KR20060052173A

KR20060052173A - 엔진 토크 제어 장치

Info

Publication number: KR20060052173A
Application number: KR1020050095411A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 이리야마; 다꾸야 마에까와
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2006-05-19
Also published as: KR100713055B1; US7416515B2; EP1647741B1; DE602005003896D1; CN1760519A; JP4461997B2; US20060234830A1; DE602005003896T2; EP1647741A1; JP2006112255A; CN100406702C

Abstract

엔진 토크 제어 장치는 자동 변속기의 저단 변속(downshifting) 중에 변속 시간을 단축하면서 변속 충격을 감소시키도록 구성된다. 저단 변속 요구가 발생될 때, 고속단 기어 클러치(현재 기어비)의 결합 해제 제어가 시작되고, 동시에 제1 동기 제어가 시작된다. 제1 동기 제어는 제1 제어 기간 동안 목표 속도(TNe)로서 설정된 제1 동기 속도(DNe1)에 의한 토크업 제어(torque-up control)를 갖는다. 제1 제어 기간이 종료될 때, 제2 제어 기간으로 변이된다. 제2 제어 기간에서, 저속단 기어 클러치(변속 후의 기어비)의 결합 제어가 시작되고, 동시에 제2 동기 제어로의 절환이 있다. 제2 동기 제어에서, 목표 속도(TNe)는 변속 후의 기어비에서 제2 동기 속도(DNe2)로 설정된다.

저단 변속, 제어 기간, 제어량, 기어비, 동기 속도, 목표 속도

Description

엔진 토크 제어 장치 {ENGINE TORQUE CONTROL DEVICE}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 장치 또는 시스템을 장착한 내연 기관의 개략 선도.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 장치를 사용하여 저단 변속 조작 중의 동기 제어를 도시하는 간략화된 블록 선도.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따르고 도2에 도시된 동기 제어 중에 엔진 토크 제어 장치에 의해 실시되는 프로세스를 도시하는 흐름도.

도4는 부분(A)에 도시된 본 발명의 엔진 토크 제어 장치에 의해 실시된 동기 제어 중에 발생하는 선택된 차량 파라미터의 각종 상태로의 변화를, 부분(B)에 도시된 종래의 제어 중에 발생하는 선택된 차량 파라미터의 각종 상태로의 변화와 비교하여 도시하는 타임 차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 내연 기관, 엔진

1a : 출력 샤프트

2 : 공기 흡기 통로

3 : 드로틀 모터

4 : 드로틀 밸브

5 : 자동 변속기

6 : 토크 컨버터

7 : 변속 기구

8 : 유압 제어 기구

9 : 클러치

10 : 변속 솔레노이드

11 : 록업 솔레노이드

12 : 전자 제어 유닛

12A : 엔진 제어 유닛

12B : 자동 변속 유닛

21 : 드로틀 센서

22 : 가속기 작동 센서

23 : 냉각수 또는 냉각제 온도 센서

24 : 엔진 속도 센서

25 : 기어 위치 센서

26 : 변속 모드 절환기

27 : 변속 위치 센서

28 : 차량 속도 센서

211 : 요구 토크 연산 섹션

212 : 목표 엔진 속도 연산 섹션

213 : 동기 요구 토크 연산 섹션

214 : 목표 토크 연산 섹션

215 : 드로틀 개방 제어 섹션

본 출원은 35 USC 제119조하에서 일본특허출원 제2004-298135호에 대해 우선권을 주장한다. 일본특허출원 제2004-298135호의 전반적인 개시 내용은 본 명세서에서 참조로 포함된다.

본 발명은 변속 시간을 단축하고 변속 충격을 감소하기 위하여 자동 변속기의 변속 중에 엔진 출력을 제어하는 엔진 토크 제어 장치에 관한 것이다.

계단식 변속 기구를 갖는 자동 변속기의 저단 변속 중에 엔진 출력 토크가 증가된 후에만 변속을 수행함으로써 변속 충격이 감소되고, 그럼으로써 엔진 속도가 저단 변속 후의 속도에 더욱 근접하게 하는 공지 기술이 있다(예들 들어 일본특허공개공보 평5-229363호 참조).

상기의 견지에서, 개선된 엔진 토크 제어 장치에 대한 필요가 존재한다는 것은 이러한 개시로부터 본 기술분야의 숙련자에게는 명백하다. 본 발명은 본 기술분야에서의 이러한 필요뿐만 아니라 이러한 개시로부터 본 기술분야의 숙련자에게 명백하게 되는 다른 필요도 해결한다.

상기 언급된 바와 같이, 고속단 기어 클러치가 미끄러지기 시작한 후에 엔진 출력이 증가할 때, 이 미끄러짐은 엔진 속도를 감소시키고 이에 상응하게 변속이 완료하기까지 더욱 긴 시간이 걸리고, 토크 컨버터가 록업(lock-up)되지 않을 때, 토크 컨버터에 의해 발생된 엔진 속도의 감소가 생기게 되고, 이는 변속이 완료하기까지 훨씬 더 긴 시간이 걸린다는 것을 의미한다. 변속 시간의 이러한 증가는 운전자가 신속한 변속을 할 수 없기 때문에 수동 변속 모드에서 변속을 할 때 특히 문제이다. 결과적으로, 조작감(operating feel)의 손실이 있다.

