KR20070119754A - 자동변속기용 제어장치 - Google Patents

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KR20070119754A
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히로미치 기무라
고지 오시마
마사루 모리세
히로후미 오니시
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도요다 지도샤 가부시끼가이샤
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Abstract

ECU 는 1속 기어단이 형성되는 경우 (S100 에서 예), 입력축 회전속도 (NIN) 에서 예측된 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 와 검출된 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 의 차가 한계값 (N(0)) 보다 큰 경우 (S106에서 예) B2 브레이크를 결합상태가 되게 하는 스텝 (S108) 을 포함하는 프로그램을 실행한다. B2 브레이크가 결합상태에 들어가게 되면 일방향 클러치의 내륜과 외륜의 상대 회전이 제한된다.
자동변속기용 제어장치

Description

자동변속기용 제어장치 {CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 자동변속기용 제어장치에 관한 것으로, 특히 일방향 클러치에 의해 구동력을 차륜에 전달하는 자동변속기용 제어장치에 관한 것이다.
종래부터 자동변속기에는 일방향 클러치가 이용되어 왔다. 일본 특허 공개 공보 No. 2-129454 는 일방향 클러치를 강제로 윤활하는 것이 가능한 윤활장치를 개시하였다. 이 일방향 클러치 윤활장치는 케이스의 내주면에서 안쪽으로 연장되는 케이스 지지벽, 케이스 지지벽에 인접하게 배치된 일방향 클러치, 일방향 클러치 내륜의 내주면 및 케이스 지지벽의 내주면에 공통으로 접합함과 동시에 내주측에 회전부재를 자유롭게 회전할 수 있게 지지하는 통 모양의 부재를 포함하는 자동 변속기에 있어서 일방향 클러치를 윤활한다. 통형 부재의 외주면에 스플라인을 형성하여 케이스 지지벽의 내주면과 비례하여 제 1 스플라인 결합부가 구성되는 것과 함께, 내륜의 내주면에 비례하여 제 2 스플라인 결합부가 구성된다. 케이스 지지벽에, 제 1 스플라인 결합부에 개구된 윤활유 공급구가 형성되어 있다. 내륜을 반지름 방향으로 관통하여 제 2 스플라인 결합부에 개구된 기름 구멍이 내륜에 형성되어 있다. 제 1 스플라인 결합부에 있어 개구의 외측, 제 2 스플라인 결합부에 있어 개구의 외측, 케이스 지지벽과 내륜 측면과의 사이의 각 부분 에 밀봉부가 부착된다. 운활유 공급구멍에서부터 제 1 스플라인 결합부, 제 2 스플라인 결합부, 그리고 기름 구멍을 경유하여 일방향 클러치의 슬라이드부에 이르는 윤활유로가 구성된다.
상기 공보에 개시된 일방향 클러치의 윤활장치에 따르면, 윤활유 공급구에서의 윤활유는 케이스 지지벽의 내주면과 원통형 부재의 외주면 사이의 제 1 스플라인, 일방향 클러치 내륜의 내주면과 원통형 부재의 외주면 사이의 제 2 스플라인, 내륜을 반지름 방향으로 관통하는 기름 구멍을 경유하여 일방향 클러치의 슬라이드부에 공급된다. 즉, 윤활유 공급구, 제 1 스플라인, 제 2 스플라인, 기름 구멍에 의해 일방향 클러치를 윤활하기 위한 윤활유로가 형성된다. 여기서, 윤활유로는 밀봉부에 의해 밀봉되고, 윤활유로의 도중에서 윤활유가 새지 아니하게 된다. 따라서, 윤활유 공급구에서 공급된 윤활유는 원심력 등에 관계없이 일방향 클러치의 슬라이드부로 공급된다. 그리하여 일방향 클러치를 충분한 양의 윤활유에 항상 확실히 윤활시켜, 일방향 클러치의 내구성 및 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있다.
