KR20150140768A - 차량의 변속 제어 장치 - Google Patents

Abstract

적어도 구동 요구량을 포함하는 주행 상태를 나타내는 데이터에 기초하여 기어단이 설정되는 자동 변속기를 탑재하고, 주행 중에 상기 구동 요구량이 미리 정한 소정값 이하로 됨으로써, 상기 자동 변속기에서 소정의 기어단을 설정하기 위해 결합시키는 결합 기구를 개방하여 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 상태를 설정하는 차량의 변속 제어 장치이며, 상기 뉴트럴 상태에서 주행하고 있을 때 상기 구동 요구량이 상기 소정값을 초과함으로써 상기 뉴트럴 상태를 해소하여 그 구동 요구량에 기초한 목표 기어단을 설정할 때 상기 뉴트럴 상태에서의 상기 자동 변속기의 입력 회전수에 근접한 입력 회전수로 되는 가상 기어단을, 그 가상 기어단을 구하는 시점의 차속과 상기 자동 변속기에서 설정 가능한 기어단에서의 변속비에 기초하여 구하고, 상기 뉴트럴 상태를 해소할 때의 상기 주행 상태를 나타내는 데이터에 기초하여 설정되어야 할 현재 기어단과 그 가상 기어단 사이의 제1 변속 중에 상기 목표 기어단으로의 제2 변속의 제어를 개시하도록 구성되어 있다.

Description

차량의 변속 제어 장치{SHIFT CONTROL DEVICE FOR VEHICLE}

본 발명은, 차량의 기어단을 제어하는 장치에 관한 것으로, 특히 주행 중에 변속기가 어떠한 기어단도 설정하고 있지 않은 뉴트럴 상태로부터 소정의 기어단을 설정할 때의 제어를 행하는 장치에 관한 것이다.

차량에 탑재되어 있는 자동 변속기는, 차속이나 액셀러레이터 개방도 등에 의해 정해지는 주행 상태에 따라서 소정의 기어단으로 설정된다. 그 기어단은, 엔진 등의 구동력원을 가급적 에너지 효율이 양호한 상태로 운전할 수 있으며, 또한 액셀러레이터 개방도 등으로 표현되고 있는 구동 요구를 충족시키도록 설정된다. 따라서, 예를 들어 감속하기 위해 액셀러레이터 페달을 복귀시킨 경우에는, 차량이 갖고 있는 주행 관성력에 의해 엔진을 강제적으로 구동하고, 그 때 구동력원에 의해 발생하는 동력 손실을 제동력으로서 작용시켜서, 운전자가 의도하는 감속을 행할 수 있다. 그러나, 액셀러레이터 페달을 복귀시키는 조작은 반드시 감속을 의도하고 있다고는 할 수 없는 것이며, 감속을 의도하지 않거나, 혹은 차속을 유지하기 위해 액셀러레이터 페달을 복귀시키는 경우도 있으며, 이와 같은 경우, 동력원에 의해 발생하는 동력 손실은 연비의 악화 요인으로 된다.

이와 같은 연비의 악화 요인을 해소할 것을 목적으로 하여, 가속 조작 혹은 구동력 증대 조작이 행해지고 있지 않은 소위 타성 주행 시에, 변속기를 뉴트럴 상태로 하는 제어가 행해지도록 되어 있다. 그 뉴트럴 제어의 요지는, 엔진 등의 동력원과 구동륜 사이의 동력 전달을 차단하는 제어이며, 자동 변속기를 탑재한 차량에서는, 기어단을 설정하기 위한 클러치나 브레이크 등의 결합 기구를 개방 상태로 함으로써, 뉴트럴 상태를 설정하는 경우가 있다. 이 뉴트럴 상태를 설정해서 소위 타성 주행하고 있는 상태에서, 예를 들어 액셀러레이터 페달이 답입되면, 개방되어 있던 결합 기구를 결합시켜서 뉴트럴 상태로부터 복귀하고, 또한 액셀러레이터 개방도나 차속 등으로부터 정해지는 기어단을 설정하게 된다.

그 기어단은, 요구 구동력을 발생시키기 위한 것이기 때문에, 신속하게 그 변속을 달성하는 것이 바람직하다. 그와 같은 요구를 충족시키는 것을 목적으로 한 장치가 일본 특허공개 제2011-214673호 공보에 기재되어 있다. 그 장치에서는, 변속기를 뉴트럴 상태로 설정한 공주 상태로부터, 변속단을 형성한 소위 실(實) 주행 상태로 이행하는 경우에, 차속이나 구동 요구량 등에 기초하여 정해지는 최종 변속단에 대하여 고속측의 변속단(변속비가 작은 변속단)이 중간 목표 변속단으로서 결정된다. 그리고, 그 중간 목표 변속단을 일단 설정하고, 그 중간 목표 변속단이 달성된 후에, 최종 변속단으로의 변속이 실행된다.

이 일본 특허공개 제2011-214673호 공보에 기재되어 있는 변속 장치에 의하면, 뉴트럴 상태로부터 최종 목표 변속단으로의 변속에서는, 입력 회전수를 크게 증대시키는 것이기 때문에 그 변속 시간이 길어지는 데 비하여, 중간 목표 변속단은 변속비가 최종 목표 변속단보다 작으므로, 중간 목표 변속단으로 변속하는 경우의 입력 회전수의 변화량이 작아진다. 그로 인해, 상기와 같이 제어함으로써, 전체로서의 변속 시간이 짧아져서 가속 응답성이 향상되도록 되어 있다. 따라서, 일본 특허공개 제2011-214673호 공보에 기재되어 있는 장치에서는, 가속 요구가 발생해서 뉴트럴 상태로부터 소정의 변속단을 설정하는 상태로 복귀하는 경우, 우선은, 중간 목표 변속단을 설정하고, 그 중간 목표 변속단의 변속비에 따라서 구동력을 발생시키게 된다. 그리고, 그 중간 목표 변속단의 설정이 완료된 후에, 최종 목표 변속단으로의 변속 제어가 개시된다. 이와 같이 최종 목표 변속단으로의 변속은, 중간 목표 변속단의 설정이 완료되는 것을 기다려 개시되게 된다. 그 결과, 운전자의 구동 요구에 입각한 최종 목표 변속단이 설정될 때까지의 시간은, 뉴트럴 상태로부터 중간 목표 변속단이 설정될 때까지의 시간과, 그 중간 목표 변속단으로부터 최종 목표 변속단으로의 변속이 완료될 때까지의 시간을 가산한 시간으로 된다. 그로 인해, 액셀러레이터 페달을 답입하는 등의 가속 조작을 행한 후, 의도한 구동력을 발생하는 변속단이 설정될 때까지의 시간이 길어져서, 가속 응답성을 향상시키기 위해서는, 아직 개선의 여지가 있었다.

본 발명은 상기의 기술적 과제에 착안하여 이루어진 것으로서, 소위 뉴트럴 타행 상태로부터, 구동 요구에 따른 기어단을 설정한 주행 상태로 이행할 때의 변속 응답성을 향상시키는 것을 목적으로 하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 적어도 구동 요구량을 포함하는 주행 상태를 나타내는 데이터에 기초하여 기어단이 설정되는 자동 변속기를 탑재하고, 주행 중에 타성 주행을 허가하기 위한 미리 정한 소정의 조건이 성립됨으로써, 상기 자동 변속기에서 소정의 기어단을 설정하기 위해 결합시키는 결합 기구를 개방하여 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 상태를 설정하는 차량의 변속 제어 장치에 있어서, 상기 뉴트럴 상태에서 타성 주행하고 있을 때 상기 소정의 조건이 성립하지 않게 됨으로써 상기 뉴트럴 상태를 해소하여 상기 구동 요구량에 기초한 목표 기어단을 설정할 때, 상기 뉴트럴 상태에서의 상기 자동 변속기의 입력 회전수에 근접한 입력 회전수로 되는 가상 기어단을, 그 가상 기어단을 구하는 시점의 차속과 상기 자동 변속기에서 설정 가능한 기어단에서의 변속비에 기초하여 구하고, 상기 뉴트럴 상태를 해소할 때의 상기 주행 상태를 나타내는 데이터에 기초하여 설정될 현재 기어단과 그 가상 기어단 사이의 제1 변속 중에 상기 목표 기어단으로의 제2 변속의 제어를 개시하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서는, 상기 가상 기어단은, 상기 차속에 상당하는 상기 자동 변속기의 출력 회전수와 상기 변속비의 곱으로서 구해지는 회전수 중 상기 가상 기어단을 구하는 시점의 뉴트럴 상태에서의 상기 자동 변속기의 입력 회전수에 근접하고 또한 그 입력 회전수보다 작은 회전수로 되는 변속비의 기어단으로 할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 가상 기어단이, 상기 현재 기어단에 일치하는 기어단 혹은 상기 현재 기어단보다 고속측의 기어단인 경우에, 상기 가상 기어단과는 상이한 다른 기어단을 변속 전 기어단으로 하여 상기 제1 변속을 행하도록 구성되어 있어도 된다.

