KR20150048175A - 자동 변속기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

주행 모드가 선택되면, 체결측 유실에 ON압을 공급하여 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 비주행 모드가 선택되면, 해방측 유실에 OFF압을 공급하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하는 제어 장치는, 체결 상태의 마찰 요소를 해방 상태로 제어하는 것을 판정한 경우에는, 해방측 유실에 OFF압의 공급을 개시하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 체결측 유실에 유압의 공급을 개시함과 함께 해방측 유실의 유압을 감소시킨다.

Description

자동 변속기 및 그 제어 방법 {AUTOMATIC TRANSMISSION AND CONTROL METHOD THEREFOR}

본 발명은 로크 기구를 가진 마찰 요소를 구비한 자동 변속기의 제어에 관한 것이다.

자동 변속기의 클러치·브레이크로서, 동축에 배치되는 2개의 부재(클러치의 경우에는 양쪽이 회전 요소, 브레이크의 경우에는 한쪽이 회전 요소이며 다른 쪽이 비회전 요소)를 연결하기 위해, 유압에 의해 동작하는 마찰 요소가 사용되고 있다.

이러한 마찰 요소에 있어서는, JP07-12221A에는, 복수의 마찰 플레이트가 2개의 부재 각각에 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 장착되고, 또한 2개의 부재의 마찰 플레이트가 교대로 배치된다. 유압 피스톤에 의해 2개의 부재의 마찰 플레이트를 서로 가압하면, 2개의 부재가 마찰 플레이트를 통해 연결된다.

JP07-12221A에 있어서는, 체결 상태를 유지하기 위해서는, 유압 피스톤에 유압을 항시 작용시킬 필요가 있고, 이를 위해서는 유압 펌프를 항시 동작시킬 필요가 있어, 자동 변속기를 탑재한 차량의 연비가 악화된다고 하는 문제가 있다.

또한, 마찰 요소를 해방 상태로 하고 엔진과 변속기 사이의 체결 상태를 해방함으로써 엔진의 부하를 저감시켜 연비 효율을 향상시키는 뉴트럴 제어를 행하는 경우가 있다. 이 경우에는, 이후의 가속 요구에 대비하여, 마찰 요소를 체결하기 직전의 상태로 제어할 필요가 있다. 이 제어가 적절하지 않으면, 재가속 시에 타임 래그가 발생하여 운전자에게 위화감을 부여할 가능성이 있다.

본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 에너지 효율을 향상시킬 수 있음과 함께, 운전자에게 위화감을 부여하는 것을 방지할 수 있는 자동 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 자동 변속기이며, 동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결됨과 함께 로크 기구가 로크 상태로 되고, 로크 기구가 로크 상태로 되면 체결측 유실의 유압을 낮춰도 체결 상태를 유지하고, 로크 기구가 로크 상태 시에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태로 됨과 함께 로크 기구가 언로크 상태로 되고, 로크 기구가 언로크 상태로 되면 해방측 유실의 유압을 낮춰도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와, 변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치와, 셀렉트 스위치에 의해 주행 모드가 선택되면, 체결측 유실에 ON압을 공급하여 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 셀렉트 스위치에 의해 비주행 모드가 선택되면, 해방측 유실에 OFF압을 공급하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하는 제어 장치를 구비하고, 제어 장치는, 주행 모드가 선택되어 있을 때에 마찰 요소를 해방 상태로 제어하는 것을 판정한 경우에는, 해방측 유실에 OFF압의 공급을 개시하여, 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 로크 기구를 언로크 상태로 한 후, 체결측 유실에 유압의 공급을 개시함과 함께, 해방측 유실의 유압을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 자동 변속기의 제어 방법이며, 동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결됨과 함께 로크 기구가 로크 상태로 되고, 로크 기구가 로크 상태로 되면 체결측 유실의 유압을 낮춰도 체결 상태를 유지하고, 로크 기구가 로크 상태 시에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태로 됨과 함께 로크 기구가 언로크 상태로 되고, 로크 기구가 언로크 상태로 되면 해방측 유실의 유압을 낮춰도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와, 변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치가 구비되고, 셀렉트 스위치에 의해 주행 모드가 선택되면, 체결측 유실에 ON압을 공급하여 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 셀렉트 스위치에 의해 비주행 모드가 선택되면, 해방측 유실에 OFF압을 공급하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하고, 주행 모드가 선택되어 있을 때에 마찰 요소를 해방 상태로 제어하는 것을 판정한 경우에는, 해방측 유실에 OFF압의 공급을 개시하여, 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 로크 기구를 언로크 상태로 한 후, 체결측 유실에 유압의 공급을 개시함과 함께, 해방측 유실의 유압을 감소시키는 것을 특징으로 한다.