자동변속기에 사용되는 일방향 클러치는 1속 기어단의 구동시 (차량의 구동력에 의한 주행시) 에는 외륜과 내륜의 상대 회전을 제한하고 (결합상태가 됨) 그렇지 아니한 경우 (타성 주행할 때와 같이 차량의 구동력에 의하지 않는 주행시) 에는 회전을 허용 (비결합상태가 됨) 하도록 구성되어 있는 경우가 있다. 이는 1속 기어단 시의 엔진 브레이크에 의해 운전 용이도가 악화되는 것을 억제하기 위함이다. 한편, 예를 들어 차량이 기복이 있는 노면을 주행하는 경우, 차량이 상하로 진동하는 것에 의해 차륜이 노면에서 떨어지다가 접지되다가 하는 것을 반복할 수 있다. 이러한 경우, 일방향 클러치가 외륜과 내륜의 상대 회전을 허용하다가 제한하다가 하는 것을 반복한다. 이에 의해 팝핑 (일방향 클러치를 구성하는 스프래그, 잠금 요소, 롤러 등이 크게 진동하고 격렬히 움직이는 것) 이 발생하여 일방향 클러치가 손상될 수 있다. 또한 일방향 클러치가 외륜과 내륜의 상대 회전을 허용하는 상태에서 제한하는 상태로 갑자기 변화하는 경우에도 일방향 클러치가 손상될 수 있다. 그러나 일본 특허 공개 공보 No. 2-129454 의 기재에 따른 일방향 클러치의 윤활장치는 상기의 경우에 있어서 일방향 클러치의 손상을 억제하는 것을 목적으로 하지 아니한다.
본 발명의 목적은 일방향 클러치의 손상을 방지하는 것이 가능한 자동변속기의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 자동변속기용 제어장치는, 외륜과 내륜의 상대 회전을 일방향으로는 회전을 허용하고, 역방향으로는 제한하는 제한부재에 의해 차륜에 구동력을 전달하는 자동변속기를 제어한다. 제어장치는, 외륜 및 내륜에 연결되어 이 외륜과 내륜의 회전속도 차를 억제하는 억제부, 제한부재의 상태를 검출하는 검출부, 제한부재의 상태에 관하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 외륜과 내륜의 회전속도 차를 억제하기 위하여 억제부를 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 제한부재 (예를 들어 일방향 클러치) 에 의해 구동력이 전달된다. 이 제한부재의 상태 (예를 들어, 외륜과 내륜의 상대 회전상태) 가 검출된다. 만약 외륜과 내륜의 상대 회전이 허용되기도 하다가 제한되기도 하는 것이 반복되면, 팝핑 (popping) 이 발생할 수 있고, 일방향 클러치가 손상될 우려가 있다. 또한, 만약 외륜과 내륜의 상대 회전이 허용되다가 갑자기 회전이 제한되는 상태로 변화되면, 일방향 클러치가 손상될 우려가 있다. 따라서, 외륜과 내륜의 상대 회전이 허용되기도 하다가 제한되기도 하는 것이 반복되는 상태 및/또는 외륜과 내륜의 상대 회전이 허용되는 상태에서 제한되는 상태로 급속히 변화하게 되는 상태라고 판단할 수 있는 조건이 만족되는 경우, 외륜과 내륜의 상대적인 회전을 억제하기 위해서 억제부가 제어된다. 이것에 의해 팝핑의 발생 및 외륜과 내륜의 상대 회전이 갑자기 제한되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 일방향 클러치의 손상을 억제할 수 있는 자동변속기의 제어장치를 제공하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 외륜은 자동변속기의 하우징에 고정되어 있다. 내륜은 자동변속기의 회전축에 연결되어 있다. 억제부는 하우징 및 회전축을 경유하여 제한부재에 연결되도록 하우징과 회전축 사이에 제공되고, 유압에 의해 작동하는 마찰결합 요소이다. 제어부는, 마찰결합 요소가 결합상태에 들어가도록 마찰결합 요소를 제어한다.
본 발명에 따르면, 외륜과 내륜의 상대 회전이 허용되기도 하다가 제한되기도 하는 것이 반복될 수 있는 상태 및/또는 외륜과 내륜의 회전이 허용되는 상태에서 제한되는 상태로 급속히 변화할 수 있는 상태라고 판단 가능한 조건을 만족하는 경우, 마찰결합 요소가 결합 상태에 들어가게 된다. 이것에 의해, 팝핑의 발생 및 외륜과 내륜의 상대 회전이 급속히 제한되는 것을 억제할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제한부재의 상태는 외륜과 내륜의 상대 회전상태이다.
본 발명에 따르면, 외륜과 내륜의 상대 회전상태가 검출된다. 이에 의해 제한부재의 상태를 정확하게 파악하는 것이 가능하다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어장치는 자동변속기의 출력축 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부를 더 포함한다. 상기 검출부는 출력축 회전속도의 변화율에 기초하여 외륜과 내륜의 상대 회전상태를 검출한다. 조건은, 출력축 회전속도의 변화율이 미리 정해진 변화율보다 크다는 조건이다.
