KR20110117606A

KR20110117606A - 자동 변속기의 제어 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20110117606A
Application number: KR1020110027470A
Authority: KR
Inventors: 이꾸히로 이와모또; 오사무 사또오
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2010-04-21
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2011-10-27
Also published as: JP5225322B2; US20110264343A1; EP2381141A1; CN102235493B; US8560195B2; CN102235493A; KR101822653B1; EP2381141B1; JP2011226579A

Abstract

본 발명의 과제는 변속 쇼크를 억제할 수 있는 자동 변속기의 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것이다.
지시 유압 학습 제어 수단은 자동 변속기의 출력측의 토크의 시간 변화율을 연산하는 출력측 토크 시간 변화율 연산 수단과, 연산된 출력측 토크의 시간 변화율과 목표값의 차에 기초하여, 다음 회 변속 시에 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 보정하는 보정 수단을 구비한다.

Description

자동 변속기의 제어 장치 및 제어 방법 {CONTROL METHOD AND CONTROL APPARATUS OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속기의 마찰 요소의 체결 시의 지시 유압을 학습함으로써, 변속 쇼크를 저감시키는 자동 변속기의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

자동 변속기는 마찰 요소를 단속시켜 변속을 행하고 있다. 마찰 요소의 체결 시에 있어서는, 제어압을 적절하게 제어하지 않으면 변속 쇼크가 발생한다. 따라서, 체결 시의 유압을 기억하여, 다음 회 제어 시에 이 기억값을 반영시키는 학습 제어가 일반적으로 행해지고 있다.

이 학습 제어에 의해, 마찰 체결 요소의 제어 유압을 적절하게 제어할 수 있다.

이와 같은 제어를 행하는 변속 제어 방법으로서, 차량용 자동 변속기에 있어서의 업 시프트 시의 변속 제어 방법에 있어서, 이너셔상 초기에서의 기어 변속 장치에 있어서의 입력축의 회전 속도의 변화에 기초한 평가 지표(최대 제어 편차 emax)에 의해, 업 시프트 개시 후의 소정 시간 경과 후에 고속측 마찰 결합 요소에 공급되는 초기 유압값을 얻기 위한 초기 유압 지령값(Ci)의 적정값으로부터의 편차량을 구하고, 다음 회의 업 시프트 시의 초기 유압 지령값으로 하는 학습 제어를 행하도록 한 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법(특허 문헌 1 참조)이 알려져 있다.

일본특허출원공개평10-331962호공보

변속 쇼크, 즉 차량의 가속도의 변화는 마찰 요소 체결에 수반하는 출력축의 토크 변동에 의해 발생한다.

이 출력축의 토크는 다음 식과 같이 나타낸다.

[식]

단, T_O : 출력축 토크

T_C : 클러치(체결측 마찰 요소) 토크

T_T : 터빈 토크

I_TM : 변속기의 이너셔

Nt: 터빈 회전 속도

전술한 종래 기술에서는, 입력축의 회전 속도의 변화에 기초하여, 다음 회 변속 시의 초기 지시 유압을 학습하고 있다. 환언하면, 터빈 회전 속도(Nt)의 구배(dNt/dt)에 기초하여, 지시 유압을 제어하고 있다.

전술한 식과 같이, 체결 시의 변속 쇼크는 출력축 토크(T_O)에 의존하므로, 터빈 회전 속도(Nt)의 구배(dNt/dt)의 변화뿐만 아니라, 터빈 토크(T_T)도 변속 쇼크에 영향을 미친다.

전술한 종래 기술에서는, 터빈 회전 속도의 구배(dNt/dt)만을 사용하여 변속 쇼크를 저감시키도록 구성되어 있다. 즉, 터빈 토크(T_T)에 대해서는 전혀 고려되어 있지 않다. 따라서, 이와 같은 구성에서는, 학습에 의해 얻을 수 있는 지시 유압이 체결 개시 시의 쇼크를 충분히 저감시킬 수 없다.

또한, 종래 기술의 구성에 대해, 또한 터빈 토크(T_T)를 고려하여 지시 유압을 보정하는 것도 생각되지만, 터빈 토크(T_T)를 별도 연산할 필요가 있지만, 터빈 토크(T_T)를 정확하게 산출하는 것은 어렵고, 엔진의 운전 상태에 기초한 토크 영역마다 다른 연산을 행하는 등의 제어가 복잡해진다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 복잡한 제어를 행하지 않고, 학습에 의해 얻어지는 초기 지시 유압의 정밀도를 높게 하여, 마찰 요소의 체결 시의 변속 쇼크를 억제할 수 있는 자동 변속기의 제어 장치 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 변속 지령에 기초하여 체결측 마찰 요소가 해방 상태로부터 체결 상태로 이행함으로써, 하나의 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속을 행하는 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 하나의 변속단으로부터 다른 변속단으로의 변속 지령을 출력하는 변속 지령 출력 수단과, 변속 지령에 기초하여, 체결측 마찰 요소의 체결력을 제어하는 지시 유압을 출력하는 지시 유압 출력 수단과, 체결측 마찰 요소의 체결이 개시됨으로써 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을, 전회의 변속 결과에 기초하여 보정하는 지시 유압 학습 제어 수단을 구비하고, 지시 유압 학습 제어 수단은, 자동 변속기의 출력측의 토크의 시간 변화율을 연산하는 출력측 토크 시간 변화율 연산 수단과, 연산된 출력측 토크의 시간 변화율과 목표값의 차에 기초하여, 다음 회 변속 시에 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 자동 변속기의 출력측의 토크의 시간 변화율에 기초하여, 다음 회 변속 시에 있어서의 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 학습 보정하므로, 복잡한 계산을 행하지 않고, 정확하게 지시 유압을 학습 보정할 수 있고, 정확한 지시 유압에 의해 제어를 행함으로써, 변속 쇼크를 억제할 수 있다.

