KR20150062167A - 차량의 제어 장치 - Google Patents

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KR20150062167A
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나오키 니시무라
유스케 나카데
마사히로 가라사와
가즈미 신에
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

전동의 시프트 액추에이터(16)를 동작시켜 자동 변속기(2)의 레인지를 전환함과 함께, 스타터 모터(7)를 동작시켜 엔진(1)을 시동시키도록 한 차량의 제어 장치에 있어서, 예를 들면 아이들링 스톱한 차량의 탑승자가 시프트 레버(11)를 조작했을 때(시각 t0), 이에 대응하는 시프트 액추에이터(16)의 동작을 개시시키고(시각 t1), 그 뒤로 소정 기간이 경과한 후(시각 t4)에, 스타터 모터(7)의 동작(크랭킹)을 개시시킨다. 이로 인해 차량의 발진 응답성을 높이면서, 배터리 전압(V)의 저하에 의한 시프트 액추에이터(16)의 동작에 대한 악영향을 억제하며, 또한, 쇼크의 발생이나 드라이버빌리티의 저하도 억제한다.

Description

차량의 제어 장치{VEHICLE CONTROL DEVICE}
본 발명은, 차량의 엔진의 시동이나 자동 변속기의 레인지의 전환을 행하는 제어 장치에 관련되고, 특히, 탑승자의 조작에 따라 전동 액추에이터를 동작시켜, 자동 변속기의 레인지를 전환하도록 한 것에 관한 것이다.
종래로부터, 차량의 탑승자에 의해 조작되는 시프트 레버와, 변속기의 유압 제어 회로와의 기계적인 연결을 분리하고, 시프트 레버의 조작 상황을 센서나 스위치에 의해 검출하여, 전동의 시프트 액추에이터에 의해 유압 제어 회로의 메뉴얼 밸브를 동작시키도록 한, 이른바 시프트 바이 와이어(이하, SBW로 약칭) 방식의 변속 제어 장치는 이미 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1을 참조).
특허문헌 1에 개시되어 있는 제어 시스템에서는, 아이들링 스톱한 엔진을 드라이버의 시프트 조작에 따라 재시동시키도록 하고 있다. 예를 들면, 시프트 레버의 전진 주행 레인지(D)로의 전환 조작에 따라, 엔진을 시동하기 위한 크랭킹을 개시하고, 엔진 회전이 상승하여 시동 완료로 판정된 후에 시프트 액추에이터를 동작시켜, 메뉴얼 밸브의 밸브 위치를 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지로 전환한다.
일본국 공개특허 특개2010-173607호 공보
그런데, 상기의 종래예와 같이 엔진의 시동이 완료되고 나서 시프트 액추에이터를 동작시키도록 하면, 차량의 발진의 응답성이 낮아져버린다. 즉, 도 8에 일례를 나타내는 바와 같이, 탑승자의 조작(시각 t0)에 따라 크랭킹이 개시되고(엔진 시동 모드:시각 t1∼), 엔진 회전수(Ne)가 상승하여(Ne≥Ne＊）시동 완료로 판정된(시각 t2) 후에, 시프트 액추에이터의 동작이 개시되어(ACT:시각 t3∼) 메뉴얼 밸브가 전진 주행 레인지로 전환되고(시각 t4), 그 뒤로 전진 클러치가 계합(係合)되어(시각 t5), 발진하게 되기 때문이다.
그래서, 차량의 발진까지의 시간을 단축하기 위해, 도 9에 나타내는 바와 같이 크랭킹의 개시와 대략 동시에 시프트 액추에이터를 동작시키는(ACT:시각 t1∼) 것도 생각할 수 있으나, 이렇게 하면, 스타터 모터의 동작에 따른 배터리 전압(V)의 급저하의 영향에 의해, 시프트 액추에이터의 동작이 둔해지거나, 불안정해지는 경우가 있어(도면에는 모식적으로 지그재그의 라인(ACT)으로 나타냄), 경우에 따라서는 fail 판정이 이루어질 우려도 있다.
또한, 시동시에 엔진 회전수(Ne)가 한창 급상승하는 중(시각 t1∼t5)에 메뉴얼 밸브의 밸브 위치가 전환되게(시각 t3) 되어, 증대하는 오일 펌프의 토출압이 단숨에 전진 클러치에 작용하여 계합 쇼크가 발생함과 함께, 마치 차량이 튀어나갈듯이 느낄(즉 드라이버빌리티가 저하한다) 우려도 있다.
이러한 여러가지 점을 감안하여 본 발명의 목적은, 아이들링 스톱으로부터의 차량의 발진 응답성을 높이면서도, 배터리 전압의 저하에 의한 시프트 액추에이터의 동작에 대한 악영향을 경감하여, 자동 변속기의 레인지의 전환 동작의 안정화를 도모함과 함께, 쇼크의 발생이나 드라이버빌리티의 저하를 억제하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 먼저 시프트 액추에이터의 동작을 개시시킴과 함께, 그 뒤로 잠시 동안은 스타터 모터의 동작 개시를 늦추도록 하였다.
즉, 본 발명은, 전동의 시프트 액추에이터의 동작에 의해 자동 변속기의 레인지를 전환함과 함께, 스타터 모터의 동작에 의해 엔진을 시동시키는 차량의 제어 장치를 대상으로 하여, 상기 시프트 액추에이터의 동작이 개시되고 나서 소정 기간이 경과한 후에, 상기 스타터 모터의 동작을 개시시키는 것을 특징으로 한다.
상기의 발명 특정사항에 의하면, 예를 들면, 차량의 정차 중에 탑승자가 하나 또는 둘 이상의 소정의 조작을 함으로써, 시프트 액추에이터의 동작이 개시되어, 자동 변속기의 레인지가 전환됨과 함께, 그 시프트 액추에이터의 동작 개시로부터 소정 기간이 경과한 후에 스타터 모터가 동작을 개시한다. 따라서, 이 스타터 모터의 동작에 따라 배터리의 전압이 급격히 저하되어도, 시프트 액추에이터의 동작에 대한 악영향은 경감되어, 자동 변속기의 레인지의 전환 동작을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 그 레인지의 전환이 완료되면 전진 클러치의 계합에 의해 차량을 발진시킬 수 있으므로, 엔진의 크랭킹 후, 시동 완료가 판정되면 금방이라도 발진할 수 있게 되어, 차량의 발진 응답성이 향상된다. 게다가, 시동에 따른 엔진 회전의 상승은 자동 변속기의 레인지의 전환이 완료되고 나서가 되므로, 쇼크의 발생이나 드라이버빌리티의 저하도 억제할 수 있다.
상기와 같이 시프트 액추에이터의 동작에 배터리 전압의 저하의 영향이 미치는 것을 억제하기 위해, 상기 소정 기간은, 적어도 시프트 액추에이터의 동작 기간(즉, 동작의 개시로부터 완료까지)의 전반(前半)을 포함하는 것이 바람직하다. 이것은, 시프트 액추에이터도 그 동작 개시로부터 잠시 동안은 비교적 큰 전류가 흐르므로, 이때에 배터리 전압이 급저하되고 있으면 문제가 생기기 쉽고, 배터리 전압의 가일층의 저하에 의해 fail 판정이 이루어질 우려도 있기 때문이다.