본 발명에 따르면, 자동변속기의 출력축 회전속도가 검출된다. 출력축 회전속도의 변화율이 큰 경우, 차륜이 노면에서 떨어지거나 접지되는 것이 반복되기 때문에, 차륜을 경유하여 자동변속기에 이르는 부하가 짧은 주기로 증감한다고 볼 수 있다. 이 경우, 외륜과 내륜의 상대 회전이 허용되기도 하다가 제한되기도 하는 것이 반복될 수 있다. 따라서, 출력축 회전속도의 변화율이 크다는 조건을 만족하는 경우 외륜과 내륜의 상대 회전이 억제될 수 있다. 이에 의하여, 팝핑의 발생을 억제할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 제어장치는 자동변속기 출력축의 회전속도를 예측하는 예측부와, 자동변속기 출력축의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부를 포함한다. 검출부는, 예측된 회전속도와 검출된 회전속도의 차에 기초하여 외륜과 내륜의 상대 회전상태를 검출한다. 조건은, 회전속도 차가 미리 정해진 값보다 크다는 조건이다.
본 발명에 따르면, 자동변속기 출력축의 회전속도가 예측된다. 예를 들어, 입력축 회전속도를 기어비로 나눈 값에 의해, 출력축의 회전속도를 예측할 수 있다. 또한, 출력축의 회전속도가 검출된다. 예측된 회전속도와 검출된 회전속도의 차가 큰 경우, 외륜과 내륜의 상대 회전이 허용되고 있는 상태로 볼 수 있다. 그 후, 외륜과 내륜의 상대 회전이 다시 제한되면, 제한부재에 팝핑이 발생할 수 있다. 따라서, 회전속도의 차가 미리 정해진 값보다 크다는 조건을 만족한 경우, 외륜과 내륜의 상대 회전이 억제될 수 있다. 이것에 의해 팝핑의 발생을 억제할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 제어장치는 운전자의 조작에 의해 자동변속기의 제어 모드를 선택하는 선택부를 포함한다. 검출부는, 선택부의 조작상태에 기초하여 외륜과 내륜의 상대 회전상태를 검출한다. 조건은, 선택부가 운전자에 의해 조작된다는 조건이다.
본 발명에 따르면, 선택부 (예를 들어 시프트 레버) 를 운전자가 조작하는 것에 의해 자동변속기의 제어 모드 (예를 들어 변속 범위) 가 선택된다. 시프트 레버가 "P 포지션" 에서 "D 포지션" 으로 조작되면, 구동원의 구동력이 자동변속기를 경유하여 차륜에 전달된다. 이 때, 구동원의 구동력이 자동변속기에 입력된 것에 의해 외륜과 내륜의 상대 회전이 급속히 제한될 수 있다. 따라서, 선택부가 운전자에 의해 조작된다는 조건을 만족하는 경우, 외륜과 내륜의 상대 회전이 억제될 수 있다. 이것에 의해 외륜과 내륜의 상대 회전이 급속히 제한되는 것을 억제하는 것이 가능하다.
더욱 바람직하게는, 제한부재는 일방향 클러치이다.
본 발명에 따르면, 일방향 클러치에 의해 차륜에 구동력을 전달하는 자동변속기에 있어서, 일방향 클러치의 손상을 억제하는 것이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 제어장치를 탑재한 차량을 나타내는 제어 블록 도면.
도 2 는 유성 기어 유닛을 나타낸 스켈레톤 도면.
도 3 은 각 기어 단과 각 브레이크 또는 각 클러치의 대응을 나타낸 작동표 도면.
도 4 는 도 1 의 ECU 에 의해 실행되는 프로그램의 제어구조를 나타낸 순서도 도면.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 관해 설명한다. 이하의 설명에서 동일한 부품에는 동일한 기호를 사용키로 한다. 그들의 명칭 및 기능도 동일하다. 따라서, 그들에 대한 상세한 설명은 반복하지 않는다.
도 1 을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 자동변속기의 유압제어장치를 장착한 차량에 관해 설명한다. 이 차량은 FF (Front Engine Front Drive) 차량이다. 본 실시 형태에 관한 자동변속기의 제어장치를 장착한 차량은 FF 이외의 차량이어도 괜찮다.
차량은 엔진 (1000), 변속기 (2000), 변속기 (2000) 의 일부를 구성하는 유 성 기어 유닛 (3000), 변속기 (2000) 의 일부를 구성하는 유압회로 (4000), 차동 기어 (5000), 구동 샤프트 (6000), 전륜 (7000) 및 ECU (Electronic Control Unit) (8000) 를 포함한다.
엔진 (1000) 은, 인젝터 (미도시) 에서 분사되는 연료와 공기와의 혼합물을, 실린더의 연소실 내에서 연소시키는 내연기관이다. 연소에 의해 실린더 내의 피스톤이 아래로 밀리고, 크랭크 축이 회전되게 된다. 또한, 내연기관을 대신하여 외연기관을 사용해도 좋다. 또한, 엔진 (1000) 대신에 회전 전기기계 등을 사용해도 좋다.