또한, 그 변속 전 기어단은, 상기 가상 기어단보다 1단 저속측의 기어단으로 할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 상기의 가상 기어단을 설정함으로써, N 타행으로부터의 복귀의 제어를 변속 제어로서 실행하는 것이 가능해지고, 또한 그 변속 제어와, 목표 기어단으로의 변속 제어를 동시에 진행시키는 다중 변속을 행하는 것이 가능해진다. 그리고, 뉴트럴 상태에서의 타성 주행으로부터의 복귀 시에 다중 변속을 행함으로써, 목표 기어단으로의 변속을 조기에 개시할 수 있고, 그에 수반하여 목표 기어단을 조기에 달성하여 변속 응답성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기의 가상 기어단이 자동 변속기의 입력 회전수에 기초하여 구해지고, 또한 현재 기어단이 출력 회전수와 변속비에 기초하여 구해지기 때문에, 가상 기어단과 현재 기어단이 일치하는 경우가 있다. 그러나, 본 발명에서는, 그와 같은 경우에, 제1 변속에 있어서의 변속 전 기어단을 가상 기어단으로 하지 않고, 가상 기어단보다 1단 저속측의 기어단의 다른 기어단을 변속 전 기어단으로서 채용한다. 그 결과, 뉴트럴 상태에서의 타성 주행으로부터의 복귀의 제어를 변속 제어로서 실행하는 것이 가능해진다.

도 1은, 본 발명에 따른 변속 제어 장치에서 실행되는 제어의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는, 가상 기어단을 구하는 방법을 설명하기 위한 선도이다.
도 3은, 본 발명에 의한 제어에 있어서의 제1 변속에서의 변속 전 기어단을 정하기 위한 제어예를 설명하는 흐름도이다.
도 4는, 본 발명에 있어서의 다중 변속으로서의 업 시프트 중 업 시프트의 예를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 5는, 본 발명에 있어서의 다중 변속으로서의 업 시프트 중 다운 시프트의 예를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 6은, 본 발명에 있어서의 다중 변속으로서의 다운 시프트 중 업 시프트의 예를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 7은, 본 발명에 있어서의 다중 변속으로서의 다운 시프트 중 다운 시프트의 예를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 8은, 본 발명의 효과를 설명하기 위한 타임차트이며, (a)는 본 발명에 의한 제어를 행한 경우의 타임차트, (b)는 종래의 제어를 행한 경우의 타임차트이다.
도 9는, 본 발명에서 대상으로 할 수 있는 자동 변속기의 기어 트레인을 나타내는 구조선도이다.
도 10은, 그 각 기어단을 설정하기 위한 각 결합 기구의 결합·개방 상태를 정리해서 나타내는 도표이다.

본 발명은, 소정의 차속 이상의 차속으로 주행하고 있을 때, 소정의 조건이 성립함으로써 뉴트럴 상태에서 타성 주행하도록 제어되는 차량에 탑재되어 있는 자동 변속기를 대상으로 하는 변속 제어 장치이다. 그 자동 변속기는, 클러치나 브레이크 등의 결합 기구를 복수 갖고 있으며, 그들 결합 기구를 적절하게 결합 및 개방시킴으로써, 복수의 기어단이 설정되는 유단식의 자동 변속기이다. 따라서, 소정의 기어단을 설정하기 위해 결합하고 있는 결합 기구 중 어느 1개 혹은 2개를 개방함으로써 뉴트럴 상태가 설정된다.

자동 변속기를 뉴트럴 상태로 설정한 타성 주행(이하, 'N 타행'이라 기재함)은, 구동력 및 엔진 브레이크력이 모두 요구되고 있지 않은 상태이다. 따라서, 이 N 타행을 실행하는 상기의 소정의 조건(실행 조건)은, 예를 들어 차속이 미리 정한 차속 이상일 것, 액셀러레이터 페달이 복귀되어 있어 액셀러레이터 개방도가 「0」에 근접한 소정값 이하일 것, 브레이크 페달이 답입되고 있지 않을 것, 액셀러레이터 개방도의 감소 속도나 액셀러레이터 페달의 답력의 감소율이 소정값보다 클 것, 전방 차량과의 차간거리가 미리 정한 소정의 거리 이상일 것, 조타 각도가 설계상 정한 소정 각도 이하일 것 등이다. 또한, 모터를 구동력원으로서 병용하고 있는 하이브리드차에 있어서는, 축전 장치의 충전 용량(SOC)이 소정량 이상이며 충전의 필요가 없을 것 등이, 상기의 조건에 더해지는 경우가 있다.

본 발명에서 대상으로 할 수 있는 자동 변속기의 일례를 도 9에 구조선도로 나타내고 있다. 여기서 들고 있는 예는, 전진 6단 및 후진 1단의 기어단을 설정할 수 있는 변속기이다. 로크업 클러치를 구비한 토크 컨버터(1)에 이어, 2조의 유성 기어 기구를 주체로 하여 구성된 기어 트레인이 배치되어 있다. 그 토크 컨버터(1)는 종래 알려져 있는 것과 마찬가지의 구성이며, 펌프 임펠러(2)가 도시하지 않은 엔진에 연결되어 있으며, 또한 터빈 러너(3)가 입력축(4)에 연결되어 있다.

기어 트레인을 구성하고 있는 2조의 유성 기어 기구는, 싱글 피니언형 유성 기어 기구(5)와, 라비뇨형 유성 기어 기구(6)이다. 싱글 피니언형 유성 기어 기구(5)는, 선 기어(5S)와, 그 선 기어(5S)에 대하여 동심원상에 배치된 링 기어(5R)와, 이들 선 기어(5S)와 링 기어(5R)에 맞물려 있는 피니언 기어(5P)를 자전 가능 및 공전 가능하게 보유 지지하고 있는 캐리어(5C)를 구비하고 있다. 그 선 기어(5S)는 입력축(4)에 연결되어 있다. 또한, 캐리어(5C)의 회전을 멈추기 위한 제1 브레이크 B1과, 링 기어(5R)의 회전을 멈추기 위한 제3 브레이크 B3이 설치되어 있다. 이 브레이크 B1, B3은, 본 발명에 있어서의 결합 기구에 상당하며, 예를 들어 습식의 다판 브레이크에 의해 구성되어 있다.

라비뇨형 유성 기어 기구(6)는, 상기의 싱글 피니언형 유성 기어 기구(5)와 동일의 축선상에 배치되어 있으며, 제1 선 기어(6S1)와, 제2 선 기어(6S2)를 구비하고 있다. 이들 선 기어(6S1, 6S2)에 대하여 동심원상에 링 기어(6R)가 배치되어 있으며, 제1 선 기어(6S1)와 링 기어(6R)의 사이에는, 서로 맞물려 있는 제1 피니언 기어(6P1)와 제2 피니언 기어(6P2)가 배치되어 있다. 그 제1 피니언 기어(6P1)는 제1 선 기어(6S1)에도 맞물려 있으며, 또한 제2 피니언 기어(6P2)는 링 기어(6P)에도 맞물려 있다. 또한, 제2 선 기어(6S2)가 제2 피니언 기어(6P2)에 맞물려 있다. 그리고, 이들 제1 및 제2 피니언 기어(6P1, 6P2)가, 캐리어(6C)에 의해 자전 및 공전할 수 있도록 보유 지지되어 있다. 따라서, 제1 선 기어(6S1)와 링 기어(6R)와 캐리어(6C)에 의해 더블 피니언형 유성 기어 기구가 구성되고, 또한 제2 선 기어(6S2)와 링 기어(6R)와 캐리어(6C)에 의해 싱글 피니언형 유성 기어 기구가 구성되어 있다.