특히, 출력측 토크의 시간 변화율은 터빈 토크의 1계 미분값과 터빈 회전 속도의 2계 미분값에 기초하여 구하지만, 터빈 토크의 1계 미분값은 미소이고 무시할 수 있으므로, 복잡한 계산을 행하지 않고, 정확하게 지시 유압을 학습 보정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기의 구성을 도시하는 설명도.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기의 변속 기구의 기능을 도시하는 설명도.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기의 변속단마다의 각 마찰 체결 요소의 체결 상태를 도시하는 체결 작동표.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 유압 제어 시스템의 설명도.
도 5는 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기에 있어서의 코스트 운전 시에 있어서의 변속단 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트의 동작을 도시하는 타임챠트.
도 6은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기에 있어서의 토크의 전달을 도시하는 설명도.
도 7은 로우&리버스 브레이크의 지시 유압과, 터빈 회전 속도의 변화 및 가속도의 변화를 나타내는 설명도.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 AT 컨트롤 유닛에 있어서의 처리의 흐름도.
도 9는 본 발명의 실시 형태의 보정값 맵의 일례의 설명도.

이하에, 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기의 유압 제어 장치를, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기(AT)의 구성을 도시하는 설명도이다. 이 자동 변속기(AT)는 전진 4속 후퇴 1속에 의한 자동 변속기이다.

자동 변속기(AT)는, 도 1에 도시한 바와 같이 컨버터 하우징(1)과, 토크 컨버터(2)와, 트랜스 액슬 케이스(3)와, 변속기 입력축(4)과, 변속기 출력 기어(5)와, 변속 기구(6)와, 감속 기어축(7)과, 감속 기어 기구(8)와, 차동 기어 기구(9)와, 좌측 구동축(10)과, 우측 구동축(11)을 구비하고 있다.

컨버터 하우징(1)은 그 내부에 발진 기능이나 제진 기능을 발휘하는 로크 업 클러치(12)를 갖는 토크 컨버터(2)가 배치되어 있다. 로크 업 클러치(12)는 체결에 의해 엔진(Eng)의 크랭크축(13)과 변속기 입력축(4)을 직결한다.

트랜스 액슬 케이스(3)는 컨버터 하우징(1)에 연결되어, 그 내부에, 변속 기능과 후진 기능과 뉴트럴 기능을 발휘하는 변속 기구(6)와, 감속 기능을 발휘하는 감속 기어 기구(8)와, 차동 기능을 발휘하는 차동 기어 기구(9)가 배치되어 있다.

변속 기구(6)는 변속기 입력축(4)과 변속기 출력 기어(5) 사이에 배치되어, 프론트 유성 기어(FPG)와, 리어 유성 기어(RPG)와, 로우 클러치(L/C)와, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)와, 2-4 브레이크(2-4/B)와, 리버스 클러치(REV/C)와, 하이 클러치(H/C)의 조합에 의해 구성되어 있다.

감속 기어 기구(8)는 감속 기어축(7)에, 변속기 출력 기어(5)에 맞물리는 제1 감속 기어(14)와, 차동 기어 기구(9)의 구동 입력 기어(15)에 맞물리는 제2 감속 기어(16)를 설치함으로써 구성되어 있다.

차동 기어 기구(9)는 구동 입력 기어(15)로부터 입력되는 구동력을, 좌측 구동축(10)과 우측 구동축(11)에 차동을 허용하면서 등배분하여, 도시하지 않은 좌측 전륜과 우측 전륜으로 전달한다.

도 2는 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기의 변속 기구(6)의 기능을 도시하는 설명도이다.

변속 기구(6)는 유성 기어로서, 싱글 피니온식 프론트 유성 기어(FPG)와 리어 유성 기어(RPG)가 설치되어 있다. 그리고, 마찰 요소로서, 로우 클러치(L/C)와, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)와, 2-4 브레이크(2-4/B)와, 리버스 클러치(REV/C)와, 하이 클러치(H/C)가 설치되어 있다.

프론트 유성 기어(FPG)는 프론트 선 기어(FS)와, 프론트 링 기어(FR)와, 양 기어(FS, FR)에 맞물리는 프론트 피니언(FP)을 지지하는 프론트 캐리어(FC)를 갖는다.

리어 유성 기어(RPG)는 리어 선 기어(RS)와, 리어 링 기어(RR)와, 양 기어(RS, RR)에 맞물리는 리어 피니언(RP)을 지지하는 리어 캐리어(RO)를 갖는다.

프론트 캐리어(FC)와 리어 링 기어(RR)는 제1 회전 멤버(M1)에 의해 일체적으로 연결되어 있다. 또한, 프론트 링 기어(FR)와 리어 캐리어(RG)는 제2 회전 멤버(M2)에 의해 일체적으로 연결되어 있다.