변속기 (2000) 는, 원하는 기어 단을 형성하여, 크랭크 축의 회전속도를 원하는 회전속도로 변속시킨다. 변속기 (2000) 의 출력 기어는 차동 기어 (5000) 와 맞물린다. 유성 기어 유닛 (3000) 에 관해서는 후술한다.
차동 기어 (5000) 에는 구동 샤프트 (6000) 가 스플라인 피팅 등에 의해 연결되어 있다. 구동 샤프트 (6000) 를 경유하여, 좌우의 전륜 (7000) 에 동력이 전달된다.
ECU (8000) 에는 차속 (車速) 센서 (8002), 시프트 레버 (8004) 의 포지션 스위치 (8005), 악셀 페달 (8006) 의 악셀 페달 위치 센서 (8007), 브레이크 페달 (8008) 에 부착된 스톱 램프 스위치 (8009), 유온(油溫) 센서 (8010), 입력축 회전속도 센서 (8012) 및 출력축 회전속도 센서 (8014) 가 하네스 등을 경유하여 접속되어 있다.
차속 센서 (8002) 는, 구동 샤프트 (6000) 의 회전속도로부터 차량의 속도를 검출하여, 검출 결과를 나타내는 신호를 ECU (8000) 에 송신한다. 시프트 레버 (8004) 의 위치는, 포지션 스위치 (8005) 에 의해 검출되어, 검출 결과를 표시하는 신호가 ECU (8000) 에 송신된다. 시프트 레버 (8004) 의 위치에 대응하여, 변속기 (2000) 의 기어 단이 자동으로 형성된다. 또한, 운전자의 조작에 응하여, 운전자가 임의로 기어 단을 선택할 수 있는 매뉴얼 시프트 모드를 선택할 수 있도록 구성되어 있다.
악셀 페달 위치 센서 (8007) 는 악셀 페달 (8006) 의 위치를 검출하여, 검출 결과를 표시하는 신호를 ECU (8000) 에 송신한다. 스톱 램프 스위치 (8009) 는 브레이크 페달 (8008) 의 온/오프 상태를 검출하여, 검출 결과를 표시하는 신호를 ECU (8000) 에 송신한다. 또한, 스톱 램프 스위치 (8009) 를 대신하여 브레이크 페달 (8008) 의 스트로크 양을 검출하는 스트로크 센서를 부착해도 좋다. 유온 센서 (8010) 는, 변속기 (2000) 의 ATF (Automatic Transmission Fluid) 의 온도를 검출하여, 검출 결과를 표시하는 신호를 ECU (8000) 에 송신한다.
입력축 회전속도 센서 (8012) 는 변속기 (2000) 의 입력축 회전속도 (NIN) 를 검출하여, 검출 결과를 표시하는 신호를 ECU (8000) 에 송신한다. 출력축 회전속도 센서 (8014) 는, 변속기 (2000) 의 출력축 회전속도 (NOUT) 를 검출하여, 검출 결과를 표시하는 신호를 ECU (8000) 에 송신한다.
ECU (8000) 는, ROM (Read Only Memory) 에 저장된 맵 및 프로그램 뿐만 아니라 차속 센서 (8002), 포지션 스위치 (8005), 악셀 페달 위치 센서 (8007), 스톱 램프 스위치 (8009), 유온 센서 (8010), 입력축 회전속도 센서 (8012), 출력축 회 전속도 센서 (8014) 등에서부터 보내어진 신호에 기초하여, 차량이 원하는 주행상태가 되기 위해 각종 장치를 제어한다.
도 2 를 참조하여, 유성 기어 유닛 (3000) 에 대하여 설명한다. 유성 기어 유닛 (3000) 은 크랭크 축에 연결된 입력축 (3100) 을 갖고 있는 토크 컨버터 (3200) 에 접속되어 있다. 유성 기어 유닛 (3000) 은 제 1 유성 기어 기구 세트 (3300), 제 2 유성 기어 기구 세트 (3400), 출력 기어 (3500), 기어 케이스 (3600) 에 고정된 B1 브레이크 (3610), B2 브레이크 (3620) 및 B3 브레이크 (3630), C1 클러치 (3640) 및 C2 클러치 (3650), 일방향 클러치 F (3660) 를 포함한다.
제 1 세트 (3300) 는 싱글 피니온 형의 유성 기어 기구이다. 제 1 세트 (3300) 는 태양 기어 (S(UD) 3310), 피니온 기어 (3320), 링 기어 (R(UD) 3330), 캐리어 (C(UD) 3340) 를 포함한다.
