KR20140101374A

KR20140101374A - 자동 변속기의 제어 장치

Info

Publication number: KR20140101374A
Application number: KR1020147016179A
Authority: KR
Inventors: 이쿠히로 이와모토
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-08-19
Also published as: US20140349813A1; US9028364B2; EP2781797B1; CN103946597A; CN103946597B; EP2781797A4; KR101601577B1; JPWO2013073344A1; WO2013073344A1; JP5841611B2; EP2781797A1

Abstract

운전자의 액셀러레이터 페달 조작에 관계없이 변속 쇼크를 개선 가능한 자동 변속기의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 엔진과 자동 변속기 사이에 개재 장착된 토크 컨버터 및 로크업 클러치와, 운전자가 액셀러레이터 페달을 답입한 상태에서 업 시프트할 때에는, 변속 전 변속단에서 체결하고 있는 해방측 체결 요소의 체결 용량을 저하시키고, 변속 후 변속단에서 체결하는 체결측 체결 요소의 체결 용량을 상승시킴으로써 변속을 진행시키는 파워 온 업 시프트를 행하는 업 시프트 제어 수단을 구비한 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 업 시프트 제어 수단은, 상기 파워 온 업 시프트를 행하고 있는 도중에 액셀러레이터 페달이 이격되었을 때에는, 상기 로크업 클러치의 체결 용량을 저하시켜 상기 파워 온 업 시프트를 계속하는 것으로 하였다.

Description

자동 변속기의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속기의 업 시프트 시의 변속 제어에 관한 것이다.

종래, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 운전자가 액셀러레이터 페달을 답입한 상태에서 업 시프트를 행하는(이하, 파워 온 업 시프트라고 기재함) 경우, 실제로 기어비가 변화하는 이너셔 페이즈에서는, 체결측의 클러치 용량에 의해 이너셔 페이즈를 발생시켜 변속을 실행한다. 한편, 운전자가 액셀러레이터 페달을 이격한 상태에서 업 시프트를 행하는(이하, 파워 오프 업 시프트라고 기재함) 경우, 엔진 토크가 낮으므로, 업 시프트 후의 출력 토크가 낮아지므로, 이너셔 페이즈 중의 출력 토크를 최대한 낮게 제어함으로써 이너셔 페이즈 종료 시의 토크 단차(쇼크)를 억제하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해, 이너셔 페이즈 중의 체결측의 토크 용량을 매우 저용량으로 제어할 뿐만 아니라, 해방측도 이너셔 페이즈 중에는 클러치 용량을 갖게 하고, 이너셔 페이즈 종료 시점에서 체결측의 용량을 상승시키고, 해방측 용량을 빼도록 제어하고 있다. 이와 같이 제어함으로써, 이너셔 페이즈 종료 시점의 출력축 토크가 엔진 코스트 토크이며, 이너셔 페이즈 중에 이너셔 페이즈 중의 출력축 토크를 해방측의 용량을 발생시킴으로써 출력축 토크가 이 용량분만큼 내려가고, 이너셔 페이즈 종료 시점에서의 토크 단차를 저감할 수 있기 때문이다.

일본 특허 출원 공개 제2004-293710호 공보

그런데, 파워 온 업 시프트의, 특히 이너셔 페이즈 중에, 파워 오프 상태로 전환된 경우, 매우 제어가 어렵고, 변속 쇼크를 초래할 우려가 있었다. 예를 들어, 엔진 토크가 저하되었으므로, 체결측 클러치의 용량을 저하시키는 것이 생각되지만, 유압이 응답하지 않고, 변속 쇼크를 충분히 억제할 수 없는 경우가 있다. 또한, 이너셔 페이즈가 끝난 순간에, 출력축 토크가 정(正)으로부터 부(負)로 전환되므로, 코스트 토크가 큰 엔진 등의 경우, 변속 쇼크를 충분히 억제할 수 없다.