또한, 일방향 클러치가 채택되어 고속단 기어 클러치가 엔진으로부터 자동 변속기로 단지 일 방향으로만 구동력을 전달할 때, 자동 변속 모드 또는 엔진 제동을 확실하게 하기 위해 사용된 록업 클러치가 결합 해제될 때 수동 모드로 변속하기 전에 발생하는 일방향 클러치의 미끄러짐은 엔진 측 상의 회전 요소들이 변속기에 더욱 근접한 회전 요소들에 대하여 구동 변속기로부터 상대적으로 대향 방향으로 회전하도록 하여, 엔진 측 상의 회전 요소들이 변속기에 더욱 근접한 회전 요소들에 대하여 구동 변속 방향으로 절환될 때 임의의 후속 엔진 출력 증가는 불쾌한 시끄러운 소음을 초래한다.

본 발명은 과거에 발생한 이러한 문제를 고려하여 착안되었다. 본 발명의 하나의 목적은 신속히 제어(동기 제어)하기 시작함으로써 변속 시간을 단축하면서 변속 충격을 감소하여 더욱 원활한 변속을 할 수 있고, 그럼으로써 변속 중에 엔진 속도가 변속 후의 속도에 더욱 근접하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하여, 동기 제어가 자동 변속기의 변속 조작 중에 엔진 출력을 제어하도록 수행되어서, 엔진 속도는 사실상 변속 후의 엔진 속도를 변속 요소의 결합 해제가 시작되기 전에 시작되는 엔진 출력 제어와 일치시킨다. 환언하면, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동 변속 제어 섹션 및 엔진 출력 토크 제어 섹션을 포함하는 엔진 토크 제어 장치를 제공한다. 자동 변속 제어 섹션은 적어도 하나의 결합된 변속 요소를 선택적으로 결합 해제하고, 적어도 하나의 결합 해제된 변속 요소를 선택적으로 결합함으로써 자동 변속기의 자동 변속 제어를 수행하도록 구성된다. 엔진 출력 토크 제어 섹션은 엔진 속도가 자동 변속기의 변속 조작 중에 변속 후의 속도에 접근하도록 엔진으로부터 엔진 출력 토크의 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 구성된다. 엔진 출력 토크 제어 섹션은 결합 해제될 적어도 하나의 결합된 변속 요소가 결합 해제되기 전에 엔진 출력 토크 제어를 시작하도록 추가로 구성된다.

본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징, 양태 및 장점은 동봉된 도면과 관련하여 취해지고 본 발명의 양호한 실시예를 개시하는 하기의 상세한 설명으로부터 이 기술분야의 숙련자에게 명백하게 될 것이다.

본 발명의 선택된 실시예가 도면을 참조하여 설명된다. 본 발명의 실시예의 하기 설명이 동봉된 청구범위 및 그 동등물에 의해 한정된 바와 같이 본 발명을 제한하려는 목적을 위해서가 아니라 설명만을 위하여 제공된다는 것은 이 개시로부터 이 기술분야의 숙련자에게 명백할 것이다.

우선 도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 토크 제어 장치 및 시스템을 구비한 내연 기관(1)이 개략적으로 도시되어 있다. 도1에서, 엔진(1)은 공기 흡기 통로(2)를 통해 흡기 공기를 수용하여, 흡기 공기가 엔진(1)의 각 실린더에 제공된다. 공기 흡기 통로(2)를 통해 각 실린더로 통과하는 흡기 공기는 드로틀 밸브(4)를 작동시키는 드로틀 모터(3)를 제어함으로써 조절된다. 드로틀 모터(3)에 의한 드로틀 밸브(4)의 작동은 종래의 방식으로 달성될 수 있다. 드로틀 밸브(4)에 의한 드로틀 밸브(4)의 작동이 종래의 방식으로 달성될 수 있기 때문에, 이들 구조는 본 명세서에서 상세히 설명되거나 도시되지 않을 것이다.

자동 변속기(5)는 종래의 방식으로 엔진(1)의 출력 샤프트(1a)에 연결된다. 이 자동 변속기(5)는 자동 변속 모드뿐만 아니라 운전자가 수동으로 변속하도록 허용하는 수동 변속 모드를 갖는다. 자동 변속기(5)는 토크 컨버터(6), 변속 기구(7, 기어 기구) 및 유압 제어 기구(8)를 기본적으로 포함한다. 토크 컨버터(6)는 이 토크 컨버터(6)의 출력 측에 연결된 변속 기구(7)와 함께 엔진(1)의 출력 샤프트(1a)에 연결된다. 유압 제어 기구(8)는 변속 기구(7) 내의 다양한 변속 요소들(9, 클러치 등)을 선택적으로 결합 및 결합 해제하도록 구성되고 배열된다.

