KR20090122480A

KR20090122480A - 자동 변속기용 제어 장치

Info

Publication number: KR20090122480A
Application number: KR1020097021842A
Authority: KR
Inventors: 노리히로 츠카모토; 아츠시 아야베
Original assignee: 도요타 지도샤（주）
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-11-30
Also published as: JP4420060B2; US8768590B2; CN101668968B; WO2008132585A2; US20100121542A1; KR101111939B1; JP2008275000A; DE112008001083T5; WO2008132585A3; CN101668968A

Abstract

변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동을 실시하기 위한 조건이 만족되었는지 아닌지를 판단하고 (단계 S11),실행 조건이 만족되었다고 판단되면 유압유 온도를 측정한다 (단계 S12). 그 다음, 변속기 ECU (12) 는 측정된 유압유 온도에 대응하는 토크 컨버터 (3) 에 대한 목표 속도비를 설정하고 (단계 S13), 토크 컨버터 (3) 의 속도비와 목표 속도비가 같아지도록 중립 제어 작동을 실행한다 (단계 S14).

Description

자동 변속기용 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속기용 제어 장치, 특히, 중립 제어 작동을 실행하는 자동 변속기용 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동 변속기용 제어 장치에 있어서, 차량이 전진 레인지 상태로 (in a forward range) 정지될 때, 엔진의 아이들링 회전에 의해 발생된 구동력이 토크 컨버터 및 변속 기구를 통해 구동륜에 크리프력으로서 전달되는 크리프 현상이 발생한다. 차량의 정지를 유지하기 위해서, 운전자는 크리프력을 억제하기 위해 브레이크를 작동시켜야 하고, 브레이크에 의해 소비된 크리프력에 대응하는 양만큼 엔진의 연비가 저하된다. 그래서, 브레이크가 작동되도록 브레이크 페달이 가압되면서 액셀레이터 거의 전폐가 되어 차량이 전진 레인지 상태로 정지되어 있을 때, 자동 변속기용 제어 장치는 전진 클러치가 반결합되고 차량이 전진 레인지 상태로 미끄러지도록 구동 모드로부터 중립 모드로 변속되도록 중립 제어 작동이 실행된다.

이 유형의 자동 변속기용 제어 장치는, 중립 제어 작동의 실행 동안에 전진 클러치가 슬리피지 (slippage) 에 의해 야기된 마찰열로 인해 과도하게 과열되지 않도록 전진 클러치의 온도가 소정치 이하로 감소하도록 전진 클러치의 결합 압력 (engaging pressure) 을 감소시킨다 (예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제 2007-9930 호 (JP-A-2007-9930) 참조).

중립 제어 작동의 실행 동안에, JP-A-2007-9930 에 기재된 자동 변속기용 제어 장치는, 엔진 속도, 엔진 속도와 토크 컨버터의 터빈 속도와의 비, 유압유 온도 및 중립 제어 작동 지속 시간에 기초하여 전진 클러치의 온도를 추정하고, 추정된 전진 클러치의 온도가 소정 온도를 초과할 때 전진 클러치의 결합 압력을 감소시켜서 마찰열의 발생을 줄인다.

그러나, 상기 자동 변속기의 제어 장치에 있어서는, 전진 클러치의 결합시에 사용하기 위한 유압유의 온도가 낮을 때, 유압유의 높은 점도로 인해서 유압의 응답성이 느리고, 즉 실제 유압이 원하는 유압을 따라가지 못하며, 자동 변속기가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때 전진 클러치에 대한 결합 압력이 원하는 바와 같이 상승하지 않을 수도 있다. 또한, 저온일 때에는 마찰 결합 요소에 공급되는 윤활유의 점도도 높아진다는 사실의 관점에서 전진 클러치에 대한 결합 압력이 감소되면, 전진 클러치의 결합 및 분리를 제어하기 위한 솔레노이드가 압력 반응이 느린 저압 영역에서 작동하고 자동 변속기가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때 전진 클러치에 대한 결합 압력의 상승의 지연이 증가할 수도 있다.

상기에 설명된 바와 같이, 유압유의 온도가 낮을 때, 유압의 느린 응답성 또는 자동 변속기가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때의 몇몇 다른 이유들로 인해서 전진 클러치에 대한 결합 압력의 상승이 지연된다. 따라서, 차량이 시동될 때 전진 클러치가 매끄럽게 결합되지 못한다. 그 결과, 차량에 대해 쇼크 가 발생하거나 차량의 시동성이 악화되어서, 주행성이 나빠지게 된다.

본 발명은, 자동 변속기가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때 유압유의 온도가 낮더라도 전진 클러치의 상승의 지연을 야기할 수도 있는 유압 응답성이 느려지는 것을 방지하여 전진 클러치의 매끄러운 결합을 보장할 수 있어서 차량이 시동될 때 차량에 쇼크가 발생하고 차량의 시동성이 악화되는 것을 방지하여서 주행성을 향상시킬 수 있는 자동 변속기용 제어 장치를 제공한다.

본 발명의 제 1 양태에 따른 자동 변속기용 제어 장치는: 시동시에 결합되는 결합 요소를 갖는 변속 기구; 동력원으로부터 상기 변속 기구로 동력을 전달하기 위한 토크 컨버터; 및 차량이 전진 레인지 상태로 정지되어 있을 때 상기 결합 요소에 대한 결합 압력을 감소시키기 위해 중립 제어를 실행하고 상기 차량의 시동시에 상기 결합 요소를 결합시키기 위해 복귀 제어 작동을 실행하기 위한 중립 제어 수단을 포함하는 자동 변속기용 제어 장치에 관한 것이다. 자동 변속기용 제어 장치는; 중립 제어 작동의 시작시에 결합 요소를 작동시키기 위한 유압유의 온도를 측정하기 위한 유압유 온도 측정 수단; 동력원의 회전 속도 및 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도를 얻고 동력원의 회전 속도와 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도 사이의 비에 의해 나타내지는 토크 컨버터의 속도비를 실제 속도비로서 산출하기 위한 실제 속도비 산출 수단; 및 토크 컨버터의 속도비에 대한 목표치를 목표 속도비로서 설정하기 위한 목표 속도비 설정 수단을 갖는다. 목표 속도비 설정 수단은, 유압유 온도 측정 수단에 의해 측정된 유압유의 온도가 소정 임계치보다 낮을 때 유압유 온도가 상온인 경우의 속도비보다 실제 속도비가 더 낮아지도록 목표 속도비를 설정하고, 중립 제어 수단은 중립 제어 작동 동안에 실제 속도비가 목표 속도비와 같아지도록 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정한다.

이 구성으로, 자동 변속기가 중립 모드로 변속될 때 유압유 온도가 낮다면, 본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치는 토크 컨버터에 대한 목표 속도비를 유압유 온도가 상온인 경우보다 낮게 설정하고 결합 요소에 대한 결합 압력을 통상보다 미리 높은 값으로 유지하여서 유압 응답성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 자동 변속기가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때, 유압유의 온도가 낮고 유압유의 점도가 높더라도, 결합 요소에 대한 결합 압력의 상승의 지연이 방지되어 결합 요소가 매끄럽게 결합될 수 있다. 이에 따라, 차량의 시동시에 차량에 쇼크가 가해지는 것과 차량의 시동성이 악화 (부조 (hesitation)) 되는 것을 방지하여서 주행성을 향상시킬 수 있다.

중립 제어 수단은 결합 요소에 대한 결합 압력을 유압 온도가 상온인 경우보다 더 높게 유지하여서 중립 제어 작동 동안에 실제 속도비가 목표 속도비와 같아지도록 한다.

목표 속도비 설정 수단은 유압유의 온도가 소정 임계치보다 더 낮을 때 유압유의 온도가 더 낮아짐에 따라 목표 속도비를 더 낮게 설정할 수도 있다.

이 구성으로, 본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치는, 토크 컨버터에 대한 목표 속도비를 더 낮은 값으로 설정하고 중립 제어 작동 동안에는 유압유 온도가 낮아짐에 따라 결합 요소에 대한 결합 압력을 더 높은 값으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 유압유의 점도가 더 증가되더라도, 결합 요소에 대한 결합 압력의 상승의 지연이 방지될 수 있고 결합 요소가 매끄럽게 결합될 수 있다. 이에 따라, 차량의 시동시에 차량에 가해지는 쇼크 및 차량의 시동성의 악화 (부조) 를 방지하여서 주행성을 향상시킬 수 있다.