보다 바람직하게는 상기 소정 기간을, 시프트 액추에이터에 의해 구동되는 자동 변속기의 레인지 전환 기구가, 타성으로 동작을 완료하는 상태가 될 때까지의 기간으로 하면 된다. 이렇게 하면, 소정 기간이 종료되어 스타터 모터의 동작이 개시되고, 배터리 전압이 급저하되어 시프트 액추에이터의 동작이 불안정해졌다고 해도, 레인지 전환 기구는 타성으로 동작을 완료하기 때문이다.
또한, 보다 확실하게는 상기 소정 기간을, 시프트 액추에이터에 의해 구동되는 자동 변속기의 레인지 전환 기구가 동작을 완료할 때까지로 해도 된다. 이렇게 하면, 스타터 모터의 동작에 따라 배터리 전압이 급저하되어도, 시프트 액추에이터의 동작에 나쁜 영향이 미치는 일은 없다.
그리고, 상기와 같은 소정 기간의 경과를 판정하기 위해서는, 예를 들면 상기 시프트 액추에이터의 동작 위치를 검출하는 센서를 구비하고, 이 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 해도 된다.
또한, 상기 시프트 액추에이터에 의해 구동되는 자동 변속기의 레인지 전환 기구의 동작 위치를 검출하는 센서를 구비하고, 이 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 해도 된다.
또한, 상기 시프트 액추에이터가 자동 변속기의 유압 제어 회로의 메뉴얼 밸브의 밸브 위치를 변경하여, 자동 변속기의 레인지를 전환하는 것인 경우에는, 당해 메뉴얼 밸브의 밸브 위치를 검출하는 센서를 구비하고, 이 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 해도 된다.
또한, 상기 시프트 액추에이터에 동작을 개시시키기 위한 지령 신호를 출력하고 나서 미리 설정한 시간이 경과한 것에 의해, 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 해도 된다. 이 경우에는, 상기와 같이 시프트 액추에이터나 레인지 전환 기구의 동작이 완료될 때까지의 시간, 또는 유압 제어 회로의 메뉴얼 밸브의 전환이 완료될 때까지의 시간을 조사하여, 제어의 응답 지연도 고려해서 적합한 시간을 설정하면 된다.
예를 들면, 일반적인 시프트 레버의 경우에는 파킹 레인지(P)로부터 전진 주행 레인지(D)까지의 전환에 요하는 시간이 비교적 길고, 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지(D)까지의 시간은 비교적 짧으므로, 상기 소정 기간의 경과를 판정하는 시간의 길이는, 상기 시프트 액추에이터의 동작에 의해 전환되는 자동 변속기의 레인지에 따라 다르게 하는 것이 바람직하다.
또한, 차량의 탑승자에 의해 자동 변속기의 레인지를 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 전환하는 단일 조작이 행하여지는 것에 따라, 상기 시프트 액추에이터의 동작에 의한 자동 변속기의 레인지의 전환, 및 스타터 모터의 동작에 의한 엔진의 시동의 제어를 실행하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 탑승자에 의한 단일 조작에 의해, 자동 변속기의 레인지가 전환됨과 함께, 엔진의 시동도 행하여져, 차량의 발진의 준비가 갖추어지게 된다.
상술한 발명의 작용 효과는, 상기 시프트 액추에이터 및 스타터 모터에 동일한 배터리로부터 전력이 공급되는 구성에 있어서, 특히 유효한 것이다. 이 경우에는 시프트 액추에이터에 전력을 공급하는 배터리와, 스타터 모터에 전력을 공급하는 배터리를 차량에 따로 탑재하지 않아도 되므로, 탑재성의 향상 및 비용 상승의 방지라는 메리트도 있다.
이상, 설명한 바와 같이 본 발명에 관련된 차량의 제어 장치에 의하면, 전동의 시프트 액추에이터에 의해 자동 변속기의 레인지를 전환함과 함께, 스타터 모터에 의해 엔진을 시동시키는 경우에, 그 시프트 액추에이터의 동작이 개시되고 나서 소정 기간이 경과한 후에, 스타터 모터의 동작을 개시시키도록 했기 때문에, 이 스타터 모터의 동작에 따라 배터리 전압이 급격히 저하되어도, 시프트 액추에이터의 동작에 대한 악영향은 경감할 수 있다. 따라서, 차량의 발진 응답성을 높이면서, 자동 변속기의 레인지의 전환 동작을 안정적으로 확보할 수 있고, 클러치 계합 쇼크의 발생이나 드라이버빌리티의 저하도 억제할 수 있다.
도 1은, 실시형태에 관련되는 차량의 파워 트레인의 개략 구성도이다.
도 2는, 자동 변속기에 있어서의 변속 기구부의 일례를 나타내는 골격도이다.
도 3은, 자동 변속기에 있어서의 각 변속단마다의 클러치나 브레이크의 계합 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는, 자동 변속기의 레인지 전환 기구의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 5a는, 레인지 전환 기구의 디텐트 플레이트의 확대도로서, 뉴트럴 레인지의 상태를 나타낸다.
도 5b는, 전진 주행 레인지의 상태를 나타내는 도 5a 상당도이다.
도 5c는, 뉴트럴 레인지로부터 전진 주행 레인지로의 전환 도중을 나타내는 도 5a 상당도이다.
도 6은, 자동 변속기의 레인지 전환 및 엔진 시동의 제어 루틴을 나타내는 플로우 차트도이다.
도 7은, 레인지 전환을 위한 시프트 액추에이터 등의 동작과, 시동에 따른 배터리 전압의 저하 및 엔진 회전수의 상승을 나타내는 타이밍 차트도이다.
도 8은, 엔진을 시동하고 나서 레인지 전환을 행하도록 한 종래예에 관련되는 도 7 상당도이다.
도 9는, 크랭킹과 대략 동시에 레인지 전환을 행하도록 한 경우의 도 7 상당도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 자동 변속기를 탑재한 FR(프론트 엔진·리어 드라이브) 차량에 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명한다. 먼저, 도 1에는 차량의 파워 트레인의 개략 구성을 나타내고, 동(同) 도면에 있어서 부호 1은 엔진을, 또, 부호 2는 자동 변속기를 나타내고 있다.
- 엔진 -
엔진(1)은 일례로서 다기통 가솔린 엔진이며, 흡기 통로(1a)를 흐르는 공기(흡기)의 유량을 조정하는 스로틀 밸브(3)의 개도가, 탑승자에 의한 액셀 페달의 밟음 조작과는 독립하여 조정되는 것이다. 스로틀 밸브(3)의 개도는, 예를 들면 액셀 조작량이나 제어상의 조건 등에 의거하여 조절된다. 흡기 통로(1a)에는 흡기량을 계측하는 에어 플로우 미터(101)가 배치되어 있다.
또한, 엔진(1)에는 각 기통마다 연료를 공급하기 위한 인젝터(4)를 구비하고 있고, 이 인젝터(4)에 의한 연료의 분사량은, 상기의 흡기량에 대해 적절한 공연비가 되도록 조정된다. 이렇게 분사된 연료와 공기의 혼합 기체가 기통 내에서 연소하여, 피스톤이 눌러짐으로써, 엔진(1)의 크랭크 샤프트(1b)가 회전한다. 이 크랭크 샤프트(1b)의 회전수(엔진 회전수(Ne))를 검출하기 위해 크랭크각 센서(102)가 설치되어 있다.
