KR950002368B1 - 변속기(transmission)의 작동방법 - Google Patents

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스테이시스 미눌러스 리머스
레티 리이 수잔
데오도르 니쯔 래리
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새턴 코포레이션
마이클 죤 덴턴
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Abstract

내용 없음.

Description

변속기(transmission)의 작동방법.
제1a-1b도는 본 발명에 따라서 제어되는 컴퓨터처리용 전자식 변속제어장치를 도시한 개략구성도.
제1c도는 제1a도의 제어장치에 의해 일반적으로 사용되는 변속 공정관리기술(shift scheduling technique)을 도시한 그래프도.
제2, 2a 및 3도는 본 발명에 따라서 변속 예정표를 수정하는 방법을 도시한 그래프도로서, 제 2 도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내고, 제2a도는 본 발명의 제 2 실시예를 나타냄.
제4, 4a, 5, 6, 7, 8, 9 및 9a도는 본 발명의 제어작동을 실행함에 있어서, 제1a도의 제어부(control unit)에 의해 실행되는 처리방법을 도시한 플로우 다이어그램으로서, 제 4 도 및 제 9 도는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내고, 제4a도 및 제9a도는 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 엔진 14 : 변속기
16 : 트로틀장치 24 : 토오크변환기
38 : 압력용기 40 : 터빈(turbine)
64 : 유체저장조 68 : 압력조절밸브(PRV)
108 : 도그클러치 140 : 수동밸브
270 : 제어부 296 : 압력변환기
G2, G3: 게인인자(gain factor) Ne : 엔진속도
Nt : 터어빈속도
본 발명은 다단 속도비를 발생시키는 자동변속기에서 변속작동의 공정관리(scheduling)에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 변속기의 토오크 전달장치에 손상을 가해주는 에너지분산(energy dissipation)을 방지하도록 작동방법에 관련된 것이다.
자동차의 변속기에서 속도비의 변속작동은 사전에 정의된 차량속도와 엔진트로틀 위치의 조합으로 나타나는 사전에 결정된 부하조건을 충족시킴에 따라서 일반적으로 실행된다.
전자제어식 자동 변속기에 있어서, 상기 사전에 정의된 차량 속도와 엔진트로틀 위치의 조합조건과 일치하는 데이터(data)는 순람표(look-up table) 또는 이와 유사한 데이터 기억장치내에 저장된다. 상기 차량속도와 엔진트로틀 위치를 나타내는 측정된 수치(value)는 저장된 데이터와 비교되어 원하는 속도비를 결정하고, 상기 원하는 속도비가 실제 속도비와 다른 경우에 변속작동이 실행된다.
만일, 원하는 속도비가 실제 속도비보다 높은 경우에는 가속변속작동이 실행되고, 상기 원하는 속도비가 실제 속도비보다 낮은 경우에는 감속변속작동이 실행된다. 실제로는, 별개의 데이터가 가속변속작동과 감속변속 작동에 사용되어 안정상태의 조건하에서 변속기의 충격이나 불필요한 과열을 방지하는 히스테리시스(hysteresis) 단계를 제공하게 된다.
상기 설명된 기술은 4단의 속도비를 발생시키는 변속기에 대하여 제1c도에 그래프로 도시되어 있고, 여기서 가속변속작동의 데이터는 실선(1-2),(2-3) 및 (3-4)으로 도시되고, 감속변속작동의 데이터는 점선(2-1),(3-2) 및 (4-3)으로 도시되어있다.
상기 가속변속작동을 나타내는 선과 감속변속작동을 나타내는 선들은 각각 차량속도와 엔진트로틀 위치의 범위(range)를 제 1 단, 제 2 단, 제 3 단 및 제 4 단의 변속속도비를 나타내는 4개의 영역으로 분할하고 있다. 상기 가속변속작동의 선과 감속변속작동의 선(예를 들면 3-2와 2-3) 사이의 분리구간은 각각, 상기에서 언급된 히스테리시스구간을 나타낸다. 상기 변속기의 제어부는 차량속도와 엔진트로틀 위치의 측정된 수치를 도표로부터 얻어진 속도비 관련 데이터와 반복하여 비교함으로서 원하는 속도비를 결정한다.
만일, 실제속도비가 제 1 단인 경우, 측정된 차량속도와 엔진트로틀 위치의 수치는 상기 1-2가속변속작동선과 비교되고 ; 상기 실제속도비가 제 2 단인 경우, 측정된 수치는 상기 2-1감속변속작동선과 상기 2-3가속변속작동선에 비교되며 ; 만일, 실제 속도비가 제 3 단인 경우, 측정된 수치는 상기 3-2감속변속작동선 및 3-4가속변속작동선에 비교되는 한편 ; 실제 속도비가 제 4 단인 경우, 측정된 수치는 상기 4-3감속변속작동선과 비교된다.
변속기를 하나의 속도비로부터 다른 하나로 변속시키는 작동은 변속기내에 취치된 다양한 유압작동식 토오크 전달장치(여기서는 클러치(clutch)로 표기됨)를 결합시키거나 해제시킴으로서 달성된다. 상기와 같은 각각의 변속 작동도중에는, 상기 변속작동에 관련되는 토오크 전달장치에 의하여 마찰에 따른 일정량의 열(熱)이 생성되고 흡수된다. 상기 열은 천천히 변속기 내의 작동유체와 하우징(housing)에 분산되고, 상기 다양한 클러치들은 정상구동조건하에서 발생하는 변속작동과 관련된 열을 견딜수 있는 크기를 갖추어야 한다. 그러나, 비정상적 또는 과대한 구동조건하에서는, 변속작동의 빈도(frequency)가 정상적인 기대치를 훨신 초과하기 때문에 상기 클러치들이 열에 의한 압력을 받게된다.
본 발명에 따른 작동방식은 청구범위의 제 1 항에 기재된 특징부에 의해 규정된다.
본 발명은 변속기에서 변속작동을 예정관리하는 개선된 방법에 관련되어 정상적인 변속예정표가 적절하게 수정되어 변속기의 토오크 전달장치에서 변속과 관련하여 발생되는 과열현상을 방지하도록 된다. 정상작동하에서는, 변속작동이 측정된 차량속도와 엔진트로틀 위치의 수치를 상기에서 제1c도와 관련되어 설명한 사전에 설정된 부하 데이터(load date)에 비교함으로서 예정된다.
상기 기술의 배경(background)으로서, 제어부는 여러가지 클러치내에 저장된 축적열에너지를 계산한다. 만일 과도한 에너지가 나타나면, 정상가속변속예정표(normal upshift schedule)는 수정되어 낮은 속도비에서 연장된 작동범위를 허용한다.
한편, 상기 축적열에너지의 지시값이 정상수준으로 복귀되면, 정상가속변속예정표는 원래로 회복된다.