유압유의 상온은, 유압유의 점도가 거의 일정한 온도 범위의 온도일 수도 있고, 임계치는 유압유에 대한 낮은 온도와 상온 사이의 경계 온도일 수도 있다. 이 경우에, 임계치는 80℃ 일 수도 있다.

중립 제어 작동은 자동 변속기에서 전진 기어비가 성립되고 브레이크 페달이 소정량 이상으로 가압되는 동안 실행될 수도 있다.

자동 변속기용 제어 장치는 결합 요소를 작동시키기 위한 유압유의 압력을 제어함으로써 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정할 수도 있다.

중립 제어 수단은 실제 속도비와 목표 속도비가 같아지도록 하기 위해서 실제 속도비와 목표 속도비 사이의 차에 기초하여 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하기 위해서 중립 제어 작동 동안에 피드백 제어를 실행할 수도 있다.

본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치는, 자동 변속기가 중립 모드에 있을 때 토크 컨버터의 실제 속도비와 목표 속도비 사이의 차에 기초하여 토크 컨버터의 실제 속도비가 언제나 목표 속도비에 근접하도록 하기 위해서 결합 요소에 대한 결합 압력을 적절하게 조정하기 위해 피드백 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 결합 요소에 대한 결합 압력은 중립 모드로부터 구동 모드로 자동 변속기의 복귀가 시작될 때 최적 값에 도달하기 때문에, 결합 요소는 복귀 공정 동안에 보다 매끄럽게 결합될 수 있고 복귀 제어 작동 동안의 주행성이 더 향상될 수 있다.

본 발명의 제 2 양태는 시동시에 결합되는 결합 요소를 갖는 변속 기구, 및 동력원으로부터 변속 기구로 동력을 전달하기 위한 토크 컨버터를 포함하는 자동 변속기의 제어 방법에 관한 것이다. 자동 변속기의 제어 방법은, 차량이 전진 레인지 상태로 정지하고 있을 때 결합 요소에 대한 결합 압력을 감소시키기 위해서 중립 제어 작동을 실행하는 단계; 중립 제어 작동의 시작시에 결합 요소를 작동시키기 위한 유압유의 온도를 측정하는 단계; 동력원의 회전 속도 및 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도를 얻는 단계; 동력원의 회전 속도와 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도 사이의 비에 의해 나타내진 토크 컨버터의 속도비를 실제 속도비로서 산출하는 단계; 유압유 온도 측정 수단에 의해 측정된 유압유의 온도가 소정 임계치보다 낮을 때 유압유 온도가 상온인 경우의 속도비보다 실제 속도비가 더 낮도록 토크 컨버터의 속도비에 대한 목표값으로서 목표 속도비를 설정하고, 실제 속도비가 목표 속도비와 같아지도록 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하고, 차량의 시동시에 결합 요소를 결합하기 위해 복귀 제어 작동을 실시하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따라, 자동 변속기가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때 유압유의 점도가 높고 유압유의 온도가 낮더라도 결합 요소의 매끄러운 결합을 보장하기 위해서 결합 요소에 대한 결합의 상승의 지연을 방지하여서 차량의 시동시에 차량에 대한 쇼크의 발생 및 차량의 시동성능의 악화를 방지하여서 구동성을 향상시킬 수 있는 자동 변속기용 제어 장치가 제공된다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점이 첨부되는 도면을 참조하여 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명백해지고, 동일한 요소를 나타내기 위해 동일한 도면부호가 이용된다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치가 제공된 차량을 개략적으로 도시하는 일반적인 구성 다이아그램이다.

도 2 는 본 발명의 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치의 구성을 도시하는 아웃라인 다이아그램이다.

도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 자동 변속기의 작동 테이블이다.

도 4 는 본 발명의 실시형태에 따른 유압 제어 회로의 일반적인 구성을 도시하는 회로 다이아그램이다.

도 5 는 토크 컨버터에 대한 목표 속도비와 유압 온도 사이의 관계를 규정하는 목표 속도비 맵을 도시하는 개략도이다.

도 6 은 본 발명의 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치의 기능을 설명하는 흐름도이다.

도 7 은 본 발명의 실시형태에 따른 중립 제어 작동 동안에 유온이 낮은 경우의 C1 클러치에 대한 결합 압력 및 터빈 회전 속도의 시간에 따른 변화를 도시하는 타이밍 차트이다.

도 8a, 도 8b 및 도 8c 는 본 발명의 실시형태에 따른 중립 제어 작동 동안의 터빈 회전 속도, C1 클러치에 대한 결합 압력 및 출력 토크의 변화를 도시하는 타이밍 차트이다.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태가 설명된다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치가 제공된 차량을 개략적으로 도시하는 일반적인 구성 다이아그램이다. 도 2 는 본 발명의 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치의 구성을 도시하는 아웃라인 다이아그램이다.

이 실시형태에서, 본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치가 FF (Front engine Front drive) 차량에 적용되는 경우가 설명된다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 차량 (1) 은 엔진 (2); 토크 컨버터 (3); 전진 클러치를 갖는 변속 기구 (4); 유압에 의해 토크 컨버터 (3) 및 변속 기구 (4) 를 제어하기 위한 유압 제어 회로 (9); 동력원으로서 엔진 (2) 을 제어하기 위한 엔진 ECU (Electronic Control Unit: 11); 및 유압 제어 회로 (9) 를 제어하기 위한 변속기 ECU (12) 를 갖는다.

엔진 (2) 은 인젝터 (도시되지 않음) 로부터 분사되는 연료와 공기와의 혼합물이 실린더의 연소실에서 연소되는 내연기관이다. 실린더내의 피스톤이 연소 에너지에 의해 하방으로 가압되어서 크랭크축을 회전시킨다. 내연기관 대신에 외연 기관이 이용될 수도 있다. 엔진 (2) 대신에 회전 전기 기계 등이 이용될 수도 있다.

토크 컨버터 (3) 는 엔진 (2) 으로부터 변속 기구 (4) 로 토크가 증가되면서 동력을 전달한다. 토크 컨버터 (3) 는 이하에서 설명될 바와 같이, 엔진 (2) 의 출력 축과 연결되는 펌프 임펠러 (이하, 단순히 "임펠러" 라고 한다); 변속 기구 (4) 의 입력 축과 연결되는 터빈 러너 (이하, 단순히 "터빈" 이라고 한다); 및 원웨이 클러치 (one-way clutch) 에 의해 일방향으로 회전하는 것이 방지되는 스테이터를 갖는다. 임펠러에서 터빈으로 유체인 매체를 통해 동력이 전달된다.

토크 컨버터 (3) 는, 차량 (1) 이 고속으로 주행할 때 임펠러와 터빈을 기계적으로 직접 결합하기 위한 록-업 클러치 (47; 도 2 참조) 를 가져서 엔진 (2) 으로부터 변속 기구 (4) 로의 동력 전달 효율을 증가시킨다.

토크 컨버터 (3) 및 변속 기구 (4) 는 자동 변속기 (5) 를 구성한다. 자동 변속기 (5) 는 원하는 기어비 (gear ratio) 를 성립함으로써 기어박스 (도시되지 않음) 의 출력 축의 회전 속도를 원하는 회전 속도로 변경한다. 자동 변속기 (5) 의 출력 기어로부터 출력된 동력은 상이한 기어 (도시되지 않음) 및 구동축을 통해 좌우 전방 휠 (도시되지 않음) 로 전달된다. 변속 기구 (4) 는, 이하에서 상세하게 설명된다.

유압 제어 회로 (9) 는 선형 솔레노이드 밸브 (SL1 ~ SL5) 를 갖는다. 유압 제어 회로 (9) 는 유압유의 온도를 측정하기 위한 유온 센서 (33) 를 갖는다.

엔진 ECU (11) 는 CPU (Central Processing Unit); RAM (Random Access Memory); ROM (Read Only Memory) 및 입/출력 인터페이스 (도시되지 않음) 를 갖는다. 엔진 ECU (11) 는 액셀레이터 센서 및 스로틀 센서로부터 입력된 신호 및 ROM 에 저장된 맵에 기초하여 CPU 에 의해 엔진의 회전 속도를 제어하고, 이는 이하에서 설명된다.