태양 기어 (S(UD) 3310) 는 토크 컨버터 (3200) 의 출력축 (3210) 에 연결되어 있다. 피니온 기어 (3320) 는 캐리어 (C(UD) 3340) 에 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 피니온 기어 (3320) 는 태양 기어 (S(UD) 3310) 및 링 기어 (R(UD) 3330) 와 결합되어 있다.
링 기어 (R(UD) 3330) 는 B3 브레이크 (3630) 에 의해 기어 케이스 (3600) 에 고정되어 있다. 캐리어 (C(UD) 3340) 는 B1 브레이크 (3610) 에 의해 기어 케이스 (3600) 에 고정되어 있다.
제 2 세트 (3400) 는 라비니뇨 형의 유성 기어 기구이다. 제 2 세트 (3400) 는 태양 기어 (S(D) 3410), 쇼트 피니온 기어 (3420), 캐리어 (C(1) 3422), 롱 피니온 기어 (3430), 캐리어 (C(2) 3432), 태양 기어 (S(S) 3440) 및 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 를 포함한다.
태양 기어 (S(D) 3410) 는 캐리어 (C(UD) 3340) 에 연결되어 있다. 쇼트 피니온 기어 (3420) 는 캐리어 (C(1) 3422) 에 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 쇼트 피니온 기어 (3420) 는 태양 기어 (S(D) 3410) 및 롱 피니온 기어 (3430) 와 결합되어 있다. 캐리어 (C(1) 3422) 는 출력 기어 (3500) 에 연결되어 있다.
롱 피니온 기어 (3430) 는 캐리어 (C(2) 3432) 에 회전할 수 있도록 지지되어 있다. 롱 피니온 기어 (3430) 는 쇼트 피니온 기어 (3420), 태양 기어 (S(S) 3440) 및 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 와 결합되어 있다. 캐리어 (C(2) 3432) 는 출력 기어 (3500) 와 연결되어 있다.
태양 기어 (S(S) 3440) 는 C1 클러치 (3640) 에 의해 토크 컨버터 (3200) 의 출력축 (3210) 에 연결되어 있다. 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 는 B2 브레이크 (3620) 에 의해 기어 케이스 (3600) 에 고정되어 있고, C2 클러치 (3650) 에 의해 토크 컨버터 (3200) 의 출력축 (3210) 에 연결되어 있다. 또한, 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 는 일방향 클러치 F (3660) 에 연결되어 있고, 1속 기어단의 구동시에는 회전이 불가능하게 된다.
일방향 클러치 F (3660) 는 B2 브레이크 (3620) 와 병렬로 제공되어 있다. 구체적으로, 일방향 클러치 F (3660) 의 외륜은 기어 케이스 (3600) 에 고정되어 있고 내륜은 회전축을 경유하여 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 에 연결되어 있다.
도 3 은 각 변속 기어단과, 각 클러치 및 브레이크의 작동 상태와의 관계를 나타내는 작동표이다. 상기 작동표에 표시된 조합에 기초한 각 브레이크 및 각 클러치를 작동시키는 것에 의해, 1 속에서 6 속의 전진 기어 단과, 후진 기어 단이 형성된다.
B2 브레이크 (3620) 와 병렬로 일방향 클러치 F (3660) 가 제공되기 때문에 1속 기어 단 (1ST) 형성시, 엔진 측에서의 구동상태 시 (가속시) 에는 B2 브레이크 (3620) 를 결합시킬 필요가 없다. 본 실시 형태에 있어서, 일방향 클러치 F (3660) 는, 1속 기어 단으로 구동시에는 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 의 회전을 제한한다. 엔진 브레이크가 작동되는 경우, 일방향 클러치 F (3660) 는 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 의 회전을 제한하지 않는다.
도 4 를 참조하여, 본 실시 형태에 대한 제어 장치인 ECU (8000) 를 실행하는 프로그램의 제어 구조에 대해 설명한다.
스텝 (이하, 스텝은 S 로 약칭한다) 100 에서는, ECU (8000) 는 1속 기어 단이 형성되어 있는가 아닌가를 판단한다. 기어 단은 ECU (8000) 자체로 결정되기 때문에, 1속 기어 단이 형성되어 있는가 아닌가는 ECU (8000) 의 내부에서 판단된다. 1속 기어 단이 형성되어 있는 경우 (S100 에서 예), 과정은 S102 로 진행된다. 만약 아니라면 (S100 에서 아니오), 과정은 종료된다.