상기 축적열에너지의 지시값은 각각의 가속변속작동, 감속변속작동 및 취소된 변속작동도중에 계산된량(量)만큼 증가되고, 주기적으로 비변속작동(nonshifting operation) 도중에 계산된 만큼 감소된다. 상기 계산된 증가량은 각각의 변속작동의 미끄러짐 구간(slipping portion)에서 변속입력속도와 토오크 및 변속시간에 기초하여 각각의 클러치로 전달되는 에너지를 고려한다.
가속 변속작동에서는 상기 계산량이 결합 또는 결합예정(on-coming) 클러치로 가해지고 ; 감속변속작동 및 취소된 변속작동도중에는, 상기 계산량이 분리 또는 분리예정(off-going) 클러치에 가해진다.
상기 계산된 감소량은 변속입력속도와 엔진트로틀 위치를 고려한다.
본 발명에 따른 변속 예정표의 수정작동은 축적열에너지의 지시값과 관련하여 측정된 매개변수(엔진트로틀 위치 또는 차량속도)중의 어느하나에 대하여 차감(offset)함으로서 달성된다.
상기 실시예에 있어서는, 상기 차감 계산이 측정된 엔진트로틀 위치에 가해진다. 본 발명의 제 1 실시예에 따라서, 2개 또는 그이상의 클러치에 대한 축적 열에너지의 지시값은 서로 조합(combined)되어 과도한 에너지상태를 검지하고, 상기 클러치들을 포함하는 각각의 변속작동에 대한 가속변속예정표가 수정되어 상기 설명된 바와 같은 낮은 속도비에서의 작동을 연장시킨다. 본 발명의 제 2 실시예에 따라서, 각각의 클러치에 대한 축적에너지 지시값은 과도한 에너지 상태를 검지하도록 개별적으로 유지되고, 상기 과열된 클러치들을 포함하는 변속작동에 대한 가속변속예정표가 수정된다. 각각의 경우에서, 수정량은 변화가능하고, 상기 수정량은 각각의 에너지 지시값의 크기에 따른다.
실제 작동에 있어서, 본 발명에 따른 방법은, 정상과는 다르게 발생하는 변속작동의 량(量)을 제한하여 변속기에 가해지는 열과 관련된 손상을 방지한다. 예를 들면, 자동차가 일정단계(grade)에서 작동되는 경우, 연속적인 부하가 작용됨에 따라 변속작동은 축적열에너지를, 과도한 열에너지를 표시하는 임계치(theshold)까지 상승시킨다.
이때, 본 발명은 낮은 속도비에서의 작동을 연장시키고, 효과적으로 상기 열이 충분히 분산되거나, 상기 조건이 소멸될때까지 정상 가속변속작동을 금지시키는 가속변속예정표의 수정작동결과를 초래한다.
이하, 본 발명을 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
제1a도 및 제1b도는, 참조부호 10으로 표기된 자동차의 구동열(drivetrain)이 엔진(12)과, 하나의 후진속도비(a reverse speed ratio)와 4단의 전진속도비(four forward speed ratio)를 갖춘 (평행축식) 변속(14)를 갖추고 있다. 엔진(12)은 가속페달(미도시)과 같은 운전자 조작장치에 기계적으로 연결된 트로틀 장치(16)(throttle mechanism)를 갖추어 엔진의 출력 토오크를 조절하고, 상기 토오크는 엔진의 출력축(18)을 통해 상기 변속(14)로 전달되도록 구성되어 있다. 변속기(14)는 엔진의 출력토오크를 토오크 변환기(24)와, 하나 또는 그이상의(유압식)클러치 장치(26 내지 34)를 통하여 한쌍의 구동축(20)(22)으로 연결하고, 상기 클러치장치는 사전에 예정된 계획에 따라서 결합되거나 해제되어 원하는 변속속도비를 얻게된다.
상기 변속기(14)에 대하여 보다 상세히 설명하면, 토오크변환기(24)의 임펠러(impeller) 또는 입력부재(36)가 입력용기(input shell)(38)를 통하여 엔진(12)의 출력축(18)과 회전가능토록 연결된다. 그리고 토오크 변화기(24)의 터빈(turbine) 또는 출력부재(40)는 임펠러(36)와 유압연결수단으로 결합되고, 축(42)을 회전가능토록 구동시키기 위해 연결된다. 고정자부재(stator member)(44)는 유체를 재유도하여 임펠러(35)와 터빈(40)을 연결하고, 일방향장치(one-way device)(46)를 통해 변속기(14)의 하우징(housing)에 연결된다. 상기 토오크변환기(24)는 클러치장치(26)를 갖추어 축(42)에 연결된 클러치 플레이트(50)를 갖추고 있다. 상기 클러치 플레이트(50)는 입력용기(38)의 내측면과 결합작동가능한 마찰표면(52)을 갖추어 상기 출력축(18)과 축(42)사이에서 기계적인 직결구조(direct drive)를 형성한다.
또한 상기 클러치 플레이트(50)는 입력용기(38)와 터빈(40)사이에 형성된 공간을 작동실(54)과 해제실(56)로 구분한다.
작동실(53)내의 유압이 해제실(56)의 압력을 초과하는 경우, 클러치 플레이트(50)의 마찰표면(52)은 이동되어 제 1 도에 도시된 바와 같이 입력용기(38)와 결합되고, 따라서, 상기 클러치장치(26)가 결합되어 토오크변환기(24)와 평행으로 구동 연결된다. 이와 같은 경우에는, 임펠러(36)와 터빈(40)에 미끄러짐 현상(slippage)이 발생하지 않게된다. 그러나, 작동실(54)내의 유압이 해제실(56)의 압력보다 낮게되는 경우에는, 클러치 플레이트(50)의 마찰표면(52)이 입력용기(38)로부터 분리되어, 상기 기계적인 결합작동을 해제시키고, 상기 임펠러(36)와 터빈(40)사이에서는 미끄러짐현상이 발생하게 된다. 부호 ⑤는 작동실(54)로 연결되는 유체통로를 나타내고, ⑥은 해제실(56)로 연결되는 유체통로를 나타낸다.
양변위 유압식(positive displacement hydraulic)펌프(60)는 점선(62)으로 도시된 바와 같이 압력용기(38)와 임펠러(36)를 통하여 출력축(18)과 기계적으로 연결된다.
펌프(60)는 유체 저장조(64)로부터 저압의 작동유체를 받고 배출 배관(66)을 통해 변속기의 제어부재(control elements)에 가압(加壓)된 유체를 공급한다.
압력조절밸브(PRV)(68)는 상기 배출 배관(66)에 연결되어 작동유체의 제어된 일부분을 배관(70)을 통하여 유체저장조(64)로 복귀시킴으로서 배출배관(66)내의 작동유체압력(이하, 관압력이라함)을 제어한다.
또한, 압력조절밸브(68)는 배관(74)를 통해 토오크변환기(24)로 유압을 제공한다. 상기 펌프(60)와 압력조절밸브(68)의 설계(designs)가 본 발명의 주된요점은 아니지만, 이러한 펌프는 미국특허 제4,342,545호에 개시되어 있고, 상기 압력조절밸브의 대표적인 예도 미국특허 제4,283,970호에 개시되어 있다.