유압 제어 기구(8)의 작업 유압은 다양한 전자기식 밸브를 통해 제어된다. 다양한 전자기식 밸브는 이 기술분야에 공지된 종래의 부품이다. 전자식 밸브가 이 기술분야에 공지되어 있으므로, 이들 구조는 본 명세서에서 상세히 설명되거나 도시되지 않을 것이다. 오히려, 4개의 변속 솔레노이드(10) 및 록업 솔레노이드(11)만이 본 명세서에 간단 명료하게 도시될 것이다. 변속 솔레노이드(10)는 자동 변속 조작을 수행하도록 구성되고 배열된다. 록업 솔레노이드(11, lock-up solenoid)는 엔진으로부터 자동 변속기(5)까지 직접 토크를 전달하기 위하여 토크 컨버터(6)를 록업을 수행하도록 구성되고 배열된다. 변속 솔레노이드(10) 및 록업 솔레노이드(11)는 전자 제어 유닛(ECU)에 조작식으로 연결되고, 전자 제어 유닛은 변속 솔레노이드(10) 및 록업 솔레노이드(11)의 결합 및 결합 해제를 선택적으로 제어한다.

전자 제어 유닛(12)은 양호하게는 엔진(1)의 작동을 제어하는 엔진 제어 프로그램과, 변속 솔레노이드(10), 록업 솔레노이드(11) 뿐만 아니라 고단 변속 및 저단 변속 조작을 수행하기 위핸 전자식 밸브를 제어하는 자동 변속 제어 프로그램을 갖는 마이크로컴퓨터를 포함한다. 따라서, 전자 제어 유닛(12)은 양호하게는 자동 변속 제어 섹션과, 엔진 출력 토크 제어 섹션을 갖는 엔진 제어 섹션을 포함한다. 또한, 전자 제어 유닛(12)은 양호하게는 인터페이스 회로, 출력 인터페이스 회로, 및 롬(리드 온리 메모리) 장치 및 램(랜덤 액세스 메모리) 장치와 같은 저장 장치 등의 다른 종래의 부품을 포함한다. 전자 제어 유닛(12)에 대한 정교한 구조 및 알고리즘이 본 발명의 기능을 수행할 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 조합이 될 수 있다는 것은 이 개시로부터 이 기술분야의 숙련자에게 명백하게 될 것이다. 환언하면, 명세서 및 청구범위에서 이용되는 "기능적 수단(means plus function)" 구절은 "기능적 수단" 구절의 기능을 수행하기 위해 이용될 수 있는 임의의 구조 또는 하드웨어 및/또는 알고리즘 또는 소프트웨어를 포함해야 한다.

다양한 신호들이 드로틀 센서(21), 가속기 작동 센서(22), 냉각수 또는 냉각제 온도 센서(23), 엔진 속도 센서(24), 기어 위치 센서(25), 변속 모드 절환기 (26), 변속 위치 센서(27) 및 차량 속도 센서(28)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 센서들로부터 전자 제어 유닛(12)으로 입력된다. 드로틀 센서(21)는 드로틀 개방량 또는 드로틀 밸브(4)의 정도를 검출하고, 전자 제어 유닛(12)으로 드로틀 밸브(4)의 드로틀 개방도를 지시하는 신호를 출력하도록 구성되고 배열된다. 가속기 작동 센서(22)는 가속기 페달 가압량(APS)을 검출하고, 가속기 페달 가압량(APS)을 지시하는 신호를 전자 제어 유닛(12)으로 출력하도록 구성되고 배열된다. 냉각수 또는 냉각제 온도 센서(23)는 엔진 냉각수 또는 냉각제 온도(Tw)를 검출하고, 엔진 냉각제 온도(Tw)를 지시하는 신호를 전자 제어 유닛(12)으로 출력하도록 구성되고 배열된다. 엔진 속도 센서(24)는 엔진 속도(Ne)를 검출하고, 엔진 속도(Ne)를 지시하는 신호를 전자 제어 유닛(12)으로 출력하도록 구성되고 배열된다. 기어 위치 센서(25)는 자동 변속기(5)의 기어 기구의 기어 위치(Gp)를 검출하고, 기어 위치(Gp)를 지시하는 신호를 전자 제어 유닛(12)으로 출력하도록 구성되고 배열된다. 변속 모드 스위치(26)는 자동 변속기(5)의 변속 모드(자동 변속 모드 또는 수동 변속 모드)를 설정하고, 현재 변속 모드를 지시하는 신호를 전자 제어 유닛(12)으로 출력하도록 구성되고 배열된다. 변속 위치 센서(27)는 변속 레버 위치(SP)를 검출하고, 변속 레버 위치(SP)를 지시하는 신호를 전자 제어 유닛(12)으로 출력하도록 구성되고 배열된다. 차량 속도 센서(28)는 차량 속도(VSP)를 검출하고, 차량 속도(VSP)를 지시하는 신호를 전자 제어 유닛(12)으로 출력하도록 구성되고 배열된다.

전자 제어 유닛(12)은 기본적으로 엔진 제어를 수행하도록 구성된 엔진 제어 유닛(EGCU, 12A)과, 자동 변속기 측 상에서 변속 제어를 수행하도록 구성된 자동 변속 제어 유닛(12B)을 포함한다.