상기 에어 플로우 미터(101)나 크랭크각 센서(102) 등으로부터의 신호는, 엔진 ECU(Electronic Control Unit:이하, EG-ECU라고 함)(6)에 입력되고, 이것을 받아서 EG-ECU(6)는, 스로틀 밸브(3)의 액추에이터(3a)에 지령 신호를 출력하여, 목표 흡기량이 되도록 스로틀 개방도를 제어한다. 또한, 목표 흡기량은 엔진 회전수(Ne)나 액셀 조작량 등에 따라 결정된다.
상세는 도시하지 않으나, EG-ECU(6)는 CPU, ROM, RAM 및 백업 RAM 등을 포함한 일반적인 구성의 것이고, 후술하는 ECT-ECU(8)나 SBW-ECU(14)와 서로 필요한 정보를 쌍방향에서 송수신 가능하게 접속되어 있다. EG-ECU(6)의 ROM에는, 엔진(1)의 운전 제어를 위한 각종 프로그램이나 그러한 프로그램을 실행할 때에 참조되는 맵 등이 기억되어 있다.
또한, 엔진(1)에는, 그 시동시에 크랭크 샤프트(1b)를 강제 회전(크랭킹)시키는 스타터 모터(7)가 장비되어, 도시하지 않은 차량 탑재 배터리로부터 전력의 공급을 받아 동작하도록 되어 있다. 본 실시형태에서는 아이들링 스톱 제어에 의해 자동 정지한 후의 엔진 재시동시에, 상세는 후술하는 바와 같이 EG-ECU(6)로부터의 지령 신호를 받아 스타터 모터(7)가 동작된다.
- 자동 변속기 -
자동 변속기(2)는, 엔진(1)으로부터 입력되는 회전 동력을 변속하여, 출력축(10)으로부터 구동륜측에 출력하는 것으로, 주로 토크 컨버터(20), 변속 기구부(30), 유압 제어 회로(40) 등을 구비하고 있다. 도 2에 일례를 나타내는 바와 같이, 토크 컨버터(20)는, 입력측의 펌프 임펠러(21)와, 출력측의 터빈 러너(22)와, 토크 증폭 기능을 발현하는 스테이터(23)와, 원웨이 클러치(24)를 구비하고 있고, 펌프 임펠러(21)와 터빈 러너(22)의 사이에서 유체를 통해 동력 전달을 행한다.
또한, 토크 컨버터(20)에는, 입력측의 펌프 임펠러(21)와 출력측의 터빈 러너(22)를 직결하는 로크업 클러치(26)도 설치되어 있다. 로크업 클러치(26)는, 필요에 따라 펌프 임펠러(21)와 터빈 러너(22)를 직결하는 계합 상태와, 펌프 임펠러(21)와 터빈 러너(22)를 분리하는 해방 상태와, 이러한 계합 상태와 해방 상태의 중간인 반계합(半係合) 상태 중의 어느 것으로 전환된다.
변속 기구부(30)는, 토크 컨버터(2)의 터빈 샤프트로부터 입력축(9)에 입력되는 회전 동력을 단계적으로 변속하는 기어 변속 기구로서, 도 2에 나타내는 바와 같이, 프론트 플래니터리 기어 유닛(31)과, 리어 플래니터리 기어 유닛(32)과, 중간 회전체로서의 중간 드럼(33)과, 제 1∼제 4 클러치(C1∼C4)와, 제 1, 제 2 브레이크(B1, B2)를 포함하여 구성되어 있다.
본 실시형태에서는, 프론트 플래니터리 기어 유닛(31)은 더블 피니언 타입으로 되어 있어, 제 1 선 기어(sun gear)(S1)와, 제 1 링 기어(R1)와, 복수개의 이너 피니언 기어(P1)와, 복수개의 아우터 피니언 기어(P2)와, 제 1 캐리어(CA1)를 포함하는 구성이다. 제 1 선 기어(S1)는, 케이스(2a)에 고정되어 회전 불가능으로 되어 있다. 제 1 링 기어(R1)는 제 3 클러치(C3)를 통해 중간 드럼(33)에 지지되고, 이 제 3 클러치(C3)에 의해 중간 드럼(33)과 일체 회전 가능한 상태 또는 상대 회전 가능한 상태로 전환된다. 제 1 링 기어(R1)의 내경측에는 제 1 선 기어(S1)가 동심 형상으로 삽입되어 있다.
또한, 복수개의 이너 피니언 기어(P1) 및 복수개의 아우터 피니언 기어(P2)는, 제 1 선 기어(S1)와 제 1 링 기어(R1) 사이의 고리 형상 공간에 있어서 원주방향으로 간격을 두고 개장(介裝)되어 있고, 각 이너 피니언 기어(P1)가 제 1 선 기어(S1)에 맞물려지는 한편, 각 아우터 피니언 기어(P2)는 이너 피니언 기어(P1)와 제 1 링 기어(R1)에 맞물려져 있다.
제 1 캐리어(CA1)는, 양(兩) 피니언 기어(P1, P2)를 회전 가능하게 지지함과 함께, 중심축부가 입력축(9)에 일체적으로 연결되어 있다. 제 1 캐리어(CA1)에 있어서 양 피니언 기어(P1, P2)를 지지하는 각 지지축부가 제 4 클러치(C4)에 의해, 중간 드럼(33)과 일체 회전 가능한 상태 또는 상대 회전 가능한 상태로 전환된다. 중간 드럼(33)은, 제 1 링 기어(R1)의 외경측에 회전 가능하게 배치되어 있고, 제 1 브레이크(B1)를 통해 케이스(2a)에 회전 불가능한 상태 또는 상대 회전 가능한 상태로 지지되어 있다.
한편, 리어 플래니터리 기어 유닛(32)은 라비뇨(Ravigneaux) 타입으로서, 대경인 제 2 선 기어(S2)와, 소경인 제 3 선 기어(S3)와, 제 2 링 기어(R2)와, 복수개의 쇼트 피니언 기어(P3)와, 복수개의 롱 피니언 기어(P4)와, 제 2 캐리어(CA2)를 포함하는 구성이다. 제 2 선 기어(S2)는 중간 드럼(33)에 연결되고, 제 3 선 기어(S3)는 제 1 클러치(C1)를 통해 프론트 플래니터리 기어 유닛(31)의 제 1 링 기어(R1)에 일체 회전 가능하게 또는 상대 회전 가능하게 연결되며, 제 2 링 기어(R2)는 출력축(10)에 일체로 연결되어 있다.
또한, 복수개의 쇼트 피니언 기어(P3)는 제 3 선 기어(S3)에 맞물리고, 복수개의 롱 피니언 기어(P4)는 제 2 선 기어(S2) 및 제 2 링 기어(R2)에 맞물림과 함께 쇼트 피니언 기어(P3)를 통해 제 3 선 기어(S3)에 맞물려져 있다. 또한, 제 2 캐리어(CA2)는, 복수개의 쇼트 피니언 기어(P3) 및 복수개의 롱 피니언 기어(P4)를 회전 가능하게 지지하고 있고, 그 중심축부가 제 2 클러치(C2)를 통해 입력축(9)에 연결되어 있다. 이 제 2 캐리어(CA2)에 있어서 각 피니언 기어(P3, P4)를 지지하는 각 지지축부는, 제 2 브레이크(B2) 및 원웨이 클러치(F1)를 통해 케이스(2a)에 지지되어 있다.