변속기 ECU (12) 는 CPU, RAM, ROM 및 입-출력 인터페이스 (도시되지 않음) 를 갖는다. 변속기 ECU (12) 의 ROM 에는, 차량 속도 및 스로틀 개구가 변속 기구 (4) 의 기어비와 관련된 맵이 저장된다. 따라서, 변속기 ECU (12) 는, 이하에 설명되는, 차량 속도 센서 및 스로틀 센서로부터 입력된 신호 및 ROM 에 저장된 맵에 기초하여 CPU 에 의해서 변속 기구의 기어비를 결정한다.

변속기 ECU (12) 는, 선형 솔레노이드 밸브 (SL1 ~ SL5) 의 작동 상태를 변화시켜서 라인 압력으로부터 파생된 유압에 의해 변속 기구 (4) 의 마찰 결합 요소를 선택적으로 결합하고 분리한다. 마찰 결합 요소의 결합 및 분리의 상이한 조합을 성립함으로써, 변속 기구 (4) 의 입력 축과 출력 축의 회전 속도의 비가 변경되어 기어비가 성립된다.

변속기 ECU (12) 는 이하에서 설명될 바와 같이 본 발명에 따른 제어 장치로서 기능하고, 유압유 온도 측정 수단; 실제 속도비 산출 수단, 목표 속도비 설정 수단; 및 중립 제어 수단을 포함한다.

차량 (1) 에는 또한 엔진 (2) 의 회전 속도 (NE) 를 측정하기 위한 엔진 회전 속도 센서 (21); 엔진 (2) 으로의 흡기량을 측정하기 위한 흡기량 센서 (22); 엔진 (2) 으로 도입되는 공기의 온도를 측정하기 위한 흡기 온도 센서 (23); 스로틀 밸브 (31) 의 개구를 검출하기 위한 스로틀 센서 (24); 차량 속도 센서 (25); 엔진 냉각제의 온도를 측정하기 위한 냉각제 온도 센서 (26); 브레이크 센서 (27); 시프트 레버 (28) 의 작동 위치를 검출하기 위한 작동 위치 센서 (29); 및 토크 컨버터 (3) 의 터빈의 회전 속도 (NT) 를 측정하기 위한 터빈 회전 속도 센서 (30) 가 제공된다.

엔진 회전 속도 센서 (21) 는 크랭크축의 회전에 기초하여 엔진 (2) 의 회전 속도를 측정한다.

스로틀 센서 (24) 는, 예를 들어, 스로틀 밸브 (31) 의 스로틀 개구에 비례하는 출력 전압을 발생시키는 홀 소자로 구성된다. 스로틀 센서 (24) 는 출력 전압을 스로틀 밸브 (31) 의 스로틀 개구를 나타내는 신호로서 엔진 ECU (11) 및 변속기 ECU (12) 로 출력한다.

차량 속도 센서 (25) 는 변속 기구 (4) 의 출력 축의 회전 속도를 나타내는 신호를 엔진 ECU (11) 및 변속기 ECU (12) 에 출력한다. 엔진 ECU (11) 및 변속기 ECU (12) 는 신호에 기초하여 차량 속도를 산출한다.

냉각제 온도 센서 (26) 는, 예를 들어, 물 온도에 따라 저항값을 변화시키는 서미스터 (thermistor) 로 구성되고, 엔진 (2) 의 냉각제 온도에 따라 변하는 저항값에 기초하여 신호를 엔진 ECU (11) 및 변속기 ECU (12) 에 출력한다.

브레이크 센서 (27) 는, 차량 (1) 에 제공된 브레이크 페달 (도시되지 않음) 이 운전자에 의해 소정량 가압될 때 OFF 에서 ON 으로 변하는 신호를 (답력 스위치 신호) 를 엔진 ECU (11) 및 변속기 ECU (12) 로 송신한다. 예를 들어, 브레이크 센서 (27) 는 브레이크 페달에 대한 힘 (답력) 이 소정치 이상으로 증가될 때 OFF 에서 ON 으로 변하는 신호를 엔진 ECU (11) 및 변속기 ECU (12) 에 송신한다.

작동 위치 센서 (29) 는, 시프트 레버 (28) 의 위치를 검출하고, 검출 결과를 나타내는 신호를 변속기 ECU (12) 에 송신한다. 변속기 ECU (12) 는 시프트 레버 (28) 의 위치에 대응하는 영역에서 변속 기구 (4) 의 최적 기어비를 성립시킨다. 작동 위치 센서 (29) 는, 운전자에 의한 작동에 대응하여, 운전자가 임의의 기어비를 선택할 수 있는 수동 위치에 시프트 레버 (28) 가 위치되어 있다는 사실을 검출할 수도 있다.

액셀레이터 개구 센서 (32) 는, 예를 들어 홀 소자를 이용하는 전자식 위치 센서로 구성된다. 차량 (1) 에 제공된 액셀레이터 페달 (34) 이 운전자에 의해 작동될 때, 액셀레이터 개구 센서 (32) 는 액셀레이터 페달 (34) 이 가압되는 위치에 대응하는 액셀레이터 개구를 나타내는 신호를 엔진 ECU (11) 에 출력한다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 토크 컨버터 (3) 는, 엔진의 출력 축 (41) 에 연결되는 임펠러 (43); 변속 기구 (4) 의 입력 축 (48) 에 연결되는 터빈 (44); 원웨이 클러치 (45) 에 의해 한 방향으로 회전하는 것이 방지되는 스테이터 (46) 를 갖는다. 동력은 유체인 매체를 통해 임펠러 (43) 로부터 터빈 (44) 으로 전달된다.

변속 기구 (4) 의 입력 축 (48) 은 토크 컨버터 (3) 의 터빈 (44) 에 연결된다. 따라서, 변속 기구 (4) 의 입력 축 (48) 은 토크 컨버터 (3) 의 출력 축으로도 기능한다. 변속 기구 (4) 는, 제 1 유성 기어 기구 세트 (50); 제 2 유성 기어 기구 세트 (60); 출력 기어 (70); 기어 케이스 (71) 에 고정된 B1 브레이크 (72), B2 브레이크 (73) 및 B3 브레이크 (74); C1 클러치 (75); C2 클러치 (76); 및 원웨이 클러치 (F77) 로 구성된다. 이하에서 설명될 바와 같이 C1 클러치 (75) 는 차량이 시동될 때 결합되는 결합 요소를 구성한다.

제 1 세트 (50) 는 싱글 피니언 유형의 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 제 1 세트 (50) 는 선 기어 (S(UD)51); 피니언 기어 (52); 링 기어 (R(UD)53); 및 캐리어 (C(UD)54) 를 갖는다.

선 기어 (S(UD)51) 는 입력 축 (48) 을 통해 토크 컨버터 (3) 의 터빈 (44) 에 연결되어 있다. 피니언 기어 (52) 는 캐리어 (C(UD)54) 에 의해 회전가능하게 지지된다. 피니언 기어 (52) 는 선 기어 (S(UD)51) 와 링 기어 (R(UD)53) 와 맞물림되어 있다 (in meshing engagemgent).

링 기어 (R(UD)53) 는 B3 브레이크 (74) 에 의해 기어 케이스 (71) 에 선택적으로 고정된다. 캐리어 (C(UD)54) 는 B1 브레이크 (72) 에 의해 기어 케이스 (71) 에 선택적으로 고정된다.

제 2 세트 (60) 는 라비뇨형 유성 기어 기구로 구성되어 있다. 제 2 세트 (60) 는 선 기어 (S(D)61); 쇼트 피니언 기어 (62); 캐리어 (C(1)63); 롱 피니언 기어 (64); 캐리어 (C(2)65); 선 기어 (S(S)66); 및 링 기어 (R(1)(R(2))67) 를 갖는다.

선 기어 (S(D)61) 는 캐리어 (C(UD)54) 에 연결되어 있다. 쇼트 피니언 기어 (62) 는 캐리어 (C(1)63) 에 의해 회전가능하게 지지된다. 쇼트 피니언 기어 (62) 는 선 기어 (S(D)61) 와 롱 피니언 기어 (64) 와 맞물림되어 있다. 캐리어 (C(1)63) 는 출력 기어 (70) 에 연결된다.