축(42)과 변속기축(90)은 각각 회전가능토록 지지되는 다수개의 기어부재들을 갖추고 있다. 기어부재(80 내지 88)는 축(42)에 지지되고, 기어부재(92 내지 102)는 변속기축(90)에 지지되어 있다. 기어부재(88)는 축(42)에 견고히 연결되고, 기어부재(98)(102)는 변속기축(90)에 견고히 연결된다. 기어부재(92)는 프리휠장치(freewheeler) 또는 일방향장치(93)를 통하여 변속기축(90)과 연결된다. 기어부재(80)(84)(86) 및 (88)는 기어부재(92)(96)(98) 및 (100)와 각각 맞물리도록 유지되고, 기어부재(82)는 역전 공전기어(reverse idler gear)(103)를 통하여 기어부재(94)에 연결된다. 상기 변속기축(90)은 차례로 기어부재(102)(104)와 종래의 차동기어 세트(differential gear set)(DG) (106)를 통하여 구동축(20)(22)과 연결된다.
도그클러치(dog clutch)(108)는 변속기축(90)에 스풀라인(spline)으로 결합되어 축방향으로 활주가능토록 구성되고, 변속기축(90)을 기어부재(96) 또는 기어부재(94)에 각각 견고히 결합시킨다. 기어부재(84)와 변속기축(90)사이에서 형성된 전진속도관계는 상기 도그클러치(108)가 변속기축(90)을 기어부재(96)에 연결시킬때에 설정되고, 기어부재(82)와 변속기축(90)을 기어부재(94)에 연결시킬때에 설정된다. 클러치장치(28 내지 34)는 각각축(42) 또는 변속기축(90)중의 어느하나와 견고히 연결되는 입력부재(input member)와, 하나 또는 그 이상의 기어부재와 견고히 연결되는 출력부재(output member)를 갖추어 하나의 클러치장치의 결합작동이 각각의 기어부재와 축을 연결시켜 상기 축(42)과 변속기축(90)사이에서 구동연결작동을 이루게 된다. 클러치장치(28)는 축(42)을 기어부재(80)에 연결시키고 ; 클러치장치(30)는 축(42)을 기어부재(82)(84)에 연결시키며 ; 클러치장치(32)는 변속기축(90)을 기어부재(100)에 연결하고 ; 클러치장치(34)는 축(42)을 기어부재(86)에 연결한다. 상기 클러치장치(28 내지 34)의 각각은 복귀스프링(미도시)에 의해 해제된 상태로 편향지지되어 있다.
클러치장치(28 내지 34)의 결합작동은 각각의 작동실에 유압을 공급하므로서 달성된다. 결과적으로 발생하는 클러치장치(28 내지 34)의 토오크 용량은 가해지는 유압에서 상기 복귀스프링의 압력을 감(減)한 압력, 이하, 작동압력(working pressure)이라함의 함수(function)이다. 부호 ①는 가압된 유체를 클러치장치(28)의 작동실로 공급되는 유체통로를 나타내고 ; 부호 ②와 R는 클러치장치(30)의 작동실로 가압된 유체를 ; 공급하는 유체통로를 나타내며 ; 부호 ③은 클러치장치(32)의 작동실로 가압된 유체를 공급하는 유체통로를 나타내고 ; 부호 ④는 클러치장치(34)의 작동실로 가압된 유체를 공급하는 유체통로를 나타낸다. 상기 여러가지 기어부재(80 내지 88)와 (92 내지 100)는 서로 다른 크기를 갖추어 상기 클러치장치(28)(30)(32) 및 (34)를 결합시키는 경우 1단, 2단, 3단 및 4단의 전진 속도비가 형성되도록 맞물리게 되고, 이때, 전진속도비를 얻기 위해서는 상기 도그클러치(108)가 제 1 도에 도시된 바와 같은 위치에 반드시 있어야 함은 물론이다. 중립속도비(neutral speed ratio) 또는 구동축(20)(22)과 엔진의 출력축(18)사이의 분리작동은 모든 클러치장치(28 내지 34)를 해제 상태로 유지함으로서 달성된다.
상기 다양한 기어의 결합에 의해 얻어지는 상기 속도비는 터빈속도(turbine speed)(Nt)에 대한 출력속도(output speed)(No)의 비율(ratio)로서 일반적으로 결정된다.
변속기(14)에 대한 대표적인 Nt/No비율은 다음과 같다.
제 1 단-2.368 제 2 단-1,273
제 3 단-0.808 제 4 단-0.585
후 진-1.880
현재의 전진속도비로부터 원하는 전진속도비로의 변속작동은 현재의 전진속도비(분리예정)와 연결된 클러치장치가 해제되고, 원하는 전진속도비(결합예정)와 연결된 클러치장치가 결합됨을 요구한다. 예를 들어서, 제 1 단 전진속도비로부터 제 2 단 전진속도비로의 변속작동은 클러치장치(28)의 해제(분리)와 클러치장치(30)의 결합작동을 포함한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 다양한 속도비사이에서의 변속작동은 사전에 정의된 차량속도와 엔진트로틀 위치의 조합으로서 나타나는 사전에 설정된 부하조건 외충족에 따라서 개시된다. 상기 사전에 설정된 차량속도와 엔진트로틀 위치의 조합조건과 일치하는 데이터는 제1c도에 관련하여 상기에서 설명한 바와 같이 순람표(look-up table) 또는 이와 유사한 데이터 저장수단에 기억저장되고, 상기 차량속도와 엔진트로틀 위치의 측정된 수치는 상기 저장된 데이터와 비교되어 원하는 속도비를 결정한다. 만일 원하는 속도비가 실제속도비보다 높은 경우에는, 가속변속작동이 시작되고 ; 만일 원하는 속도비가 실제 속도비보다 낮은 경우에는, 감속변속자동이 개시된다.
어떠한 경우에서도 보기(example)로서 설명된 바와 같이, 미국 특허 제4,707,789호나 제 4,653,350호에 기재된 클러치(28 내지 34)로 공급되는 유체의 압력을 매우 정밀하게 제어함으로서 변속작동이 실행된다.
상기 변속기(14)에서 작동유체의 제어부재는 수동밸브(manual valve)(140), 방향전환 서어브밸브(160) 및 다수개의 (전기식)유체조절밸브(180 내지 190)을 포함하고 있다. 상기 수동밸브(140)는 운전자의 요구에 따라 작동되고, 상기 서어브밸브(160)와 연결되어 제어된 관압력(line pressure)을 상기 적합한 유체 조절 밸브(182 내지 188)에 유도시키도록 작용한다.
상기 유체조절밸브(182 내지 188)는 차례로, 각각 제어되어 유압을 클러치장치(28 내지 34)에 공급하도록 한다. 상기 유체조절밸브(180)는 출력배관(66)으로부터 압력조절밸브(68)로 유압을 전달하도록 제어되고, 유체조절밸브(180)는 배관(74)으로부터 토오크변환기(24)의 클러치장치(26)로 유압을 전달하도록 제어된다. 상기 서어브 밸브(160)는 수동밸브(140)의 상태에 따라 작동되어 도그클러치(108)를 적절히 위치시키도록 작용한다.