따라서, 프론트 유성 기어(FPG)와 리어 유성 기어(RPG)의 조합에 의해, 6개의 회전 요소로부터 2개의 회전 요소를 뺀 4개의 회전 요소[프론트 선 기어(FS), 리어 선 기어(RS), 제1 회전 멤버(M1), 제2 회전 멤버(M2)]가 구성된다.

프론트 선 기어(FS)는 리버스 클러치(REV/C)를 통해 변속기 입력축(4)과 단접 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 2-4 브레이크(2-4/B)를 통해 트랜스 액슬 케이스(3)에 고정 가능하게 설치되어 있다.

리어 선 기어(RS)는 로우 클러치(L/C)를 통해 변속기 입력축(4)과 단접 가능하게 설치되어 있다.

제1 회전 멤버(M1)는 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 통해 트랜스 액슬 케이스(3)에 고정 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 하이 클러치(H/C)를 통해 변속기 입력축(4)과 단접 가능하게 설치되어 있다.

제2 회전 멤버(M2)는 변속기 출력 기어(5)에 직결되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기의, 변속단마다의 각 마찰 체결 요소의 체결 상태를 도시하는 체결 작동표이다. 또한, 도 3에 있어서, ○표는 당해 마찰 체결 요소가 체결 상태인 것을 나타낸다.

자동 변속기(AT)의 전진 4속이고 후퇴 1속인 변속단은, 변속 기구(6)에 설치된 각 마찰 요소 중, 체결되어 있던 1개의 마찰 요소를 해방하고, 해방되어 있던 1개의 마찰 요소를 체결한다고 하는 전환을 행함으로써, 변속이 행해진다.

로우 클러치(L/C)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 체결함으로써 「1속단」이 달성된다. 로우 클러치(L/C)와 2-4 브레이크(2-4/B)를 체결함으로써 「2속단」이 달성된다.

그리고, 로우 클러치(L/C)와 하이 클러치(H/C)를 체결함으로써 「3속단」이 달성된다. 그리고, 하이 클러치(H/C)와 2-4 브레이크(2-4/B)를 체결함으로써 「4속단」이 달성된다.

또한, 리버스 클러치(REV/C)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 체결함으로써 「후퇴 변속단」이 달성된다.

도 4는 본 발명의 실시 형태의, 각 마찰 요소로의 유압 제어 회로와 전자 변속 제어계를 도시하는 유압 제어 시스템의 설명도이다.

이 유압 제어 회로는, 도 4에 도시한 바와 같이 매뉴얼 밸브(20)와, 로우 클러치용 압력 조절 밸브(21)와, 로우 클러치용 어큐뮬레이터(22)와, 2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23)와, 2-4 브레이크용 어큐뮬레이터(24)와, 겸용 압력 조절 밸브(25)와, 전환 밸브(26)와, 전환 솔레노이드(27)와, 하이 클러치 인히비터 밸브(28)와, 하이 클러치용 어큐뮬레이터(29)와, 로우&리버스 브레이크용 어큐뮬레이터(30)를 갖는다.

또한, 유압 제어 회로는 라인압 유로(31)와, 파일럿압 유로(32)와, D 레인지압 유로(33)와, R 레인지압 유로(34)와, 로우 클러치압 유로(35)와, 2-4 브레이크압 유로(36)와, 겸용압 출력 유로(37)와, 제1 하이 클러치압 유로(38)와, 제2 하이 클러치압 유로(39)와, 로우&리버스 브레이크압 유로(40)를 갖는다.

매뉴얼 밸브(20)는 셀렉트 레버(41)에 대한 드라이버의 조작에 의해 동작하는 수동 조작 밸브이다.

셀렉트 레버(41)는 1속단으로부터 4속단까지의 변속단을 달성하는 D 레인지와, 1속단과 2속단을 달성하는 H 레인지와, 후퇴 변속단을 달성하는 R 레인지와, 모든 클러치를 해방하는 뉴트럴 레인지와, 주차 레인지인 파킹 레인지를 구비한다.

매뉴얼 밸브(20)는, D 레인지 선택 시에는 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)을 D 레인지압 유로(33)로 유도하고, R 레인지 선택 시에는 라인압 유로(31)로부터의 라인압(PL)을 R 레인지압 유로(34)로 유도한다.

로우 클러치용 압력 조절 밸브(21)는 노멀 하이에 의한 3웨이 대용량 리니어 솔레노이드 밸브로, 로우 클러치(L/C)의 체결 시(1속, 2속, 3속)에는 D 레인지압 유로(33)로부터의 D 레인지압(PD)을 원압으로 하여 압력 조절한 로우 클러치압을, 로우 클러치압 유로(35)를 통해 로우 클러치(L/C)로 유도한다.

로우 클러치(L/C)의 해방 시(4속, R)에는 로우 클러치(L/C)에 공급되어 있는 로우 클러치압을 드레인한다.

2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23)는 노멀 로우에 의한 3웨이 대용량 리니어 솔레노이드 밸브이다. 2-4 브레이크(2-4/B)의 체결 시(2속, 4속)에는 D 레인지압 유로(33)로부터의 D 레인지압(PD)을 원압으로 하여 압력 조절한 2-4 브레이크압을, 2-4 브레이크압 유로(36)를 통해 2-4 브레이크(2-4/B)로 유도한다.