롱 피니언 기어 (64) 는, 캐리어 (C(2)65) 에 의해 회전가능하게 지지되어 있다. 롱 피니언 기어 (64) 는 쇼트 피니언 기어 (62), 선 기어 (S(S)66) 및 링 기어 (R(1)(R(2))67) 와 맞물림되어 있다. 캐리어 (C(2)65) 는 출력 기어 (70) 에 연결된다.

선 기어 (S(S)66) 는 C1 클러치 (75) 를 통해 입력 축 (48) 에 선택적으로 연결된다. 링 기어 (R(1)(R(2))67) 는 B2 브레이크 (73) 에 의해 기어 케이스 (71) 에 선택적으로 고정되고, C2 클러치 (76) 에 의해 입력 축 (48) 에 선택적으로 연결된다. 링 기어 (R(1)(R(2)67) 는 원웨이 클러치 (F77) 에 연결되어 있고, 기어비가 성립되고 또한 구동 동안에는 회전이 방지된다.

도 3 은 본 발명의 실시형태에 따른 자동 변속기의 작동표이다. "○" 결합을 나타낸다. "×" 는 분리를 나타낸다. "◎" 는 엔진 제동 동안만의 결합을 나타낸다. "△" 는 구동 동안만의 결합을 나타낸다. 작동표에 도시된 조합에 따라 유압 제어 회로 (9) (도 1 참조) 에 제공된 선형 솔레노이드 밸브 (SL1 ~ SL5) 및 변속기 솔레노이드 (도시되지 않음) 를 여기 (exciting) 및 비여기 (de-exciting) 시켜서 브레이크 및 클러치를 작동함으로써, 1 속 ~ 6 속 전진 기어비 및 후진 기어비가 성립된다.

여기에서, 원웨이 클러치 (F77) 가 B2 브레이크 (73) 에 대해 병렬로 제공되기 때문에, 작동표에서 "◎" 으로 표시되는 바와 같이 1속 (1st) 기어비가 성립되고 동력이 엔진측으로부터 전달될 때 (가속 동안에) B2 브레이크 (73) 를 결합시킬 필요는 없다. 이 실시형태에 있어서, 원웨이 클러치 (F77) 는, 1속 기어비가 성립되고 구동 동안에는 링 기어 (R(1)(R(2))67) 의 회전을 방지한다. 엔진 브레이크를 적용하기 위해서는, 원웨이 클러치 (F77) 는 링 기어 (R(1)(R(2))67) 의 회전을 방지하지 않는다.

차량 (1) 이 시동될 때 이용되는 1속 (1 st) 기어비를 성립시키기 위해서, 작동표에 나타난 바와 같이 C1 클러치 (75) 가 결합된다. 따라서, C1 클러치 (75) 는 전진 클러치로서 기능하고, 시동시에 결합되는 본 발명의 결합 요소를 구성한다.

시프트 레버 (28) (도 1참조) 는 차량의 후방측으로부터 전방측을 향해 배열된, 낮은 레인지에 대응하는 L 포지션, 제 2 ~ 제 3 레인지에 대응하는 2 ~ 3 포지션, 구동 레인지 (이하, 단순히 "D 영역" 이라고 한다) 에 대응하는 D 포지션, 중립 레인지에 대응하는 N 포지션, 후진 레인지에 대응하는 R 포지션, 주차 레인지에 대응하는 P 포지션 사이에서 가변적이다. 전진 레인지는 중립 레인지, 후진 레인지 및 주차 레인지를 제외한 레인지를 나타낸다. 이 실시형태에 있어서는, 전진 레인지가 D 레인지를 의미하는 경우가 설명된다.

시프트 레버 (28) (도 1 참조) 가 D 레인지에 위치될 때, 1속 ~ 6속 기어비 중 하나가 성립된다. 이전에 설명된 바와 같이, 변속기 ECU (12) 는 차량 속도 및 스로틀 개구에 기초하여 기어비 중 하나를 선택한다.

시프트 레버 (28) (도 1참조) 는 자동 변속기 (5) (도 1 참조) 의 기어비가 수동으로 선택될 수 있는 시프트 모드의 시프트에서 사용하기 위한 수동 위치를 나타내는 M 포지션, 업시프트를 지시하는데 사용하기 위한 플러스 포지션 (＋포지션) 및 다운시프트를 지시하는데 사용하기 위한 마이너스 포지션 (－포지션) 으로 가변적일 수도 있다. 이 경우에, M 포지션은 D 포지션의 일측에 위치된다. 시 프트 레버 (28) (도 1 참조) 가 D 포지션으로부터 측방으로 이동될 때, 스프링 (도시되지 않음) 에 의해 M 포지션에서 유지된다.

오일 펌프 (38) 로부터 압송된 유압유의 압력은 제 1 릴리프 조절 밸브 (40) 에 의해 제 1 라인 압력 (PL1) 으로 조정된다. 오일 펌프 (38) 는, 예를 들어, 엔진 (2) 에 의해 회전가능하게 구동되는 기계식 펌프이다.

제 1 라인 압력 (PL1) 을 갖는 유압유는 시프트 레버 (28) (도 1 참조) 에 작동가능하게 연결되어 있는 수동 밸브 (39) 로 공급된다. 시프트 레버 (28) 가 전진 레인지에 대응하는 포지션에 위치될 때, 제 1 라인 압력 (PL1) 과 동일한 전진 포지션 압력 (P_D) 을 갖는 유압유가 수동 밸브 (39) 로부터 선형 솔레노이드 밸브 (SL1 ~ SL5) 로 공급된다.

C1 클러치 (75), C2 클러치 (76), B1 브레이크 (72), B2 브레이크 (73), 및 B3 브레이크 (74) 에 각각 대응하는 선형 솔레노이드 밸브 (SL1 ~ SL5) 가 제공된다. 변속기 ECU (12) 는 솔레노이드 전류로 선형 솔레노이드 밸브 (SL1 ~ SL5) 를 제어함으로써 유압 (P_C1, P_C2, P_B1, P_B2, P_B3) 을 조정하여서 C1 클러치 (75), C2 클러치 (76), B1 브레이크 (72), B2 브레이크 (73) 및 B3 브레이크 (74) 를 결합시키거나 분리시키고 이들에 대한 결합 압력을 조정한다.

본 발명의 이 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치를 구성하는 변속기 ECU의 특징적인 구성이 도 1 을 참조하여 설명된다.

변속기 ECU (12) 는 시프트 레버 (28) 가 D 포지션에 위치된 상태로 차량 (1) 이 정지되어 있을 때 브레이크 페달이 소정량 가압된다는 사실을 브레이크 센서 (27) 가 검출한다면 구동 모드에서 중립 모드로 자동 변속기 (5) 가 변속되도록 중립 제어 작동을 시작한다. 변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동이 실행되면서 브레이크 페달을 소정량 가압하도록 된 브레이크 페달의 작동이 브레이크 센서 (27) 에 의해 검출되지 않게 된다면 중립 모드에서 구동 모드로 자동 변속기 (5) 를 복귀시키도록 중립 제어 작동을 종료하고 복귀 제어 작동을 실행한다. 즉, 변속기 ECU (12) 는 본 발명의 중립 제어 수단을 포함한다.

여기에서, 본 발명에서 사용되는 "차량이 정지되어 있다" 라는 용어는 차량이 소정 조건을 만족시키면서 정지되어 있음을 의미한다. 예를 들어, 차량 속도가 0 이고 액셀레이터 개구가 0 일 때의 차량의 상태를 지칭한다. 상기에서 사용된 "중립 모드" 라는 용어는 D 레인지에서의 엔진 (2) 의 구동력이 토크 컨버터 (3) 및 변속 기구 (4) 를 통해 전륜에 전달되지 않는 상태를 의미한다. 예를 들어, 전진 클러치로서의 C1 클러치 (75) 가 반결합되는 경우를 지칭한다. 이 때, 내리막길로 차량이 후퇴하는 것을 방지하기 위해서 B1 브레이크 (72) 가 결합된다. 이 실시형태에서 사용된 "구동 모드" 라는 용어는 D 레인지에서의 엔진 (2) 의 구동력이 토크 컨버터 (3) 및 변속 기구 (4) 를 통해 전륜에 전달되는 상태를 의미한다. 예를 들어, C1 클러치 (75) 가 결합된 상태를 지칭한다. 이 실시형태에서 사용된 "반결합" 이라는 용어는 C1 클러치 (75) 가 슬립 결합 상 태로 유지되는 상태를 지칭한다. 따라서, "반결합" 은, C1 클러치 (75) 를 반결합시키기 위해서 필요한 결합 압력이 C1 클러치 (75) 를 완전하게 결합시키기에 필요한 압력의 반일 필요는 없으나 C1 클러치 (75) 는 C1 클러치 (75) 가 미끄러질 수 있도록 C1 클러치 (75) 를 완전하게 결합시키기 위해 필요한 압력보다 낮은 압력 하에서 결합된다는 것을 의미한다.