수동밸브(140)는 운전자가 원하는 속도범위(speed range)에 따라서 자동차의 운전자로부터 축방향의 기계적입력(input)을 받는 축(142)을 갖추고 있다. 상기 축(142), 또한 점선(146)으로 도시된 바와 같이 적절한 기계적인 연결장치(linkage)를 통해 지시장치(indicator mechanism)(144)와 연결된다. 출력배관(66)으로부터 전달된 유압은 배관(148)을 통해 수동배브(140)에 입력(input)으로서 가해지고, 상기수동밸브(140)의 출력(output)은 유압을 공급하여 전진속도비를 맞물리도록 하는 전진(F)출력배관(150)과, 유압을 공급하여 후진속도비를 맞물리도록 하는 후진(R) 출력배관(152)을 갖추고 있다. 따라서, 수동밸브(140)의 축(142)이 지시장치(144)에 도시된 D4, D3및 D2의 위치로 이동되면, 배관(148)으로부터 전달되는 유압은 상기 전진(F)출력배관(150)으로 유도된다.
상기 축(142)이 지시장치(144)에 도시된 R위치에 있는 경우, 배관(148)으로부터 전달되는 유압은 후진(R) 출력배관(152)으로 유도된다. 상기 수동밸브(140)의 축(142)이 N(중립) 또는 R(주차)위치에 있는 경우, 배관(148)은 차단되고, 전진 및 후진 출력배관(150)(152)은 배출 배관(154)에 연결되어 내부의 유체를 상기 유체저장조(64)로 복귀시킨다. 상기 서어브밸브(160)는 유압작동식이고, 시프트포트(shift fork)(164)와 연결된 출력축(162)을 갖추어 도그클러치(108)를 변속기축(90)상에서 축방향으로 이동시킴으로서 선택적으로 전진 또는 후진 속도비를 연결하도록 작동된다. 출력축(162)은 서어브 하우징(servohousing)(168)내에서 축방향으로 이동가능한 피스톤(166)에 연결된다. 서어브하우징(168)내에 상기 피스톤(166)의 축방향위치는 공간(chamber)(170)(172)에 공급되는 유압에 따라서 결정된다.
수동밸브(140)의 전진출력배관(150)은 배관(174)을 통해 공간(170)으로 연결되고, 수동밸브(140)의 후진 출력배관(152)은 배관(176)을 통해 공간(172)으로 연결된다. 수동밸브(140)의 축(142)이이 전진범위 위치에 있는 경우, 공간(170)내의 유압은 피스톤(166)을 제 1 도에 도시된 바와 같이 우측으로 밀어주어 도그클러치(108)를 기어부재(96)와 결합시키고, 따라서 전진속도비의 결합작동을 가능하게 한다. 수동밸브(140)의 축(142)이 R의 위치로 이동되면, 공간(172)내의 유압이피스톤(166)을 좌측으로 밀어주어 도그클러치(108)를 기어부재(94)와 결합시킴에 따라서 후진속도비의 결합작동을 가능하게 한다. 각각의 경우에 있어서, 제 2 단 또는 후진속도비의 실제적인 결합작동은 클러치장치(30)의 결합작동전에는 발생되지 않는다는 점을 쉽게 알 수 있다. 그리고, 서어브밸브(160)는 후진속도비를 작동시키는 유체조절밸브로서도 작동한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는, 상기 서어브밸브(160)가 상기 (전자식)유체조절밸브(186)와 연결된 출력배관(178)을 갖는다. 운전자가 전진속도비를 선택하는 경우, 서어브밸브(160)의 피스톤(166)은 제 1 도에 도시된 위치로 이동되어 배관(176)와 배관(178) 사이에 형성된 통로는 연결된다.
상기 (전기식)유체조절밸브(180 내지 190)는 각각 유입통로(input passage)에서 펌프(60)로부터 공급되는 유압을 받고, 상기 유압을 압력조절 밸브(68) 또는 각각의 클러치장치(26 내지 34)로 유도하도록 제어된다. 유체조절밸브(180)는 출력배관(66)으로부터 관압력을 직접받고, 변화가능한 상기 압력을 부호 ⓥ로 표시된 압력조절밸브(68)로 유도시키도록 제어된다. 유체조절밸브(182)(184) 및 (188)는 수동밸브(140)의 전진출력배관(150)으로부터 유압을 받고, 변화가능한 상기유압을 부호 ④,③ 및 ①로 각각 표시된 클러치장치(34),(32) 및 (28)에 전달하도록 제어된다.
유체조절밸브(186)는 전진출력배관(150)과, 서어브밸브의 출력배관(178)으로부터 유압을 받고, 변화가능한 상기 압력을 부호 ②와로 표시된 클러치장치(30)로 전달하도록 제어된다. 유체조절밸브(190)는 압력조절밸브(68)의 배관(74)으로부터 유압을 받아, 변화가능한 상기 압력의 일부분을, 부호 ⑥로 표시된 클러치장치(26)의 해제실(56)로 전달하도록 제어된다.
클러치장치(26)의 작동실(54)에는 부호 ⑤로 표시된 오리피스(orifice)(192)를 통해 출력배관(74)으로부터 유압이 공급된다. 각각의 유체조절밸브(180 내지 190)는 각각의 밸브몸체 내에서 축방향으로 이동 가능한 스풀부재(spool elemeent)(210 내지 220)를 갖추어 입력통로와 출력통로 사이에서 유체의 흐름을 제어한다. 각각의 스풀부재(210 내지 220)가 제 1 도에 도시된 바와 같이 좌우측(rightmost)에 위치되는 경우, 입력통로와 출력통로는 서로 연결된다.
유체조절밸브(180 내지 190) 각각은 부호로 표시된 배출통로를 갖추어, 상기 스풀부재가 최좌측(leftmost)에 위치되도록 이동하는 경우, 작동유체가 각각의 클러치장치로부터 배출되도록 구성된다.
제 1 도에는, 유체조절밸브(180)(182)의 스풀부재(210)(212)가 최우측에 위치되어 각각의 입력통로와 출력통로를 연결시키고, 유체조절밸브(184)(186)(188) 및 (190)의 스풀부재(214)(216)(218)(220)가 도시된 바와 같이 최좌측에 위치되어 각각의 출력통로와 배출통로를 연결하고 있다. 각각의 유체조절밸브(180 내지 190)는 솔레노이드(solenoid)(222 내지 232)를 갖추어 스풀부재(210 내지 220)의 위치를 제어하도록 된다.