그리고, 제1 선 기어(6S1)가 싱글 피니언형 유성 기어 기구(5)에 있어서의 캐리어(5C)에 연결되고, 전술한 제1 브레이크 B1에 의해 이 제1 선 기어(6S1)의 회전을 멈추도록 되어 있다. 또한, 캐리어(6C)가 출력 요소이며 이 캐리어(6C)에 출력 기어(7)가 일체화되어 설치되어 있다.

기어단을 설정하기 위한 결합 기구로서, 제2 선 기어(6S2)와 상기 입력축(4)의 사이에 이들을 연결하기 위한 제1 클러치 C1이 배치되어 있다. 또한, 링 기어(6R)와 입력축(4)의 사이에 이들을 연결하기 위한 제2 클러치 C2가 설치되어 있다. 또한, 링 기어(6R)를 고정하기 위한 제2 브레이크 B2가 설치되어 있다. 이 제2 브레이크 B2와 병렬로 일방향 클러치 F1이 설치되어 있으며, 입력축(4)과는 반대 방향으로 회전시키는 토크가 링 기어(6R)에 작용한 경우에 이 일방향 클러치 F1이 결합하여 링 기어(6R)의 회전을 멈추도록 구성되어 있다. 이들 제1 클러치 C1 및 제2 클러치 C2와 제2 브레이크 B2는, 전술한 제1 브레이크 B1이나 제3 브레이크 B3과 마찬가지로, 습식의 다판 클러치 혹은 다판 브레이크에 의해 구성할 수 있다.

도 10에는, 파킹(P) 레인지 및 리버스(R) 레인지, 뉴트럴(N) 레인지의 각 포지션과, 제1속 내지 제6속에서 결합시키고, 또한 개방시키는 결합 기구를 통합하여 나타내고 있다. 또한, 도 10에서 「○」 표시는 결합하는 것을 나타내고, 「×」표시는 개방하는 것을 나타내고 있다. 또한, 굵은 테두리는, N 타행 시에 개방시키는 클러치임을 나타내고 있다. 도 9에 도시한 자동 변속기에서 각 포지션 및 기어단을 설정하는 제어는, 종래 알려져 있는 자동 변속기에 있어서의 제어와 마찬가지이며, 도시하지 않은 시프트 장치를 운전자가 조작함으로써 파킹(P) 레인지 및 리버스(R) 레인지, 뉴트럴(N) 레인지의 각 포지션이 선택되고, 또한 드라이브(D) 레인지를 선택함으로써 전진 주행을 위한 각 기어단이 선택된다. 도 10에 도시한 제1속 내지 제6속의 기어단은, 차량의 주행 상태에 기초하여 설정된다. 즉, 상기의 자동 변속기를 제어하는 변속 제어 장치 ECU는, 마이크로컴퓨터를 주체로 하여 구성되고, 차속이나 액셀러레이터 개방도 등의 차량의 주행 상태를 나타내는 데이터와 설정할 기어단과의 관계를 미리 정한 변속 선도(변속 맵)를 구비하고 있으며, 입력된 주행 상태를 나타내는 데이터와의 그 변속 맵에 기초하여 기어단을 결정하도록 구성되어 있다. 여기서, 입력되는 데이터 중, 차속은 자동 변속기의 출력 회전수 No가 채용되고, 보다 구체적으로는 전술한 출력 기어(7)의 회전수를 센서(도시하지 않음)에 의해 검출하고, 그 검출 신호가 변속 제어 장치 ECU에 입력된다. 또한, 변속비는 자동 변속기의 입력 회전수와 출력 회전수 No의 비이며, 그 입력 회전수는 예를 들어 전술한 터빈 러너(2) 혹은 입력축(4)의 회전수 Nt이다.

상기의 자동 변속기를 탑재한 차량에서는, 주행 중의 액셀러레이터 개방도 등의 구동 요구량이나 차속 등의 주행 상태를 나타내는 데이터에 기초하여 소정의 기어단으로 설정하는 변속 제어가 변속 제어 장치 ECU에 의해 실행된다. 이것에 추가하여, 소정의 조건이 성립됨으로써, 뉴트럴 상태가 설정된다. 그 제어는 N 타행 제어라 칭해지는 제어이며, 엔진 등의 구동력원과 구동륜 사이의 토크 전달을 차단해서 차량을 타성 주행시키는 제어이다. 이 제어의 실행 조건은, 예를 들어 차속이 미리 정한 차속 이상일 것, 및 액셀러레이터 개방도 등의 구동 요구량이 「0」 혹은 소정값 이하일 것, 브레이크 조작되고 있지 않을 것, 하이브리드차에서는 축전 용량(SOC: State of charge)이 소정량 이상일 것 등이다. 요는, 엔진이 동력을 출력할 필요가 없으며, 또한 그 펌핑 로스 등에 의한 동력 손실을 제동력으로서 작용시킬 필요가 없을 것이, N 타행 제어의 실행 조건이다.

또한, 뉴트럴 상태의 요지는, 엔진과 구동륜 사이의 토크 전달을 차단하는 상태이며, 본 발명에서 대상으로 하는 상기의 자동 변속기에서는, 소정의 기어단에서 토크의 전달을 행하고 있는 클러치를 개방함으로써 설정된다. 또한, 그 경우, 엔진은 아이들링 상태로 제어되거나, 혹은 정지 상태로 제어된다. 이하의 설명에서는, 그 개방되는 클러치를 N 타행용 클러치라 칭하고, 도 10에는 굵은 테두리로 표시하여 나타내고 있다. 따라서, 그 N 타행용 클러치는, N 타행 제어에 대한 전술한 실행 조건이 성립됨으로써 개방되고, 또한 그 실행 조건이 성립하지 않게 됨으로써 결합된다. N 타행 중에 액셀러레이터 페달이 답입되는 등에 의해 상기의 실행 조건이 성립하지 않게 되고, 그에 수반하여 N 타행용 클러치를 결합시키는 것을, N 타행으로부터의 복귀라 칭하고, 또한 그 제어를 복귀 제어라 칭하는 경우가 있다.

N 타행을 행하면, 풍압 저항이나 로드 혹은 차량 자체의 마찰 손실 등에 의해 차속이 변화된다. 예를 들어 평탄로나 오르막길에서는 차속이 점차 저하되고, 또한 작은 내리막 경사의 내리막길에서는, 중력에 의한 가속력과 저항력이 밸런스되어 차속이 유지되고, 또한 큰 내리막 경사의 내리막길에서는 차속이 점차 증대된다. 이와 같이 하여 차속이 변화되면, 그에 수반하여 자동 변속기의 출력 회전수 No가 변화되므로, 액셀러레이터 개방도 등의 구동 요구량이 변화되지 않는다고 해도, 그 출력 회전수 No에 따라서 기어단(이하, '현재 기어단'이라 기재하는 경우가 있음)이 결정되고, 그 기어단을 달성하도록 브레이크 등의 결합 기구가 결합되거나, 혹은 개방된다. 그 경우, N 타행용 클러치는 개방 상태로 유지된다. 한편, N 타행 중에 엔진을 아이들링 회전수로 유지하는 제어가 실행되어 있는 경우, 액셀러레이터 개방도가 소정값 이하로 되어 있기 때문에, 액셀러레이터 개방도를 요인으로 하여 엔진 회전수가 변화되는 일은 없지만, 공조를 위해 공기 압축기(도시하지 않음)를 구동하는 등, 보조 기계류를 구동하는 데 수반하여 엔진 회전수가 변화되는 경우가 있다.

N 타행으로부터 복귀하는 경우, 상기와 같이 N 타행 중에 변화된 주행 상태에 대응하는 결합 기구를 결합시키게 된다. 그 N 타행으로부터의 복귀가, 예를 들어 액셀러레이터 페달이 조작된 것을 요인으로 하는 복귀이면, N 타행으로부터의 복귀 제어와 액셀러레이터 조작에 기인하는 변속 제어를 실행하게 된다. 본 발명에 따른 변속 제어 장치 ECU는, 이와 같은 중첩 혹은 연속하는 2개의 제어를 이하에 설명하도록 실행하는 구성을 구비하고 있다.