S102 에서는, ECU (8000) 은 입력축 회전속도 센서 (8012) 에서 송신된 신호로부터 검출된 입력축 회전속도 (NIN) 에 기초하여, 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 를 예측한다. S104 에서는, 엔진 ECU (8000) 는 출력축 회전속도 센서 (8014) 에서부터 송신된 신호를 기초로 하여 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 를 검출한다.
S106 에서는, ECU (8000) 는 예측된 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 와 검출된 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 와의 차 (출력축 회전속도 (NOUT (2)) - 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 가, 한계값 (N(0)) 보다 큰가 작은가를 판단한다. 예측된 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 와 검출된 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 와의 차가 한계값 (N(0)) 보다 큰 경우 (S106 에서 예) 과정은 S108 로 진행된다. 그렇지 아니하면 (S106 에서 아니오) 과정은 종료된다.
S108 에서는, ECU (8000) 는 B2 브레이크 (3620) 를 결합상태가 되게 한다. 구체적으로, B2 브레이크 (3620) 의 유압 서보에 유압이 공급되도록 유압 회로 (4000) 가 제어되어, B2 브레이크 (3620) 는 결합 상태가 된다. 그 후, 상기 과정은 종료된다.
전술한 구조 및 순서도에 기초하여, 본 실시 형태에 관한 제어장치인 ECU (8000) 의 동작에 관한 설명한다.
차량의 주행 중 1속 기어 단이 형성되어 있는 경우 (S100 에서 예), 입력축 회전속도 센서 (8012) 에서 송신된 신호로부터 검출된 입력축 회전속도 (NIN) 에 기초하여, 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 를 예측할 수 있다 (S102). 또한, 출력축 회전속도 센서 (8014) 에서 송신된 신호에 기초하여, 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 가 검출된다 (S104).
예를 들어, 차량이 기복이 있는 도로를 주행하는 경우, 전륜 (7000) (구동 륜) 이 노면에서 떨어진 후 다시 노면에 접지하는 일이 반복될 수 있다. 전륜 (7000) 이 노면에서 떨어지면, 엔진 (1000) 에서 변속기 (2000) 를 경유하여 전륜 (7000) 에 전달되는 구동력은 노면에 전해지지 않고, 전륜 (7000) 이 자유롭게 회전하게 된다. 이 경우, 일방향 클러치 F (3660) 의 내륜 (링 기어 ((R(1) (R(2))) 3450) 은 자유롭게 회전하고, 외륜과 내륜의 회전속도 차가 발생한다. 그 후, 전륜 (7000) 이 노면에 접지되면, 일방향 클러치 F (3660) 의 내륜 (링 기어 ((R(1) (R(2)) 3450)) 의 회전이 다시 제한된다. 이 상황이 반복되는 경우, 일방향 클러치 F (3660) 에 팝핑이 발생할 수 있다.
팝핑이 발생될 수 있는 상태, 즉 일방향 클러치 F (3660) 의 내륜 (링 기어 ((R(1) (R(2)) 3450)) 가 자유롭게 회전하는 상태인 경우, 실제 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 가 높아지게 된다. 따라서, 예측된 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 와 실제 검출된 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 의 차가 한계값 (N (0)) 보다도 큰 경우 (S106 에서 예) B2 브레이크 (3620) 의 유압 서보에 유압이 공급되어, B2 브레이크 (3620) 는 결합상태가 된다 (S108).
그러므로, 링 기어 (R(1) (R(2)) 3450) 에 연결된 회전축의 회전이 억제되어, 일방향 클러치 F (3660) 의 내륜의 회전이 억제된다. 따라서, 일방향 클러치 F (3660) 의 외륜과 내륜의 회전속도 차가 억제된다. 결과적으로, 일방향 클러치 F (3660) 의 내륜이 공회전하다가 회전이 제한되었다가 하는 것이 반복되는 것을 억제하고 팝핑의 발생을 억제할 수 있다.
상기와 같이, 본 실시 형태에 관한 제어장치인 ECU 에 따르면, 구동시에 일 방향 클러치 F 가 내륜의 회전을 제한하는 1속 기어단에 있어서, 입력축 회전속도 (NIN) 에 기초하여 예측되는 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 와 실제 검출된 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 의 차가 한계값 (N(0)) 보다 큰 경우, B2 브레이크가 결합하게 된다. 이에 의하여, 일방향 클러치 F 의 외륜과 내륜의 회전속도 차가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 팝핑의 발생을 억제할 수 있다. 결과적으로, 일방향 클러치 F 의 손상을 억제하고, 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 저용량의 일방향 클러치 F 로도 필요로 하는 내구성을 만족시킬 수 있고, 최종적으로는 연비를 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, B2 브레이크 (3620) 를 결합하는 것에 의해 일방향 클러치 F (3660) 의 내륜과 외륜의 회전속도 차를 억제하고 있으나, 브레이크 대신에 클러치에 의해 내륜과 외륜의 회전속도 차를 억제하는 것도 가능하다.