상기 각각의 솔레노이드(222 내지 232)는 각각의 스풀부재(210 내지 220)와 연결된 플런저(plunger)(234 내지 244)와, 상기 각각의 플런저를 둘러싸고 있는 솔레노이드코일(246 내지 256)을 갖추고 있다. 상기 각각의 솔레노이드코일(246 내지 256)의 일측단자부는 도시된 바와 같이 접지(ground potential)되어 있고, 타측단자부는 제어유니트(control unit)(270)의 출력선(output line)(258 내지 268)에 연결되어 상기 솔레노이드 코일의 구동을 제어하고 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 제어부(270)는 사전에 계획된 제어연산처리(control algorithm)에 따라서, 상기 솔레노이드코일(246 내지 256)을 펄스-폭-변조(pulse-width-modulate)시킴으로서 압력조절밸브(68)와 클러치장치(26 내지 34)에 가해지는 유압을 조절하고, 상기 변조작동의 듀티사이클(duty cycle)은 공급되는 압력의 요구되는 크기(magnitude)에 따라서 결정된다.
제어부(270)에 대한 입력신호들은 입력선(input line)(272 내지 285)을 통해 공급된다. 위치검출기(S)(286)는 수동밸브의 축(142)이동에 따라서 제어유니트(270)에 입력선(272)을 통해 입력신호를 제공한다. 속도변환기(288)(290) 및 (292)는 변속기(14)내의 여러가지 회전부재의 회전속도를 검지하여 속도신호를 제어유니트(270)에 입력선(274)(276) 및 (278)을 통해 각각 제공한다. 속도변환기(288)는 축(42)의 속도, 즉, 터빈 또는 변속기 입력속도(Nt)를 겸지하고 ; 속도변환기(290)는 구동축(22), 즉, 변속기출력속도(No)를 검지하며 ; 속도변환기(292)는 출력축(18)의 속도, 즉, 엔진속도(Ne)를 검출한다.
위치변환기(T)(294)는 트로틀장치(16)의 위치에 따라서 전기적신호를 제어 유니트(270)에 입력선(280)을 통해 제공한다. 압력변환기(296)는 엔진(12)의 매니폴드 절대압력(manifold absolute pressure)(MAP)을 검지하여, 이에 상응하는 전기적신호를 제어유니트(270)에 입력선(282)을 통하여 제공한다. 온도검출기(298)는 유체저장조(64)내의 유체온도를 검지하여 이에 상응하는 전기적신호를 제어유니트(270)에 입력선(284)을 통해 제공한다. 자동차의 계기판(instrument panel)(미도시)에 장착된 변속모드 선택스위치(299)는 운전자의 정상(Normal) 또는 출력(performance) 변속 모드 선택을 나타내는 입력신호를 입력선(285)에 제공한다.
제어부(270)는 입력선(272 내지 285)의 신호에 대응하여 이하에서 설명될 사전에 결정된 제어 연산처리에 따라서 출력선(258 내지 268)을 통해 상기 솔레노이드 코일(246 내지 256)의 구동을 제어한다. 상기 제어부(270)는 입력신호를 받고, 여러가지 펄스-폭-변조신호를 출력하는 입-출력(I/O)장치(300)와, 분류-및-제어부스(address-and-control bus),(304), 그리고 양방향성 데이터부스(bi-directional data bus)(306)를 통해 상기 입/출력장치(300)와 연결된 소형컴퓨터(302)를 갖추고 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 속도비 변속작동의 공정관리에 대하여 개선된 방식을 제공하여 변속작동과 관련되어 발생하는 열로 인한 클로처(28 내지 34)의 손상을 방지한다. 그러나, 상시 실시예에서는, 제어부(270)가 단지 클러치(32)(34)에 대한 축적에너지 지시값만을 다루고 있다. 상기 제 3 클러치(32)는 제 2 단-제 3 단 가속변속작동과 제 3 단-제 2 단 감속변속작동에 의해 영향을 받고 ; 제 4 클러치(34)는 제 3 단-제 4 단 가속변속작동과 제 4 단-제 3 단 가속변속작동에 의해 영향을 받고 있다.
감속변속작동의 경우에 있어서, 상기 변속작동으로 인한 에너지는 터어빈 속도의 변화량(dNt), 변속기의 입력토오크 변수(Tv) 및, 변속모드에 따른 게인인자(gain factor)(G2)(G3)에 따라서 계산된다. 가속변속작동의 경우에서는, 상기 변속작동으로 인한 에너지는 터어빈속도의 변화량(dNt), 변속기의 입력초오크 변수(Tv), 예비변속(Preshift) 터어빈속도 함수(Nt(PS)) 및, 게인인자(G1)에 따라서 계산된다.
상기 예비변속 터어반속도함수는 고속의 변속작동의 경우에서 보다 빠른 반응성을 얻도록 사용된다. 취소된 제 3 단-제 2 단 감속변속작동은 고정된 에너지량(K1)을 제 3 클러치(32)에 가산하고, 취소된 제 4 단-제 3 단 감속작동은 고정된 에너지량(K1)을 제 4 클러치(34)에 가산한다. 각각의 경우에서, 축적된 에너지 지시값은 비변속작동도중에 터어빈속도(Nt)와 엔진트로틀 위치(TPS)의 합산량과 관련된 에너지감소인자(energy reduction factor)(ERF)에 의해 주기적으로 가속된다. 제 2 도 및 제 3 도의 그래프도와, 제4, 5, 6, 7, 8 및 9도의 플로우챠트로 표시된 본 발명의 제 1 실시예에 따라서 제3 및 제 4 클러치(32)(34)에 대한 축적에너지 지시값은 합산되고, 에너지 임계치(energy threshold)와 비교되어 과열의 존재를 결정하게 된다. 만일, 상기 합산된 에너지 지시값이 임계치를 초과하는 경우, 제어부(270)는 상기 합산된 에너지 지시값이 상기 임계치를 초과하는 양(量)과 관련된 엔진트로틀 위치 차감량(engine throttle position offset)(TPShys)를 계산한다. 상기 차감량은 측정된 엔진트로틀 위치(TPS)에 가해지게 되어 가속변속작동이 적절한 지를 결정하기 위해 사용된다.
본 발의 제 1 실시예에 따라서 가속변속작동의 예정관리에 대하여 엔진트로틀 위치의 측정된, 그리고 차감되는 수치를 사용하는 방식이 제 2 도에 그래프로서 도시되어 있다. 여기서 1-2, 2-3 및 3-4의 가속변속선은 제1C도의 가속변속선과 일치한다. 정상작동에 있어서, 실제 엔진트로틀 위치값(TPSact)이 사용되어 가속변속작동이 요구되는지를 결정한다. 만일, 제 2 단 속도비가 결합되는 경우, 제 2 단-제 3 단의 가속변속작동은 도시된 실제 엔진트로틀 위치값(TPSact)에 대하여 차량속도 대략 40kph(25mph)에서 개시될 것이다. 이와 유사하게, 만일 제 3 단 속도비가 결합되는 경우, 제 3 단-제 4 단의 가속변속작동은 차량속도 대략 80kph(50mph)에서 발생될 것이다.