또한, 2-4 브레이크(2-4/B)의 해방 시(1속, 3속, R)에는 2-4 브레이크(2-4/B)에 공급되어 있는 2-4 브레이크압을 드레인한다.

겸용 압력 조절 밸브(25)는 전원 오프 시에 유압을 발생시키는 노멀 하이에 의한 3웨이 대용량 리니어 솔레노이드 밸브로, 매뉴얼 밸브(20)를 통하지 않고 공급되는 유압[라인압(PL)]을 원압으로 하여 압력 조절한 유압을, 전환 밸브(26)를 통해 하이 클러치(H/C) 또는 로우&리버스 브레이크(L&R/B)로 유도한다.

즉, 겸용 압력 조절 밸브(25)는 하이 클러치(H/C)(3속, 4속)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)(1속, R)가, 서로 다른 레인지 위치인 동시에 서로 다른 변속단 위치에서 체결되므로, 하이 클러치(H/C)와 로우&리버스 브레이크(L&R/B)라고 하는 2개의 마찰 요소의 유압을 제어한다.

이 마찰 요소 중, 한쪽의 하이 클러치(H/C)는 변속기 출력 부재인 변속기 출력 기어(5) 이외의 회전 멤버인 제1 회전 멤버(M1)와, 변속기 입력축(4) 사이를 연결하는 클러치이다.

하이 클러치(H/C)는 도시하지 않은 브레이크 페달이 밟히는 것 등에 의해 변속기 출력 기어(5)를 고정한 상태에 있어서, N 레인지(뉴트럴 레인지) 선택 시의 아이들링 중에 체결되면, 제1 회전 멤버(M1)는 변속기 입력축(4)의 토크에 의해 회전한다.

전환 밸브(26)는, 전원OFF 시에는 유압을 발생하지 않는 특성(이하, 노멀 로우)의 온 오프 솔레노이드인 전환 솔레노이드(27)가 오프(유압 비발생)이고, 또한 D 레인지(전진 레인지)의 선택 시, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 발생 유압을 하이 클러치(H/C)에 공급한다.

또한, 전환 솔레노이드(27)가 온(유압 발생)이고, 또한 R 레인지(후퇴 변속단)의 선택 시의 변속 중에는, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 유압을 로우&리버스 브레이크(L&R/B)에 공급하도록 전환한다.

또한, 전환 밸브(26)는, 전환 솔레노이드(27)가 오프이고, 겸용 압력 조절 밸브(25)로부터의 발생 유압을 하이 클러치 인히비터 밸브(28)측에 공급하는 위치에 있을 때, 매뉴얼 밸브(20)로부터의 R 레인지 위치의 선택 시에 발생하는 R 레인지압(PR)을, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)에 공급하는 포트를 개통한다.

하이 클러치 인히비터 밸브(28)는 전환 밸브(26)와 하이 클러치(H/C) 사이에 배치되어, D 레인지의 선택 시에 발생하는 D 레인지압(PD)을 신호압으로 하여 전환 작동한다.

즉, 하이 클러치 인히비터 밸브(28)는, D 레인지압(PD)의 작용 시에는 겸용 압력 조절 밸브(25)와 하이 클러치(H/C) 사이를 개통하고, D 레인지압(PD)의 비작용 시에는 겸용 압력 조절 밸브(25)와 하이 클러치(H/C) 사이를 폐쇄한다.

전자 변속 제어계는, 도 4에 도시한 바와 같이 액셀러레이터 개방도 센서(50)와, 차속 센서(51)와, 다른 센서류(52)(펄스 센서, 인히비터 스위치 등)와, AT 컨트롤 유닛(53)을 갖는다.

AT 컨트롤 유닛(제어 장치)(53)은 액셀러레이터 개방도 센서(50)와, 차속 센서(51)와, 다른 센서류(52)로부터 입력된 정보(예를 들어, 펄스 센서에 의해 검출된 터빈 회전 속도)에 기초하여, 변속 기구(6)를 제어한다.

예를 들어, D 레인지를 선택한 주행 시, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)에 의해 결정되는 운전점이 시프트 맵상에서 존재하는 위치에 의해 최적의 변속단을 검색하고, 검색된 변속단을 얻는 제어 지령(변속 지령)을, 로우 클러치용 압력 조절 밸브(21), 2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23), 겸용 압력 조절 밸브(25), 전환 솔레노이드(27)에 출력한다.

이와 같이, AT 컨트롤 유닛(53)이, 액셀러레이터 개방도(APO)와 차속(VSP)에 의해 정해지는 운전점이 시프트 맵상에서 존재하는 위치에 의해 최적의 변속단을 검색하고, 검색된 변속단을 얻는 변속 지령을 출력함으로써, 변속 지령 출력 수단이 구성된다.

또한, 시프트 맵이라 함은, 액셀러레이터 개방도와 차속에 따라서 업 시프트 선과 다운 시프트 선을 기입한 맵을 말한다.

다음에, 본 발명의 실시 형태에 있어서의, 변속 시의 동작에 대해 설명한다.