자동 변속 모드에서, 자동 변속 제어 유닛(12B)은 프리세트 맵(preset map) 등을 참조하여 최적 기어를 설정하고, 가속기 작동량(APS) 및 차량 속도(VSP)를 기초로 하여 최적 기어가 얻어지도록 변속 솔레노이드(10)를 제어한다. 수동 변속 모드에서, 자동 변속 제어 유닛(12B)은 운전자가 변속 레버를 고단 변속을 하기 위해 또는 저단 변속을 하기 위해 사용할 것인지에 따라서 현재 기어보다 1단 높은 기어 또는 1단 낮은 기어를 설정하고, 선택된 기어가 얻어지도록 변속 솔레노이드(10)를 선택적으로 제어한다.

한편, 엔진 제어 유닛(12A)은 전술한 다양한 센서들로부터의 신호를 기초로 하여 연료 분사 제어 및 점화 타이밍 제어와 같은 엔진 제어를 수행함으로써 엔진 출력 제어를 수행한다. 또한, 엔진 제어 유닛(12A)은 목표 엔진 토크를 연산하고, 드로틀 밸브(4)의 개방을 제어하기 위하여 드로틀 모터(3)를 구동하여 이 목표 엔진 토크가 얻어질 것이다. 엔진 제어 유닛(12A)에 의해 실행된 저단 변속(동기 제어) 중의 엔진 출력 제어는 도2를 참조하여 설명될 것이다.

도2는 저단 변속 조작 중에 엔진 제어 유닛(12A)에 의해 시행된 엔진 출력 제어의 간략화된 블록 선도이다. 저단 변속 조작을 수행하기 위하여, 엔진 제어 유닛(12A)은 기본적으로 운전자의 요구 토크 연산 섹션(211), 목표 엔진 속도 연산 섹션(212), 동기 요구 토크 연산 섹션(213), 목표 토크 연산 섹션(214), 및 드로틀 개방 제어 섹션(215)을 포함한다. 엔진 제어 유닛(12A)에 의해 시행된 엔진 출력 제어에 의해, 하기 기술한 바와 같이, 변속 요소(9)들의 결합 해제가 시작되기 전에 동기 제어는 시작하여, 변속 요소(9)들의 결합 해제에 의해 발생된 엔진 속도의 강하를 감소하고, 급속히 상승되어 동기된 속도에 더욱 근접하게 되는 엔진 속도를 허용하는 동안, 변속 시간을 단축하고 변속 충격을 감소시켜며, 그럼으로써 양호한 변속을 보장한다. 변속은 특히 수동 변속 모드에서 개선될 수 있고, 저단 변속이 고속단 기어 측 상의 일방향 클러치를 결합 해제함으로써 수행될 때, 엔진 속도에 있어서의 강하를 감소시킴으로써 발생하는 불쾌한 소음이 방지될 수 있다.

운전자의 요구 토크 연산 섹션(211)은 가속기 작동 센서(22)로부터 가속기 작동량(APS)을 기초로 하여 운전자에 의해 요구된 엔진 토크만큼 운전자의 요구 토크(TTEIF)를 연산하도록 구성된다.

목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 자동 변속 제어 유닛(12B)으로부터의 싱크로메시(synchromesh) 요구 신호(싱크로메시 요구 플래그), 변속 출력 샤프트 속도 신호(즉, 차량 속도 신호), 현재 변속 전의 기어 위치 신호, 및 변속 후의 기어 위치 신호 중에서 적어도 하나를 기초로 하여 목표 엔진 속도(TNe)를 출력하도록 구성된다. 저단 변속이 수동 변속 모드에서 행해질 때, 즉 동기 제어에 대한 필요가 발생할 때, 우선 변속 전의 기어에 동기되는 목표 엔진 속도(TNe)가 변속 전의 기어 위치 신호를 기초로 하여 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)에 의해 연산된다. 그리고 나서, 특정 시간이 경과한 후에, 변속 후의 기어에 동기된 목표 엔진 속도(TNe)는 변속 후의 기어 신호를 기초로 하여 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)에 의해 연산된다. 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)에 의해 목표 엔진 속도(TNe)의 이러 한 연산은 이후에 상술될 것이다.

동기 요구 토크 연산 섹션(213)은 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)에 의해 연산된 목표 엔진 속도를 얻기 위해 필요한 엔진 토크로서의 동기 요구 토크(TQTMSTAC)를 연산하도록 구성된다. 동기 요구 토크 연산 섹션(213)은 목표 토크 연산 섹션(214)에 동기 요구 토크(TQTMSTAC)를 출력하도록 구성된다.

목표 토크 연산 섹션(214)은 운전자의 요구 토크 연산 섹션(211)에 의해 연산된 운전자의 요구 토크(TTEIF)와 동기 요구 토크 연산 섹션(213)에 의해 연산된 동기 요구 토크(TQTMSTAC) 중에서 큰 것으로 최종 목표 토크를 계산(선택)하도록 구성된다. 최종 목표 토크는 목표 토크 연산 섹션(214)에 의해 드로틀 개방 제어 섹션(215)으로 출력된다.

드로틀 개방 제어 섹션(215)은 목표 토크 연산 섹션(214)에 의해 선택된 최종 목표 토크에 따라 목표 드로틀 개방도를 연산하고, 목표 드로틀 개방도를 기초로 하여 드로틀 개방도를 피드백 제어하도록 구성된다.