상기 실시 형태에 따르면, ON압을 공급함으로써 체결 상태에서 로크 기구(BL)를 로크 상태로 한 채 ON압을 빼는 것에 의해서도 로크 상태를 유지하고, OFF압을 공급함으로써 로크 기구(BL)를 언로크 상태로 함으로써, 유압을 항시 작용시키는 일 없이 해방 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 주행 모드가 선택되어 있을 때에 마찰 요소를 해방 상태로 제어할 때에는, 해방측 유실에 OFF압을 공급하여 로크 기구를 언로크 상태로 하고 나서, 체결측 유실에 유압의 공급을 개시한다. 이와 같이 구성함으로써, 로크 기구를 언로크 상태로 하면서도, 유압에 의해 체결 상태의 직전의 상태에서 대기할 수 있으므로, 이후, 운전자로부터 가속 요구 또는 재발진 요구가 행해졌을 때에, 마찰 요소를 즉시 체결 상태로 할 수 있고, 체결에 의한 타임 래그의 발생을 방지하여, 운전자에게 위화감을 부여하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 자동 변속기를 구비한 차량의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 포워드 클러치 및 이것을 동작시키는 클러치 동작 팩의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 변속기 컨트롤러가 실행하는 N 제어의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 N 제어의 타임차트이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 자동 변속기를 구비한 차량의 개략 구성을 나타낸다. 차량은, 엔진(1), 토크 컨버터(2), 변속기(3)를 구비한다. 엔진(1)의 출력 회전은, 토크 컨버터(2), 변속기(3), 도시하지 않은 디퍼렌셜 기어 유닛을 통해 도시하지 않은 구동륜에 전달된다.

변속기(3)는, 유단 또는 무단의 자동 변속기이다. 변속기(3)는, 리버스 브레이크(4)와, 포워드 클러치(5)를 구비한다. 변속기(3)는, 리버스 브레이크(4)가 체결되어 있는 상태에서는 엔진(1)의 회전을 반전하여 출력하고, 포워드 클러치(5)가 체결되어 있는 상태에서는 엔진(1)의 회전을 회전 방향을 유지한 채로 출력한다.

리버스 브레이크(4)는, 체결압을 공급함으로써 체결하고, 체결 상태를 유지하기 위해서는 체결압을 계속하여 공급할 필요가 있는 종래의 마찰 요소이다. 리버스 브레이크(4)를 해방하기 위해서는 체결압의 공급을 정지하면 된다.

포워드 클러치(5)는, 후술하는 바와 같이, 로크 기구(BL)를 구비한 마찰 요소이다. 포워드 클러치(5)에 ON압을 공급하고, 로크 기구(BL)가 로크 상태로 되면, ON압의 공급을 정지해도 포워드 클러치(5)는 체결 상태를 유지할 수 있다. 포워드 클러치(5)를 해방하기 위해서는, 포워드 클러치(5)에 OFF압을 공급하고, 로크 기구(BL)를 해제 상태로 하면 된다. 일단 로크 기구(BL)가 해제 상태로 되면 OFF압의 공급을 정지해도 포워드 클러치(5)는 해방 상태를 유지할 수 있다. 포워드 클러치(5)의 구성에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.

리버스 브레이크(4) 및 포워드 클러치(5)는, 양자가 동시에 체결되면 변속기(3)는 출력축이 회전 불가능한, 소위 인터로크 상태로 되므로, 이들의 체결은 택일적으로 행해진다.

유압 제어 회로(7)는, 엔진(1)에 의해 구동되는 유압 펌프(8)로부터의 유압을 라인압으로 압력 조절하는 레귤레이터 밸브와, 라인압을 원압으로 하여 포워드 클러치(5)를 포함하는 마찰 요소[변속기(3)가 무단 변속기인 경우에는 추가하여 무단 변속 기구의 구성 요소]에 공급하는 유압을 압력 조절하는 솔레노이드 밸브와, 유압 펌프(8), 각 밸브 및 각 마찰 요소의 사이를 접속하는 유로를 구비한다.

유압 제어 회로(7)의 각 밸브는, 변속기 컨트롤러(9)로부터의 제어 신호에 기초하여 제어된다. 변속기 컨트롤러(9)는, CPU, ROM, RAM, 입출력 인터페이스 등으로 구성되고, 각종 센서 및 엔진 컨트롤러로부터 입력되는 각종 신호에 기초하여 차량의 주행 상태를 판단하고, 주행 상태에 적합한 변속단[변속기(3)이 무단 변속기인 경우에는 변속비]이 실현되도록, 유압 제어 회로(7)에 지령을 출력한다. 또한, 유압 제어 회로(7)는, 포워드 클러치(5), 리버스 브레이크(4) 각각의 체결 상태를 제어하기 위한 유압을 공급한다. 공급되는 실제 유압은 실제 유압 센서(71)에 의해 검출되고 목표 유압(예를 들어 후술하는 ON압 및 OFF압)에서 피드백 제어 등에 의해 실제 유압이 목표 유압으로 되도록 변속기 컨트롤러(9)에 의해 제어된다.