여기서는, 코스트 운전 시에 있어서의 변속단 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트되었을 때의 동작에 대해 설명한다.

또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 차량 주행 시에 액셀러레이터 페달이 OFF로 되어, 엔진 회전 속도 및 차속이 대략 일정한 주행 상태를 코스트 운전이라고 부른다.

도 5는 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기에 있어서의, 코스트 운전 시에 있어서의 변속단 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트의 동작을 도시하는 타임챠트이다.

전술한 도 3에 도시한 바와 같이, 변속단을 2속으로부터 1속으로 다운 시프트할 때에는, 2-4 브레이크(2-4/B)를 해방하는 동시에, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 체결함으로써 변속이 행해진다.

구체적으로는 다음과 같은 동작이 행해진다.

AT 컨트롤 유닛(53)은 액셀러레이터 개방도 센서(50), 차속 센서(51) 및 다른 센서류(52)로부터의 정보로부터, 시프트 맵에 기초하여 2속으로부터 1속으로의 변속을 판단하면, 2-4 브레이크(2-4/B)를 해방시켜, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 체결시키도록, 각각의 지시 유압을 제어한다.

우선, AT 컨트롤 유닛(53)은 해방측의 2-4 브레이크(2-4/B)의 지령압을 드레인으로 하는 지시 유압을 2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23)에 지시한다. 이때의 지시 유압을 1점 쇄선으로 나타낸다.

이에 의해, 2-4 브레이크용 압력 조절 밸브(23)가 드레인측에 제어된다. 이 제어에 의해, 2-4 브레이크(2-4/B)에 작용하는 실제의 유압(실제로 압)이, 드레인측으로 서서히 저하된다. 이때의 실압을 2점 차선으로 나타낸다.

이에 의해, 변속 기구(6)에 있어서, 어떤 클러치도 체결되어 있지 않은 뉴트럴 상태로 된다(타이밍 t0). 뉴트럴 상태에서는, 터빈 회전 속도(Nt)는 급상승하고, 그 후, 2속 동기 회전 속도(Nt2)로부터 1속 동기 회전 속도(Nt1)를 초과하여 상승한다.

다음에, AT 컨트롤 유닛(53)은 체결측의 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 체결력을 제어하기 위해, 초기 지시 유압을 겸용 압력 조절 밸브(25)에 지시한다. 이때의 지시 유압을 실선으로, 실압을 점선으로 나타낸다.

보다 구체적으로는, 우선, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 백래쉬 막음의 목적으로, 우선 소정의 지시 유압(「PA0」라고 부름)에 의한 제어를 소정 시간 행한 후, 지시 유압(PA0)보다도 작은 소정의 지시 유압(「PA1」이라고 부름)으로 소정의 시간 대기한다.

이 지시 유압(PA1)의 크기는 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 마찰판끼리가 접촉(터치)하여, 해방 상태로부터 토크의 전달이 개시되는 타이밍을 제어한다. 로우&리버스 브레이크(L&R/B)가 터치하는 타이밍은 1속 동기 회전 속도(Nt1)를 초과한 후로 되도록 설정된다.

로우&리버스 브레이크(L&R/B)가 터치한 후에는, 지시 유압(PA1)보다도 낮은 지시 유압(「PA2」라고 부름)으로 제어한다. 이 지시 유압(PA2)의 제어에 의해, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)가 토크 용량을 갖고 터빈 토크(T_T)를 출력측으로 전달한다(타이밍 t1).

로우&리버스 브레이크(L&R/B)가 토크를 갖는 것에 의해, 터빈 회전 속도(Nt)는 1속 동기 회전 속도(Nt1)로 점감한다.

AT 컨트롤 유닛(53)은 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 체결이 개시된 후에, 엔진 회전 속도, 터빈 회전 속도(Nt) 등에 기초하여, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 지시 유압을 피드백 제어한다.

그리고, 터빈 회전 속도(Nt)와 1속 동기 회전 속도가 대략 동등해진 상태에서, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 체결이 완료된다. 체결이 완료된 경우에는, AT 컨트롤 유닛(53)은 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 지시 유압을 최대로 제어하여, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)를 완전히 체결시킨다.

이상과 같은 제어에 의해, 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트가 완료된다. 또한, 이와 같이 AT 컨트롤 유닛(53)의 제어에 의해, 체결측의 마찰 요소의 체결력을 제어하는 지시 유압을 출력함으로써, 지시 유압 출력 수단이 구성된다.

여기서, 도 5에 도시한 바와 같이, 2속으로부터 1속으로의 변속에서 마찰 요소[로우&리버스 브레이크(L&R/B)]가 터치하여 체결이 개시되었을 때, 이 토크 용량을 갖는 것에 의해 차량의 가속도(G)가 변화된다. 이 변화는 변속 쇼크로서 운전자에게 전해진다.

변속 쇼크의 크기는 가속도(G)의 변화, 즉 가속도(G)의 기울기에 의존한다. 가속도(G)의 기울기가 크면 큰 쇼크로서 전해지고, 가속도(G)의 기울기가 작으면 쇼크는 작아진다. 변속 쇼크가 크면 운전자에게 불쾌감을 부여하므로 상품성이 저하된다.