자동 변속기 (5) 용 제어 장치를 구성하는 변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동의 시작시에 유온 센서 (33) 로부터 유압유의 온도를 나타내는 신호를 얻고, 신호에 기초하여 유압유의 온도를 측정한다. 즉, 변속기 ECU (12) 는 본 발명의 유압유 온도 측정 수단을 포함한다.

변속기 ECU (12) 는 토크 컨버터 (3) 의 터빈 (44) (도 2 참조) 의 회전 속도 (NT) 를 나타내는 신호를 터빈 회전 속도 센서 (30) 로부터 얻고 엔진 회전 속도 (NE) 를 나타내는 신호를 엔진 회전 속도 센서 (21) 로부터 엔진 ECU (11) 을 통해 얻고, 속도비로부터 엔진 속도 (2) 와 토크 컨버터 (3) 의 터빈 (44) 의 회전 속도와의 속도비 (이하, 단순히 "토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비" 라고 한다) (NT/NE) 를 산출한다. 즉, 변속기 ECU (12) 는 본 발명의 실제 속도비 산출 수단을 포함한다.

변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동의 시작시에 유압 제어 회로 (9) 의 유온 센서 (33) 로부터 유압유 온도를 나타내는 신호를 얻고 변속기 ECU (12) 의 ROM 에 저장된 목표 속도비 맵을 참조하여 유압유 온도에 적절한 토크 컨버터 (3) 의 속도비에 대한 목표값으로서 목표 속도비를 설정한다. 즉, 변속기 ECU (12) 는 본 발명의 목표 속도비 설정 수단을 포함한다.

도 5 는 유압유 온도와 토크 컨버터에 대한 목표 속도비와의 관계를 규정하는 목표 속도비 맵을 도시하는 개략도이다. 이 실시형태의 목표 속도비 맵에서, 유압유가 소정 임계치보다 높은 상온일 때, 유압유의 점도가 낮고 거의 일정하기 때문에 유압 응답성이 유온에 상관없이 거의 동일하다. 이에 따라, 토크 컨버터 (3) 에 대한 목표 속도비가 실질적으로 일정하게 설정된다. 유압유 온도가 소정의 임계치보다 낮은 저온 영역에 있을 때, 유압유 온도가 낮아질수록, 유압유의 점도는 높아진다. 이에 따라, 유압유 온도가 낮아짐에 따라 목표 속도비가 낮아지도록 설정된다. 본 발명에서 사용되는 바와 같은 "유압유의 상온" 이라는 용어는 유압유의 점도가 거의 일정하다고 간주될 수 있는 온도 범위의 유온을 의미한다. 예를 들어, 상온은 80 ℃ 이상의 온도를 의미한다.

도 5 의 점선은 본 발명의 실시형태가 적용되지 않는 중립 제어 작동을 나타낸다 (이하에서 "비교예" 로 지칭한다). 비교예에서, 변속기 ECU (12) 는 유압유 온도가 낮은 경우의 토크 컨버터 (3) 의 속도비가 유온이 상온일 경우의 토크 컨버터 (3) 의 속도비와 동일해지도록 설정되고, 유압유의 점도의 증가는 전혀 고려되지 않았다.

다시 도 1 을 참조하면, 변속기 ECU (12) 는 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비와 설정된 목표 속도비와의 차에 기초하여 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력이 조정되도록, 변속기 ECU (12) 의 ROM 에 저장된 결합 압력 맵 (도시되지 않음) 을 참조하여, 예컨대 선형 솔레노이드 밸브 (SL1) 를 제어한다.

변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동의 시작 후에 소정 기간 동안 피드백 제어를 시작한다. 피드백 제어에서는, 변속기 ECU (12) 는 엔진 회전 속도 센서 (21) 및 터빈 회전 속도 센서 (30) 로부터 입력되는 신호에 기초하여 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비를 산출하고, 실제 속도비가 목표 속도비와 현저히 상이할 때에는 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 조정하여서 실제 속도비와 목표 속도비가 같아지도록 한다.

보다 구체적으로, 변속기 ECU (12) 는 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비와 토크 컨버터 (3) 의 목표 속도비와의 차이 및 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력에 기초하여 피드백 제어를 실시하여서 중립 제어 작동 동안에 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비를 항상 목표 속도비와 동일하게 유지한다. 변속기 ECU (12) 는 복귀 제어 작동을 시작할 때 피드백 제어를 종료한다.

토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비와 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력에 기초하여 피드백 제어가 실시되기 때문에, 변속기 ECU (12) 는 C1 클러치 (75) 의 유압유의 점도뿐만 아니라 자동 변속기 (5) 의 드래그에 의해 유발된 불확실성의 영향을 고려하여 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 조정한다.

도 6 은 본 발명의 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치의 기능을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 작동은 변속기 ECU (12) 를 구성하는 CPU 에 의해 미리 정해진 시간 간격으로 실행되고 CPU 에 의해 처리 가능한 프로그램을 실현한다.

먼저, 변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동을 실행하기 위한 조건이 만족되는 지 아닌지를 판단한다 (단계 S11). 보다 구체적으로, 변속기 ECU (12) 는 브레이크 센서 (27) 로부터 입력된 신호가 "브레이크 ON" 을 나타내는 신호인지 아닌지를 판단한다.

입력된 신호가 "브레이크 ON" 을 나타내는 신호라고 판단되면, 변속기 ECU (12) 는 시프트 레버 (28) 가 D 레인지에 위치된 사실을 나타내는 신호가 작동 위치 센서 (29) 로부터 입력되었는지 아닌지, 차량 속도가 0 인 것을 나타내는 신호가 차량 속도 센서 (25) 로부터 입력되었는지 아닌지, 및 액셀레이터 개구가 0 인 것을 나타내는 신호가 액셀레이터 개구 센서 (32) 로부터 입력되었는지 아닌지를 판단한다. 이들 신호가 모두 입력되었다면, 변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동을 실행하기 위한 조건이 만족되었다고 판단한다.

브레이크 센서 (27) 로부터 입력된 신호가 "브레이크 OFF" 를 나타내는 신호이고, D 레인지를 나타내는 신호가 입력되지 않고, 차량 속도가 0 인 것을 나타내는 신호가 입력되지 않거나 또는 액셀레이터 개구가 0 인 것을 나타내는 신호가 입력되지 않았다면 (단계 S11 의 '아니오'), 변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동을 실행하기 위한 조건이 만족되지 않았다고 판단하고 이 단계를 반복한다.

중립 제어 작동을 실행하기 위한 조건이 만족되었다고 판단되면 (단계 S11 에서 '예'), 변속기 ECU (12) 는 유압유 온도를 측정한다 (단계 S12). 보다 구체적으로, 변속기 ECU (12) 는 유온 센서 (33) 로부터 유압유 온도를 나타내는 신호를 얻고, 얻어진 신호에 기초하여 유압유 온도를 측정한다.

다음으로, 변속기 ECU (12) 는 측정된 유압유 온도에 적절한 토크 컨버터 (3) 에 대한 목표 속도비를 설정한다 (단계 S13).

보다 구체적으로는, 변속기 ECU (12) 는 변속기 ECU (12) 의 ROM 에 저장되고 유압유 온도와 목표 속도비 사이의 대응을 나타내는 목표 속도비 맵에 기초하여 측정된 유압유 온도에 적절한 토크 컨버터 (3) 의 목표 속도비를 설정한다.

다음으로, 변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동을 실행한다 (단계 S14).