저단 변속이 요구될 때, 가속기 페달은 가압되지 않거나 단지 적은 양만 가압되어, 동기 요구 토크(TQTMSTAC)가 더욱 작아진다. 그리고 나서, 목표 토크 연산 섹션은 운전자의 요구 토크(TTEIF)보다 더 큰 동기 요구 토크(TQTMSTAC)를 선택하고, 저단 변속을 위한 동기 제어가 수행된다. 저단 변속이 요구되지 않을 때, 운전자의 요구 토크(TTEIF)는 더 커지게 되어, 운전자의 요구 토크(TTEIF)가 선택되고, 통상의 토크 제어가 운전자의 필요에 따라서 수행된다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)에 의해 목표 엔진 속도(TNe)의 연산을 도시하는 흐름도이다.

스텝 S1에서, 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 자동 변속 제어 유닛(12B)으로부터 입력된 동기 요구 플래그(fSIPREV)가 1로 설정되었는지 여부를 판정한다. 운전자가 수동 변속 모드에서 저단 변속할 때, 동기 요구 플래그(fSIPREV)는 1로 설정되고, 동시에 이러한 설정에 의해, 결합된 상태의 변속 전의 고속단 기어 클러치를 결합 해제하기 위하여 자동 변속 제어 유닛(12B)에 의해 결합 해제 제어가 시작된다. 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)이 스텝 S1에서 동기 요구 플래그(fSIPREV)가 1로 설정되었는지를 판정할 때, 동기 요구 플래그(fSIPREV)의 이전 값(fSIPREVz)이 판정되는 스텝 S2로 프로세스가 진행된다.

스텝 S2에서, 이전 값(fSIPREVz)이 0이면, 즉 고속단 기어 클러치의 결합 해제 제어가 저단 변속 조작과 동시에 시작된 이후 즉시, 스텝 S3으로 진행한다. 이전 값(fSIPREVz)이 0이 아니면, 프로세스는 스텝 S4로 진행한다.

스텝 S3에서, 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 제1 제어 기간(T1)을 설정하고, 엔진 속도는 동기 제어에 최초 목표 속도로 제어된다. 또한, 스텝 S3에서, 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 제1 제어 기간을 측정하도록 타이머(T)를 설정한다. 특히, 제1 제어 기간(T1)은 맵(map)을 참조하거나, 차량 속도와 저단 변속 패턴(4단 기어→3단 기어, 3단 기어→2단 기어, 2단 기어→1단 기어)에 기초하여 설정된다. 양호하게는, 상이한 제1 제어 기간(T1)이 각각의 저단 변속에 대해 설정된다.

다음으로, 스텝 S2에서, 동기 요구 플래그(fSIPREV)의 이전 값이 1이 되도록 결정되어, 프로세스가 스텝 S4로 진행하고 타이머의 값은 카운트다운된다.

스텝 S5에서, 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 타이머 카운트 값(T1)이 0에 도달했는지 여부를 판정한다. 타이머 카운트 값(T1)이 0에 도달할 때까지, 제1 제어 기간은 고속단 기어 클러치가 완전히 결합 해제될 때까지 유효하게 되도록 판정된다. 고속단 기어 클러치가 완전히 결합 해제되면, 프로세스는 스텝 S7로 진행한다. 그렇지 않으면, 프로세스는 스텝 S6으로 진행한다.

스텝 S6에서, 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 스텝 S8에서 목표 엔진 속도(TNe)를 연산하기 위한 기어비(GP)로서 현재 기어비(CURGP)를 선택한다.

한편, 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)이 스텝 S5에서 타이머(T1)의 카운트 값이 0인지를 판정하고, 그 후 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 고속단 기어 클러치가 완전하게 결합 해제되는지와, 제2 제어 기간으로의 변이가 행해지는 지를 판정한다. 따라서, 프로세스는 스텝 S7로 진행하고, 변속 후의 기어비(NEXGP)는 스텝 S8에서 목표 엔진 속도(TNe)를 연산하기 위한 기어비(GP)로서 선택된다.

스텝 S8에서, 목표 엔진 속도(TNe)는 제1 및 제2 제어 기간(T1 및 T2) 동안 연산된다. 목표 엔진 제어 기간(T1) 동안, 목표 엔진 속도(TNe)는 동기 속도(DNe1)와 동일하게 된다. 제2 제어 기간 동안, 목표 엔진 속도(TNe)는 동기 속도(DNe2)와 동일하게 된다. 동기 속도(DNe1 또는 DNe2)는 고속단 기어 클러치의 입력 측 상의 속도가 상술한 바와 같이 각 제어 기간 동안 선택된 기어비(GP)에서 출력 측의 속도와 일치하는 엔진 출력 속도이다. 동기 속도(DNe1 또는 DNe2)는 목표 엔진 속도(TNe)로서 하기 방정식으로부터 연산된다.