특히 코스트 운전에서는, 운전자는 액셀러레이터 페달을 조작하고 있지 않으므로, 변속은 운전자가 의도하지 않는 것이고, 운전자에게 불쾌감을 부여하지 않도록 변속 쇼크를 작게 하는 것이 요망된다.

가속도(G)는 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트에 있어서, 로우&리버스 브레이크(L&R/B)가 터치하여, 토크의 전달이 변화됨으로써 변동된다.

즉, 토크의 변화가 급하면 가속도(G)의 변화도 급한 것으로 되고, 토크의 변화가 완만하면 가속도(G)의 변화도 완만한 것으로 된다.

도 6은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기(AT)에 있어서의 토크의 전달을 도시하는 설명도이다.

엔진(Eng)의 출력은 토크 컨버터(2)를 통해, 터빈 토크(T_T)로서 변속 기구(6)로 전해진다. 변속 기구(6)에서는 기어 및 마찰 요소를 통해 출력축으로 회전 토크를 전달한다. 이에 의해, 터빈 회전 속도(Nt)는 출력축 회전 속도(No)로서 출력된다.

여기서, 마찰 요소의 체결 개시로부터 체결 완료까지의 사이에 있어서의 출력축 토크(T_O)는, 터빈 회전 속도(Nt)가 1속 동기 회전 속도(Nt1)보다도 크기 때문에, 터빈 토크(T_T)는 클러치 용량(T_C)만큼 출력측으로 전해진다.

또한, 터빈 토크(T_T)는 변속 기구(6)의 회전에 의한 관성력[이너셔(I_TM)]에 의해서도 소비된다.

따라서, 이때의 관계는 다음의 수학식 1에 의해 나타낸다.

단, T_O : 출력축 토크

T_C : 클러치(체결측 마찰 요소) 토크

T_T : 터빈 토크

I_TM : 변속기의 이너셔

Nt : 터빈 회전 속도

이다.

여기서, 출력축 토크(T_O)의 시간 변화율(그래프에 있어서의 구배)은, 이하의 수학식 2와 같이, 출력축 토크(T_O)의 시간 미분에 의해 구해진다.

여기서, 수학식 2의 우변의 요소인, dT_T/dt는 터빈 토크(T_T)의 시간 변화이지만, 체결 개시 직후의 미소 시간 내에서의 터빈 토크(T_T)의 변화는 극히 작기 때문에, 무시할 수 있다.

따라서, 이하의 수학식 3이 성립된다.

전술한 바와 같이, 이너셔(I_TM)는 변속 기구(6)의 고유의 상수이고 미리 구해 둘 수 있다. 따라서, 터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분값, 즉 터빈 회전 속도(Nt)의 시간 변화율(그래프에 있어서의 구배)의 시간 변화율을 더 산출함으로써, 출력축 토크(T_O)의 변화를 구할 수 있다.

이 출력축 토크(T_O)의 시간 변화는 가속도(G)에 대응하는 것이다. 따라서, 터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분값인 d²Nt/dt²에 기초하여, 가속도(G)를 제어할 수 있다.

도 7은 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 지시 유압(PA2)과, 터빈 회전 속도(Nt)의 변화 및 가속도(G)의 변화를 나타내는 설명도이다.

2속으로부터 1속으로의 변속 시에, 터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분값인 d²Nt/dt²을 산출하고, 산출된 값에 기초하여, 변속 쇼크를 억제하는 방향으로 체결 시의 지시 유압(PA2)을 보정하고, 다음 회 변속 시에 이 보정값을 사용하여 체결 제어를 행한다.

예를 들어, 터빈 회전 속도(Nt)의 변화율의 구배가 큰 경우에는, 마찰 요소의 토크 용량의 전달의 상승이 빠른 경우이다. 이 경우에는, 지시 유압을 내려, 마찰 요소의 토크 용량의 전달의 상승이 완만해지도록 제어한다.

또한, 단순히 지시 유압을 내리는 방향으로 제어하면 좋다고 하는 것은 아니다. 마찰 요소는 마찰판, 유실, 리턴 스프링 등에 의해 구성된다. 제어압이 리턴 스프링의 압박력을 상회하지 않는 한 마찰 요소는 체결되지 않으므로, 지시 유압의 하한은 이 리턴 스프링의 압박력을 상회하는 값으로 하는 것이 바람직하다.

리턴 스프링의 압박력은 기계적인 오차나 공차를 갖고 있으므로, 이 압박력을 하회하지 않고, 변속 쇼크를 억제할 수 있는 최적의 지시 유압을 학습하기 위해, AT 컨트롤 유닛(53)에 의해 다음과 같은 제어를 행한다.

도 8은 본 발명의 실시 형태의 AT 컨트롤 유닛(53)에 있어서의 처리의 흐름도이다.

이 흐름도는 코스트 운전 시의 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트를 판정하고, AT 컨트롤 유닛(53)이 변속 지령을 판정했을 때에 실행된다.

AT 컨트롤 유닛(53)이, 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트의 변속 지령을 판정한 경우에는, 우선 터빈 회전 속도(Nt)의 1계 미분값(dNt/dt)이, 소정값보다도 작은 값으로 되었는지 여부를 판정한다(스텝 S101).