변속기 컨트롤러(9)에는, 엔진(1)의 회전 속도(Ne)를 검출하는 회전 속도 센서(101), 토크 컨버터(2)의 터빈 회전 속도(Nt)[변속기(3)의 입력 회전 속도]를 검출하는 회전 속도 센서(102), 변속기(3)의 유온(TMP)을 검출하는 유온 센서(103), 셀렉트 레버(11)의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(104), 액셀러레이터 페달의 조작량[이하, 「액셀러레이터 개방도(APO)」라 함]을 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(105), 브레이크의 ON/OFF를 검출하는 브레이크 스위치(106) 등으로부터의 신호 등이 입력된다.

셀렉트 레버(11)는, 파킹 레인지(이하, 「P 레인지」라 함), 리버스 레인지(이하, 「R 레인지」라 함), 뉴트럴 레인지(이하, 「N 레인지」라 함) 및 드라이브 레인지(이하, 「D 레인지」라 함)의 사이를 접속하는 게이트에 배치되고, 각 게이트간을 이동 가능하게 구성된다.

변속기 컨트롤러(9)는, 셀렉트 레버(11)의 위치에 따라, 포워드 클러치(5) 및 리버스 브레이크(4)를 각각 체결 또는 해방한다. 구체적으로는, D 레인지에서는, 포워드 클러치(5)가 체결되고, 리버스 브레이크(4)가 해방된다. R 레인지에서는, 포워드 클러치(5)가 해방되고, 리버스 브레이크(4)가 체결된다. P 레인지 및 N 레인지에서는, 포워드 클러치(5) 및 리버스 브레이크(4)가 해방된다.

다음으로, 포워드 클러치(5)의 상세한 구성에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 형태의 포워드 클러치(5) 및 이것을 동작시키는 클러치 동작 팩(6)의 단면을 도시하고 있다. 이하, 각 구성에 대해 설명한다.

포워드 클러치(5)는, 클러치 드럼(51)과, 클러치 허브(52)와, 드리븐 플레이트(53)와, 드라이브 플레이트(54)와, 리테이너 플레이트(55)를 구비한다.

클러치 드럼(51) 및 클러치 허브(52)는 동축에 배치된다. 클러치 드럼(51)에는, 도시하지 않은 회전 요소(축, 기어 등)가 연결된다. 클러치 허브(52)에는, 도시하지 않은 다른 회전 요소(축, 기어 등)가 연결된다.

클러치 드럼(51)에는, 스플라인 결합에 의해 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 드리븐 플레이트(53)가 장착된다. 클러치 허브(52)에는, 스플라인 결합에 의해 축 방향으로 미끄럼 이동 가능하게 드라이브 플레이트(54)가 장착된다. 4매의 드리븐 플레이트(53)와 4매의 드라이브 플레이트(54)는, 교대로 배치되고, 드라이브 플레이트(54)의 양측의 마찰면에는, 클러치 페이싱이 부착된다.

클러치 드럼(51)은, 드리븐 플레이트(53) 및 드라이브 플레이트(54)를 통해, 클러치 드럼(51)에 연결된 회전 요소로부터 입력되는 회전을 클러치 허브(52)에 전달한다.

리테이너 플레이트(55)는, 유압 피스톤(61)과는 반대측의 단부에 배치된 드라이브 플레이트(54)와, 클러치 드럼(51) 내주의 홈에 고정된 스냅링(64) 사이에 개재 장착된다. 리테이너 플레이트(55)는 한쪽 면이 마찰면이다. 또한, 리테이너 플레이트(55)는, 축 방향의 두께가 드리븐 플레이트(53)보다 두껍고, 드리븐 플레이트(53) 및 드라이브 플레이트(54)의 쓰러짐을 방지한다.

클러치 동작 팩(6)은, 유압 피스톤(61)과, ON압 피스톤실(62)과, OFF압 피스톤실(63)과, 스냅링(64)과, 다이어프램 스프링(65)과, 구획 플레이트(66)와, 로크 기구(BL)를 구비한다.

유압 피스톤(61)은, 포워드 클러치(5)에 대해 축 방향으로 변위 가능하게 배치된다. 유압 피스톤(61)의 한쪽의 면이 ON압 수압면(61a)이며, 다른 쪽의 면이 OFF압 수압면(61b)이다.

ON압 피스톤실(62)은, 유압 피스톤(61)의 ON압 수압면(61a)에 ON압을 작용시키기 위해, 클러치 드럼(51)과 유압 피스톤(61) 사이에 구획 형성된다.

OFF압 피스톤실(63)은, 유압 피스톤(61)의 OFF압 수압면(61b)에 OFF압을 작용시키기 위해, 클러치 드럼(51)에 고정된 구획 플레이트(66)와, 유압 피스톤(61) 사이에 구획 형성된다.

스냅링(64)은, 포워드 클러치(5)를 사이에 두고 유압 피스톤(61)의 반대측의 위치에 배치되고, 포워드 클러치(5)를 축 방향으로 지지한다.