그러나, 과열된 상태에서는, 측정된 트로틀위치값과 상기 차감량의 합산량(TPSact+TPShys)이 사용되어 가속변속작동이 요구되는지를 결정한다. 여기서, 상기 제 2 단속도비가 결합되는 경우, 제 2 단-제3단의 가속변속작동은 차량의 속도가 상기와 동일한 실제트로틀 위치값에 대하여 48kph(30mph)에 도달될때 까지는 개시되지 않을 것이고 ; 만일, 제 3 단 속도비가 결합되는 경우, 제 3 단-제 4 단의 가속변속작동은 차량속도가 88kph(55mph)에 도달될때 까지는 개시되지 않을 것이다. 감속변속작동은 정상부하조건(normal load condition)에서 발생하기 때문에, 변속예정표의 수정작동은 제 2 단, 제 3 단 및 제 4 단 속도비중에서 히스테리시스를 변화가능하게 증가시키는 효과를 갖는다.
상기 변속예정표의 수정작동은 상기 차감량(offset)이 감소변속작동의 결정에 영향을 주지 않기 때문에 감속변속작동을 개시시키지 않으나, 일단 감속변속작동이 발생하면, 후속(subsequent)의 가속변속작동이 (1) 상기 과열현상이 경감되거나, (2) 엔진트로틀위치에 현저한 감소가 있을 때까지 지연된다. 결과적으로, 낮은 속도비에서의 작동은 효과적으로 연장되어 상기 클러치(32)(34)로 부과되는 열에너지의 또다른 증가를 효과적으로 방지한다.
제 2 도와 관련된 보기로서, 본 발명의 제 1 실시예에 따라서 제어되는 자동차가 긴급경사를 일정한 80kph(50mph)로서 제 4 단의 속도비로 주행한다고 가정한다. 초기작동점은 점(A)으로 표시된다. 차량의 속도가 감소되면, 운전자(또는, 자동차의 운항제어시스템)가 엔진의 트로틀위치를 증가시켜 원하는 속도로 복귀하려고 시도함에 따라서 TPS대 (VS)NV의 작동점이 선 AB를 따르도록 할 것이다. 점(B)에서, 제 4 단-제 3 단의 감속작동이 개시되고, 증가된 동력이 출력되어 상기 자동차의 속도를 선 BC를 따라 원하는 속도로 충분히 복귀시킨다. 다음, 운전자는 엔진트로틀위치를 감소시키고, 선 CA를 따라서 원하는 속도를 초과하지 않도록 하여 점(A)에서 제 3 단-제 4 단 가속변속작동을 발생시킨다. 이것이 정상적인 변속예정방법에 의해서 제공되는 히스테리시스(hysteresis)이다.
만일, 상기 상태가 지속되면, 상기 보기에서, 연속적인 제 3 단-제 4 단 감속변속작동과, 제 4 단-제 3 단의 감속변속작동은 제 4 클러치(34)에 저장되는 열에 현저한 실질적인 증가를 초래할 것이다.
상기 제3 및 제 4 클러치의 축적에너지 지시값의 합산량이 에너지 임계치를 초과하는 경우, 가속변속작동은 단순한 실제트로틀위치(TPSact)대신에, 실제트로틀위치와 차감량의 합산량(TPSact+TPShys)에 따라서 결정될 것이다. 결과적으로, 제 3 단-제 4 단 가속변속작동은 상기 자동차의 속도가 88kph(55mph)에 도달될때까지 발생하지 않게되어 효과적으로 정상변속패턴(normal shift pattern)의 히스테리시스를 연장시킨다. 상기 보기에서, 자동차는 상기 합산된 축적에너지 지시값 에너지 임계치 이하로 저하될까지 80kph(50mph)의 원하는 속도에서 제 3 단의 속도비가 유지될 것이다. 상기와 같은 수정작동은 속도비의 단계와는 무관하게 발생되어 트로틀위치가 반복적으로 변속작동을 유발하도록 의도적으로 위치되는 경우에 상기 클러치(32)(34)를 보호하도록된다. 제2a도, 제 3 도의 그래프도와, 제4a,5,6,7,8, 및 9a도의 플로우챠트에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 제3 및 제 4 클러치(32)(34)에 대한 축적에너지지시값이 개별적으로 보존되고 에너지 임계치와 개별적으로 비교되어 과열의 존재를 결정하고 있다. 상기 방식에서는, 클러치(32)(34)에 대한 차감량(offset)이 독립적으로 결정될 수 있다.
만일, 제 4 클러치(34)에 대한 차감량이 제 3 클러치(32)에 대한 차감량보다 큰경우(상기 설명된 보기에서 발생될 때), 제 3 클러치의 차감량이 제 2 단-제 3 단의 가속변속작동을 계획하도록 사용되고, 제 4 클러치의 차감량이 제 3 단-제 4 단의 가속변속작동을 계획하도록 사용된다. 만일, 제 3 클러치(32)의 차감량이 제 4 클러치(34)의 차람량보다 큰 경우(반복된 제 2 단-제 3 단 가속변속작동과 제 3 단-제 2 단 감속변속작동에서 발생하는 경우), 제 3 클러치의 차감량이 제 2 단-제 3 단의 가속변속작동과 제 3 단-제 4 단의 가속변속작동을 분리유지한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방법은, 제 3 클러치(32)에 분명한 영향을 주지않는 변속사이클(shift cycle)에서 제 4 클러치에 대한 변속예정표의 수정작동을 제한하는 효과가 있다. 이러한 효과는 상기 설명된 보기에서 제 3 단 속도비와 제 4 단속도비 사이에서 연속적인 다수의 변속작동이 발생하는 경우에 얻어진다. 상기 경우에서, 제 4 클러치(34)는 제 3 단-제 4 단 가속변속작동에 대한 결합예정 클러치이고, 제 4 단-제 3 단 감속변속작동에 분리예정 클러치로서 작동하고 ; 상기 제 3 클러치(32)는 단지 정상적인 열보다 다소높은 열만을 받는다.
이러한 조건은 제2a도에 그래프로서 도시되고, 제 3 클러치(32)에 대한 차감량은 량(量, quantity)(320)으로 표시되고 ; 제 4 클러치(34)에 대한 차감량은 보다 큰 량(322)으로 표시된다. 결과적으로, 도시된 실제 엔진트로틀위치에서의 제 2 단-제 3 단 가속변속작동은 단지 40kph(25mph)에서 43kph(27mph)로 연장되었고, 제 3 단-제 4 단 가속변속작동은 80kph(50mph)에서 88kph(55mph)로 연장되었다.