제 1 클러치(C1)는, 리어 플래니터리 기어 유닛(32)의 제 3 선 기어(S3)를 프론트 플래니터리 기어 유닛(31)의 제 1 링 기어(R1)에 대해 일체 회전 가능한 계합 상태 또는 상대 회전 가능한 해방 상태로 전환한다. 마찬가지로 제 2 클러치(C2)는, 리어 플래니터리 기어 유닛(32)의 제 2 캐리어(CA2)를 입력축(9)에 대해 계합 또는 해방 상태로 전환한다. 제 3 클러치(C3)는, 프론트 플래니터리 기어 유닛(31)의 제 1 링 기어(R1)를 중간 드럼(33)에 대해 계합 또는 해방 상태로 전환한다. 제 4 클러치(C4)는, 프론트 플래니터리 기어 유닛(31)의 제 1 캐리어(CA1)를 중간 드럼(33)에 대해 계합 또는 해방 상태로 전환한다.
또한, 제 1 브레이크(B1)는, 중간 드럼(33)를 자동 변속기(1)의 케이스(2a)에 대해 회전 불가능한 계합 상태 또는 상대 회전 가능한 해방 상태로 전환한다. 마찬가지로 제 2 브레이크(B2)는, 리어 플래니터리 기어 유닛(32)의 제 2 캐리어(CA2)를 케이스(2a)에 대해 계합 또는 해방 상태로 전환한다. 원웨이 클러치(F1)는, 리어 플래니터리 기어 유닛(32)의 제 2 캐리어(CA2)의 일방향만의 회전을 허용한다.
그리고, 상기의 제 1∼제 4 클러치(C1∼C4) 및 제 1, 제 2 브레이크(B1, B2)는 모두 습식 다판(多板) 마찰 계합 요소로 이루어지고, 그것들이 유압 제어 회로(40)로부터 공급되는 유압을 받아 개별적으로 계합, 해방됨으로써, 적절한 변속단(전진 1∼8속단, 후진단)이 성립된다. 일례로서 도 3의 계합표에는, 상기의 클러치나 브레이크(C1∼C4, B1, B2) 및 원웨이 클러치(F1)의 계합 또는 해방 상태와 각 변속단의 관계를 나타낸다. 이 계합표에 있어서, ○표시는 「계합 상태」, ×표시는 「해방 상태」, ◎표시는 「엔진 브레이크시에 계합 상태」, △표시는 「구동시에만 계합 상태」를 나타내고 있다.
유압 제어 회로(40)의 기본 구성은 이미 알려져 있으므로, 여기에서는 상세한 도시나 설명은 생략하겠으나, 오일 펌프에서 발생한 유압을 소정의 라인압으로 조정하는 압력 제어부와, 상기와 같이 변속 기구부(30)의 클러치 및 브레이크(C1∼C4, B1, B2)로의 유압을 조정하여 그것들을 적절히 계합 또는 해방시키기 위한, 복수의 솔레노이드 밸브나 컨트롤 밸브 등을 포함하여 구성되어 있다. 또한, 오일 펌프로서는 기계식인 것 이외에 전동인 것도 구비하고 있고, 후술하는 아이들링 스톱시에는 전동의 오일 펌프가 구동된다.
그리고, 상기한 솔레노이드 밸브 등에는, 트랜스미션 ECU(Electronic Controlled Transmission-ECU:이하, ECT-ECU라고 함)(8)로부터 출력되는 지령 신호가 입력된다. 이 ECT-ECU(8)도, 상기의 EG-ECU(6)와 동일한 공지의 구성으로서, CPU, ROM, RAM 및 백업 RAM 등을 포함하고 있고, 차량의 운전 상태나 액셀 조작량 등에 따라, 유압 제어 회로(40)의 솔레노이드 밸브 등을 제어한다.
또한, 유압 제어 회로(40)는, 자동 변속기(2)의 레인지(예를 들면, 뉴트럴 레인지(N), 전진 주행 레인지(D), 후진 주행 레인지(R) 또는 파킹 레인지(P))를 전환하기 위한 메뉴얼 밸브(42)(도 4을 참조)를 구비하고 있다. 메뉴얼 밸브(42)는, 일례로서 공지의 스풀 밸브이며, 라인압을 상기의 솔레노이드 밸브나 컨트롤 밸브에 공급하고, 이것들을 통해 상기 클러치 및 브레이크(C1∼C4, B1, B2)로의 계합 유압의 공급을 가능하게 한다.
상세하게는, 메뉴얼 밸브(42)는, 차량의 탑승자에 의한 시프트 레버(11)나 파킹 스위치(12)의 조작에 의해 선택되는 목표 레인지에 대응하여, 후술하는 레인지 전환 기구(13)에 의해 「P」, 「R」, 「N」, 「D」의 각 위치에 슬라이드된다. 즉, 시프트 레버(11)에 의해 선택된 목표 레인지(P, R, N, D)에 대응하여, 시프트 레버 위치 센서(106)로부터 목표 레인지 신호가 출력되고, 이 신호를 ECT-ECU(8)를 통해 수취한 SBW-ECU(14)가, 이하에 설명하는 바와 같이 레인지 전환 기구(13)를 동작시킨다.
SBW-ECU(14), 즉 시프트 바이 와이어 ECU(Shift By Wire-ECU)(14)는, 상기 EG-ECU(6)나 ECT-ECU(8)와 마찬가지로 CPU, ROM, RAM 및 백업 RAM 등을 포함한 구성이다. SBW-ECU(14)는, 메뉴얼 밸브(42)의 각 위치(P, R, N, D)에 대응하여 레인지 위치 센서(103)(도 4를 참조)로부터 출력되는 레인지 위치 신호에 의해 실제의 레인지를 인식하고, 이 실제의 레인지가 목표 레인지(시프트 레버 위치 센서(106)로부터의 목표 레인지 신호에 의해 인식)가 되도록, 레인지 전환 기구(13)를 동작시킨다.
또한, 레인지 위치 센서(103)는, 예를 들면 공지의 뉴트럴 스타터 스위치로 하면 된다. 뉴트럴 스타터 스위치는, 이하에 설명하는 레인지 전환 기구(13)의 메뉴얼 샤프트(15a)의 회전 각도를 검출하는 것이고, 이 회전 각도는, 디텐트 플레이트(15)와 연동하는 메뉴얼 밸브(42)의 위치(P, R, N, D)와 상대 관계가 있으므로, 당해 회전 각도를 검출함으로써 메뉴얼 밸브(42)의 위치(P, R, N, D)를 검출할 수 있다.
- 레인지 전환 기구 -
도 4에 일례를 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 레인지 전환 기구(13)는, 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)과 연동하고, 이것을 위치 결정하는 디텐트 플레이트(15)와, 이 디텐트 플레이트(15)를 경동(傾動)시키기 위한 시프트 액추에이터(16)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 레인지 전환 기구(13)에 파킹 기구(17)가 일체화되어 있다. 시프트 액추에이터(16)는 전동식이며, 스타터 모터(7)와 동일한 차량 탑재 배터리로부터 전력의 공급을 받도록 되어 있다.
디텐트 플레이트(15)는, 시프트 액추에이터(16)에 의해 경동되어, 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)이나 파킹 기구(17)의 파킹 로드(17c)를 단계적으로 밀고 당겨 위치 결정한다. 디텐트 플레이트(15)와, 메뉴얼 샤프트(15a)와, 디텐트 스프링(15b)을 포함하여 디텐트 기구가 구성된다. 또한, 디텐트 스프링(15b)은, 도면의 예에서는 메뉴얼 밸브(42)의 밸브 보디(42b)에 지지되어 있다.