다이어프램 스프링(65)은, 유압 피스톤(61)의 클러치측 단부면(61c)과 포워드 클러치(5)의 피스톤측 단부면(5a) 사이에 개재 장착된다. 다이어프램 스프링(65)은, 축 방향으로 2매 겹침으로 배치되고, 유압 피스톤(61)을 스냅링(64)을 향하는 체결 방향으로 이동시키면, 포워드 클러치(5)에 체결력을 작용시킨다.

로크 기구(BL)는, 클러치 드럼(51)에 내장되어 있고, 유압 피스톤(61)과, 볼 보유 지지 피스톤(67)과, 볼(68)로 구성된다.

유압 피스톤(61)은, 포워드 클러치(5)에 대해 축 방향으로 변위 가능하게 배치된다. 유압 피스톤(61)에는, 수납부(61d)와, 테이퍼면(61e)이 설치된다. 수납부(61d)는, 유압 피스톤(61)의 해방 방향으로의 이동을 규제할 때에 볼(68)을 수납한다. 테이퍼면(61e)은, 수납부(61d)에 연속하여 형성되고, 유압 피스톤(61)이 해방 방향으로 스트로크하면, 볼(68)을 내측으로 밀어넣는다.

볼 보유 지지 피스톤(67)은, 유압 피스톤(61)을 덮는 클러치 드럼(51)의 내주 원통부(51a)와, 클러치 드럼(51)으로부터 축 방향으로 돌출되는 구획 원통 벽부(51b)에 의해 구획 형성되는 원통 공간에 배치된다. 볼 보유 지지 피스톤(67)은, ON압 또는 OFF압이 작용하면 축 방향으로 이동한다. 볼 보유 지지 피스톤(67)의 외주면과 구획 원통 벽부(51b) 사이는 시일 링(84)에 의해 시일되고, 볼 보유 지지 피스톤(67)의 내주면과 내주 원통부(51a) 사이는 시일 링(85)에 의해 시일되고, 유압 피스톤(61)의 내주면과 구획 원통 벽부(51b) 사이는 시일 링(86)에 의해 시일된다. 이에 의해, 유압 피스톤(61)의 양측에 ON압 피스톤실(62)과 OFF압 피스톤실(63)이 구획 형성된다.

클러치 드럼(51)에 개구된 ON압 포트(51d)와 ON압 피스톤실(62)은, 볼 보유 지지 피스톤(67)에 형성된 ON압 연통 홈(67a)과, 구획 원통 벽부(51b)에 개구된 ON압 연통 구멍(51e)을 통해 연통된다. 클러치 드럼(51)에 개구된 OFF압 포트(51f)와 OFF압 피스톤실(63)은, 볼 보유 지지 피스톤(67)에 형성된 OFF압 연통 홈(67b)과, 구획 원통 벽부(51b)의 단부와 구획 플레이트(66) 사이에 확보된 OFF압 연통 간극을 통해 연통된다.

볼 보유 지지 피스톤(67)에는, 수납부(67c)와, 테이퍼면(67d)과, 로크면(67e)이 설치된다. 수납부(67c)는, 유압 피스톤(61)의 해방 방향으로의 이동을 허용할 때에 볼(68)을 수납한다. 테이퍼면(67d) 및 로크면(67e)은, 수납부(67c)에 연속하여 형성되고, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 포워드 클러치(5)를 향하는 방향으로 스트로크하면, 테이퍼면(67d)이 볼(68)을 외측으로 밀어내고, 로크면(67e)이 밀려나온 볼(68)을 그 위치에 로크한다.

볼(68)은, 구획 원통 벽부(51b)에 개구된 볼 구멍(51c)에 설치된다. 볼(68)은, ON압 또는 OFF압의 작용에 의한 유압 피스톤(61) 및 볼 보유 지지 피스톤(67)의 축 방향 이동에 수반하여 이들 피스톤(61, 67)의 테이퍼면(61e, 67d)으로부터 힘을 받고, 로크 위치와 로크 해제 위치 사이를 직경 방향으로 이동한다.

이상 설명한 구성에 따르면, ON압 피스톤실(62)에 ON압을 작용시키면, 유압 피스톤(61)이 포워드 클러치(5)에 근접하는 체결 방향으로 이동하고, 포워드 클러치(5)가 다이어프램 스프링(65)에 의한 체결력에 의해 체결 상태로 된다. 유압 피스톤(61)이 체결 방향으로 이동하면, 회전에 의한 원심력과 유압에 의해 볼(68)이 외경 방향으로 이동하고, 수납부(61d)에 볼(68)이 수납된다. 그리고, 볼 보유 지지 피스톤(67)에의 ON압 작용에 수반하여 볼 보유 지지 피스톤(67)이 축 방향[포워드 클러치(5)를 향하는 방향]으로 이동하고, 수납부(67c)에 보유 지지되는 볼(68)을, 로크면(67e)에 의해 보유 지지한다.

이에 의해 로크 기구(BL)가 로크 상태로 되어 유압 피스톤(61)의 해방 방향의 이동이 규제되고, ON압을 드레인해도 포워드 클러치(5)의 체결 상태가 유지된다. ON압 피스톤실(62)에의 ON압의 공급은 체결 동작 중만이며, 포워드 클러치(5)의 체결 상태를 유지하기 위한 ON압의 공급은 불필요하다.