나아가, 1속 기어단이 형성될 때 결합상태가 될 수 있는 (내륜과 외륜의 회전을 제한할 수 있는) 일방향 클러치 F (3660) 대신에, 다른 기어단이 형성될 때 결합상태가 될 수 있는 일방향 클러치의 내륜와 외륜의 회전속도 차를 억제할 수 있다.
더 나아가, 변속기 (2000) 의 입력축 회전속도 (NIN) 에서 예측된 출력축 회전속도 (NOUT (1)) 와 출력축 회전속도 (NOUT (2)) 간의 차가 한계값 (N (0)) 보다 큰 경우에 B2 브레이크 (3620) 가 결합될 수 있다고 전술하였지만, 한계값 (N(0)) 보다 커진 횟수가 미리 정해진 횟수를 넘어서는 경우에도 B2 브레이크 (3620) 가 결합될 수 있다.
더 나아가, 출력축 회전속도 (NOUT) 또는 차륜 (7000) 의 회전속도의 변화율이 미리 정해진 변화율보다 크게 되거나, 미리 정해진 시간 내에 미리 정해진 횟수 이상 증감하는 경우에, B2 브레이크 (3620) 가 결합될 수 있다.
더 나아가, 운전자가 "P 포지션" 에서 시프트 레버 (8004) 를 바꾸는 경우처럼 엔진 (1000) 에서 변속기 (2000) 로 구동력이 급속히 전달될 수 있는 상태이면, B2 브레이크 (3620) 가 결합될 수 있다.
더 나아가, 차량에 탑재된 G 센서에 의해 검출된 상하진동 (상하방향의 가속도) 이 미리 정해진 값보다 큰 경우, 또는 상하진동의 주파수가 미리 정해진 값보다 높은 경우, B2 브레이크 (3620) 가 결합될 수 있다.
더 나아가, 내비게이션 장치 등으로부터 얻어진 노면 정보를 기초로 하여 B2 브레이크 (3620) 가 결합될 수 있다.
더 나아가, 1속 기어단이 형성될 때 B2 브레이크 (3620) 가 결합상태에 들어간 위치 또는 도로를 기억시켜 두어, 다시 동일한 위치 또는 도로를 주행할 때에 B2 브레이크 (3620) 를 결합상태에 들어가게 할 수 있다.
상기 개시된 실시 형태는, 모든 면에서 예시적이고 비제한적인 것이라고 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명에 의하지 아니하고 청구의 범위에 의해 정의되고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내의 모든 변형을 포함하는 것을 의도로 하였다.

Claims (15)

  1. 외륜과 내륜의 상대 회전을 일방향으로는 허용하고 역방향으로는 제한하는 제한부재 (3660) 에 의해 차륜 (7000) 에 구동력을 전달하는 자동변속기용 제어장치에 있어서,
    상기 외륜 및 상기 내륜에 연결되어 이 외륜과 내륜의 회전속도 차를 억제하는 억제부 (3620);
    상기 제한부재 (3660) 의 상태를 검출하는 검출부 (8000); 및
    상기 제한부재 (3660) 의 상태에 관하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 상기 외륜과 상기 내륜의 회전속도 차를 억제하기 위하여 상기 억제부 (3620) 를 제어하는 제어부 (8000) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외륜은 상기 자동변속기 (2000) 의 하우징 (3600) 에 고정되고,
    상기 내륜은 상기 자동변속기 (2000) 의 회전축에 연결되고,
    상기 억제부 (3620) 는 상기 하우징 (3600) 및 상기 회전축을 경유하여 상기 제한부재 (3660) 에 연결되도록 상기 하우징 (3600) 과 상기 회전축의 사이에 제공되고, 유압에 의해 작동하는 마찰결합 요소이고,
    상기 제어부 (8000) 는 상기 마찰결합 요소가 결합상태로 들어가도록 이 마찰결합 요소를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한부재 (3660) 의 상태는 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 회전 상태인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 자동변속기용 제어장치는 상기 자동변속기의 출력축의 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부 (8014) 를 더 포함하고,
    상기 검출부 (8000) 는 상기 출력축 회전속도의 변화율에 기초하여 상기 외륜과 상기 내륜의 상대적인 회전상태를 검출하고,
    상기 조건은 상기 출력축 회전속도의 변화율이 미리 정해진 변화율보다 크다는 조건인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 자동변속기 (2000) 의 출력축 회전속도를 예측하는 예측부 (8000); 및
    상기 자동변속기 (2000) 의 출력축 회전속도를 검출하는 회전속도 검출부 (8014) 를 더 포함하며,
    상기 검출부 (8000) 는 상기 예측된 회전속도와 상기 검출된 회전속도의 차에 기초하여 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 회전상태를 검출하고,
    상기 조건은 회전속도의 차가 미리 정해진 값보다 크다는 조건인 것을 특징 으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    운전자의 조작에 의해 상기 자동변속기 (2000) 의 제어 모드를 선택하는 선택부 (8004) 를 포함하며,