상세하게는, 디텐트 플레이트(15)는 부채 형상으로 되어 있고, 그 경동(회전) 중심이 되는 영역을 대략 수직으로 관통하는 상태로 메뉴얼 샤프트(15a)가 고정되어, 시프트 액추에이터(16)에 의해 회전되도록 되어 있다. 디텐트 플레이트(15)의 외주에는 파형부가 형성되고, 그 어느 골에 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 끼여, 위치 결정 유지하도록 되어 있다.
상세하게는, 도 5에 확대하여 나타내는 바와 같이, 디텐트 플레이트(15)의 외주의 파형부에는, 연동하는 메뉴얼 밸브(42)의 각 위치(P, R, N, D)에 대응하여 4개의 골이 늘어서 있다. 그리고, 그러한 4개의 골 중 어느 것에(도 5a에서는 「N」의 골에, 또, 도 5b에서는 「D」의 골에) 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 끼임으로써, 디텐트 플레이트(15)는, 메뉴얼 밸브(42)의 각 위치(도 5a에서는 「N」, 도 5b에서는 「D」)에 대응하도록 위치 결정 유지된다.
시프트 액추에이터(16)는, 전동 모터(16a)와 그 회전을 감속하는 감속 기구(16b)와 인코더(16c)를 포함하고, 이 감속 기구(16b)의 출력축(도시 생략)이 상기의 메뉴얼 샤프트(15a)에 예를 들면 스플라인 감합에 의해 일체 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 파킹 기구(17)는, 자동 변속기(1)의 출력축(10)을 회전 불가능한 록 상태 또는 회전 가능한 언록 상태로 전환하는 것으로, 출력축(10)에 외장된 파킹 기어(17a)와, 파킹 록 폴(17b)과, 파킹 로드(17c)를 포함하여 구성되어 있다.
다음에, 상기의 레인지 전환 기구(13)의 기본적인 동작을 설명하면, 먼저, 차량의 탑승자가 시프트 레버(11)나 파킹 스위치(12)를 수동 조작함으로써, 자동 변속기(1)의 파킹 레인지(P), 리버스 레인지(R), 뉴트럴 레인지(N), 드라이브 레인지(D) 등의 어느 것이 선택된다. 이 선택에 따라 시프트 레버 위치 센서(106)나 파킹 스위치(12)로부터 신호가 출력된다.
이러한 신호를 받아 SBW-ECU(14)는, 상기의 선택된 목표 레인지(P, R, N, D)를 인식하고, 시프트 액추에이터(16)의 출력축을 소정 각도(즉, 디텐트 플레이트(15)의 외주의 어느 골끼리의 간격에 상당하는 각도이며, 도 5a의 θ, 2×θ, 3×θ 중 어느 것)만큼, 정회전 또는 역회전시킨다. 이로 인해 메뉴얼 샤프트(15a) 및 디텐트 플레이트(15)가 상기의 소정 각도 경동된다.
일례로서 시프트 레버(11)에 의해 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지(D)로의 조작이 행하여졌을 때, 목표 레인지 신호가 N→D로 변화한다. 이 신호를 받은 SBW-ECU(14)는, 선택된 목표 레인지(D)에 대응하는 목표 회전각(도 5a의 θ)을 설정하여, 전동 모터(16a)로의 통전을 개시한다. 그리고, 전동 모터(16a)의 로터 회전각에 상당하는 신호를 인코더(16c)로부터 입력하고, 이 로터 회전각이 상기의 목표 회전각과 일치하도록 전동 모터(16a)를 피드백 제어한다.
이와 같은 전동 모터(16a)의 제어에 의해 디텐트 플레이트(15)는, 도 5a의 상태로부터 각도 θ만큼 도면의 반시계 방향으로 경동하여, 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 「N」의 골로부터 압출되어, 도 5c에 나타내는 바와 같이 마루를 1개 넘어서 이동하여, 도 5b에 나타내는 바와 같이 옆의 「Ｄ」의 골에 끼이게 된다. 이에 따라, 도시하지 않으나 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)이 축방향으로 슬라이드되어, 메뉴얼 밸브(42)의 레인지가 N→D로 전환된다.
또한, 탑승자가 파킹 스위치(12)를 수동 조작하여, 파킹 레인지(P)가 선택된 경우에는, 디텐트 플레이트(15)의 경동에 따라 파킹 로드(17c)가 밀리고, 파킹 록 폴(17b)이 들어 올려져, 그 클로(17d)가 파킹 기어(17a)의 톱니 사이에 계입(係入)된다. 이로 인해, 자동 변속기(1)의 출력축(10)이 비회전 상태가 됨과 함께, 메뉴얼 밸브(42)가 「P」위치에 정지하여, 모든 클러치(C1∼C4) 및 브레이크(B1, B2)가 해방되게 된다.
- 엔진 재시동시의 제어 -
본 실시형태의 차량은, 그 정지시에 소정의 조건이 성립하면 자동적으로 엔진(1)을 정지시키도록 한 것(이른바 아이들링 스톱)이고, 그 후에 탑승자에 의해 시프트 레버(11)의 소정의 조작이 행하여지면, 자동적으로 엔진(1)을 재시동시키도록 되어 있다. 이 경우, 엔진(1)의 시동이 완료되면, 바로 차량을 발진시킬 수 있도록, 크랭킹의 개시와 함께 레인지 전환 기구(13)도 동작시키는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 그렇게 하여 크랭킹을 위한 스타터 모터(7)의 동작을 개시시킴과 함께, 바로 레인지 전환 기구(13)의 시프트 액추에이터(16)도 동작시키려고 하면, 배터리 전압의 저하에 의해 시프트 액추에이터(16)의 동작이 둔해지거나, 불안정해지는 경우가 있다.
구체적으로는 도 9에 일례를 나타내는 바와 같이, 차량의 탑승자의 조작(시각 t0)에 따라 크랭킹이 개시되면(엔진 시동 모드:시각 t1∼), 엔진 회전수(Ne)가 상승하기 시작하는 것과 동시에 배터리의 전압(V)이 급격히 저하된다(시각 t1∼t2). 이 전압 저하의 영향으로 전동의 시프트 액추에이터(16)의 동작(즉 전동 모터(16a)의 동작)은, 도면에는 모식적으로 지그재그의 라인(ACT)으로 나타내는 바와 같이 불안정한 것이 되어버려, 전압이 과도하게 저하된 경우에는 fail 판정이 이루어질 우려도 있다.
또한, 동 도면에 나타내어져 있는 바와 같이 크랭킹 후에 완폭(完爆)(시각 t4)된 엔진(1)의 회전수(Ne)가 한창 더 상승하는 중(시각 t1∼t5)에, 자동 변속기(2)의 레인지 전환 동작이 완료되어(시각 t3), 메뉴얼 밸브(42)가 전진 주행 레인지(D)로 전환되게 되므로, 증대하는 오일 펌프의 토출압이 단숨에 작용함으로써 변속 기구부(30)의 제 1 클러치(C1)가 갑자기 계합하여, 쇼크가 발생할 우려가 있다.