또한, OFF압 피스톤실(63)에 OFF압을 작용시키면, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 로크면(67e)에 의한 볼(68)의 보유 지지 위치로부터 보유 지지 해제 위치까지, 축 방향[포워드 클러치(5)로부터 이격되는 방향]으로 이동한다. OFF압에 의한 힘과 다이어프램 스프링(65)에 의한 체결력의 반력을 합친 힘이 유압 피스톤(61)에 작용하고, 유압 피스톤(61)이 리턴 방향으로 스트로크함과 함께 볼(68)을 로크 해제 방향으로 되민다. 볼(68)이 로크 해제 위치까지 이동하면, 로크 기구(BL)가 해제 상태로 된다.

포워드 클러치(5)를 해방할 때 ON압은 제로의 상태이므로, OFF압을 드레인해도 볼(68)을 볼 보유 지지 피스톤(67)의 수납부(67c)에 수납한 상태가 유지된다. OFF압 피스톤실(63)에의 OFF압의 공급은 해방 동작 중뿐이며, 포워드 클러치(5)의 해방 상태를 유지하기 위한 OFF압의 공급은 불필요하다.

이와 같이 구성된 자동 변속기를 구비하는 차량에 있어서, 다음으로, N 제어에 대해 설명한다.

예를 들어 차량이 저속 또한 가속 상태가 아닌 경우(코스트 상태)에 있어서, 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 함으로써 엔진(1)과 변속기(3)의 연결을 해방하여, 엔진(1)의 출력측의 부하(이너셔)를 감소시킴으로써 연비 효율을 향상시키는 제어(코스트 N 제어)가 일반적으로 행해지고 있다.

또한, 주행 모드(예를 들어 D 레인지)의 상태에서 차량을 정차시켰을 때, 변속기(3)보다도 후단은 회전 정지 상태이므로, 엔진(1)의 아이들 회전은 토크 컨버터(2)에 의해 차단된다. 토크 컨버터(2)는 작동유가 충전되어 있으므로, 작동유가 프릭션으로 되고 회전차가 열로서 소비된다. 이 에너지 소비를 경감하기 위해, 변속기(3)의 포워드 클러치(5)를 해방하여, 엔진(1)측과 변속기(3)보다 후단측에서 회전을 완전히 차단하여, 회전에 의한 프릭션을 경감하여 엔진(1) 등의 진동을 억제하여 연비 효율을 향상시키는 제어(아이들 N 제어)가 일반적으로 행해지고 있다.

이와 같이, 에너지 효율의 향상을 목적으로 하여, 차량이 주행하고 있는 상태에서 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 하는 코스트 N 제어, 정차 상태에서 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 하는 아이들 N 제어가 행해진다. 본 실시 형태에서는, 이와 같이, 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 하여 변속기(3)를 뉴트럴 상태로 제어하는 이들 코스트 N 제어 및 아이들 N 제어를, 이후는 「N 제어」라고만 표기한다.

그런데, 엔진(1)의 운전 시에 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 한 경우에는, 다음으로 운전자로부터 가속 또는 재발진의 요구가 있었을 때에, 포워드 클러치(5)를 즉시 체결 상태로 제어할 필요가 있다. 이때, 포워드 클러치(5)의 체결이 지연되면 운전자의 가속 요구로부터 차량이 가속을 시작할 때까지 타임 래그가 발생하고, 운전자에게 위화감을 부여할 가능성이 있다.

따라서, 본 발명의 실시 형태에서는, 다음과 같이 제어함으로써, 포워드 클러치(5)의 체결 상태를 제어한다.

도 3은 본 발명의 실시 형태의 변속기 컨트롤러(9)가 실행하는 N 제어의 흐름도이다. 본 실시 형태의 N 제어라 함은, 전술한 바와 같이, 차량이 주행하고 있는 상태에서 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 하는 코스트 N 제어와, 정차 상태에서 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 하는 아이들 N 제어가 포함된다.

도 3에 나타내는 흐름도는, 변속기 컨트롤러(9)에 있어서 소정의 주기(예를 들어 10㎳)로 실행된다.

변속기 컨트롤러(9)는, 스텝 S10에 있어서, N 제어를 실행할지 여부를 판정한다. N 제어의 실행은, 예를 들어 주행 모드이며 포워드 클러치(5)가 체결 상태이며, 차속이 소정 차속 이하(예를 들어 10㎞/h) 또는 정차 상태, 액셀러레이터 개방도(APO)가 제로(0/8), 브레이크 페달이 답입되어 있는, 등의 조건에 기초하여 결정된다. N 제어를 실행하지 않는다고 판정한 경우에는, 본 흐름도에 의한 처리를 종료하고, 다른 처리로 되돌아간다.

N 제어를 실행한다고 판정한 경우에는, 스텝 S20으로 이행하여, 변속기 컨트롤러(9)는, 포워드 클러치(5)의 클러치 동작 팩(6)의 OFF압 피스톤실(63)에, OFF압의 공급을 개시한다.