도 1은 그 제어의 일례를 설명하기 위한 흐름도이며, 여기에 나타내는 루틴은, 차량이 주행하고 있을 때 소정의 단시간마다 반복 실행된다. 도 1에 도시한 제어예에서는, 우선, N 타행용 클러치가 결합 중인지 여부가 판단된다(스텝 S1). 여기서 「결합 중」이라 함은, N 타행을 실행하기 위해 개방되어 있던 클러치를 결합시킨다는 판단이 성립한 것, 및 그 결합 제어가 개시되어 있음을 포함한다. 따라서, 이 판단은, N 타행으로부터의 복귀의 판단이 성립되었는지 여부의 판단으로 치환하여도 된다.

이 스텝 S1에서 긍정적으로 판단된 경우, 즉 개방되어 있던 N 타행용 클러치를 결합시키는 판단이 성립되거나, 혹은 그 결합 제어가 실행되어 있는 경우, 가상 기어단이 구해진다(스텝 S2). 이 가상 기어단은, N 타행으로부터 복귀하는 시점에 있어서의 자동 변속기의 입력 회전수(보다 구체적으로는 터빈 회전수 Nt)에 기초하여 구해지는 기어단이다. N 타행 중은, 차량이 주행하고 있어 출력 회전수 No가 소정의 회전수로 되어 있지만, 어느 쪽이든 클러치 C1, C2가 개방되어 있으므로, 통상 제어의 경우와 같이 주행 상태에 따른 기어단이 정해지지 않는다. 이에 반하여, 각 기어단에서의 변속비는 기어 트레인의 구성에 의해 정해져 있으며, 또한 출력 회전수 No는 차속 센서나 회전수 센서(각각 도시하지 않음)에 의해 검출되어 있다. 따라서, N 타행으로부터의 복귀 시에 있어서의 차속에 따른 각 기어단마다의 입력 회전수는, 출력 회전수 No와 각 기어단의 변속비와의 곱으로서 구할 수 있다.

따라서, 실측된 터빈 회전수 Nt와, 차속 및 변속비의 곱인 입력 회전수 연산값을 비교함으로써, 실측된 터빈 회전수 Nt가 어느 기어단의 입력 회전수에 상당하는지를 알 수 있다. 즉, N 타행으로부터의 복귀 시의 기어단이 구해진다. 또한, 변속비는 소정의 간격 혹은 비율로 설정된 값이기 때문에, 입력 회전수 연산값도 소정의 간격 혹은 비율로 서로 다른 값으로 된다. 이에 반하여 터빈 회전수 Nt는 엔진의 난기 상태나, 공조용 컴프레서 등의 보조 기계류(도시하지 않음)의 동작의 상태에 따라서 연속적으로 변화하는 값으로 된다. 따라서, 터빈 회전수 Nt가 어느 하나의 기어단에서의 입력 회전수 연산값에 일치하지 않는 경우가 많다. 따라서, 입력 회전수 연산값이 터빈 회전수 Nt에 가깝고 또한 터빈 회전수 Nt보다 작은 값으로 되는 기어단을 가상 기어단으로서 채용한다. 즉, 상기 자동 변속기에서 설정 가능한 기어단 중, 변속비와 차속(혹은 자동 변속기의 출력 회전수)과의 곱이, 입력 회전수에 근접한 기어단이 가상 기어단으로 된다.

이 관계를 도 2에 모식적으로 나타내고 있다. 도 2에 있어서, 기울어진 직선이 터빈 회전수 Nt를 나타내고, 터빈 회전수 Nt는 엔진의 운전 상태에 따라서 이 직선상의 어느 하나의 값으로 된다. 또한, 터빈 회전수 Nt를 나타내는 직선이 기울어져 있는 것에 특별히 의미는 없다. 또한, 도 2에 있어서의 복수의 횡선은, 각 기어단마다의 입력 회전수 연산값을 나타내고 있다. 도 2에는 제3속 내지 제5속에 대한 입력 회전수 연산값을 나타내고 있지만, 다른 변속단에 대한 입력 회전수 연산값도 마찬가지로 횡선으로 나타낼 수 있다. 그리고, 실측된 터빈 회전수 Nt가 어느 하나의 횡선 사이의 값으로 되어 있는 경우에는, 그 터빈 회전수 Nt에 대하여 도 2에서의 하측의 횡선으로 나타내고 있는 입력 회전수 연산값을 부여하는 기어단이 가상 기어단으로 된다. 예를 들어 제3속과 제4속의 사이에 터빈 회전수 Nt가 있는 경우에는, 제3속이 가상 기어단으로 된다. 즉, 전술한 전진 6단의 자동 변속기를 예로 들면,

(ⅰ) Nt>(No×제1속 변속비)의 경우, 가상 기어단=제1속

(ii) Nt>(No×제2속 변속비)의 경우, 가상 기어단=제2속

(ⅲ) Nt>(No×제3속 변속비)의 경우, 가상 기어단=제3속

(ⅳ) Nt>(No×제4속 변속비)의 경우, 가상 기어단=제4속

(ⅴ) Nt>(No×제5속 변속비)의 경우, 가상 기어단=제5속

(ⅵ) Nt>(No×제6속 변속비)의 경우, 가상 기어단=제6속

(ⅶ) Nt≤(No×제6속 변속비)의 경우, 가상 기어단=제7속

으로 된다. 또한, 여기에 예로 들고 있는 기어단은 제어 시에 설정하는 「가상 기어단」이기 때문에, 실제의 자동 변속기에서는 「제6단」까지밖에 설정할 수 없다고 해도, 제어상으로는 「제7단」을 상정하여 연산을 행할 수 있다. 마찬가지로, 제어상으로는, 「제1단」보다 저속측인 「제0단」을 상정하는 것도 가능하다.

본 발명에 따른 변속 제어 장치는, N 타행으로부터 복귀하는 제어를 자동 변속기에서의 변속 제어로서 실행하도록 구성되어 있으며, 그 때문에 N 타행 중의 기어단을 우선 가상 기어단으로서 설정하고 있다. 그리고, 그 가상 기어단으로부터 현재 기어단으로의 변속 제어를 행한다. 따라서, 가상 기어단을 구함으로써, 변속 전의 기어단이 정해지기 때문에, 스텝 S3에서는 그 변속 전의 기어단과 전술한 현재 기어단에 기초하여 변속 패턴이 구해진다. 이 변속 패턴이란, 변속의 전후에서의 기어단에 기초하여 설정되어 있는 변속 제어의 형태이며, 결합 혹은 개방시키는 결합 기구나 그 결합 제어 혹은 개방 제어의 내용 등을 미리 정하고 있다.

또한, 소위 제1 변속의 변속 패턴인 스텝 S3에서의 변속 패턴을 구하는 경우, 변속 후의 기어단을 전술한 현재 기어단으로 하고 있다. 그 현재 기어단은 N 타행 중의 차속이나 액셀러레이터 개방도 등의 주행 상태와 변속 맵(변속 선도)에 기초하여 구해지는 기어단이기 때문에, 차속에 따라서 다양한 기어단으로 된다. 그로 인해, 전술한 바와 같이 하여 구해진 가상 기어단과, 현재 기어단이 일치해버리는 경우가 있다. 이와 같은 경우, 변속의 전후에서의 기어단이 동일해지기 때문에, 소위 제1 변속에서의 변속 패턴을 구할 수 없게 된다. 따라서 본 발명의 변속 제어 장치에서는, 소위 제1 변속을 성립시키기 위한 제어를 실행하도록 구성되어 있다. 그 예를 도 3에 도시한 바와 같이, 여기에 나타내는 예는, 상기의 소위 제1 변속에 있어서의 변속 전의 기어단을, 1단만 저속측의 기어단으로 설정하도록 구성한 예이다.