또한, 그렇게 하여 제 1 클러치(C1)가 갑자기 연결되면, 상승하는 엔진(1)의 회전력이 토크 컨버터(20)에 의해 증폭되면서 갑자기 변속기 후부(30)에 입력되어, 출력축(10)으로부터 구동륜측으로 전달되도록 되기 때문에, 탑승자는 차량이 튀어나갈듯이 느껴져, 드라이버빌리티가 저하될 우려도 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 먼저, 시프트 액추에이터(16)에 의해 레인지 전환 기구(13)를 동작시켜, 자동 변속기(2)를 전진 주행 레인지(D)로 전환함과 함께, 이 전환 동작의 완료 후에 스타터 모터(7)의 동작을 개시시킴으로써, 배터리 전압의 저하가 시프트 액추에이터(16)의 동작에 영향을 미치지 않도록 하였다. 이렇게 함으로써, 차량의 발진 응답성을 높이면서 자동 변속기(2)의 레인지 전환 동작을 안정화하고, 게다가, 쇼크의 발생이나 드라이버빌리티의 저하를 억제할 수 있다.
이하, 도 6에 나타내는 플로우 차트를 참조하여, 구체적으로 SBW-ECU(14) 및 EG-ECU(6)에 의해 협동하여 행하여지는 레인지 전환 및 엔진 시동의 제어 루틴에 대하여 설명한다. 이 제어 루틴은, 차량의 아이들링 스톱 중에 일정 주기(예를 들면 수 msec∼수십 msec 정도)마다 실행된다.
도시한 제어 루틴에 있어서 스타트 후의 단계 S1에서는, 먼저, 시프트 레버 위치 센서(106)로부터의 신호를 입력한 SBW-ECU(14)에 의해 시프트 전환의 유무가, 즉, 탑승자에 의한 시프트 레버(11)의 조작이 행하여져, 목표 레인지가 전환되었는지의 여부가 인식된다. 그리고, 목표 레인지의 전환이 인식되지 않고 부정 판정(NO)이면, 일단 제어 루틴을 종료한다(END).
한편, 목표 레인지의 전환을 인식하여 긍정 판정(YES)하면, SBW-ECU(14)는, 선택된 목표 레인지에 대응하는 목표 회전각분(分)의 지령 신호(레인지 전환 지령)를, 레인지 전환 기구(13)의 시프트 액추에이터(16)에 출력한다(단계 ST2). 이 지령 신호를 받아 시프트 액추에이터(16)가 동작하고, 레인지 전환 기구(13)의 디텐트 플레이트(15)가 경동(회전)됨으로써, 메뉴얼 밸브(42)의 위치(P, R, N, D)가, 선택된 목표 레인지로 전환된다.
이때, 도 5a∼5c를 참조하여 상술한 바와 같이, 경동하는 디텐트 플레이트(15)의 파형부에 대해 상대적으로 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가 이동하여, 파형부의 1개의 골로부터 압출되어 1개 또는 2개 이상의 마루를 넘은 후에, 목표 레인지에 대응하는 골에 끼이게 된다. 그리고, 그때의 디텐트 플레이트(15)의 위치(메뉴얼 샤프트(15a)의 회전 각도)에 대응하는 레인지 위치 신호가 레인지 위치 센서(103)로부터 출력된다.
이 레인지 위치 신호를 받아 실제의 레인지를 인식한 SBW-ECU(14)는, 실제의 레인지가 목표 레인지와 동일하면 레인지 전환의 완료를 인식한다(단계 ST3). 그리고, 전환 완료 후의 실제의 레인지 위치를 나타내는 레인지 정보의 신호를 EG-ECU(6)에 출력한다(단계 ST4).
즉, 본 실시형태에서는, 탑승자에 의한 시프트 레버(11)의 조작에 따라, 먼저, SBW-ECU(14)에 의해 레인지 전환 기구(13)의 시프트 액추에이터(16)가 동작되고, 이로 인해 레인지의 전환 동작이 완료되어, 메뉴얼 밸브(42)의 위치가 목표 레인지로 전환된 후에, 그 정보(레인지 정보)가 EG-ECU(6)에 제공된다.
한편, EG-ECU(6)는, 상기와 같이 SBW-ECU(14)로부터 송신된 레인지 정보의 신호를 수신하고(단계 ST5), 이 레인지 정보로부터, 엔진(1)을 재시동하는 레인지 조작이 행하여졌는지의 여부를 판정한다(단계 ST6). 예를 들면, 파킹 레인지(P)나 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지(D)나 후진 주행 레인지(R)로의 전환 조작, 또는 전진 주행 레인지(D)로부터 뉴트럴 레인지(N)를 거쳐 전진 주행 레인지(D)로의 전환 조작이면, 긍정 판정(YES)하고, 그 이외의 전환 조작이면 부정 판정(NO)하여 일단 제어 루틴을 종료한다.
이하에서는 일례로서, 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지(D)로의 전환에 대하여 설명하겠으나, 그 이외라도 엔진(1)을 재시동하는 레인지 전환이면 동일하다.
즉, 먼저, 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지(D)로의 전환 조작이면, 상기 단계 ST6에서 긍정 판정(YES)하여 단계 ST7로 진행하고, EG-ECU(6)는, 엔진(1)의 제어 모드를 아이들링 스톱 모드로부터 엔진 시동 모드로 전환한다. 이어서 단계 ST8에 있어서 EG-ECU(6)는, 스타터 모터(7)에 지령 신호(스타터 지령)를 출력한다.
이로 인해 스타터 모터(7)의 동작이 개시되어, 엔진(1)의 크랭킹이 시작됨과 함께, 도시는 하지 않으나 EG-ECU(6)에 의해 연료 분사 및 점화의 제어가 개시되고, 기통 내에서 혼합 기체가 연소하여, 엔진 회전이 상승한다. 그래서, 엔진 회전수(Ne)가 소정의 판정 회전수(Ne＊)를 넘었는지의 여부(완폭?)를 판정하여(단계 ST9), 부정 판정(NO)이면 단계 ST10으로 진행하고, 소정의 스타터 구동 시간 제한 내이면 긍정 판정(YES)하여, 상기 단계 ST8에 되돌아간다.
한편, 엔진 회전수(Ne)가 판정 회전수(Ne＊)를 넘어, 단계 ST9에서 긍정 판정(YES)하면 단계 ST11로 진행하고, EG-ECU(6)는 엔진 제어 모드를 엔진 시동 모드로부터 통상 운전 모드로 전환하여, 단계 ST12에서 스타터 모터(7)를 정지시킨 후에, 제어 루틴을 종료한다(END). 또한, 상기의 단계 ST9에 있어서 완폭 판정이 행하여지지 않은 채, 단계 ST10에 있어서 스타터 구동 시간 제한을 오버하면, 부정 판정(NO)하여 상기 단계 ST12로 진행하고, 스타터 모터(7)를 정지시켜, 제어 루틴을 종료한다(END).
이상, 설명한 엔진 재시동시의 제어에 의하면, 일례를 도 7의 타임 차트에 나타내는 바와 같이, 아이들 스톱한 엔진(1)의 재시동시에, 먼저 자동 변속기(2)의 레인지의 전환을 행하여, 그 완료 후에 엔진(1)의 크랭킹을 개시한다. 예를 들면, 뉴트럴 레인지(N)에서 아이들 스톱하고 있는 경우에, 차량의 탑승자에 의해 시프트 레버(11)가 조작되어(시각 t0), 목표 레인지로서 전진 주행 레인지(D)가 선택되면, 시프트 레버 위치 센서(106)로부터 출력되는 목표 레인지 신호를 받아 SBW-ECU(14)가, 시프트 전환을 인식한다(시각 t1).