다음으로, 스텝 S30에 있어서, 변속기 컨트롤러(9)는, OFF압을 공급함으로써 로크 기구(BL)가 언로크 상태로 되었는지 여부를 판정한다. 로크 기구(BL)가 언로크 상태로 되었는지 여부는, 도 4에서 후술하는 바와 같이, 유압 제어 회로(7)가 OFF압 피스톤실(63)에 공급하는 실제 유압의 변화에 의해 판정한다.

로크 기구(BL)가 해제 상태로 되어 있지 않은 경우에는 스텝 S30으로 되돌아가, 처리를 반복한다.

로크 기구(BL)가 해제 상태로 되었다고 판정한 경우에는, 스텝 S40으로 이행하고, 변속기 컨트롤러(9)는, 포워드 클러치(5)의 클러치 동작 팩(6)의 ON압 피스톤실(62)에 유압의 공급을 개시한다. 다음으로, 변속기 컨트롤러(9)는, 스텝 S50으로 이행하고, 포워드 클러치(5)의 클러치 동작 팩(6)의 OFF압 피스톤실(63)의 유압을 감소시킨다. 그 후, 본 흐름도에 의한 처리를 종료하고, 다른 처리로 되돌아간다.

스텝 S40에 있어서, ON압 피스톤실(62)에 공급하는 유압은, 로크 기구(BL)가 로크 상태로 되지 않는 최저의 유압을 상한으로 한다. 스텝 S30의 판정에 있어서 로크 기구(BL)가 언로크 상태로 된 경우에는, 이후 운전자에 의한 가속 또는 재발진이 요구되는 것에 대비하여, 유압 피스톤(61)을, 해방측이 아니라 체결측으로 이동시켜 둔다.

이때, 포워드 클러치(5)는 전술한 유압의 상한에 의해, 토크 전달 용량을 가지고 있지 않지만, 유압 피스톤(61)이 체결측으로 이동한 상태(피스톤 터치한 상태)에서 유지된다. 이후, 운전자로부터의 가속 또는 재발진이 요구된 경우에는, 변속기 컨트롤러(9)는, ON압 피스톤실(62)의 유압을, 전술한 상한의 유압으로부터 더욱 상승시킴으로써, 유압 피스톤(61)이 다이어프램 스프링(65)을 통해 드리븐 플레이트(53)와 드라이브 플레이트(54)를 압박하여, 포워드 클러치(5)에 토크 전달 용량을 갖게 할 수 있다.

이상과 같이, 이 도 3에 나타내는 흐름도에 의해 N 제어를 행함으로써, 엔진(1)과 변속기(3)를 절단함으로써 엔진(1)의 부하가 감소하고, 엔진(1)의 연비 효율을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시 형태의 N 제어의 타임차트를 나타낸다.

도 4에 있어서, 상단으로부터, N 제어의 판정 상태, OFF압 피스톤실(63)의 실제 유압 및 ON압 피스톤실(62)의 실제 유압이, 각각 횡축을 시간으로 한 타임차트로서 나타내어져 있다.

변속기 컨트롤러(9)는, N 제어를 실행한다고 판정하였을 때, OFF압 피스톤실(63)에 OFF압의 공급을 개시한다.(타이밍 t1).

OFF압의 공급이 개시되면, OFF압 피스톤실(63)의 실제 유압이 서서히 상승한다. OFF압 피스톤실(63)의 유압이 어느 정도까지 상승하면, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 보유 지지 위치로부터 보유 지지 해제 위치를 향해 축 방향으로 이동을 개시한다.

이때, 볼 보유 지지 피스톤(67)의 이동에 의해 OFF압 피스톤실(63)의 용적이 확대된다. 이에 의해 OFF압 피스톤실(63)의 실제 유압이 일단 저하된다. 그리고, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 보유 지지 해제 위치까지 도달하여 이동이 정지하면, OFF압 피스톤실(63)의 용적 변화가 일어나지 않게 되므로, OFF압 피스톤실(63)의 유압이 다시 상승한다.

즉, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 보유 지지 위치로부터 보유 지지 해제 위치까지 이동을 개시하였을 때에 실제 유압이 저하되고, 보유 지지 해제 위치에서 정지하였을 때에 실제 유압이 상승한다. 따라서, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 보유 지지 해제 위치로 된 것을, OFF압 피스톤실(63)의 실제 유압의 변화에 의해 검출할 수 있다.

도 4에 있어서, 타이밍 t2에서, OFF압 피스톤실(63)의 실제 유압이, 저하 경향으로부터 상승 경향으로 변화하고 있다. 이것은, 볼 보유 지지 피스톤(67)이 보유 지지 해제 위치까지 이동하여 정지한 것을 나타내는 것이며, 로크 기구(BL)가 해제된 것을 나타낸다.