TNe = VSP·R·GP

여기서, VSP: 차량 속도(변속기 출력 샤프트 속도)

R: 타이어 직경 × 최종 기어비의 계산값

따라서, 스텝 S8에서, 목표 엔진 속도(TNe)는 실제 엔진 속도(Ne)가 제1 제어 기간(T1)의 마지막에서 목표 엔진 속도(TNe)에 근접한 값에 접근하도록 제1 제어 기간(T1) 동안 연산된다. 또한, 목표 엔진 속도(TNe)는 실제 엔진 속도(Ne)가 제2 제어 기간의 마지막에서 목표 엔진 속도(DNe2)에 근접한 값에 접근하도록 제2 제어 기간(T2) 동안 연산된다. 즉, 제2 제어 기간 동안, 목표 엔진 속도 연산 섹션(212)은 예컨대 실제 엔진 속도(Ne)가 DNe2와 동일한 제2 제어 기간의 목표 속도(TNe)에 접근할 때 탐지한다. 일단, 목표 엔진 속도(TNe)가 각 제어 기간 동안 설정되면, 동기 요구 플래그(fSIPREV)는 그 후 스텝 S8에서 0으로 설정된다. 따라서, 루틴(routine)이 스텝 S1에서의 판정에 의해 결정되고, 동기 제어(제2 제어 기간)가 결정된다.

도4는 부분(A)에 도시된 본 발명의 엔진 토크 제어 장치에 의해 실시된 동기 제어 중에 발생하는 선택된 차량 파라미터의 각종 상태로의 변화를, 부분(B)에 도시된 종래의 제어 중에 발생하는 선택된 차량 파라미터의 각종 상태로의 변화와 비교하여 도시하는 타이밍 차트이다.

도4에 도시된 바와 같이, 저단 변속 요구는 변속 전의 현재 기어비(CURGP)에서 결합된 고속단 기어 클러치의 결합 해제 제어를 시작하는 수동 변속 모드에서 저단 변속 조작에 의해 발생된다. 동시에, 제1 동기 제어가 시작된다. 제1 동기 제어는 현재 기어비(CURGP)에서 동기 속도(DNe1)가 목표 엔진 속도(TNe)로 설정되는 토크업 제어(torque-up control)를 포함한다. 이러한 제1 동기 제어는 제1 제어 기간 동안 계속된다. 결과적으로, 고속단 기어 클러치의 결합 해제가 완료되는 시점에서, 즉 변속기가 중립으로 있는 시점에서, 록업 상태가 아닌 토크 컨버터의 저항으로 인하여 엔진 속도 감소가 제거될 때까지 엔진 속도(Ne)가 증가되는 동안 클러치 결합 해제에 의해 속도 강하는 억제된다.

제1 제어 기간이 결정되고 제2 제어 기간으로의 변이 기간일 때, 저속단 기어 클러치의 결합 제어는 변속 후의 기어비(NEXGP)에 대응하여 시작한다. 동시에, 목표 엔진 속도(TNe)가 변속 후의 기어비(NEXGP)에서 동기 속도(DNe2)로 설정되는 제2 동기 제어로의 절환이 있다. 결과적으로, 엔진 속도(Ne)는 클러치 결합 제어의 개시 시에 중립 상태에 근접한 상태로 급속히 상승된다. 따라서, 엔진 속도(Ne)가 실제 결합의 개시 및 결합 종료 사이의 시간 동안 동기 속도(DNe2)까지 상승된다.

제1 및 제2 동기 제어는 목표 엔진 속도(TNe) 및 실제 엔진 속도(Ne) 사이의 편차에 따라서 PID(비례, 적분 및 미분) 제어 등에 의해 피드백 제어하도록 적용된다. 도4에 도시된 바와 같이 편차가 클 때 토크가 개시 시에 상당히 증가된 후에, 엔진 속도가 오버슈팅(overshooting) 없이 양호한 응답으로 부드럽게 동기 속도(DNe1)에 접근하는 것을 허용하는 편차 감소량만큼 토크가 낮아진다.

여기서, 변속 후의 기어비(NEXGP)에서 동기 속도(DNe2)가 개시 직후 목표 엔진 속도(TNe)만큼 제어되면, 고속단 기어 클러치가 완전히 결합 해제되기 전에 현 재 기어비(CURGP)에서 동기 속도를 초과하는 범위까지 엔진 속도(Ne)가 급격하게 증가할 가능성이 있다. 이러한 상황은 감속 중에 요동하는 느낌(jerky feel)을 생기게 하는데 이는 양호한 운전성을 유지할 수 없다는 의미이다. 이러한 실시예에서, 제어 기간은 분리되고, 동기 제어는 목표 엔진 속도(TNe)를 절환함으로써 수행되고, 그래서 제1 제어 기간 후에, 엔진 속도(Ne)는 속도의 이러한 초과 상승을 계속 피하는 동안 가능한 많이 상승될 수 있다. 결과적으로, 제2 제어 기간으로의 변이된 후에, 엔진 속도(Ne)는 짧은 시간 후에 변속 후의 동기 속도까지 급속히 상승될 수 있다.