보다 구체적으로는, 변속기 ECU (12) 는 유압 제어 회로 (9) 를 통해 C1 클러치 (75) 를 반 결합 상태로 분리시키고 B1 브레이크 (72) 를 결합시킴으로써 중립 제어 작동을 시작한다.

변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동의 실행 동안에, 각각 엔진 회전 속도 센서 (21) 및 터빈 회전 속도 센서 (30) 로부터 입력되는 엔진 회전 속도 (NE) 및 터빈 회전 속도 (NT) 에 기초하여 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비도 산출한다. 산출 결과로서, 실제 속도비가 목표 속도비와 상당히 차이가 있다면, 변속기 ECU (12) 는 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비와 목표 속도비가 같아지도록 유압 제어 회로 (9) 를 통해 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 조정하기 위해 피드백 제어를 실시한다.

다음으로, 변속기 ECU (12) 는 중립 제어 작동으로부터 복귀하기 위한 조건인 중립 복귀 조건이 만족되었는지 아닌지를 판단한다 (단계 S15).

보다 구체적으로, 변속기 ECU (12) 는 브레이크 센서 (27) 로부터 입력되는 신호가 "OFF" 를 나타내는지 아닌지를 판단한다 (단계 S15). 여기에서, 변속기 ECU (12) 가 브레이크 센서 (27) 로부터 입력되는 신호가 "ON" 을 나타내고 있다고 판단하면 (단계 S15 의 '아니오'), 변속기 ECU (12) 는 이 단계를 반복한다.

변속기 ECU (12) 가 브레이크 센서 (27) 로부터 입력되는 신호가 "OFF" 를 나타내고 있다고 판단하면 (단계 S15 에서 '예'), 변속기 ECU (12) 는 처리를 종료한다. 보다 구체적으로, 변속기 ECU (12) 는 유압 제어 회로 (9) 를 통해 C1 클러치 (75) 를 반결합된 상태로부터 점진적으로 완전히 결합된 상태로 되게 하고 B1 브레이크 (72) 를 분리시킨다. 그 다음에, 변속기 ECU (12) 는 변속기 (4) 의 1속 기어비를 성립시키기 위해 복귀 제어 작동을 실행하고, 단계 S11 로 돌아간다.

도 7 은 본 발명의 실시형태에 따른 중립 제어 작동 동안에 유온이 낮은 경우의 터빈 회전 속도 및 C1 클러치에 대한 결합 압력의 시간에 따른 변화를 나타내는 타이밍 차트이다.

이 타이밍 차트에서, 실선은 본 발명의 실시형태에 따른 중립 제어 작동 동안에 유온이 낮은 경우의 터빈 회전 속도 (NT) 및 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력의 시간에 따른 변화를 나타내고, 일점쇄선은 본 발명의 실시형태가 적용되지 않은, 비교예의 중립 제어 작동 동안에 유온이 낮은 경우의 터빈 회전 속도 (NT) 및 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력의 시간에 따른 변화를 나타내고 있다.

도 7 에서, 엔진 회전 속도 (NE) 도 실선으로 도시되어 있다. 타이밍 차트에서, 엔진 회전 속도 (NE) 는 일반적으로 일정하다고 간주된다. 따라서, 실선 및 일점 쇄선으로 표시된 터빈 회전 속도 (NT) 의 시간에 따른 변화와 토크 컨버터 (3) 의 속도비의 시간에 따른 변화는 일반적으로 동일한 경향을 보인다.

중립 제어 작동을 실행하기 위한 조건이 만족될 때 유압유의 온도가 낮다면, 이 실시형태의 변속기 ECU (12) 는 화살표 (82) 로 표시된 바와 같이 토크 컨버터 (3) 의 속도비가 비교예에서 유압유 온도가 낮은 경우의 속도비보다 낮아지도록 목표 속도비를 설정한다. 따라서, 변속기 ECU (12) 는 토크 컨버터 (3) 의 속도비가 설정된 목표 속도비와 같아지도록 화살표 (81) 로 표시된 바와 같이 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 비교예에서 유압유가 낮은 경우의 결합 압력보다 높아지도록 증가시킨다.

C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력이 증가될 때, 변속 기구 (4) 의 입력 축의 회전 속도는 변속 기구 (4) 의 출력 축의 회전 속도가 0 에 가까워질수록 감소한다. 그 결과, 변속 기구 (4) 의 입력 축과 연결되어 있는 터빈 (44) 의 회전 속도 (NT) 는 화살표 (82) 로 표시된 바와 같이 비교예에서 유압유 온도가 낮은 경우의 회전 속도와 비교하여 감소한다.

변속기 ECU (12) 가 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비에 기초하여 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 조정하기 위해서 도 7 의 "피드백 제어 시작" 으로 표시된 시간과 "복귀 제어 작동 시작" 으로서 표시된 시간 사이에서 피드백 제어를 실행하기 때문에, 중립 제어 작동 동안에 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비가 목표 속도비로부터 현저하게 벗어나는 것이 방지될 수 있다.

한편, 비교예의 중립 제어 작동에 있어서, C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력은 도 7 에서 일점 쇄선으로 표시된 바와 같은 이 실시형태의 중립 제어 작동시의 복귀 제어 작동의 종료 시점에는 현저하게 증가되지 않고 복귀 제어 작동은 이 시점에서 그대로 계속된다.

유압유 온도가 상온일 때, 변속기 ECU (12) 는 크리프력의 발생을 최소화하기 위해서 중립 제어 작동을 실행한다. 따라서, 변속기 ECU (12) 는 토크 컨버터 (3) 의 목표 속도비를 일점 쇄선으로 표시된 비교예의 목표 속도비와 동일하게 비교적 높은 값으로 설정하고, 중립 제어 작동 동안에 피드백 제어가 시작될 때 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비가 설정된 목표 속도비와 동일해지도록 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 조정한다. 이 경우에, C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력은 일점 쇄선으로 표시된 비교예에서의 결합 압력과 동일하게 낮은 값에 도달한다. 유압유 온도가 상온일 때, 유압유의 점도가 낮고 유압 응답성이 빠르기 때문에, 일점 쇄선으로 도시된 비교예와 달리 도 7 의 "복귀 제어 작동의 종료" 로서 표시된 시점에서 복귀 제어 작동이 종료된다.

도 8a, 도 8b 및 도 8c 는 본 발명의 실시형태에 따른 중립 제어 작동 동안에 터빈 회전 속도, C1 클러치에 대한 결합 압력 및 출력 토크의 시간에 따른 변화를 나타내는 타이밍 차트이다.

도 8 에서, 실선은 본 발명의 이 실시형태에 따른 중립 제어 작동 동안에 유온이 낮은 경우의 터빈 회전 속도 (NT), C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력 및 출력 토크의 변화를 나타내고, 점선은 중립 제어 작동 동안에 유온이 상온인 경우의 터빈 회전 속도 (NT), C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력 및 출력 토크의 변화를 나타낸다. 일점 쇄선은 비교예의 중립 제어 작동 동안에 유온이 낮은 경우의 터빈 회전 속도 (NT), C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력 및 출력 토크의 변화를 나타낸다.

도 8a 는 터빈 회전 속도 (NT) 의 시간에 따른 변화를 도시한다. 또한 엔진 회전 속도 (NE) 는 실선으로 도시된다. 이 실시형태에서, 도 8a 에 실선으로 도시된 바와 같이, 복귀 제어 작동이 시작되는 시점 (t1) 전의 중립 제어 작동 동안에 유압유 온도가 낮은 경우의 토크 컨버터 (3) 의 터빈 회전 속도 (NT) 는 유압유 온도가 상온인 경우의 토크 컨버터 (3) 의 터빈 회전 속도 (NT) 보다 더 낮다. 반대로, 일점 쇄선으로 표시된 비교예의 중립 제어 작동 동안의 토크 컨버터 (3) 의 터빈 회전 속도 (NT) 는 점선으로 도시된 유압유 온도가 상온인 경우의 터빈 회전 속도 (NT) 와 거의 동일하다.