따라서, 변속기 컨트롤러(9)는, OFF압 피스톤실(63)의 실제 유압이 저하 경향으로부터 상승 경향으로 변화하였을 때로써, 로크 기구(BL)가 언로크 상태로 되었다고 판정한다.

변속기 컨트롤러(9)는, 로크 기구(BL)가 언로크 상태로 되었다고 판정하면(타이밍 t2), ON압 피스톤실(62)에의 유압의 공급을 개시한다. 이때의 유압은, 전술한 바와 같이 로크 기구(BL)가 로크 상태로 되지 않는 유압을 상한으로 한다(일점 쇄선으로 나타냄). 그리고, ON압 피스톤실(62)에의 유압의 공급을 개시한 후, OFF압 피스톤실(63)에 공급되어 있는 OFF압을 감소시킨다(타이밍 t3).

로크 기구(BL)가 언로크 상태로 되었을 때(타이밍 t2), 유압 피스톤(61)은 아직 체결측으로 이동한 상태에 있다. 이후 OFF압을 더 공급함으로써 유압 피스톤(61)은 해방측의 위치로 이동하지만, 본 실시 형태에서는, 유압 피스톤(61)을 체결측의 위치에 유지시켜 두기 위해, ON압 피스톤실(62)에 유압을 공급한다. 이 유압에 의해, 유압 피스톤(61)을 다이어프램 스프링(65)에 접촉시키는 상태(피스톤 터치 상태)로 유지해 둔다. 이 상태에서는, 포워드 클러치(5)는 아직 토크 전달 용량을 가지고 있지 않다.

이후, ON압 피스톤실(62)에 유압을 더 상승시켰을 때에, 유압 피스톤(61)이 다이어프램 스프링(65)을 압박하여, 포워드 클러치(5)에 토크 전달 용량을 갖게 할 수 있다.

이러한 제어에 의해, N 제어를 실행한다고 판정하였을 때에, 로크 기구(BL)를 언로크 상태로 제어함과 함께, ON압 피스톤실(62)에 유압을 공급하여, 이후의 가속 또는 재발진에 대비할 수 있다.

이상과 같이 구성한 본 발명의 실시 형태에서는, ON압을 공급함으로써 체결 상태로 됨과 함께 로크 기구(BL)를 로크 상태로 하고, ON압을 빼는 것에 의해서도 로크 상태를 유지하고, OFF압을 공급함으로써 해방 상태로 됨과 함께 로크 기구(BL)를 언로크 상태로 하고, OFF압을 빼는 것에 의해서도 언로크 상태를 유지하는 것이 가능한 포워드 클러치(5)를 구비하는 변속기(3)에 있어서, 변속기 컨트롤러(9)는, 체결 상태의 포워드 클러치(5)를 해방 상태로 제어하는 N 제어를 실행한다고 판정하였을 때, OFF압 피스톤실(63)에 OFF압의 공급을 개시하여, 로크 기구(BL)를 언로크 상태로 하고, ON압 피스톤실(62)에 유압의 공급을 개시함과 함께, OFF압 피스톤실(63)의 유압을 감소하도록 구성하였다.

이러한 구성에 의해, 차량이 코스트 상태 또는 정지 상태에서 N 제어를 행하는 것을 판정하고, 포워드 클러치(5)를 체결 상태로부터 해방 상태로 제어할 때에, 로크 기구를 언로크 상태로 하고 나서, ON압 피스톤실(62)에 유압의 공급을 개시한다. 이와 같이 제어함으로써, 포워드 클러치(5)의 로크 기구(BL)를 언로크 상태로 하면서도, ON압 피스톤실(62)에의 유압에 의해 체결 상태의 직전의 상태에서 대기할 수 있다. 이에 의해, 이후, 운전자로부터 가속 요구 또는 재발진 요구가 행해졌을 때에, 포워드 클러치(5)를 즉시 체결 상태로 할 수 있고, 포워드 클러치(5)의 체결에 의한 타임 래그의 발생을 방지하여, 운전자에게 위화감을 부여하는 것을 방지할 수 있다.

특히, 유압을 상승시킴으로써 체결되고, 유압을 배출함으로써 리턴 스프링의 가압력에 의해 해방되는 구조의 종래의 마찰 요소에 있어서는, 체결 상태로부터 유압을 배출하면서, 전술한 바와 같은 피스톤 터치 상태로 유지하기 위해서는, 마찰 요소의 회전차나 유압 등에 의해 피드백 등을 행하여 피스톤 터치 상태로 되는 피스톤 위치를 학습할 필요가 있었다. 본 발명의 실시 형태에서는, 리턴 스프링이 없고, OFF압을 감소시키면, ON압 피스톤실(62)에 근소한 유압을 공급하는 것만으로 유압 피스톤(61)이 결합 초기 위치로 이동하므로, 피스톤 위치의 학습을 실시하지 않아도, 다이어프램 스프링(65)을 변형시키지 않는 정도의 유압을 공급하는 것만으로, 피스톤 터치 위치를 확보할 수 있다.