구체적으로 설명하면, 우선, 가상 기어단이 현재 기어단보다 큰지 여부, 즉 가상 기어단이 현재 기어단보다 고속측의 기어단인지 여부가 판단된다(스텝 S31). 이 스텝 S31에서 긍정적으로 판단된 경우에는, 변속 전의 기어단으로서 상기의 가상 기어단이 채용되고, 또한 변속 후의 기어단으로서 현재 기어단이 채용되며(스텝 S32), 이들 변속 전후에서의 기어단의 사이에 변속을 실행하는 변속 패턴이 채용된다. 이에 반하여 스텝 S31에서 부정적으로 판단된 경우, 즉 가상 기어단이 현재 기어단과 동일하거나, 저속측의 기어단인 경우에는, 변속 전의 기어단으로서 상기의 가상 기어단보다 1단, 저속측의 기어단이 채용되고, 또한 변속 후의 기어단으로서 현재 기어단이 채용되고(스텝 S33), 이들 변속 전후에서의 기어단의 사이에서 변속을 실행하는 변속 패턴이 채용된다.

도 1에 도시한 제어예에서는, 이어서 변속 지시가 있는지 여부가 판단된다 (스텝 S4). 전술한 바와 같이 N 타행으로부터의 복귀의 판단은, 차속이 소정값 이상인 것이나, 액셀러레이터 오프인 것 등의 실행 조건이 성립되지 않게 됨으로써 성립한다. 따라서, N 타행으로부터 복귀하는 경우의 조건에 따라서는 변속을 동시에 실행하게 된다. 예를 들어, N 타행 중에 액셀러레이터 페달이 답입되면, N 타행의 실행 조건이 성립되지 않게 되므로, N 타행으로부터 복귀하게 되고, 또한 액셀러레이터 페달이 답입되고 증대되어 액셀러레이터 개방도와 차속에 기초하여 구해지는 기어단이 현재 기어단보다 저속측의 기어단이면, 변속 판단이 성립되고, 변속 지시가 출력된다. 이에 반하여, 액셀러레이터 개방도의 증대량이 작은 경우나 브레이크 조작되어 N 타행으로부터 복귀하는 등의 경우에는, 차속 등의 주행 상태에 기초하여 구해지는 기어단이 현재 기어단으로 되기 때문에, 변속 판단은 성립되는 일이 없어, 변속 지시는 출력되지 않는다.

변속 지시가 출력됨으로써 스텝 S4에서 긍정적으로 판단되면, 즉 소위 제2 변속을 실행한다는 판단이 성립되면, 전술한 스텝 S3에서 구해진 변속 패턴에 의한 제1 변속과, 스텝 S4에서 판단된 소위 제2 변속의 변속 중 변속(혹은 다중 변속)이 실행된다(스텝 S5). 이 다중 변속은, 복수의 변속 제어를 중첩시켜 진행시키는 제어이며, 예를 들어 한쪽의 변속 제어가 완료되기 전에(즉 제1 변속 중에) 다른 쪽의 변속(제2 변속)을 개시하고, 양쪽의 변속 제어 실행 기간의 적어도 일부가 오버랩하도록 복수의 변속 제어를 진행시키는 제어이다.

이 다중 변속의 예를 설명하자면, 도 4는, 가상 기어단과 현재 기어단이 제3속이며, 또한 제4속으로의 변속 지시가 있던 경우의 예, 즉 업 시프트 중 업 시프트의 예를 나타내고 있다. N 타행의 실행 조건이 성립되지 않게 됨으로써, 바꿔 말하자면 복귀 조건이 성립됨으로써, 복귀 지시가 출력되고(t1 시점), 그 시점에서는, 제3속이 현재 기어단이기 때문에 전술한 제3 브레이크 B3이 결합하고, N 타행용 클러치인 제1 클러치 C1이 개방되어 있다. 또한, 제2 클러치 C2는 제3속에서는 개방하고 있다. 또한, 예를 들어 보조 기계류의 부하가 발생하고 있음으로써 엔진의 아이들링 회전수가 높거나, 혹은 액셀러레이터 페달을 크게 답입하는 킥 다운 조작을 행한 직후에 액셀러레이터 페달을 복귀시킴으로써 엔진의 개방도 링 회전수가 높고, 그에 수반하여 터빈 회전수 Nt는 현재 기어단인 제3속에서의 입력 회전수 연산값보다 고속 회전수로 되어 있다. 이 상태에서 복귀 지시가 행해진다. 그 경우, 전술한 바와 같이 가상 기어단과 현재 기어단이 동일하면, N 타행으로부터의 복귀를 위한 제1 변속에 있어서의 변속 전 기어단은, 가상 기어단보다 1단 저속측의 기어단(가상 기어단-1)으로 되고, 제2속이 변속 전 기어단으로 된다. 따라서, 복귀 지시에 기초하여 실행되는 변속 패턴은, 제2속으로부터 제3속으로의 업 시프트이다. 즉, 제3 브레이크 B3은 이미 결합되어 있기 때문에, 제1 클러치 C1을 결합시키는 제어가, 우선 개시된다. 그 결합 제어는, 제1 클러치 C1이 유압식의 다판 클러치에 의해 구성되어 있으므로, 퍼스트 필에 계속해서 소정의 경사로 유압을 증대시키는 제어가 실행된다. 또한, 퍼스트 필은, 유압의 상승에 따라서 토크 용량이 상승하도록, 제1 클러치 C1에 발생하고 있는 간극(팩)을 채우기 위해 유압을 일시적으로 증대시키는 제어이다. 또한, 그 퍼스트 필 후의 유압의 증대 경사는, 변속 쇼크 혹은 결합 쇼크가 발생하지 않고, 또한 과잉의 미끄럼이 발생하지 않도록, 설계상 미리 정해져 있다.

제1 클러치 C1의 유압(C1 압)을 증대시키고 있는 과정에서, 자동 변속기의 입력 회전수인 터빈 회전수 Nt가 전술한 제1 변속에 있어서의 변속 후의 기어단 (제2 변속에 있어서의 변속 전의 기어단)에서의 회전수에 근접해지면(t2 시점), 제1 클러치 C1의 유압 제어 중(즉 변속 중)이더라도, 제2 변속 제어가 개시된다. 여기서 설명하고 있는 예에 있어서의 제2 변속은, 제3속으로부터 제4속으로의 업 시프트이며, 그 제4속은 제1 클러치 C1과 제2 클러치 C2를 결합시키고, 또한 각 브레이크를 개방하여 설정된다. 따라서 t2 시점에 제3 브레이크 B3의 유압(B3압)을 저하시키는 제어가 개시되고, 또한 제2 클러치 C2를 결합시키는 제어가 개시된다. 그 제3 브레이크 B3의 개방 제어는, 유압 명령값을 일시적으로 제로까지 저하시키고, 그 직후에 저압으로 유지하고, 최종적으로는 제로로 저하시키는 제어이다. 또한, 제2 클러치 C2의 결합 제어는, 전술한 퍼스트 필과 마찬가지로 명령값을 일시적으로 증대시킨 후, 저압으로 유지하고, 그러한 후, 소정의 경사로 증대시켜서, 최종적으로는 라인 압 등의 최대 압으로 증대시키는 제어이다.

이와 같이 제4속으로의 업 시프트를 위한 제어를 행하고 있는 과정에서, 터빈 회전수 Nt가 제3속에서의 회전수를 초과해서 제4속에서의 회전수를 향해 저하된다. 또한, 제1 클러치 C1의 유압은, 그 결합 제어가 완료되지 않았으므로, 소정의 압력으로 유지되고, 그리고 그 유압의 유지 기간이 경과됨으로써 라인 압 등의 최대 압으로 증대된다. 즉, 제4속으로의 제2 변속이 실행되고 있는 도중의 시점에서 제3속으로의 변속을 위한 제어가 종료한다. 바꿔 말하자면, 제4속으로의 제2 변속의 제어는, 가상 기어단으로부터 현재 기어단으로의 변속 제어가 종료되기 전에 개시되고, 이들 제1 변속과 제2 변속이 동시에 진행된다. 그리고, 제2 클러치 C2의 토크 용량이 어느 정도 증대되고, 또한 제3 브레이크 B3이 충분히 개방된 t3 시점에 터빈 회전수 Nt가 제4속에서의 회전수(출력 회전수 No와 제4속의 변속비와의 곱으로 표현되는 회전수)에 달하여, 실질적인 변속이 종료된다. 또한, 제3 브레이크 B3의 유압은, 완전히 개방되도록, 그 후에, 제로로까지 저하시킬 수 있다. 또한, 제2 클러치 C2의 유압(C2압)은 완전하게 결합하는 것을 기다려 라인 압 등의 최대 압으로 증대된다. 이와 같이 하여 제2 변속이 종료된다.