이 소정값은 체결측의 마찰 요소[로우&리버스 브레이크(L&R/B)]의 마찰판이 접촉함으로써 토크의 전달을 개시하였는지 여부를 판정하는 임계값으로, 터빈 회전 속도(Nt)의 1계 미분값(dNt/dt), 즉 터빈 회전 속도(Nt)의 시간 변화가 상승으로부터 하강으로 변화된 것을 판정하는 임계값이다.

보다 구체적으로는, 터빈 회전 속도(Nt)가 1속 동기 회전 속도(Nt1)를 초과하고 있는 경우에는, 언제든지 마찰 요소를 체결시키는 것은 가능하지만, 체결이 개시되어 터빈 회전 속도(Nt)가 상승으로부터 하강으로 변화된 시점 이후로 함으로써 쇼크를 더 저감시킬 수 있다.

터빈 회전 속도(Nt)가 상승으로부터 하강으로 변화된 시점의 판정의 일례로서, dNt/dt＜－250rpm/s인 경우에 스텝 S101의 판정이 성립되도록 소정값을 설정하는 것이 적합하다.

또한, 터빈 회전 속도(Nt)가 상승으로부터 하강으로 변화된 시점을 판정할 수 있으면, 다른 방법이라도 좋다.

터빈 회전 속도(Nt)의 1계 미분값(dNt/dt)이, 소정값보다도 작은 값으로 되었다고 판정한 경우에는 스텝 S102로 이행한다. 터빈 회전 속도(Nt)의 1계 미분값(dNt/dt)이, 소정값보다도 작은 값이 아니라고 판정한 경우에는 스텝 S106으로 이행한다.

스텝 S102에서는, AT 컨트롤 유닛(53)은 학습 지표 저장 처리를 실행한다. 구체적으로는, 체결측 마찰 요소의 지시 유압(PA2)을 보정하기 위한 학습 지표인 터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분값(d²Nt/dt²)을 연산하여, 연산된 값을 기억한다.

또한, 이와 같이 AT 컨트롤 유닛(53)이, 출력측의 토크의 시간 변화율을 터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분(시간 변화율의 가일층의 시간 변화율)을 산출함으로써, 출력측 토크 시간 변화율 연산 수단이 구성된다.

다음에, AT 컨트롤 유닛(53)은 기억된 학습 지표와, 목표 변화율의 차분을 연산한다(스텝 S103).

또한, 이 목표 변화율이라 함은, 터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분값(d²Nt/dt²)에 기초한 출력 토크(T_O)의 변화율이, 변속 쇼크를 억제하고, 또한 마찰 요소의 리턴 스프링의 압박력을 충분히 상회하는 값으로 되는 값으로 미리 설정되어 있다.

다음에, AT 컨트롤 유닛(53)은 미리 기억된 보정량 맵과, 스텝 S103에 있어서 연산된 차분에 기초하여, 금회 학습 보정량을 취득한다(스텝 S104).

이 보정량 맵의 일례를, 도 9에 도시한다.

보정량 맵은 스텝 S103에서 연산된 차분에 기초하여, 차분값이 크면 보정량이 작아지도록, 차분값이 작으면 보정량이 커지도록 설정되어 있다.

또한, 센서의 고장 등에 의해 AT 컨트롤 유닛(53)에 잘못된 신호가 입력된 경우에도 극단적으로 큰 지시 유압을 출력하는 일이 없도록, 한번에 학습하는 보정량에는 상한을 설정하고 있다.

또한, 차분이 작은 경우에는 보정을 필요로 하지 않으므로, 보정값은 0으로 설정된다. 또한, 제어의 헌팅을 방지하기 위해, 보정값을 0으로 하는 차분값에 폭을 갖게 하고 있다.

또한, 이와 같이 AT 컨트롤 유닛(53)이, 출력측 토크의 시간 변화율[터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분값]과 목표 변화율의 차분에 기초하여, 다음 회 변속 시의 지시 유압을 보정함으로써, 보정 수단이 구성된다.

도 8로 돌아가, 스텝 S105에 있어서, AT 컨트롤 유닛(53)은 학습값 갱신 처리를 실행한다.

구체적으로는, 스텝 S104에서 취득한 금회 학습 보정량을 현재 저장되어 있는 값에 가산하여, 새로운 저장값을 연산한다. 연산된 저장값이 다음 회의 변속 시에 설정하는 지시 유압으로 된다.

그 후, 본 흐름도에 의한 처리를 종료한다.

또한, 스텝 S101에 있어서, 터빈 회전 속도(Nt)의 1계 미분값(dNt/dt)이, 소정값보다도 작은 값이 아니라고 판정한 경우에는, 스텝 S106으로 이행하여 목표 변속단(여기서는 2속으로부터 1속)에 동기하였는지 여부를 판정한다. 목표 변속단에 동기하였다고 판정한 경우에는, 본 흐름도에 의한 처리를 종료한다.

목표 오일 변속단에 동기하고 있지 않다고 판정한 경우에는, 스텝 S101로 돌아가, 본 흐름도에 의한 처리를 반복한다.

이상과 같은 처리에 의해, AT 컨트롤 유닛(53)에 의해, 체결측의 마찰 요소의 지시 유압의 보정량을 연산하고, 이것을 학습 제어함으로써, 마찰 체결 요소의 체결 시의 변속 쇼크를 억제할 수 있다.