또한, 변속기 컨트롤러(9)는, OFF압 피스톤실(63)의 실제 유압의 변화에 기초하여, 보다 상세하게는 실제 유압이 저하 경향으로부터 상승 경향으로 변화하였을 때로써, 로크 기구(BL)가 언로크 상태로 된 것을 확실하게 검출하므로, ON압 피스톤실(62)의 유압의 공급을 타이밍 좋게 개시할 수 있다.

또한 변속기 컨트롤러(9)는, 로크 기구(BL)가 언로크 상태로 된 후, 운전자로부터 가속 또는 재발진이 요구되었을 때에는, ON압 피스톤실(62)에의 유압에 의해 유압을 상승시킨다. 이에 의해, 포워드 클러치(5)에 즉시 토크 전달 용량을 갖게 하여 체결 상태로 할 수 있고, 타임 래그가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 하나를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.

본 발명의 실시 형태에서는, 구동력원으로서 내연 기관으로서의 엔진(1)을 구비한 예를 설명하였지만 이것에 한정되지 않고, 엔진과 전동기를 구동력원으로서 구비하는 하이브리드 차량에 있어서도 마찬가지로 적용할 수 있다.

본원은, 2012년 9월 26일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2012-212552호에 기초하는 우선권을 주장한다. 이들 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (4)

1. 자동 변속기이며,
   동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결 상태로 됨과 함께 로크 기구가 로크 상태로 되고, 상기 로크 기구가 로크 상태로 되면 상기 체결측 유실의 유압을 낮춰도 체결 상태를 유지하고, 상기 로크 기구가 로크 상태 시에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태로 됨과 함께 상기 로크 기구가 언로크 상태로 되고, 상기 로크 기구가 언로크 상태로 되면 상기 해방측 유실의 유압을 낮춰도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와,
   변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치와,
   상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 주행 모드가 선택되면, 상기 체결측 유실에 상기 ON압을 공급하여 상기 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 상기 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고, 상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 비주행 모드가 선택되면, 상기 해방측 유실에 상기 OFF압을 공급하여 상기 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하는 제어 장치를 구비하고,
   상기 제어 장치는,
   상기 주행 모드가 선택되어 있을 때에 상기 마찰 요소를 해방 상태로 제어하는 것을 판정한 경우에는, 상기 해방측 유실에 OFF압의 공급을 개시하여, 상기 로크 기구를 언로크 상태로 하고,
   상기 로크 기구를 언로크 상태로 한 후, 상기 체결측 유실에 유압의 공급을 개시함과 함께, 상기 해방측 유실의 유압을 감소시키는, 자동 변속기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 장치는,
   상기 해방측 유실에 OFF압의 공급을 개시한 후, 상기 해방측 유실의 실제 유압의 변화에 기초하여, 상기 로크 기구가 언로크 상태로 된 것을 검출하고,
   상기 로크 기구가 언로크 상태로 된 것을 검출한 후, 상기 체결측 유실에 유압의 공급을 개시함과 함께, 상기 해방측 유실의 유압을 감소시키는, 자동 변속기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 로크 기구가 언로크 상태로 된 후, 가속 또는 재발진이 요구되었을 때에는, 상기 체결측 유실의 유압을 상승시키는, 자동 변속기.
4. 자동 변속기의 제어 방법이며,
   동력 전달 경로에 배치되고, ON압을 체결측 유실에 공급하면 체결 상태로 됨과 함께 로크 기구가 로크 상태로 되고, 상기 로크 기구가 로크 상태로 되면 상기 체결측 유실의 유압을 낮춰도 체결 상태를 유지하고, 상기 로크 기구가 로크 상태 시에 해방측 유실에 OFF압을 공급하면 해방 상태로 됨과 함께 상기 로크 기구가 언로크 상태로 되고, 상기 로크 기구가 언로크 상태로 되면 상기 해방측 유실의 유압을 낮춰도 해방 상태를 유지하는 마찰 요소와,
   변속기의 모드로서 주행 모드 또는 비주행 모드를 선택할 수 있는 셀렉트 스위치가 구비되고,
   상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 주행 모드가 선택되면, 상기 체결측 유실에 상기 ON압을 공급하여 상기 로크 기구를 로크 상태로 하고, 그 후 상기 체결측 유실의 유압을 낮추는 체결 제어를 행하고,
   상기 셀렉트 스위치에 의해 상기 비주행 모드가 선택되면, 상기 해방측 유실에 상기 OFF압을 공급하여 상기 로크 기구를 언로크 상태로 하고, 그 후 해방측 유실의 유압을 낮추는 해방 제어를 행하고,
   상기 주행 모드가 선택되어 있을 때에 상기 마찰 요소를 해방 상태로 제어하는 것을 판정한 경우에는, 상기 해방측 유실에 OFF압의 공급을 개시하여, 상기 로크 기구를 언로크 상태로 하고,
   상기 로크 기구를 언로크 상태로 한 후, 상기 체결측 유실에 유압의 공급을 개시함과 함께, 상기 해방측 유실의 유압을 감소시키는, 자동 변속기의 제어 방법.

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