변속기 ECU (12) 는 시점 (t1) 에서 자동 변속기 (5) 가 중립 상태로부터 구동 모드로 복귀하기 위한 복귀 제어 작동을 시작한다. 그 다음, 터빈 회전 속도 (NT) 는 C1 클러치 (75) 가 결합됨에 따라 감소한다. 여기에서, 유압유 온도가 낮을 때, 터빈 회전 속도 (NT) 가 미리 감소되기 때문에, 유압유 온도가 상온일 때 복귀 제어가 종료되는 시점 (t2) 과 거의 동일한 시점에서 복귀 제어 작동이 종료된다.

유온이 낮은 경우인 비교예의 복귀 제어 작동시에, 복귀 제어 작동은 아직 종료되지 않고 일점 쇄선으로 도시된 바와 같이 시점 (t2) 에서 터빈 회전 속도 (NT) 는 이 실시형태의 복귀 제어 작동과 비교하여 더 높다. 비교예에서, 복귀 제어 작동은 시점 (t3) 에서 종료된다.

도 8b 는 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력의 시간에 따른 변화를 도시한 다. 이 실시형태에서, 도 8b 에 도시된 바와 같이, 복귀 제어 작동이 시작되는 시점 (t1) 전에, 실선으로 표시된 유온이 낮은 경우의 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력은 점선으로 표시된 유온이 실온인 경우의 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력보다 더 높다.

한편, 비교예의 중립 제어 작동에 있어서, 변속기 ECU (12) 는 토크 컨버터 (3) 의 목표 속도비를 유압유 온도와 상관없이 고정된 값으로 설정한다. 따라서, 유압유 온도가 낮을 때이더라도, 토크 컨버터 (3) 의 목표 속도비는 유압유 온도가 상온인 경우의 목표 속도비와 동일한 값으로 설정된다. 이 경우, 변속기 ECU (12) 는, 유압유의 높은 점도로 인해 C1 클러치 (75) 의 드래그에 의해 유발되는 터빈 회전 속도 (NT) 의 감소를 방지하기 위해서, C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력이 유압유가 상온인 경우의 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력보다 낮아지도록 제어한다. 이에 따라, 일점 쇄선으로 도시된 바와 같이, 비교예의 중립 제어 작동 동안에 유온이 낮은 경우의 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력은 유온이 낮고 유온이 상온인 두 경우의 이 실시형태의 중립 제어 작동 동안의 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력보다 더 낮다.

도 8b 의 시점 (t1) 이후에 실시되는 이 실시형태의 복귀 제어 작동에 있어서, 변속기 ECU (12) 가 시점 (t1) 에서 복귀 제어 작동을 시작할 때, 실선 및 점선으로 도시된 바와 같이 유온이 낮고 유온이 상온인 두 경우의 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력이 빠르게 증가하고, C1 클러치 (75) 가 매끄럽게 결합된다.

유온이 낮은 경우의 비교예의 복귀 제어 작동시에, 유압유의 높은 점도로 인 해서 유압유의 응답성이 느려지기 때문에, 일점 쇄선으로 도시된 바와 같이, 변속기 ECU (12) 가 시점 (t1) 에서 복귀 제어 작동을 시작하더라도 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력은 빠르게 상승하지 않는다. 결합 압력은, 복귀 제어 작동이 시작되는 시점 (t1) 에서부터 서서히 증가하여서 이 실시형태에서 복귀 제어 작동이 종료되는 시점 (t2) 보다 더 늦은 시점 (t3) 에서 원하는 값에 도달한다.

도 8c 는 자동 변속기 (5) 의 출력 토크의 시간에 따른 변화를 도시한다.

일점 쇄선으로 도시된 바와 같이, 유온이 낮은 경우의 비교예의 복귀 제어 작동시의 시점 (t1) 에서 복귀 제어 작동의 시작 후에 당분간 출력 토크는 증가하지 않고, 이는 차량의 시동성이 좋지 않음 (부조) 을 나타낸다. 또한, 유온이 낮은 경우의 비교예에서, 복귀 제어 작동이 종료되는 시점 (t3) 직전에 출력 토크가 급상승하고, 이는 C1 클러치 (75) 가 갑자기 결합되어 차량에 쇼크가 발생한 것을 나타낸다.

이 실시형태의 복귀 제어 작동에 있어서는, 실선으로 표시된 유온이 낮은 경우의 출력 토크의 상승이 점선으로 표시된 유온이 상온인 경우의 출력 토크의 상승과 거의 동일한 곡선을 따른다. 이것은, 유압유 온도가 낮고 유압유가 높은 점도를 갖더라도, 유압 응답성이 비교예와 비교하여 향상되고 유압유 온도가 상온인 경우에 얻어지는 바와 거의 동일한 출력 토크의 상승 특성이 얻어질 수 있다는 것을 나타낸다.

상기에 설명된 바와 같이, 자동 변속기 (5) 가 중립 모드로 변속될 때 유압유 온도가 낮다면, 본 발명의 이 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치는 토크 컨버터 (3) 에 대한 목표 속도비를 유압유 온도가 상온인 경우보다 더 낮은 값으로 설정하고 유압 응답성을 향상시키기 위해서 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 통상보다 더 높은 값으로 미리 유지한다. 따라서, 자동 변속기 (5) 가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때, 유압유의 온도가 낮고 유압유의 점도가 높더라도, C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력의 상승의 지연이 방지될 수 있고 C1 클러치 (75) 가 매끄럽게 결합될 수 있다. 이에 따라, 차량 (1) 의 시동시에 차량 (1) 에 쇼크가 가해지는 것과 차량 (1) 의 시동성의 악화 (부조) 를 억제하여서 구동성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 이 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치는 유압유 온도가 낮아짐에 따라 토크 컨버터 (3) 에 대한 목표 속도비를 더 낮은 값으로 설정하고 중립 제어 동안에 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 더 높은 값으로 설정할 수 있다. 이에 따라, 유압유의 점도가 더 증가되더라도, C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력의 상승의 지연이 방지될 수 있어서 C1 클러치 (75) 가 매끄럽게 결합될 수 있다. 이에 따라, 차량 (1) 의 시동시에 차량 (1) 에 쇼크가 가해지는 것과 차량 (1) 의 시동성의 악화가 방지되어서 구동성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 이 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치는, 자동 변속기 (5) 가 중립 모드일 때 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비와 목표 속도비와의 차이에 기초하여 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력을 적절히 조정하여 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비가 목표 속도비에 근접하도록 피드백 제어를 실행할 수 있다. 이에 따라, 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비 및 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압 력은 항상 최적값으로 유지될 수 있다. 그 결과, 중립 모드로부터 구동 모드로의 자동 변속기 (5) 의 복귀가 시작될 때 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력이 최적 값에 도달되기 때문에, 복귀 처리 동안에 C1 클러치 (75) 가 매끄럽게 결합될 수 있고 복귀 제어 작동 동안의 구동성이 더 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 이 실시형태에 따른 자동 변속기용 제어 장치가, 토크 컨버터 (3) 의 속도비와 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력에 기초하여 피드백 제어를 실행하기 때문에, C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력은 C1 클러치 (75) 에서 유압유의 점도뿐만 아니라 자동 변속기 (5) 에서의 드래그에 의해 유발되는 불확정 요소의 영향을 고려하여 조정될 수 있다. 따라서, 토크 컨버터 (3) 의 실제 속도비 및 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력은 항상 최적값으로 유지될 수 있다. 그 결과, 중립 모드로부터 구동 모드로 자동 변속기 (5) 의 복귀가 시작될 때 C1 클러치 (75) 에 대한 결합 압력이 최적값에 도달하기 때문에, C1 클러치 (75) 는 복귀 처리 동안에 매끄럽게 결합될 수 있고 차량의 시동시에 구동성이 더 향상될 수 있다.

목표 속도비 맵에 있어서의 유압유 온도와 목표 속도비와의 관계가 도 5 에 도시된 바와 같이 저온 영역에서 선형 함수로서 표현되는 경우가 이 실시형태에서 설명되지만, 본 발명은 저온 영역에서 유압유 온도가 낮아짐에 따라 목표 속도비가 낮아지는 한 이것으로 한정되지 않는다.

