로 변화시키는 제1 변속 기구(8)를 구비한 제1 전동 경로와, 상기 제1 변속 기구(8)와는 설정하는 변속비가 상이한 제2 변속 기구(10)를 구비한 제2 전동 경로가 병렬로 설치되고, 상기 제1 전동 경로 및 상기 제2 전동 경로 중 어느 한쪽을 경유하여 상기 입력축(5)과 상기 출력축(9) 사이에서 동력 전달을 행하도록 구성되는 차량용 변속기의 제어 장치에 있어서,
   소정의 클러치 기구(C1, C2, B)를 결합시킴으로써 상기 동력 전달을 행하는 경로를 상기 제1 전동 경로와 상기 제2 전동 경로 사이에서 전환하는 전환 변속을 실행하는 실행 수단과,
   상기 전환 변속을 실행할 때에 서로 결합하는 상기 클러치 기구의 결합 부재간에 있어서의 회전수 차가 소정값 이하로 되도록 상기 제1 변속 기구의 변속비의 범위를 규정한 전환 변속비 영역을 설정하는 설정 수단을 구비하고,
   상기 실행 수단은 상기 제1 변속 기구에서 상기 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있을 때에, 상기 전환 변속을 실행하는, 차량용 변속기의 제어 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 실행 수단은, 상기 차량의 주행 상태 및 상기 차량용 변속기의 운전 상태 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 전환 변속의 실행의 필요 여부를 판단함과 함께, 상기 전환 변속의 실행이 필요하다고 판단하고, 또한, 상기 제1 변속 기구(8)에서 상기 전환 변속비 영역 내의 변속비가 설정되어 있는 경우에, 상기 전환 변속을 실행하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량용 변속기의 제어 장치.

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