즉, AT 컨트롤 유닛(53)에 의해, 체결측의 마찰 요소의 체결이 개시됨으로써 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을, 전회의 변속 결과에 기초하여 보정함으로써, 지시 유압 보정 수단이 구성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기에서는, 코스트 운전 시의 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트에 있어서, 체결측의 마찰 요소인 로우&리버스 브레이크(L&R/B)의 체결압을, 출력 토크(T_O)의 변동에 따라서 학습 보정하도록 보정하였다.

보다 구체적으로는, 출력 토크(T_O)의 변동(그래프상의 기울기)은 터빈 회전 속도(Nt)의 2계 미분값인 d²Nt/dt²에 기초하는 것이므로, 이 d²Nt/dt²의 값에 따라서 보정값을 산출한다.

다음 회 변속 시에 이 보정값에 기초하여 지시 유압에 의해 체결 제어를 행함으로써, 마찰 요소의 체결 시의 변속 쇼크를 억제하기 위한 학습 제어를 행할 수 있다.

특히, 터빈 회전 속도(Nt)는 펄스 센서 등에 의해 AT 컨트롤 유닛이 직접 검출할 수 있으므로, 오차가 적고, 또한 연산량도 적기 때문에, 학습에 의해 얻어지는 지시 유압의 정밀도를 높게 할 수 있어, 마찰 체결 요소의 체결 시의 변속 쇼크를 억제할 수 있다.

또한, 이상 설명한 본 발명의 실시 형태에서는, 4속의 자동 변속기를 예로 들어 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 다른 유단 변속기라도 좋다.

또한, 본 발명의 실시 형태에서는, 코스트 운전 시의 2속으로부터 1속으로의 다운 시프트에 있어서의, 체결측의 마찰 요소[로우&리버스 브레이크(L&R/B)]의 학습 제어를 예로 들어 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다.

즉, 다운 시프트에 있어서, 체결측의 마찰 요소의 체결에 수반하여 터빈 회전 속도(Nt)가 감소하는 변속 제어이면, 마찬가지로 초기 지시 유압의 학습 제어에 적용할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 그 기술적 사상의 범위 내에서 이룰 수 있는 다양한 변경, 개량이 포함되는 것은 물론이다.

AT : 자동 변속기
2 : 토크 컨버터
4 : 변속기 입력축
5 : 변속기 출력 기어
L&R/B : 로우&리버스 브레이크(체결측 마찰 요소)
35 : AT 컨트롤 유닛(제어 장치, 변속 지령 출력 수단, 지시 유압 출력 수단, 지시 유압 학습 수단, 출력측 토크 시간 변화율 연산 수단, 보정 수단)

Claims

변속 지령에 기초하여 체결측 마찰 요소가 해방 상태로부터 체결 상태로 이행함으로써, 하나의 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속을 행하는 자동 변속기의 제어 장치에 있어서,
하나의 변속단으로부터 다른 변속단으로의 변속 지령을 출력하는 변속 지령 출력 수단과,
상기 변속 지령에 기초하여, 상기 체결측 마찰 요소의 체결력을 제어하는 지시 유압을 출력하는 지시 유압 출력 수단과,
상기 체결측 마찰 요소의 체결이 개시됨으로써 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을, 전회의 변속 결과에 기초하여 보정하는 지시 유압 학습 제어 수단을 구비하고,
상기 지시 유압 학습 제어 수단은,
자동 변속기의 출력측의 토크의 시간 변화율을 연산하는 출력측 토크 시간 변화율 연산 수단과,
상기 연산된 출력측 토크의 시간 변화율과 목표값의 차에 기초하여, 다음 회 변속 시에 상기 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 보정하는 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 출력측 토크 시간 변화율 연산 수단은 상기 자동 변속기의 입력측의 회전 속도의 2계 미분값에 의해 상기 출력측 토크의 시간 변화율을 연산하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보정 수단은 상기 출력측 토크 시간 변화율이 목표값보다도 클 때에는, 다음 회 변속 시의 상기 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 증가 보정하고, 상기 출력측 토크 시간 변화율이 목표값보다도 작을 때에는, 다음 회 변속 시의 상기 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 감소 보정하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 장치.
마찰 요소를 단속함으로써 하나의 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속을 행하는 자동 변속기의 제어 방법에 있어서,
상기 하나의 변속단으로부터 다른 변속단으로의 변속을 판단하여, 상기 자동 변속기의 입력측의 회전 속도의 변화율이 소정값을 하회하였다고 판단한 경우에, 상기 자동 변속기의 출력측의 토크의 시간 변화율을 연산하고,
상기 연산된 출력측 토크의 시간 변화율과 목표값의 차를 연산하고,
상기 출력측 토크 시간 변화율이 목표값보다도 클 때에는, 다음 회 변속 시의 상기 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 증가 보정하고, 상기 출력측 토크 시간 변화율이 목표값보다도 작을 때에는, 다음 회 변속 시의 상기 체결측 마찰 요소의 구동력의 전달이 개시될 때의 지시 유압을 감소 보정하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 방법.
제4항에 있어서, 상기 출력측 토크의 시간 변화율은, 상기 자동 변속기의 입력측의 회전 속도의 2계 미분값에 의해 연산하는 것을 특징으로 하는, 자동 변속기의 제어 방법.