도 5는, 가상 기어단이 제3속이며, 현재 기어단이 제4속이며, 또한 제3속으로의 변속 지시가 있는 경우의 예, 즉 제1 변속인 업 시프트 중에, 제2 변속인 다운 시프트를 개시하는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 가상 기어단이 현재 기어단보다 고속측의 기어단으로 되어 있으므로, 상기의 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 변속에 대한 변속 전 기어단은, 가상 기어단보다 1단, 저속측의 기어단 즉 제2속으로 된다. 도 5에 도시한 예에 있어서도, N 타행의 실행 조건이 성립되지 않게 됨으로써, 바꿔 말하자면 복귀 조건이 성립됨으로써, 복귀 지시가 출력된다 (t11 시점). 그 시점에서는, 제4속이 현재 기어단이기 때문에 전술한 제2 클러치 C2가 결합하고 있지만, N 타행용 클러치인 제1 클러치 C1은 개방된다. 또한, 각 브레이크는 개방되어 있다. 이 상태에서 복귀 지시가 출력되면, 우선, 제1 변속의 제어가 개시된다. 이 경우의 제1 변속은, 가상 기어단보다 1단 저속측의 제2속을 변속 전 기어단으로 하고, 현재 기어단인 제4속을 변속 후 기어단으로 하는 변속 제어이다. 제4속은 전술한 바와 같이 제1 및 제2 클러치 C1, C2를 결합시켜서 설정되고, 또한 t11 시점에서는 각 브레이크가 개방되어 있기 때문에, N 타행 제어에 의해 개방되어 있는 제1 클러치 C1의 결합 제어가 개시된다. 그 제어는, 도 4에 도시한 예에 있어서의 제어와 마찬가지이다.

제1 클러치 C1의 토크 용량이 점차 증대되는 데 수반하여 터빈 회전수 Nt가 가상 기어단에서의 회전수를 초과하여 제4속에서의 회전수를 향해 저하된다. 터빈 회전수 Nt가 가상 기어단인 제3속에서의 회전수로까지 저하되면, 변속 전 기어단은 가상 기어단으로 전환된다. 그 후, 제1 클러치 C1의 유압이 제1 클러치 C1을 거의 완전하게 결합시키는데에 충분한 유압에 달하면, 현재 기어단으로서 구해지고 있는 제4속으로부터, 차속이나 액셀러레이터 개방도 등의 주행 상태에 기초하여 구해지고 있는 목표 기어단인 제3속으로의 변속, 즉 제2 변속이 개시된다(t12 시점). 이 제2 변속은, 제2 클러치 C2를 개방시키고, 또한 제3 브레이크 B3을 결합시키는 소위 클러치 투 클러치 변속이다. 이 시점에서는, 제1 클러치 C1의 유압이 높아지고 있지만 그 제어가 종료되지 않고, 따라서 터빈 회전수 Nt는 제1 변속에 있어서의 변속 후 기어단인 제4속에서의 회전수에는 달하지 않는다. 즉, 이 도 5에 도시한 예에 있어서도, N 타행으로부터 복귀하는 제1 변속의 제어 도중에, 목표로 하는 기어단을 설정하기 위한 제2 변속의 제어가 개시된다. 또한, 제2 클러치 C2를 개방시키기 위한 유압 제어는, 전술한 도 4에 도시한 제어예에 있어서의 제3 브레이크 B3을 개방시킬 때의 제어와 마찬가지로 행하면 된다. 또한 제3 브레이크 B3을 결합시키기 위한 유압 제어는, 전술한 도 4에 도시한 제어예에 있어서의 제2 클러치 C2를 결합시킬 때의 제어와 마찬가지로 행하면 된다. 그리고, 제3 브레이크 B3의 토크 용량이 어느 정도 증대되고, 또한 제2 클러치 C2가 충분히 개방된 t13 시점에 터빈 회전수 Nt가 제3속에서의 회전수(출력 회전수 No와 제3속의 변속비와의 곱으로 표현되는 회전수)에 달하여, 실질적인 변속이 종료된다. 또한, 제2 클러치 C2의 유압은, 완전히 개방되도록, 그 후에, 제로로까지 저하된다. 또한, 제3 브레이크 B3의 유압은, 완전하게 결합하는 것을 기다려 라인 압 등의 최대 압으로 증대된다. 이와 같이 하여 제2 변속이 종료된다.

도 6에 도시한 예는, 제1 변속인 다운 시프트 중에 제2 변속인 업 시프트를 개시하는 예이다. 이 제어예에서는, N 타행 중의 터빈 회전수 Nt가 엔진의 아이들 회전수 정도로 되어 있으며, 따라서 가상 기어단은 제6속이다. 또한, 차속이 저하되고 있는 등에 의해 현재 기어단은 제3속으로 되어 있으며, 따라서 제3 브레이크 B3이 결합하고, N 타행용 클러치인 제1 클러치 C1은 개방되어 있다. 또한 N 타행으로부터의 복귀의 요인이 된 액셀러레이터 개방도에 기초하여 결정되는 목표 기어단은 제4속이다. 이 상태에서 액셀러레이터 개방도의 증대 등에 기초하여 복귀 지시가 행해지면(t21 시점), 가상 기어단인 제6속으로부터 현재 기어단인 제3속으로의 다운 시프트 제어가 개시된다. 구체적으로는 N 타행용 클러치인 제1 클러치 C1을 결합시키는 제어가 개시된다. 그 경우의 제1 클러치 C1의 유압 제어는 전술한 도 4 및 도 5에 도시한 각 제어예에 있어서의 제어와 마찬가지이다.

제1 클러치 C1의 토크 용량이 점차 증대되면, 터빈 회전수 Nt는 제3속에서의 회전수를 향해 점차 증대된다. 그리고, 제1 클러치 C1의 유압이 제1 클러치 C1을 거의 완전하게 결합시킬 수 있는 유압 정도로까지 증대되고, 또한 터빈 회전수 Nt가 제5속에서의 회전수 정도로까지 증대되면(t22 시점), 현재 기어단인 제3속으로부터 목표 기어단인 제4속으로의 업 시프트(제2 변속)의 변속 출력이 행해진다. 제4속은 제1 및 제2 클러치 C1, C2를 결합시켜 설정되기 때문에, 결합하고 있던 제3 브레이크 B3을 개방시키고, 또한 제2 클러치 C2를 결합시키는 제어가 개시된다. 이 제어는 상기의 도 4에 도시한 제어예에서의 제어와 마찬가지이다.

이와 같이 제4속으로의 업 시프트를 위한 제어를 행하고 있는 과정에서, 터빈 회전수 Nt가 제4속에서의 회전수를 향해 증대된다. 또한, 제1 클러치 C1의 유압은, 그 결합 제어가 완료되지 않았으므로, 소정의 압력으로 유지되고, 그리고 그 유압의 유지 기간이 경과함으로써 라인 압 등의 최대 압으로 증대된다. 즉, 제4속으로의 제2 변속이 실행되고 있는 도중의 시점에서 제3속으로의 변속을 위한 제어가 종료된다. 바꿔 말하자면, 제4속으로의 제2 변속의 제어는, 가상 기어단으로부터 현재 기어단으로의 변속 제어가 종료되기 전에 개시되고, 이들 제1 변속과 제2 변속이 동시에 진행된다. 그리고, 제2 클러치 C2의 토크 용량이 어느 정도 증대되고, 또한 제3 브레이크 B3이 충분히 개방된 t23 시점에 터빈 회전수 Nt가 제4속에서의 회전수(출력 회전수 No와 제4속의 변속비와의 곱으로 표현되는 회전수)에 달하여, 실질적인 변속이 종료된다. 또한, 제3 브레이크 B3의 유압은, 완전히 개방되도록, 그 후에, 제로로까지 저하된다. 또한, 제2 클러치 C2의 유압은, 완전하게 결합하는 것을 기다려 라인 압 등의 최대 압으로 증대된다. 이와 같이 하여 제2 변속이 종료된다.