또한, 파워 오프로 전환되었을 때에, 처음부터 파워 오프 업 시프트가 행해지고 있는 경우와 마찬가지로, 해방측의 클러치 용량을 올리는 것도 생각된다. 그러나, 변속 쇼크의 관계로부터 파워 온 업 시프트의 경우, 이너셔 페이즈 중에는 해방측의 용량을 제로로 하는 것이 바람직하고, 파워 온 업 시프트 중에 피스톤이 초기 위치로 복귀되어 버리고 있다. 그로 인해, 그로부터 해방측 클러치를 다시 스트로크시켜 해방측의 클러치 용량을 단시간에 갖게 하는 것은 매우 곤란하다.

또한, 엔진의 토크를 이너셔 페이즈 중에는 정으로 해 두고, 변속 종료 후에 부로 하는 것도 생각된다. 이 경우, 변속 중에 엔진 토크가 출력되어 버리므로, 변속이 느리거나, 특히 고회전 영역에서의 변속의 경우, 변속에 시간이 걸리므로, 운전자의 뜻에 반한 공주감(空走感)이 발생한다고 하는 새로운 문제가 발생한다.

본 발명은 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 운전자의 액셀러레이터 페달 조작에 관계없이 변속 쇼크를 개선 가능한 자동 변속기의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 엔진과 자동 변속기 사이에 개재 장착된 토크 컨버터 및 로크업 클러치와, 운전자가 액셀러레이터 페달을 답입한 상태에서 업 시프트할 때에는, 변속 전 변속단에서 체결하고 있는 해방측 체결 요소의 체결 용량을 저하시키고, 변속 후 변속단에서 체결하는 체결측 체결 요소의 체결 용량을 상승시킴으로써 변속을 진행시키는 파워 온 업 시프트를 행하는 업 시프트 제어 수단을 구비한 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 업 시프트 제어 수단은, 상기 파워 온 업 시프트를 행하고 있는 도중에 액셀러레이터 페달이 이격되었을 때에는, 상기 로크업 클러치의 체결 용량을 저하시켜 상기 파워 온 업 시프트를 계속하는 것으로 하였다.

따라서, 변속이 느린 것이나 공주감을 회피하면서 변속 쇼크를 억제할 수 있다.

도 1은 실시예 1의 자동 변속기의 시스템 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는 실시예 1의 업 시프트 시에 있어서의 체결 요소의 체결 용량 및 가속도의 관계를 나타내는 타임차트이다.
도 3은 실시예 1의 파워 온 업 시프트 시에 있어서의 파워 오프 대응 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 실시예 1의 파워 온 업 시프트 중에 있어서의 파워 오프 대응 처리를 나타내는 타임차트이다.

실시예 1

도 1은 실시예 1의 자동 변속기의 시스템 구성을 나타내는 개략도이다. 엔진(1)은, 토크 컨버터(2)를 통해 자동 변속기의 변속 기구부(3)에 접속되어 있다. 엔진(1)은, 운전자가 조작하는 액셀러레이터 페달에 연동하여 완전 폐쇄로부터 완전 개방을 향해 개방도 증대하는 스로틀 밸브에 의해 출력이 가감되고, 엔진(1)의 출력 회전은 토크 컨버터(2)를 거쳐 변속 기구(3)의 입력축(4)에 입력된다. 토크 컨버터(2)는, 입출력 회전수 차를 발생시킴으로써 엔진(1)의 출력 토크를 증폭하는 작용을 갖는 주지의 구성이다. 또한, 토크 컨버터(2)에는, 입출력 회전수 차를 억제하는, 바꾸어 말하면 토크 증폭 작용을 억제하여 엔진(1)과 변속 기구(3)를 직결하는 것이 가능한 로크업 클러치(2a)를 갖는다.

변속 기구부(3)는, 동축에 배치된 입력축(4)과 출력축(5) 상에, 도시하지 않은 프론트 유성 기어 세트, 리어 유성 기어 세트가 배치되어 구성되고, 유압에 의해 작동하는 복수의 체결 요소(6)의 체결, 해방의 조합에 의해 동력 전달 경로를 전환하여, 원하는 변속단을 실현한다.