    상기 검출부 (8000) 는 상기 선택부 (8004) 의 조작 상태에 기초하여 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 회전상태를 검출하고,
    상기 조건은, 상기 선택부 (8004) 는 상기 운전자에 의해 조작되는 조건인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한부재 (3660) 는 일방향 클러치인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  8. 외륜과 내륜의 상대 회전을 일방향으로는 허용하고 역방향으로는 제한하는 제한부재 (3660) 에 의해 차륜 (7000) 에 구동력을 전달하는 자동변속기용 제어장치에 있어서,
    상기 외륜 및 상기 내륜에 연결되어 이 외륜과 내륜의 회전속도 차를 억제하기 위한 억제수단 (3620);
    상기 제한부재 (3660) 의 상태를 검출하기 위한 검출수단 (8000); 및
    상기 제한부재 (3660) 의 상태가 미리 정해진 조건을 만족시키는 경우 상기 외륜과 상기 내륜의 회전속도 차를 억제하기 위하여 상기 억제수단 (3620) 을 제어하기 위한 제어수단 (8000) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 외륜은 상기 자동변속기 (2000) 의 하우징 (3600) 에 고정되고,
    상기 내륜은 상기 자동변속기 (2000) 의 회전축에 연결되고,
    상기 억제수단 (3620) 은 상기 하우징 (3600) 및 상기 회전축을 경유하여 상기 제한부재 (3660) 에 연결되도록 상기 하우징 (3600) 과 상기 회전축의 사이에 제공되고, 유압에 의해 작동되는 마찰결합 요소이고,
    상기 제어수단 (8000) 은 상기 마찰결합 요소가 결합상태가 되도록 이 마찰결합 요소를 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제한부재 (3660) 의 상태는 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 회전 상태인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 자동변속기의 출력축 회전속도를 검출하기 위한 수단 (8014) 을 더 포함하고,
    상기 검출수단 (8000) 은 상기 출력축 회전속도의 변화율에 기초하여 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 회전상태를 검출하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 조건은 상기 출력축 회전속도의 변화율이 미리 정해진 변화율보다 크다는 조건인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 자동변속기 (2000) 의 출력축 회전속도를 예측하기 위한 수단 (8000); 및
    상기 자동변속기 (2000) 의 출력축 회전속도를 검출하기 위한 수단 (8014) 을 더 포함하고,
    상기 검출 수단 (8000) 은 상기 예측된 회전속도와 상기 검출된 회전속도의 차에 기초하여 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 회전 상태를 검출하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 조건은, 회전속도의 차가 미리 정해진 값보다 크다는 조건인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 자동변속기용 제어장치는 운전자의 조작에 의해 상기 자동변속기 (2000) 의 제어모드를 선택하기 위한 선택수단 (8004) 을 더 포함하고,
    상기 검출수단 (8000) 은 상기 선택수단 (8004) 의 조작상태에 기초하여 상기 외륜과 상기 내륜의 상대 회전상태를 검출하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 조건은, 상기 선택수단 (8004) 은 운전자에 의해 조작된다는 조건인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 제한부재 (3660) 는 일방향 클러치인 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
  15. 외륜과 내륜의 상대 회전을 일방향으로는 허용하고 역방향으로는 제한하는 일방향 클러치 (3660) 에 의해 차륜 (7000) 에 구동력을 전달하는 자동변속기용 제어장치에 있어서,
    상기 외륜 및 상기 내륜에 연결되어 이 외륜과 내륜 간의 회전속도 차를 억제하는 브레이크 (3620); 및
    상기 일방향 클러치 (3660) 의 상태를 검출하고, 상기 일방향 클러치 (3660) 의 상태에 대하여 미리 정해진 조건을 만족하는 경우 상기 외륜과 상기 내륜 간의 회전속도 차를 억제하기 위해 상기 브레이크 (3620) 를 제어하는 ECU (8000) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기용 제어장치.
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