도 7에 도시한 예는, 제1 변속인 다운 시프트 중에 제2 변속인 다운 시프트를 개시하는 예이다. 이 제어예에서는, N 타행 중의 터빈 회전수 Nt가 엔진의 아이들 회전수 정도로 되어 있으며, 따라서 가상 기어단은 제6속이다. 또한, 어느 정도의 차속을 유지하고 있는 등에 의해 현재 기어단은 제4속으로 되어 있으며, 따라서 제2 클러치 C2가 결합하고, N 타행용 클러치인 제1 클러치 C1은 개방되어 있다. 또한 N 타행으로부터의 복귀 요인이 된 액셀러레이터 개방도에 기초하여 결정되는 목표 기어단은 제3속이다. 이 상태에서 액셀러레이터 개방도의 증대 등에 기초하여 복귀 지시가 행해지면(t31 시점), 가상 기어단인 제6속으로부터 현재 기어단인 제4속으로의 다운 시프트 제어가 개시된다. 구체적으로는 N 타행용 클러치인 제1 클러치 C1을 결합시키는 제어가 개시된다. 그 경우의 제1 클러치 C1의 유압 제어는 전술한 도 4 내지 도 6에 도시한 각 제어예에 있어서의 제어와 마찬가지이다.

제1 클러치 C1의 토크 용량이 점차 증대되면, 터빈 회전수 Nt는 제3속에서의 회전수를 향해 점차 증대된다. 그리고, 제1 클러치 C1의 유압이 제1 클러치 C1을 거의 완전하게 결합시킬 수 있는 유압 정도로까지 증대되고, 또한 터빈 회전수 Nt가 제5속에서의 회전수 정도로까지 증대되면(t32 시점), 현재 기어단인 제4속으로부터 목표 기어단인 제3속으로의 다운 시프트(제2 변속)의 변속 출력이 행해진다. 제3속은 제1 클러치 C1과 제3 브레이크 B3을 결합시켜 설정되기 때문에, 결합하고 있던 제2 클러치 C2를 개방시키고, 또한 제3 브레이크 B3을 결합시키는 제어가 개시된다. 이 제어는 상기의 도 5에 도시한 제어예에서의 제어와 마찬가지이다.

이와 같이 제3속으로의 다운 시프트를 위한 제어를 행하고 있는 과정에서, 터빈 회전수 Nt가 제3속에서의 회전수를 향해 증대된다. 또한, 제1 클러치 C1의 유압은, 그 결합 제어가 완료되지 않았으므로, 소정의 압력으로 유지되고, 그리고 그 유압의 유지 기간이 경과됨으로써 라인 압 등의 최대 압으로 증대된다. 즉, 제3속으로의 제2 변속이 실행되고 있는 도중의 시점에서 제4속으로의 변속을 위한 제어가 종료된다. 바꿔 말하자면, 제3속으로의 제2 변속의 제어는, 가상 기어단으로부터 현재 기어단으로의 변속 제어가 종료되기 전에 개시되고, 이들 제1 변속과 제2 변속이 동시에 진행된다. 그리고, 제3 브레이크 B3의 토크 용량이 어느 정도 증대되고, 또한 제2 클러치 C2가 충분히 개방된 t33 시점에 터빈 회전수 Nt가 제3속에서의 회전수(출력 회전수 No와 제3속의 변속비와의 곱으로 표현되는 회전수)에 달하여, 실질적인 변속이 종료된다. 또한, 제2 클러치 C2의 유압은, 완전히 개방되도록, 그 후에, 제로로까지 저하된다. 또한, 제3 브레이크 B3의 유압은, 완전하게 결합하는 것을 기다려 라인 압 등의 최대 압으로 증대된다. 이와 같이 하여 제2 변속이 종료된다.

도 1의 스텝 S5에서 실행되는 다중 변속은 전술한 바와 같다. 이에 반하여 도 1의 스텝 S4에서 부정적으로 판단된 경우에는, N 타행으로부터의 복귀 제어로서 N 타행용 클러치를 결합시키는 제어가 실행된다(스텝 S6). 이 결합 제어는, 변속을 위한 제어가 아니라, N 타행용 클러치에 단순히 유압을 공급하여 결합시키는 제어이다.

또한, 스텝 S1에서 부정적으로 판단된 경우, 즉 N 타행이 행해지지 않았거나, 혹은 N 타행이 행해지고 있는 것의 복귀 판단이 성립되지 않는 경우에는, 통상의 제어가 실행되고(스텝 S7), 그 후, 복귀한다. 이 통상 제어는, N 타행이 행해지지 않는 경우에는, 차속이나 액셀러레이터 개방도 등의 주행 상태에 기초하여 소정의 기어단을 설정하는 제어이며, N 타행 중이면, N 타행용 클러치를 개방한 상태에서 그 시점의 주행 상태에 기초하는 기어단을 설정하도록 브레이크를 결합시키는 제어이다.

상기의 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 변속 제어 장치는, N 타행으로부터의 복귀를, 상기 가상 기어단을 설정함으로써, 변속 제어로서 실행한다. 그리고, N 타행으로부터의 복귀와 변속이 중첩한 경우에는, 복귀를 위한 제1 변속과 목표 기어단을 설정하기 위한 제2 변속의 2개의 변속 제어를 동시에 진행시킨다. 그로 인해, 목표 기어단을 설정하기 위한 제2 변속의 개시를, 제1 변속의 종료를 기다리지 않고 빨리 개시할 수 있어, 그 결과, 변속 응답성이 향상된다.

본 발명에서 얻어지는 변속 응답성의 향상 효과를 더 구체적으로 설명하면, 도 8은 N 타행으로부터 복귀하는 데 수반하여 다운 시프트를 행하는 경우의 엔진 회전수 Ne나 터빈 회전수 Nt 및 각 결합 기구의 유압 변화를 나타내는 선도이다. 도 8의 (a)는 본 발명에 의한 제어를 행한 경우의 예를 나타내고, (b)는 종래의 장치에 의한 제어를 행한 경우의 예를 나타내고 있다. 여기에 나타내는 예는, 현재 기어단이 5속에서 N 타행을 행할 때 액셀러레이터 페달이 답입되고, 가상 기어단이 6속으로 설정됨과 함께, 액셀러레이터 개방도 및 차속에 기초하여 판정된 목표 기어단이 4속인 경우의 예이다. 도 8의 (a)에 있어서, 액셀러레이터 페달이 답입되어 N 타행으로부터의 복귀 판단이 성립되면(t41 시점), 가상 기어단이 제6속으로 설정되고, 또한 목표 변속단이 제4속으로 설정된다. 따라서, 현재 기어단이 제5속이기 때문에, 가상 기어단인 제6속을 변속 전 기어단으로 하고, 또한 제5속을 변속 후 기어단으로 한 복귀를 위한 변속이 실행된다.

제5속은 전술한 도 10의 도표로 나타낸 바와 같이, 제2 클러치 C2 및 제3 브레이크 B3을 결합시켜서 설정되지만, 제2 클러치 C2는 N 타행용 클러치이며 개방되어 있었기 때문에, 이 제2 클러치 C2에 유압 Pc2를 공급하여 이것을 결합시키는 제어가 개시된다. 또한, 가상 기어단인 제6속에서는 제3 브레이크 B3을 개방하고 있게 되므로, 가상 기어단으로부터 제5속으로의 제1 변속의 실행에 수반하여 제3 브레이크 B3의 유압 명령값이 일시적으로 증대된다(t42 시점). 이와 거의 동시에, 목표 기어단을 향한 소위 제2 변속이 개시되고, 제3 브레이크 B3의 유압 명령값이 그 후에 점차 저하된다. 제2 클러치 C2의 토크 용량이 점차 증대하고 있으며, 이에 반하여 제3 브레이크 B3의 유압 Pb3이 저하되어 그 토크 용량이 점차 저하됨으로써, 엔진 회전수 Ne 및 터빈 회전수 Nt가 점차 증대된다.