그리고, SBW-ECU(14)로부터의 지령 신호를 받아 레인지 전환 기구(13)의 시프트 액추에이터(16)가 동작하고(ACT:시각 t1∼), 디텐트 플레이트(15)가 경동하여, 메뉴얼 밸브(42)의 위치(P, R, N, D)가 전진 주행 레인지(D)로 전환된다(시각 t2). 이로 인해 레인지 위치 센서(103)로부터 출력되는 레인지 위치 신호를 받아 SBW-ECU(14)는 레인지 전환 완료의 정보를 EG-ECU(6)에 송신한다.
이 정보를 받은 EG-ECU(6)에 있어서 엔진 제어 모드가 아이들링 스톱 모드로부터 엔진 시동 모드로 전환되고(시각 t3), 소정의 대기 시간의 경과 후에 EG-ECU(6)로부터 스타터 모터(7)에 지령 신호(스타터 지령)가 출력되어(시각 t4), 스타터 모터(7)가 동작을 개시한다. 즉, 엔진(1)의 크랭킹이 개시된다.
이 스타터 모터(7)의 동작 개시(크랭킹 개시)에 따라, 도 7에 나타내는 바와 같이 배터리 전압(V)이 급격히 저하되나, 이때에는 이미 시프트 액추에이터(13)의 동작은 완료되어 있으므로, 그 동작, 즉 레인지 전환 기구(13)의 동작에 의한 자동 변속기(2)의 레인지 전환에 나쁜 영향이 미칠 일은 없다.
그리고, 크랭킹 후에, 자율적인 운전을 개시하여 상승하는 엔진(1)의 회전수(Ne)가 판정 회전수(Ne＊)를 넘으면(시각 t5) 엔진(1)의 시동은 완료되고, EG-ECU(6)에 있어서 엔진 제어 모드는 엔진 시동 모드로부터 통상 운전 모드로 전환된다. 도면의 예에서는, 그와 같은 엔진(1)의 시동과 병행하여 ECT-ECU(8)에 의해 변속 기구부(30)의 제 1 클러치(C1)의 계합 제어가 행하여지고 있고, 이것도 완료되어 제 1 클러치(C1)가 계합되면(시각 t6), 차량은 발진하게 된다.
따라서, 본 실시형태에 관련되는 차량의 제어 장치에 의하면, 아이들링 스톱한 차량의 탑승자가 시프트 레버(11)를 조작하여, 예를 들면, 비주행 레인지(P, N)로부터 주행 레인지(D, R)로 전환하면, 레인지 전환 기구(13)가 동작하여 자동 변속기(2)의 레인지를 주행 레인지로 전환함과 함께, 스타터 모터(7)에 의한 엔진(1)의 크랭킹이 개시된다. 즉, 단일의 시프트 조작에 따라 자동 변속기(2)의 레인지의 전환과 엔진(1)의 시동이 실행되어, 차량의 발진 준비가 갖추어지게 된다.
그때, 레인지 전환 기구(13)의 전동의 시프트 액추에이터(6)가 동작을 개시하고 나서 소정 기간이 경과하여, 자동 변속기(2)의 레인지의 전환이 완료되고 나서 크랭킹을 개시시키도록 하고 있으므로, 스타터 모터(7)의 동작의 개시에 따라 배터리 전압(V)이 급격히 저하되어도, 그것이 시프트 액추에이터(6)의 동작(즉 레인지의 전환 동작)에 나쁜 영향을 줄 걱정은 없다.
따라서, 특허문헌 1에 기재된 종래예와 같이 엔진(1)의 시동 완료 후에 자동 변속기(2)의 레인지를 전환하는 경우에 비해, 차량의 발진 응답성을 높이면서, 배터리 전압(V)의 저하에 의한 악영향을 해소하여, 자동 변속기(2)의 레인지 전환의 동작을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 시동시에 상승하는 엔진 회전수(Ne)의 급상승은, 자동 변속기(2)의 레인지의 전환이 완료되고 나서가 되어, 상승하는 오일 펌프의 토출압이 변속 기구부(30)의 제 1 클러치(C1)에 서서히 작용하게 되므로, 클러치 계합 쇼크의 발생이나 드라이버빌리티의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 상기와 같은 레인지 전환 동작의 완료를 레인지 위치 센서(103)로부터의 신호(레인지 위치 신호)에 의해 인식하도록 하고 있으므로, 상기와 같은 기술적 작용·효과를 얻는 면에서 유리해진다. 단, 반드시 레인지의 전환 동작이 완료되고 나서가 아니라, 요컨데, 레인지 전환을 위한 시프트 액추에이터(16)의 동작을 개시하고 나서 잠시 동안(소정 기간이 경과할 때까지), 스타터 모터(7)의 동작을 지연시키면 된다.
구체적으로 상기 실시형태의 변형례로서, 시프트 액추에이터(16)에 의해 구동되는 레인지 전환 기구(13)가, 타성으로 동작을 완료하는 상태가 될 때까지의 기간에 스타터 모터(7)의 동작을 지연시키도록 해도 된다. 레인지 전환 기구(13)가 타성으로 동작을 완료하는 상태란, 예를 들면 도 5c에 나타내는 바와 같이, 디텐트 스프링(15b)의 롤러(15c)가, 디텐트 플레이트(15)의 파형부에 있어서 목표 레인지에 대응하는 골의 직전의 마루를 넘은 상태로 하면 된다.
이 상태가 될 때까지 스타터 모터(7)의 동작을 지연시키면, 그 동작의 개시에 따라 배터리의 전압이 급격히 저하되어, 시프트 액추에이터(16)의 동작이 둔해지거나 불안정해져도, 디텐트 플레이트(15)의 파형부의 마루를 넘은 롤러(15c)는, 디텐트 스프링(15b)의 스프링력에 의해 타성으로 골에 끼이게 되어, 레인지 전환 기구(13)의 동작은 문제없이 완료되기 때문이다.
또한, 다른 변형례로서, 적어도 시프트 액추에이터(16)의 동작이 개시되고 나서 완료될 때까지의 기간의 전반이 종료할 때까지, 스타터 모터(7)의 동작을 지연시키도록 해도 된다. 이것은, 시프트 액추에이터(16)(전동 모터(16a))에도 그 동작 개시로부터 잠시 동안은 비교적 큰 전류가 흐르므로, 이때에 배터리 전압이 급저하되고 있으면 문제가 생기기 쉽기 때문이다.
- 다른 실시형태 -
이상, 설명한 실시형태(변형례를 포함함)의 기재는 어디까지나 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 구성이나 용도 등에 대해서도 한정하는 것을 의도하지 않는다. 예를 들면 상기의 실시형태 등에서는, 자동 변속기(2)의 레인지 전환이 완료된 것, 또는 레인지 전환 동작의 개시로부터 소정 기간이 경과한 것을, 레인지 위치 센서(103)로부터의 신호(레인지 위치 신호)에 의해 판정하도록 하고 있으나, 이것에는 한정되지 않는다.
예를 들면, 시프트 액추에이터(16)의 전동 모터(16a)의 로터 회전각을 검출하는 인코더(16c)(시프트 액추에이터(16)의 동작 위치를 검출하는 센서)로부터의 신호에 의거하여, 시프트 액추에이터(16)의 동작이 완료된 것, 또는 동작의 개시로부터 소정 기간이 경과한 것을 판정하도록 해도 된다.