그러므로 비교예에서와 같이, 고속단 기어 클러치의 결합 해제가 시작한 후(미끄러짐이 시작한 후)에 동기 제어가 시작될 때에 비교하여, 변속 시간은 단축될 수 있고 변속 충격이 방지되어 더욱 양호한 변속을 할 수 있다. 특히, 수동 변속 모드에서 저단 변속할 때, 급속한 변속 및 변속 충격의 감소를 달성할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 고속단 기어 클러치가 일방향 클러치를 포함하는 경우, 일방향 클러치가 미끄러짐 상태에 있을 때 동기 제어가 시작되면, 엔진 측의 회전 요소들이 변속기에 더욱 근접한 회전 요소들에 대하여 구동 변속 방향으로 절환될 때 불쾌한 소음이 발생된다. 그러나, 본 발명에 의하면, 변속 요소(9)들의 결합 해제가 시작되기 전에 엔진 출력 제어가 시작되므로, 수동 모드에서 엔진 제동을 보장하기 위해 사용된 록업 클러치의 결합 해제시 발생하는 일방향 클러치의 미끄러짐을 방지할 수 있다. 게다가, 제1 제어 기간은 제2 제어 기간의 제어량과 다른 제어량이 제공되는데, 즉 목표 엔진 속도는 제1 제어 기간 동안 변속 후의 입 력 속도이고, 자동 변속 모드에서 변속 전의 미끄러짐이 부드럽게 제거되거나 충분히 감소되는 것을 허용하므로, 불쾌한 소음을 피할 수 있다.

또한, 이러한 실시예에 의해서, 고속단 기어 클러치의 결합 해제가 완료된다고 가정한 제1 제어 기간이 변속 패턴 및 차량 속도를 기초로 하여 설정되기 때문에, 매우 정밀하게 설정될 수 있다. 그러나, 간단하게 제1 제어 기간은 저단 변속 요구의 발생 이후 특정 기간이 경과될 때까지의 기간으로 대신 설정될 수 있다.

본 발명은 저단 변속, 특히 수동 변속 모드에서의 다운 변속 중에 최대의 효과를 갖지만, 자동 변속 모드에서 다운 변속에서도 또한 효과적이다.

본 발명을 고단 변속에 적용하는 것도 역시 가능하다. 예컨대, 변속 전의 저속단 기어비에 대응하는 동기 제어는 고단 변속 요구와 동시에 토크업 제어에 의해 수행되고, 그리고 나서 변속 후의 기어비에 대응하는 동기 제어가 수행되어 고속단 기어 클러치의 입력 샤프트 측의 회전 속도를 감소하는 동안 변속 시간을 짧게 유지되는 것을 허용하고, 그럼으로써 출력 샤프트 측 상의 회전 속도를 동기시키고 결합하고 있는 동안 변속 충격[순간 떨림(jerkiness)]을 회피한다.

본 발명을 설명하기 위하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 부품, 섹션, 장치 등에 의해 수행된 작동 또는 기능을 설명하기 위해 본 명세서에 사용된 용어인 "탐지"는 물리적인 탐색을 요구하는 것이 아닌 작동 또는 기능을 수행하기 위한 판정, 측정, 모델링, 예측 또는 연산 등을 포함하는 부품, 섹션, 장치 등을 포함한다. 부품, 섹션 또는 장치의 일부를 설명하기 위하여 본 명세서에 사용된 용어 "구성된다"는 소정 기능을 수행하기 위하여 구성되고 프로그램된 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함한다. 게다가, 청구범위 내에 "기능적 수단"으로서 표현된 용어들은 본 발명의 일부의 기능을 수행하기 위하여 이용될 수 있는 임의의 구조를 포함하여야 한다. 본 명세서에서 사용된 "대체로", "약" 및 "대략"과 같은 정도를 나타내는 용어들은 수정된 용어의 합리적인 편차량을 의미하고, 최종 결과는 중대하게 변하지 않는다. 예컨대, 이들 용어는 이 편차가 수정한 단어의 의미를 부정하지 않는다면 수정된 용어의 적어도 ±5%의 편차를 포함한다고 해석될 수 있다.

몇몇 선택된 실시예들만이 본 발명을 설명하기 위해 선택되었지만, 첨부된 청구범위에서 한정된 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 수정이 본 명세서에 형성될 수 있다는 것이 이 개시로부터 이 기술분야의 숙련자에게 명백할 것이다. 게다가, 본 발명에 따른 실시예의 전술한 설명은 단지 설명을 위해서 제공되며 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 한정된 본 발명을 제한하기 위한 목적은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 개시된 실시예에 의해 제한되지 않는다.

본 발명은 급속히 제어(동기 제어)하기 시작함으로써 변속 시간을 단축하는 동안 변속 충격을 감소하여 더욱 원활한 변속을 할 수 있고, 그럼으로써 변속 중에 엔진 속도가 변속 후의 속도에 더욱 근접하게 된다.