변속기 ECU (12) 는 유압유 온도가 저온 영역에서 복수, 예컨대 3 개의 구역으로 구분되고 각각의 구역이 목표 속도비와 관련이 있는 목표 속도비 맵을 가질 수도 있다. 이 경우에, 변속기 ECU (12) 는 측정된 유압유 온도가 어느 구역에 속하는지를 판단하고, 목표 속도비 맵으로부터 구역에 대응하는 값을 얻은 후에, 이 값을 목표 속도비로서 설정한다. 또한, 변속기 ECU (12) 는 상이한 엔진 회전 속도 (NE) 에 따른 복수의 목표 속도비 맵을 가질 수도 있다. 이 경우, 변속기 ECU 는 엔진 회전 속도 센서 (21) 로부터 얻어진 엔진 회전 속도에 기초하여 목표 속도비 맵을 선택한다.

이 실시형태에서 변속 기구 (4) 가 최대 6 속 기어비를 갖는 경우가 설명되었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 변속 기구 (4) 는 기어비가 5 속 이하의 기어비 또는 7 속 이상의 기어비를 갖도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치가 FF 차량에 장착된 경우가 이 실시형태에서 설명되었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치는 FR 차량 또는 다른 유형의 차량에도 적용된다.

상기에 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치는, 유압유의 온도가 낮고 유압유의 점도가 높더라도 자동 변속기가 중립 모드로부터 구동 모드로 복귀될 때 결합 요소에 대한 결합 압력의 상승의 지연을 방지하여서 결합 요소의 매끄러운 결합을 보장할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 자동 변속기용 제어 장치는 차량의 시동시에 차량에 쇼크가 가해지는 것과 차량의 시동성의 악화를 방지하여서 구동성을 향상시키는 유리한 효과를 갖고, 중립 제어 작동을 실행하는 자동 변속기용 제어 장치에 유용하다.

본 발명이 본 발명의 바람직한 실시형태라고 여겨지는 것을 참조하여 설명되 었지만, 본 발명은 설명된 실시형태 또는 구성으로 한정되는 것이 아니라는 것을 알아야 한다. 오히려, 본 발명은 다양한 변형 및 등가의 배열체를 포함하도록 의도된다. 또한, 개시된 발명의 다양한 요소들이 대표적인 다양한 조합 및 구성으로 도시되지만, 단일 요소 초과, 미만 또는 단일 요소만을 포함하는 다른 조합 및 구성도 본 발명의 범위 내에 있을 수 있다.

Claims

시동시에 결합되는 결합 요소를 갖는 변속 기구, 및 동력원으로부터 변속 기구로 동력을 전달하기 위한 토크 컨버터를 포함하는 자동 변속기용 제어 장치에 있어서,

차량이 전진 레인지 상태로 정지하고 있을 때 결합 요소에 대한 결합 압력을 감소시키기 위해서 중립 제어 작동을 실행하고 차량의 시동시에 결합 요소를 결합시키기 위해서 복귀 제어 작동을 실행하기 위한 중립 제어 수단;

중립 제어 작동의 시작시에 결합 요소를 작동시키기 위한 유압유의 온도를 측정하기 위한 유압유 온도 측정 수단;

동력원의 회전 속도 및 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도를 얻고 동력원의 회전 속도와 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도 사이의 비로 표현된 터크 컨버터의 속도비를 실제 속도비로서 산출하기 위한 실제 속도비 산출 수단; 및

토크 컨버터의 속도비에 대한 목표값을 목표 속도비로서 설정하기 위한 목표 속도비 설정 수단을 포함하고,

유압유 온도 측정 수단에 의해 측정된 유압유의 온도가 소정 임계치보다 더 낮을 때, 목표 속도비 설정 수단은 실제 속도비가 유압유 온도가 상온인 경우의 속도비보다 더 낮아지도록 목표 속도비를 설정하고,

중립 제어 수단은 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하여서 중립 제어 작동 동안에 실제 속도비가 목표 속도비와 같아지도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변 속기용 제어 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 중립 제어 수단은 중립 제어 작동 동안에 실제 속도비가 목표 속도비와 같아지도록 결합 요소에 대한 결합 압력을 유압유 온도가 상온인 경우의 결합 요소에 대한 결합 압력보다 더 높게 유지하는, 자동 변속기용 제어 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 목표 속도비 설정 수단은 유압유의 온도가 소정 임계치보다 더 낮을 때 유압유의 온도가 낮아짐에 따라 목표 속도비를 낮게 설정하는, 자동 변속기용 제어 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압유의 상온은 유압유의 점도가 거의 일정한 온도 영역의 온도이고, 상기 임계치는 유압유에 대한 저온 및 상온 영역 사이의 경계 온도인, 자동 변속기용 제어 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임계치는 80 ℃ 인, 자동 변속기용 제어 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중립 제어 작동은 전진 기어비가 자동 변속기에서 성립되고 브레이크 페달이 소정량 이상으로 가압되면서 실행되는, 자동 변속기용 제어 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 결합 요소를 작동시키기 위한 유압유의 압력을 제어함으로써 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하는, 자동 변속기용 제어 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중립 제어 수단은 실제 속도비와 목표 속도비가 같아지도록 실제 속도비와 목표 속도비 사이의 차이에 기초하여 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하기 위해서 중립 제어 작동 동안에 피드백 제어를 실행하는, 자동 변속기용 제어 장치.
시동시에 결합되는 결합 요소를 갖는 변속 기구, 및 동력원으로부터 변속 기구로 동력을 전달하기 위한 토크 컨버터를 포함하는 자동 변속기의 제어 방법에 있어서,

차량이 전진 레인지 상태로 정지되어 있을 때 결합 요소에 대한 결합 압력을 감소시키기 위해 중립 제어 작동을 실행하는 단계;

중립 제어 작동의 시작시에 결합 요소를 작동시키기 위한 유압유의 온도를 측정하는 단계;

동력원의 회전 속도 및 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도를 얻는 단계;

동력원의 회전 속도와 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도 사이의 비로 표현된 토크 컨버터의 속도비를 실제 속도비로서 산출하는 단계;

유압유 온도 측정 수단에 의해 측정된 유압유 온도가 소정 임계치보다 더 낮을 때 유압유 온도가 상온인 경우의 속도비보다 실제 속도비가 더 낮아지도록 토크 컨버터의 속도비에 대한 목표 속도비를 목표값으로서 설정하는 단계;

실제 속도비와 목표 속도비가 같아지도록 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하는 단계, 및

차량의 시동시에 결합 요소를 결합시키기 위해 복귀 제어 작동을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 방법.
제 9 항에 있어서, 유압유의 온도가 소정 임계치보다 더 낮을 때 유압유의 온도가 낮아짐에 따라 상기 목표 속도비가 낮아지도록 설정되는 자동 변속기의 제어 방법.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 실제 속도비와 목표 속도비를 같게 하기 위해서 실제 속도비와 목표 속도비의 차이에 기초하여 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하기 위해 중립 제어 작동 동안에 피드백 제어를 실행하는 단계를 더 포함하는 자동 변속기의 제어 방법.
시동시에 결합되는 결합 요소를 갖는 변속 기구, 및 동력원으로부터 변속 기구로 동력을 전달하기 위한 토크 컨버터를 포함하는 자동 변속기용 제어 장치로서,

차량이 전진 레인지 상태로 정지하고 있을 때 결합 요소에 대한 결합 압력을 감소시키기 위해 중립 제어 작동을 실행하고 차량의 시동시에 결합 요소를 결합시키기 위해 복귀 제어 작동을 실행하는 중립 제어부,

중립 제어 작동의 시작시에 결합 요소를 작동시키기 위한 유압유의 온도를 측정하는 유압유 온도 측정부,

동력원의 회전 속도 및 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도를 얻어서 동력원의 회전 속도와 토크 컨버터의 터빈의 회전 속도 사이의 비로 표현된 토크 컨버터의 속도비를 실제 속도비로서 산출하는 실제 속도비 산출부, 및

토크 컨버터의 속도비에 대한 목표값을 목표 속도비로서 설정하는 목표 속도비 설정부를 포함하고,

상기 유압유 온도 측정부에 의해 측정된 유압유의 온도가 소정 임계치보다 더 낮을 때, 상기 목표 속도비 설정부는 유압유 온도가 상온인 경우의 속도비보다 실제 속도비가 더 낮도록 목표 속도비를 설정하고,

중립 제어부는 중립 제어 작동 동안에 실제 속도비와 목표 속도비가 같아지도록 결합 요소에 대한 결합 압력을 조정하는 자동 변속기용 제어 장치.