터빈 회전수 Nt가 제5속에서의 회전수에 달하면(t43 시점), 제1 변속인 제5속으로의 업 시프트가 완료되게 되므로, 제2 클러치 C2를 완전하게 결합시키도록 그 유압 명령값이 증대된다. 제2 클러치 C2가 결합하고, 또한 제3 브레이크 B3의 토크 용량이 저하되고 있으므로, 엔진 회전수 Ne 및 터빈 회전수 Nt가 계속해서 증대되고 있으며, 그 상태에서 제1 클러치 C1을 결합시키는 제어가 개시된다. 제1 클러치 C1의 유압 Pc1의 유압 명령값의 변화는 전술한 바와 같이, 퍼스트 필의 후, 소정의 유압으로 유지되어 토크 용량이 소정의 경사로 증대된다. 그 과정에서 터빈 회전수 Nt가 목표 기어단인 제4속에서의 회전수에 도달한다. 그 후, 제1 클러치 C1의 유압 명령값이 라인 압 등의 최대 유압을 공급하는 값으로 증대되고, 그에 수반하여 제1 클러치 C1의 토크 용량이 더 증대되어, 그 시점의 입력 토크를 미끄럼을 발생하지 않고 전달할 수 있는 결합 상태로 된다. 즉, 목표 기어단인 제4속이 달성되고, 변속이 종료된다(t44 시점). 또한, 제1 브레이크 B1은 변속에 관여하지 않으므로, 그 유압 Pb1은 저압으로 설정되어 개방 상태로 유지된다.

이에 반하여 도 8의 (b)에 도시한 종래의 제어예에서는 목표 기어단의 달성이 크게 지연된다. 즉, 액셀러레이터 페달이 답입되어 N 타행으로부터의 복귀의 판단이 성립되면(t51 시점), 그 직후의 t52 시점에 복귀를 위한 제1 변속이 개시된다. 이 제1 변속은, 전술한 바와 같이 가상 기어단인 제6속으로부터 현재 기어단인 제5속으로의 변속이기 때문에, 제3 브레이크 B3의 유압 Pb3을 증대시키는 제어와, N 타행 중에 개방되어 있던 제2 클러치 C2를 결합시키는 제어가 행해진다. 그 제어를 실행하고 있는 과정에서 터빈 회전수 Nt가 제5속에서의 회전수에 달하지만, 가상 기어단인 제6속으로부터 제5속으로의 다운 시프트 제어는, N 타행으로부터의 복귀를 위한 제어 이외의 통상의 변속 시의 제어와 마찬가지로 하여 실행되고, 미리 정해져 있는 패턴에 따라서 실행된다. 즉, 유압 명령값이나 그 계속 시간 등이 미리 정해져 있으며, 그 제어 시간의 경과를 기다려 변속이 종료한 것으로 된다. 따라서, 도 8의 (b)에 도시한 종래의 제어예에서는, 터빈 회전수 Nt가 제5속에서의 회전수에 달한 후, 전술한 제1 변속의 제어 종료를 기다려 목표 기어단을 향한 제2 변속이 개시된다. 그 시점을 도 8의 (b)에 「t53」으로 나타내고 있으며, 제3 브레이크 B3의 유압 Pb3을 저하시켜서 이것을 개방시키는 제어가 개시되고, 또한 제1 클러치 C1의 유압 Pc1을 증대시켜서 이것을 결합시키는 제어가 개시된다. 이 제어도 명령값이나 실제 유압이 미리 정한 패턴에 입각하여 변화되도록 실행되고, 따라서 제1 클러치 C1의 유압 명령값이 라인 압 등의 최대 압을 명령하는 값으로 증대된 후, 제1 클러치 C1이 완전하게 결합함으로써, 제2 변속이 종료된다(t54 시점). 또한, 제1 브레이크 B1은 변속에 관여하지 않으므로, 그 유압 Pb1은 저압으로 설정되어 개방 상태로 유지된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 제어예에 의하면, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, N 타행으로부터의 복귀와 가감속 요구에 기초하는 변속을 행하는 경우, 이 복귀 제어와 변속 제어를 동시에 진행시키도록 제어한다. 그로 인해, N 타행으로부터 복귀하는 조작이 행해진 시점부터 목표 기어단이 달성될 때까지의 시간이 도 8의 (a)에 「T1」로 나타내는 짧은 시간으로 된다. 이에 반하여, 종래의 제어에서는, N 타행으로부터의 복귀의 제어가 완료되는 것을 기다려 목표 기어단으로의 변속 제어를 개시하므로, N 타행으로부터 복귀하는 조작이 행해진 시점부터 목표 기어단이 달성될 때까지의 시간이 도 8의 (b)에 「T2」로 나타내는 오랜 시간으로 되어버린다. 즉, 본 발명의 변속 제어 장치에 의하면, 변속에 요하는 시간이 단축되어, N 타행으로부터의 복귀를 수반하는 변속의 변속 응답성이 양호해진다.

또한, 본 발명은 전술한 구체예에 한정되지 않는 것은 물론이며, 따라서 대상으로 하는 자동 변속기는 도 9에 도시한 기어 트레인 이외의 기어 트레인을 구비한 유단 변속기이어도 된다. 또한, N 타행으로부터의 복귀를 위한 가상 기어단의 결정 방법은, 필요에 따라서 적당한 결정 방법을 채용할 수 있어, 입력 회전수 연산값이 터빈 회전수 Nt보다 커지는 기어단을 가상 기어단으로 하는 것도 가능하다. 요는, N 타행으로부터의 복귀를 위한 변속 판단이 성립되도록 구성되어 있으면 된다. 또한, 본 발명의 변속 제어 장치는, N 타행으로부터의 복귀를 위한 변속 제어와 그 복귀의 요인으로 된 조작에 기초하여 정해지는 목표 기어단으로의 변속 제어를 동시에 진행시키도록 구성되어 있으면 되며, 따라서 각각의 변속의 개시가 동시이어도 되며, 혹은 각각의 제어의 개시가 시간적으로 어긋나 있어도 그 제어의 도중에 양쪽의 제어가 동시에 진행되도록 구성되어 있어도 된다.

1: 토크 컨버터
4: 입력축
5: 싱글 피니언형 유성 기어 기구
6: 라비뇨형 유성 기어 기구
B1: 제1 브레이크
B3: 제3 브레이크
7: 출력 기어
C1: 제1 클러치
C2: 제2 클러치
B2: 제2 브레이크
F1: 일방향 클러치
ECU: 변속 제어 장치

Claims (4)

1. 적어도 구동 요구량을 포함하는 주행 상태를 나타내는 데이터에 기초하여 기어단이 설정되는 자동 변속기를 탑재하고, 주행 중에 타성 주행을 허가하기 위한 미리 정한 소정의 조건이 성립됨으로써, 상기 자동 변속기에서 소정의 기어단을 설정하기 위해 결합시키는 결합 기구를 개방하여 동력을 전달하지 않는 뉴트럴 상태를 설정하는 차량의 변속 제어 장치에 있어서,
   상기 뉴트럴 상태에서 타성 주행하고 있을 때 상기 소정의 조건이 성립되지 않게 됨으로써 상기 뉴트럴 상태를 해소하여 상기 구동 요구량에 기초한 목표 기어단을 설정할 때 상기 뉴트럴 상태에서의 상기 자동 변속기의 입력 회전수에 근접한 입력 회전수로 되는 가상 기어단을, 그 가상 기어단을 구하는 시점의 차속과 상기 자동 변속기에서 설정 가능한 기어단에서의 변속비에 기초하여 구하고,
   상기 뉴트럴 상태를 해소할 때의 상기 주행 상태를 나타내는 데이터에 기초하여 설정되어야 할 현재 기어단과 그 가상 기어단 사이의 제1 변속 중에 상기 목표 기어단으로의 제2 변속의 제어를 개시하도록 구성되어 있는
   것을 특징으로 하는, 차량의 변속 제어 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가상 기어단은, 상기 차속에 상당하는 상기 자동 변속기의 출력 회전수와 상기 변속비의 곱으로서 구해지는 회전수 중 상기 가상 기어단을 구하는 시점의 뉴트럴 상태에서의 상기 자동 변속기의 입력 회전수에 근접하고 또한 그 입력 회전수보다 작은 회전수로 되는 변속비의 기어단인 것을 특징으로 하는, 차량의 변속 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가상 기어단이, 상기 현재 기어단에 일치하는 기어단 혹은 상기 현재 기어단보다 고속측의 기어단인 경우에, 상기 가상 기어단과는 상이한 다른 기어단을 변속 전 기어단으로 하여 상기 제1 변속을 행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 차량의 변속 제어 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 변속 전 기어단은, 상기 가상 기어단보다 1단 저속측의 기어단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 차량의 변속 제어 장치.

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