밸브 바디(7) 내에는, 각 체결 요소(6)에 유압을 공급하는 유로(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 유압 제어부(9)로부터 입력되는 지령에 기초하여 구동되는 솔레노이드(8)가, 각 유로에 설치된 압력 조절 밸브(도시하지 않음)를 조작하여, 유압 제어부(9)가 설정한 지령압의 유압이 소정의 체결 요소에 공급되도록 제어된다. 또한, 차량의 주행 시에는, 원하는 변속비를 얻기 위해 필요한 체결 요소에만 유압을 공급하도록 제어된다.

유압 제어부(9)는, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전 센서(10), 입력축(4)의 회전수를 검출하는 터빈 회전 센서(11), 출력축(5)의 회전수를 검출하는 출력축 회전 센서(12)(차속에 상당), 운전자가 조작한 시프트 레버 조작 상태를 검출하는 인히비터 스위치(13), 운전자가 조작하는 액셀러레이터 페달의 개방도를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(14), 운전자가 조작하는 브레이크 페달의 조작 상태를 검출하는 브레이크 스위치(15) 등의 출력에 기초하여, 체결시키는 체결 요소에 공급하는 작동 유압의 지령압을 결정한다. 그리고, 결정한 지령압의 작동 유압이 체결 요소에 공급되도록 솔레노이드(8)를 구동하는 지령을 출력한다.

여기서, 실시예 1의 자동 변속기에 있어서 실행되는 파워 온 업 시프트와 파워 오프 업 시프트의 작용에 대해 설명한다. 도 2는 실시예 1의 업 시프트 시에 있어서의 체결 요소의 체결 용량 및 가속도의 관계를 나타내는 타임차트이다. 이하의 설명에 있어서, 제n속단으로부터 제(n＋1)속단으로의 업 시프트를 행하는 데 있어서, 제n속단에 있어서 체결하고 있었던 체결 요소인 해방측 체결 요소를 해방하고, 제(n＋1)속단에 있어서 해방하고 있었던 체결 요소인 체결측 체결 요소를 체결함으로써 업 시프트를 행하는 것으로 한다.

(파워 온 업 시프트 처리)

도 2의 (a)는 파워 온 업 시프트를 행할 때의 각 체결 요소의 체결 용량 및 가속도의 관계를 나타내는 타임차트이다. 운전자가 액셀러레이터 페달을 답입한 상태에서 업 시프트 요구가 이루어지면, 우선, 해방측 체결 요소의 유압을 필요한 체결 용량(엔진 공회전을 방지 가능한 체결 용량)을 확보 가능한 최대의 체결 용량까지 저하시킨다. 그동안, 체결측 체결 요소에서는, 높은 지령압을 일시적으로 출력하는 프리차지에 의해 피스톤의 백래시 조정이 행해진다. 그리고, 엔진(1)이 정 토크를 출력하고 있으므로, 해방측 체결 요소의 체결 용량을 빠르게 빼고, 토크 페이즈에 있어서의 당김 쇼크(가속도의 저하)를 최대한 작게 하여 체결측의 용량을 증대시키고, 이너셔 페이즈를 진행시킨다. 바꾸어 말하면, 해방측의 체결 용량을 남긴 상태에서 이너셔 페이즈에 들어가면 토크 페이즈에 있어서의 당김이 악화되므로, 해방측은 빠르게 빼 버린다.