제 3 도는 비변속작동에서 상기 축적에너지 지시값으로부터 공제되어(deducted) 상기 클러치로부터 변속작동유체(transmission flaid)와 하우징(housing)으로 전달되는 열에너지의 분산량을 반영하는 에너지 감소함유(ERF)를 도시하고 있다. 상기 실시예에 있어서, 에너지지시값은 플로우다이어그램의 각 비변속루푸(loop)에서 상기 에너지감소함수(ERF)의 수치에 의해 감소된다. 상기 에너지 감소함수(ERF)의 수치는 제 3 도에 도시된 바와같이 트로틀위치(TPS)와 터어빈속도(Nt)의 합산량에 반비례한다. 제 3 도에서와 같이, 최대감소치는 높은 에너지의 변속작동이 쉽게 회복되지 않는때의 저속도(low speed)와, 낮은 트로틀상태하에서 발생한다. 반대의 경우, 최소에너지 감소치는 고속도(high speed)와, 높은 트로틀상태하에서 발생되어 보다 높은 에너지의 변속작동이 기대되는 증가된 히스테리시스를 유지하도록 된다.
제4,4a,5,6,7,8,9 및 9a도의 플로우다이어그램은 본 발명의 속도비 변속작동과 적응제어기능(adaptive control function)을 구현하도록 제어부(270)의 소형컴퓨터(micro computer)(302)에 의해 실행되는 프로그램 지시사항을 나타낸다. 제 4 도/제4a도의 플로우다이어그램은 필요한 경우에 특별한 제어기능을 실행하도록 다양한 서브루틴(sub-routine)을 호출하는 주(main) 또는 실행프로그램이다. 제 5 도 내지 제 9 도의 플로우다이어그램은 본 발명에 따른 상기 서브루틴에 의해서 실행되는 기능을 나타낸다. 제 4 도와 제 9 도는 제 1 실시예에 관련되고, 제4a도 및 제9a도는 제 2 실시예에 관련된다.
제 1 실시예와 관련된 제 4 도의 주루프(main loop)프로그램에 관하여, 참조부호(330)는 본 발명의 제어기능을 수행함에 있어서 사용되는 다양한 도표(table), 타이머(timer)등을 초기화시키도록 각각의 자동차 작동주기 시점에서 실행되는 일련의 프로그램 지시사항을 나타낸다.
상기 초기화 작동후에는, 지시블럭(332 내지 354)은 상기 지시블럭과 복귀선(356)을 연결하는 플로우다이어그램선에 의해 도시된 바와같이 연속적으로 반복실행된다. 지시블럭(332)은 입력선(272 내지 285)을 통해 입/출력장치(300)로 인가되는 다양한 입력신호를 판독하고 조절하며, 여러가지 제어부의 타이머를 갱신(증분)한다. 지시블럭(334)은 제어연산처리에서 사용되는 입력토오크(Ti), 토오크변수(Tv) 및 속도비(No/Ni)등과 같은 여러가지 함수를 계산한다. 상기 토오크변수(Tv)의 계산에 관한 설명은 상기 참조로 인용된 특허에 설명되어 있다. 지시블럭(336)은 현재의 속도비(Ract), 트로틀위치(TPS), 차량속도(Nv), 수동밸브위치, 및 클러치에너지 차감량(TPShys)등을 포함하는 여러가지 입력신호에 따라서 원하는 속도비(Rdes)를 계산한다. 변속제어에 있어서는, 이러한 기능이 변속패턴생성(Shift Pattern Generation)이라고 일반적으로 불리운다.
블럭(358)은 변속작동이 "변속진행중"이라는 표시문자로 나타나는 바와같이 현재 진행중인가를 결정하는 결정블럭(338) ; 실제의 속도비(Ract)(즉, No/Nt)가 지시블럭(336)에서 결정된 원하는 속도비(Rdes)와 동일한지를 결정하는 결정블럭(340) ; 및 속도비 변속작동에 대한 초기조건을 설정하는 지시블럭(342) ; 를 포함한다. 상기 지시블럭(342)은 상기 결정블럭(338)과 (340)이 모두 부정(negative)으로 응답되는 경우에만 실행된다. 상기 경우에 있어서, 지시블럭(342)은 변화가능한 과거의 속도비(Rold)를 현재의 속도비(Ract)로 설정하여 "변속진행중"의 표시문자를 설정하고, 변속타이머를 소거(Clear)하며, 결합예정 클러치장치에 대한 유체충진시간(ti111)을 계산한다. 만일 변속작동이 진행중이면, 블럭(340)(342)의 실행은 생략되어 플로우다이어그램선(360)을 따라 진행된다. 만일 변속작동이 진행중이지 않을 경우에는, 실제 속도비가 원하는 속도비와 일치하고, 지시블럭(342)과 블럭(362)의 실행은 플로우다이어그램선(364)에 의해 지시된 바와같이 생략된다.
블럭(362)은 상기 변속작동이 가속변속작동인지 또는 감속변속작동인지를 결정하는 결정블럭(344) ; 상기 변속작동이 가속변속작동인 경우에 결합예정 및 분리예정 클러치에 대하여 압력지시를 생성시키는 지시블럭(346) ; 및 상기 변속작동이 감속변속작동인 경우, 결합예정 및 분리예정 클러치에 대하여 압력지시를 생성시키는 지시블럭(348) ; 을 포함한다. 상기 도표에서 도시된 바와같이, 가속변속작동에 대한 논리회로가 제 5 도의 플로우다이어그램에 보다 상세히 기재되어 있고, 감속변속작동에 대한 논리회로는 제 6 도 및 제 7 도에 보다 상세히 기재되어 있다. 이하에서 설명되는 바와같이, 변속작동의 논리회로 블럭(346)(348)은 클러치(32)(34)에 대하여 축적에너지 지시값을 생성시키는 에너지 기록 루우틴(energy looging routine)을 포함한다.
지시블럭(350)은 압력조절밸브(PRV)(68)와 비변속 작동클러치에 대한 압력지시를 결정하고, 상기 지시를 여러가지 작동기의 특성에 따라서 펄스폭변조(PWM) 튜티사이클(duty cycle)로 변환시키며, 따라서, 작동기의 코일(Coil)을 구동한다. 지시블럭(352)은 에너지감소인자(ERF)를 결정하고, 제 8 도에 보다 상세히 설명되는 바와같이 축적에너지 지시값을 감소(decrement)시키도록 실행된다. 마지막으로, 지시블럭(354)이 실행되어 제 9 도에서 보다 상세히 설명되는 바와같이, 원하는 속도비의 연속적인 결정에 사용되는 클러치 에너지와 관련된 상기 차감량(TPShys)을 계산하도록 된다.