Claims

엔진 토크 제어 장치이며,

적어도 하나의 결합된 변속 요소를 선택적으로 결합 해제하고, 적어도 하나의 결합 해제된 변속 요소를 선택적으로 결합함으로써 자동 변속기의 자동 변속 제어를 수행하도록 구성된 자동 변속 제어 섹션과,

자동 변속기의 변속 조작 중에 엔진 속도가 변속 후의 엔진 속도에 근접하도록 엔진으로부터 엔진 출력 토크의 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 구성된 엔진 출력 토크 제어 섹션을 포함하고,

엔진 출력 토크 제어 섹션은 결합 해제될 적어도 하나의 결합된 변속 요소가 결합 해제되기 시작하기 전에 엔진 출력 토크 제어를 개시하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제1항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 결합 해제될 적어도 하나의 변속 요소로 결합 해제 지령이 출력될 때 엔진 출력 토크 제어를 시작하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제1항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 제어 개시에서 특정 시점까지 지속되는 제1 제어 기간 동안 제1 제어량에 의하여, 그리고 특정 시점에서 변속 완료까지의 제2 제어 기간 동안 제2 제어량에 의하여 엔진 출력 토크 제어를 수행하 도록 추가로 구성되고, 제1 제어량과 제2 제어량은 상이한 엔진 토크 제어 장치.
제3항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 결합 해제될 적어도 하나의 결합된 변속 요소의 결합 해제가 완료된 것을 판정할 때까지 제1 제어 기간 동안 제1 제어량에 의해 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제3항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 엔진 출력 제어의 개시 이후에 특정 시간이 경과할 때까지 제1 제어 기간 동안 제1 제어량에 의해 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제5항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 변속 발생 종류 및 차량 속도에 따라 특정 시간을 절환하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제3항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 목표 엔진 속도가 변속하기 전에 자동 변속기로의 입력 속도인 것으로 하는 제1 제어 기간과, 목표 엔진 속도가 변속한 후에 자동 변속기로의 입력 속도인 것으로 하는 제2 제어 기간을 설정하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제1항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 저단 변속 조작 중에 엔진 출 력 토크 제어를 수행하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제8항에 있어서, 결합 해제될 적어도 하나의 결합 해제된 변속 요소의 하나로서 일방향 클러치를 더 포함하고, 상기 일방향 클러치는 구동력이 엔진 측으로부터 자동 변속기 측으로 전달되는 것만을 허용하도록 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제1항에 있어서, 엔진 및 자동 변속기 사이에 배치된 토크 컨버터를 더 포함하는 엔진 토크 제어 장치.
제2항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 제어 개시에서 특정 시점까지 지속되는 제1 제어 기간 동안 제1 제어량에 의하여, 그리고 특정 시점부터 변속 완료까지의 제2 제어 기간 동안 제2 제어량에 의해 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 추가로 구성되고, 제1 제어량과 제2 제어량이 상이한 엔진 토크 제어 장치.
제11항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 결합 해제될 적어도 하나의 결합된 변속 요소의 결합 해제가 완료된 것을 판정할 때까지 제1 제어 기간 동안 제1 제어량에 의해 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제11항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 엔진 출력 제어의 개시 이후에 특정 시간이 경과할 때까지 제1 제어 기간 동안 제1 제어량에 의해 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제13항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 변속 발생 종류 및 차량 속도에 따라 특정 시간을 절환하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제11항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 목표 엔진 속도가 변속하기 전에 자동 변속기로의 입력 속도인 것으로 하는 제1 제어 기간과, 목표 엔진 속도가 변속한 후에 자동 변속기로의 입력 속도인 것으로 하는 제2 제어 기간을 설정하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제2항에 있어서, 엔진 출력 토크 제어 섹션은 저단 변속 조작 중에 엔진 출력 토크 제어를 수행하도록 추가로 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제16항에 있어서, 결합 해제될 적어도 하나의 결합된 변속 요소의 하나로서 일방향 클러치를 더 포함하고, 상기 일방향 클러치는 구동력이 엔진 측으로부터 자동 변속기 측으로 전달되는 것만을 허용하도록 구성되는 엔진 토크 제어 장치.
제2항에 있어서, 엔진 및 자동 변속기 사이에 배치된 토크 컨버터를 더 포함 하는 엔진 토크 제어 장치.
엔진 토크 제어 장치이며,

적어도 하나의 결합된 변속 요소를 선택적으로 결합 해제하고, 적어도 하나의 결합 해제된 변속 요소를 선택적으로 결합함으로써 자동 변속기의 자동 변속 제어를 수행하는 자동 변속 제어 수단과,

자동 변속기의 변속 조작 중에 엔진 속도가 변속 후의 엔진 속도에 근접하도록 엔진으로부터 엔진 출력 토크의 엔진 출력 토크 제어를 수행하고, 결합 해제될 적어도 하나의 결합된 변속 요소가 결합 해제되기 시작하기 전에 엔진 출력 토크 제어를 시작하는 엔진 출력 토크 제어 수단을 포함하는 엔진 토크 제어 장치.
엔진 토크 제어 방법이며,

적어도 하나의 결합된 변속 요소를 선택적으로 결합 해제하고, 적어도 하나의 결합 해제된 변속 요소를 선택적으로 결합함으로써 자동 변속기를 제어하는 단계와,

자동 변속기의 변속 조작 중에 엔진 속도가 변속 후의 엔진 속도에 근접하도록 엔진으로부터 엔진 출력 토크의 엔진 출력 토크 제어를 수행함으로써 엔진의 엔진 출력 토크를 제어하는 단계와,

결합 해제될 적어도 하나의 결합된 변속 요소가 결합 해제되기 시작하기 전에 엔진 출력 토크 제어를 시작하는 단계를 포함하는 엔진 토크 제어 방법.