(파워 오프 업 시프트 처리)

도 2의 (b)는 파워 오프 업 시프트를 행할 때의 각 체결 요소의 체결 용량 및 가속도의 관계를 나타내는 타임차트이다. 운전자가 액셀러레이터 페달을 이격한 상태에서 업 시프트 요구가 이루어지면, 파워 온 업 시프트 처리와 마찬가지로, 우선, 해방측 체결 요소의 유압을 필요한 체결 용량을 확보 가능한 최대의 체결 용량까지 저하시키고, 체결측 체결 요소에서는 프리차지가 행해진다. 그리고, 엔진(1)이 정 토크를 출력하고 있지 않고, 프릭션 등의 부 토크를 출력하고 있으므로, 체결측의 체결 용량이 확보될 때까지는, 엔진 회전수의 급격한 저하를 회피하는 관점에서 해방측의 체결 용량도 남기면서 이너셔 페이즈를 진행시킨다. 가령, 해방측의 체결 용량을 단번에 빼 버리면, 변속 종료 시에 체결측 체결 요소를 단번에 상승시킬 필요가 있어, 가속도 변화가 커져 버리기 때문이다.

(파워 온 업 시프트의 도중에 파워 오프로 된 경우)

여기서, 상기 파워 온 업 시프트와 파워 오프 업 시프트의 제어 내용을 전제로 한 후에, 파워 온 업 시프트를 행하고 있는 도중에 운전자가 액셀러레이터 페달을 오프한 경우에 대해 설명한다.

도 2의 (c)는 파워 온 업 시프트를 행하고 있는 도중에 파워 오프로 한 경우의 각 체결 요소의 체결 용량 및 가속도의 관계를 나타내는 타임차트이다. 처음에는, 파워 온 업 시프트이므로, 도 2의 (a)와 동일한 처리를 행한다. 이때, 해방측의 체결 용량이 대략 제로로 된 단계에서 운전자가 액셀러레이터 페달을 오프한 경우, 파워 오프 업 시프트 처리로 이행하는 것이 바람직하다. 따라서, 해방측 체결 요소의 체결 용량을 상승시키고, 체결측 체결 요소의 체결 용량은 낮게 내리는 것이 바람직하다. 그러나, 해방측 체결 요소를 일단 해방하면, 리턴 스프링 등의 작용에 의해 해방측 체결 요소의 피스톤은 이미 해방측에 스트로크하고 있고, 다시 유압을 공급하였다고 해도, 백래시 조정 등을 다시 행할 필요가 있다. 따라서, 유압 응답을 고려하면, 충분히 해방측 체결 용량을 상승시키는 것은 매우 곤란하다. 한편, 체결측 체결 용량에 대해서도, 일단 상승시킨 후에, 아무리 낮은 지령값을 출력해도, 역시 체결 용량은 높게 출력되어 버리는 경향이 있다. 이 결과, 변속 종료 시에 체결측 체결 요소가 단번에 체결되게 되고, 급격한 가속도 변화를 초래한다고 하는 문제가 있다.

따라서, 실시예 1에서는, 이 문제를 해소하기 위해, 로크업 클러치(2a)를 해방하는 것으로 하였다. 즉, 파워 오프 시에는, 엔진(1)은 부 토크를 발생하게 되고, 이것이 변속 속도를 단번에 높이는 요인으로 된다. 따라서, 로크업 클러치(2a)를 해방하고, 엔진(1)의 부 토크가 변속 기구부(3)에 전달되지 않도록 제어하는 파워 온 업 시프트 시에 있어서의 파워 오프 대응 처리를 행함으로써, 변속 속도를 완만하게 할 수 있고, 이에 의해 가속도 변화를 억제하는 것이다.

또한, 로크업 클러치(2a)는, 연비를 개선하기 위해 주행 상태가 소정 조건을 만족하고 있는 경우에 완전 체결로 하고, 변속 등이 행해지는 경우에는, 슬립 로크업 제어에 의해 소정의 체결 용량을 가지고 상대 회전을 허용하면서 체결하고 있는 것이다. 따라서, 변속 시에는 완전 체결하고 있는 경우도 있는가 하면, 슬립 로크업 제어에 의해 슬립 체결하고 있는 경우도 있다. 따라서, 이 경우, 로크업 클러치(2a)의 해방이라 함은, 완전 체결 상태로부터 해방하는 경우나, 슬립 로크업 상태로부터 해방하는 경우나, 완전 해방이 아니라, 소정의 체결 용량을 가진 상태까지 로크업 클러치 체결 용량을 저하시키는 것을 포함하는 것으로 한다.