또한, 도시는 하지 않으나, 메뉴얼 밸브(42)의 스풀(42a)의 위치를 검출하도록 센서를 설치하고, 이 센서로부터의 신호에 의거하여, 레인지 전환 기구(13)의 동작(바꿔 말하면 시프트 액추에이터(16)의 동작)이 완료된 것, 또는 동작의 개시로부터 소정 기간이 경과한 것을 판정하도록 해도 된다.
또한, SBW-ECU(14)로부터 시프트 액추에이터(16)(전동 모터(16a))에 동작을 개시시키기 위한 지령 신호를 출력하고 나서 미리 설정한 시간이 경과한 것에 의해, 시프트 액추에이터(16)의 동작이 완료된 것, 또는 동작의 개시로부터 소정 기간이 경과한 것을 판정할 수도 있다. 즉, 예를 들면 시프트 액추에이터(16)에 의해 디텐트 플레이트(15)가 소정 각도 경동되는 시간을 조사하여, 제어의 응답 지연도 고려해서 적합한 시간을 설정하면 된다.
이 경우, 도 5a에 일례를 나타내는 바와 같이, 뉴트럴 레인지(N)로부터 전진 주행 레인지(D)까지 전환하는 경우의 디텐트 플레이트(15)의 경동 각도(θ)에 비해, 파킹 레인지(P)로부터 전진 주행 레인지(D)까지의 경동 각도(3×θ)는 크므로, 그 경동에 요하는 시간도 다른 것이 된다. 따라서, 전환하기 전의 레인지와 후의 레인지의 관계에 따라, 다른 길이의 시간을 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 실시형태와 같이 목표 레인지를 선택하는 단일의 시프트 레버 조작뿐만 아니라, 탑승자에 의한 하나 또는 둘 이상의 조작에 따라, 자동 변속기(2)의 레인지 전환이나 엔진(1)의 재시동의 제어를 행하도록 해도 된다. 예를 들면, 탑승자가 브레이크 페달을 놓았을 때에 엔진 재시동하는 것에 있어서, 그 직전에 시프트 레버(11)가 비주행 레인지(P, N)로부터 주행 레인지(D, R)로 조작된 경우에, 스타터 모터(7)의 동작 개시를 지연시켜, 먼저 자동 변속기(2)의 레인지를 전환하도록 해도 된다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태와 같이 레인지 전환 기구(13)에 의해 유압 제어 회로(20)의 메뉴얼 밸브(42)를 동작시키도록 한 구성에도 한정되지 않고, 메뉴얼 밸브(42)를 갖지 않는 유압 제어 회로에 있어서, 솔레노이드 밸브(전동의 시프트 액추에이터에 상당)의 동작에 의해 레인지를 전환하도록 구성한 자동 변속기에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태와 같이 스타터 모터(7) 및 시프트 액추에이터(16)의 양방에, 동일한 차량 탑재 배터리로부터 전력을 공급하는 구성에도 한정되지 않고, 각각의 배터리로부터 전력이 공급되는 구성의 차량에 있어서도, 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태 등은, 일례로서 전진 8속의 자동 변속기(2)를 탑재한 FR 차량에 대해 본 발명을 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 전진 5속이나 전진 6속 등의 자동 변속기를 탑재한 차량이나 FF(프론트 엔진·프론트 드라이브)형 차량이나 4륜 구동차에 적용하는 것도 가능하다. 또한, 변속기의 구성으로서는 CVT(Continuously Variable Transmission)여도 된다.
게다가 차량의 구동력원에 대해서도 상기 실시형태와 같은 가솔린 엔진에 한정되지 않고, 본 발명은, 디젤 엔진 등의 다른 엔진을 탑재한 차량에도 적용 가능하다. 또한, 구동력원으로서 엔진만을 탑재한 차량에도 한정되지 않고, 예를 들면 하이브리드 차량(구동력원으로서 엔진 및 전동 모터를 탑재한 차량)에도 본 발명을 적용할 수 있다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명은, 차량의 발진 응답성을 높이면서, 시프트 바이 와이어 방식의 자동 변속기의 레인지 전환 동작을 안정적으로 확보할 수 있고, 게다가 쇼크의 발생이나 드라이버빌리티의 저하도 억제할 수 있으므로, 특히 아이들 스톱하는 승용차에 적용하여 효과가 높다.
1 : 엔진
2 : 자동 변속기
6 : EG-ECU
7 : 스타터 모터
11 : 시프트 레버
13 : 레인지 전환 기구
14 : SBW-ECU
16 : 시프트 액추에이터
16c : 인코더(시프트 액추에이터의 동작 위치를 검출하는 센서)
103 : 레인지 위치 센서(레인지 전환 기구의 동작 위치를 검출하는 센서)

Claims (11)

  1. 전동의 시프트 액추에이터의 동작에 의해 자동 변속기의 레인지를 전환함과 함께, 스타터 모터의 동작에 의해 엔진을 시동시키는 차량의 제어 장치에 있어서,
    상기 시프트 액추에이터의 동작을 개시시키고 나서 소정 기간이 경과한 후에, 상기 스타터 모터의 동작을 개시시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 기간은, 적어도 상기 시프트 액추에이터의 동작 기간의 전반(前半)을 포함하는, 차량의 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 기간은, 상기 시프트 액추에이터에 의해 구동되는 자동 변속기의 레인지 전환 기구가 타성으로 동작을 완료하는 상태가 될 때까지의 기간인, 차량의 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 기간은, 상기 시프트 액추에이터에 의해 구동되는 자동 변속기의 레인지 전환 기구가 동작을 완료할 때까지의 기간인, 차량의 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시프트 액추에이터의 동작 위치를 검출하는 센서를 구비하고,
    상기 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 구성한, 차량의 제어 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시프트 액추에이터에 의해 구동되는 자동 변속기의 레인지 전환 기구의 동작 위치를 검출하는 센서를 구비하고,
    상기 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 구성한, 차량의 제어 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시프트 액추에이터가 자동 변속기의 유압 제어 회로의 메뉴얼 밸브의 밸브 위치를 변경하여, 자동 변속기의 레인지를 전환하는 것이고,
    상기 메뉴얼 밸브의 밸브 위치를 검출하는 센서를 구비하여, 이 센서로부터의 신호에 의거하여 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 구성한, 차량의 제어 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시프트 액추에이터에 동작을 개시시키기 위한 지령 신호를 출력하고 나서 미리 설정한 시간이 경과한 것에 의해, 상기 소정 기간의 경과를 판정하도록 구성한, 차량의 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 소정 기간의 경과를 판정하는 시간의 길이가, 상기 시프트 액추에이터의 동작에 의해 전환되는 자동 변속기의 레인지에 따라 다른, 차량의 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    차량의 탑승자에 의해, 자동 변속기의 레인지를 비주행 레인지로부터 주행 레인지로 전환하는 단일 조작이 행하여지는 것에 따라, 상기 시프트 액추에이터를 동작시켜 자동 변속기의 레인지를 전환함과 함께, 스타터 모터를 동작시켜 엔진을 시동시키도록 구성한, 차량의 제어 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 시프트 액추에이터와 스타터 모터에, 동일한 배터리로부터 전력이 공급되도록 구성한, 차량의 제어 장치.
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