도 3은 실시예 1의 파워 온 업 시프트 시에 있어서의 파워 오프 대응 처리를 나타내는 흐름도이다.

스텝 S1에서는, 파워 온 업 시프트 중인지 여부를 판단하고, 파워 온 업 시프트일 때에는 스텝 S2로 진행하고, 그 이외일 때에는 본 제어 플로우를 종료한다.

스텝 S2에서는, 이너셔 페이즈 중인지 여부를 판단하고, 이너셔 페이즈 중이면 스텝 S3으로 진행하고, 그 이외일 때에는 본 제어 플로우를 종료한다. 토크 페이즈이면, 아직 해방측 체결 요소의 체결 용량이 완전히 빠져 있지 않은 상태이며, 엔진 토크의 방향이 반전된 경우에는, 해방측 체결 요소의 체결 용량에 의해 엔진 회전수의 과도한 저하를 방지할 필요가 있다. 또한, 로크업 클러치(2a)의 해방은, 해방측 체결 요소가 슬립하고 있는 상태에서 실시함으로써 쇼크를 회피할 필요가 있기 때문이다.

스텝 S3에서는, 엔진 토크가 정인지 여부를 판단하고, 부일 때에는 스텝 S4로 진행하고, 그 이외, 즉, 정 토크를 출력하고 있을 때에는 본 제어 플로우를 종료한다. 여기서, 엔진 토크가 정인지 여부는, 정이라고 판단할 수 있는 소정값 이상인지 여부로 판단하는데, 소정값을 0으로 해도 된다. 정 토크를 출력하고 있는 상태이면, 체결측 체결 요소에 의해 단번에 체결되는 사태를 회피할 수 있기 때문이다.

스텝 S4에서는, 로크업 클러치(2a)를 해방한다.

다음으로, 상기 제어 플로우에 기초하는 작용에 대해 설명한다. 도 4는 실시예 1의 파워 온 업 시프트 중에 있어서의 파워 오프 대응 처리를 나타내는 타임차트이다.

시각 t1에 있어서, 운전자가 액셀러레이터 페달을 답입한 상태에서, 업 시프트를 행하는 파워 온 업 시프트 요구가 출력되면, 도 2의 (a)에서 설명한 바와 같이, 해방측 체결 요소는 해방되고, 체결측 체결 요소에 있어서 프리차지가 행해진 후, 체결 용량을 서서히 증대시켜 이너셔 페이즈의 진행을 촉구한다.

시각 t2에 있어서, 운전자가 액셀러레이터 페달을 이격하면, 시각 t3에 있어서 파워 온 업 시프트 중의 발 이격 조작이 행해졌다고 판단한다. 이 단계에서는, 아직 엔진 토크가 정(정이라고 판단 가능한 소정값 이상)이며, 이너셔 페이즈도 개시하고 있지 않으므로, 우선 파워 온 업 시프트 시의 변속 제어 동작을 계속하고, 또한, 로크업 클러치(2a)에 대해서도 특별히 아무것도 행하지 않는다.

시각 t3으로부터 시각 t4까지의 어느 시점에 있어서, 엔진 토크는, 정이라고 판단 가능한 소정값 미만으로 되지만, 이 시점에서는 이너셔 페이즈가 개시되어 있지 않으므로, 파워 온 업 시프트 시의 변속 제어 동작을 계속하고, 또한, 로크업 클러치(2a)에 대해서도 특별히 아무것도 행하지 않는다. 그리고, 시각 t4에 있어서, 이너셔 페이즈가 개시되면, 엔진 토크는 정이라고 판단 가능한 소정값 미만으로 되어 있으므로, 로크업 클러치(2a)를 즉시 해방한다. 이에 의해, 엔진(1)측으로부터 부 토크가 변속 기구부(3) 내에 입력되지 않게 된다.

시각 5에 있어서, 이너셔 페이즈가 종료되면, 체결측 체결 요소의 체결 용량을 상승시킨다. 이때, 로크업 클러치(2a)는 해방되어 있으므로, 체결측 체결 요소의 체결에 수반하는 당김 쇼크를 억제할 수 있다. 가령, 로크업 클러치(2a)를 해방하고 있지 않은 경우에는, 엔진(1)의 부 토크의 영향에 의해 당김 쇼크를 발생해 버리기 때문이다.

이상 설명한 바와 같이, 실시예 1에 있어서는 하기의 작용 효과를 얻을 수 있다.

(1)엔진(1)과 변속 기구부(3)(자동 변속기) 사이에 개재 장착된 토크 컨버터(2) 및 로크업 클러치(2a)와, 운전자가 액셀러레이터 페달을 답입한 상태에서 업 시프트할 때에는, 변속 전 변속단에서 체결하고 있는 해방측 체결 요소의 체결 용량을 저하시키고, 변속 후 변속단에서 체결하는 체결측 체결 요소의 체결 용량을 상승시킴으로써 변속을 진행시키는 파워 온 업 시프트를 행하는 유압 제어부(9)(업 시프트 제어 수단)를 구비한 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 유압 제어부(9)는, 파워 온 업 시프트를 행하고 있는 도중에 액셀러레이터 페달이 이격되었을 때에는, 로크업 클러치(2a)의 체결 용량을 저하시켜 파워 온 업 시프트를 계속한다.

(2)엔진(1)의 토크의 정부를 판정하는 스텝 S3(토크 판정 수단)을 갖고, 유압 제어부(9)는, 스텝 S3에 의해 엔진의 토크가 부라고 판정되고 나서 로크업 클러치(2a)의 체결 용량의 저하를 개시한다.

따라서, 로크업 클러치(2a)를 해방함으로써 엔진 부하가 없어지고, 이에 수반하여 엔진이 공회전하는 것을 방지할 수 있다.

(3)유압 제어부(9)는, 엔진(1)의 토크가 파워 온 업 시프트에 의한 이너셔 페이즈 종료 시까지 정이라고 판정되었을 때에는, 로크업 클러치의 체결 용량의 저하를 행하지 않는다.

따라서, 엔진의 공회전을 회피하면서, 변속 쇼크를 억제할 수 있다.

Claims

엔진과 자동 변속기 사이에 개재 장착된 토크 컨버터 및 로크업 클러치와,
운전자가 액셀러레이터 페달을 답입한 상태에서 업 시프트할 때에는, 변속 전 변속단에서 체결하고 있는 해방측 체결 요소의 체결 용량을 저하시키고, 변속 후 변속단에서 체결하는 체결측 체결 요소의 체결 용량을 상승시킴으로써 변속을 진행시키는 파워 온 업 시프트를 행하는 업 시프트 제어 수단을 구비한 자동 변속기의 제어 장치에 있어서,
상기 업 시프트 제어 수단은, 상기 파워 온 업 시프트를 행하고 있는 도중에 액셀러레이터 페달이 이격되었을 때에는, 상기 로크업 클러치의 체결 용량을 저하시켜 상기 파워 온 업 시프트를 계속하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 엔진의 토크의 정부를 판정하는 토크 판정 수단을 갖고,
상기 업 시프트 제어 수단은, 상기 토크 판정 수단에 의해 상기 엔진의 토크가 부라고 판정되고 나서 상기 로크업 클러치의 체결 용량의 저하를 개시하는, 자동 변속기의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 업 시프트 제어 수단은, 상기 엔진의 토크가 상기 파워 온 업 시프트에 의한 이너셔 페이즈 종료 시까지 정이라고 판정되었을 때에는, 상기 로크업 클러치의 체결 용량의 저하를 행하지 않는, 자동 변속기의 제어 장치.