제 5 도의 가속변속작동 논리회로에 대하여 설명하면, 참조부호(360)가 최초로 실행되어 가속변속작동에 대한 결합예정(ONC)과 분리예정(OFG) 압력지시를 결정한다. 상기와 같은 압력지시를 결정하는 대표적인 처리 루우틴이 상기 참조로 인용된 특허에 기재되어 있다. 결정블럭(362)으로 결정되는 바와같이 상기 변속작동이 종료될때까지, 상기 루우틴의 나머지 부분은 플로우다이어그램선(364)에 의해 생략된다. 변속작동의 종료후에는, 지시블럭(366)이 실행되어 변속진행중이란 표시문자를 재설정한다. 상기 변속작동이 제 2 단-제 3 단 가속변속작동인 경우, (결정블럭(368)참조), 지시블럭(370 내지 374)이 실행되어 상기 제 3 클러치(32)로 가산되는 증분에너지(C3ENERGY(I))를 계산하고, 상기 제 3 클러치(32)에 대한 축적에너지 지시값(C3ENERGY)를 갱신하며, 상기 축적에너지 지시값(C3ENERGY)를 항(C3ENERGY(OLD))에 저장한다. 만일, 상기 변속작동이 결정블럭(36)에서와 같이, 제 3 단-제 4 단 가속변속작동인 경우, 지시블럭(378 내지 382)이 실행되어 상기 제 4 클러치(34)로 가산되는 증분에너지(C4ENERGY(I))을 계산하고, 상기 제 4 클러치에 대한 축적에너지 지시값(C4ENERGY)를 갱신하며, 상기 축적에너지 지시값을 항(C4ENERGY(OLD))에 저장한다. 만일, 변속작동이 제 1 단-제 2 단 가속변속작동인 경우, 플로우다이어그램선(384)에 의해 도시된 바와같이 아무런 에너지 기록작동도 수행되지 않는다.
제 6 도 및 제 7 도의 감속변속작동 논리회로에 대하여 설명하면, 참조부호(390)가 최초로 실행되어 감속변속작동에 대한 결합예정(ONC) 및 분리예정(OFG)압력지시를 결정한다. 상기 압력지시를 계산하는데 사용되는 대표적인 처리 루우틴은 상기 참조로 인용된 특허에 기재되어 있다. 결정블럭(392)에서와 같이 상기 변속작동이 종료될때까지는 에너지 기록작동 루우틴이 생략되고, 결정블럭(394)이 실행되어 변속작동의 취소가 적절한지를 결정한다. 변속작동이 종료됨에 따라서, 지시블럭(396)은 변속진행중 표시문자를 재설정하기 위해 실행된다.
만일, 상기 변속작동이 제 4 단-제 3 단 감속변속작동인 경우(결정블럭(398)참조), 상기 플로우다이어그램의 분기회로(branch)(400)가 실행되어 제 4 클러치(34)의 증분에너지(C4ENERGY(I))를 기록하도록 실행된다.
상기 클러치(34)로 부과되는 에너지가 모드(mode)에 따라 다르기 때문에, 변속작동의 모드(즉, 정상 또는 출력(i.e., Normal or Performance)에 따라서 블럭(402 내지 406)으로 도시된 바와같이 서로 다른 게인인자(G2)(G3)가 사용된다. 일단, 상기 증분에너지가 계산되면, 지시블럭(408 내지 410)이 실행되어 클러치(34)에 대한 축적에너지 지시값을 갱신하고, 항(term)(C4ENERGY)(OLD)에 상기 축적에너지 지시값을 저장한다. 만일, 변속작동이 제 3 단-제 2 단 감속변속작동인 경우(결정블럭(412)참조), 상기 플로우다이어그램의 분기회로(414)가 실행되어 제 3 클러치(32)의 증분에너지(C3ENERGY(I))를 기록하도록 된다. 다시 서로다른 게인인자(gain factor)(G2)(G3)가 블럭(416 내지 420)으로 도시된 바와같이 변속작동 모드에 따라서 사용된다. 일단, 상기 증분에너지가 계산되면, 지시블럭(422 내지 424)이 실행되어 클러치(32)에 대한 축적에너지 지시값을 갱신하고, 항(C3ENERGY(OLD))에 상기 축적에너지 지시값을 저장한다.
만일, 상기 변속작동이 제 2 단-제 1 단 감속변속작동인 경우, 아무런 에너지 기록작동은 실행되지 않고, 상기 결정블럭(394)이 실행되어 상기 변속작동의 취소가 적절한지를 결정한다. 예를들어서, 자동차의 운전자가 작동중인 감속변속작동 도중에 가속페달을 해제시키는 경우, 상기와 같은 작동이 실행된다. 이와같은 경우, 지시블럭(426)이 실행되어 감속변속작동을 취소하고, 가속변속작동을 바로 전의 속도비에 다시 예정하도록 된다.
상기 처리작동에서, 감속변속작동의 분리예정 클러치는 가속변속작동의 결합예정클러치와 동일하고, 지시블럭(428)은 실행되어 증분에너지를 상기 적절한 항(C3ENERGY(OLD)) 또는 항(C4ENERGY(OLD))으로 가산하도록 작동된다. 제 7 도에서는, 제 3 단-제 2 단의 감속변속작동이 취소되는 경우, (결정블럭(430)참조), 지시블럭(432)이 실행되어 고정량(fixed amount)(K1)만큼 제 3 클러치 에너지지시값을 중분시킨다. 만일, 제 4 단-제 3 단의 감속변속작동이 취소되면(결정블럭(434)참조), 지시블럭(436)이 실행되어 고정량(K1)만큼 제 4 클러치 에너지 지시값을 증분시킨다.
제 4 도의 주 플로우다이어그램(main flow diagram)의 블럭(352)과 관련하여 상기에서 언급된 에너지 감소 루우틴에 대하여 설명하면, 지시블럭(440 내지 442)이 실행되어 에너지 감소인자(ERF)를 찾고, 제 3 클러치 축적에너지 지시값(C3ENERGY(OLD))과 제 4 클러치 축적에너지 지시값(C4ENERGY(OLD))를 상기 에너지 감소인자(ERF)량 만큼 감소시킨다. 제 3 도와 관련하여 상기에서 설명한 바와같이, 에너지 감소인자는 터어빈속도(Nt)와 엔진트로틀위치(TPS)의 합산량과 반비례하여 결정된다. 이러한 관계는 제어부(270)내의 순랍표 또는 이와 유사한 데이터 저장수단에 기억저장된다.
최종적으로, 제 4 도의 주 플로우다이어그램의 블럭(354)과 관련하여 상기에서 언급된 차감량 계산에 대하여 설명하면, 지시블럭(450 내지 454)이 실행되어 축적에너지 값(C3ENERGY(OLD))과, (C4ENERGY(OLD))의 제곱치를 서로 더하여 축적에너지(ENERGY)를 구하고, 상기 축적에너지(ENERGY)로 부터 에너지 임계값(K1)을 차감함으로서 에너지량(量)을 결정하며, 게인인자(G4)를 상기 에너지량에 곱하므로써 트로틀 위치 차감량(TPShys)을 구한다. 제 4 도와 주프로그램(main program)에서 후속처리 작동은, 블럭(336)이 제 2 도의 그래프도와 관련하여 상기에서 설명한 바와같이, 함산량 TPS+TPShys)에 따라서-제 3 단, 또는 제 3 단-제 4 단 가속변속작동은 필요성을 결정한다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예는 상기 언급된 제 1 실시예와는, 제3 및 제 4 클러치(32)(34)의 축적에너지 지시값과 이와대응되는 차감량이 서로 각각 개별적으로 유지된다는 점에서 다르다. 이러한 차이점은 제4a도의 플로우다이어그램에 도시된 부가적인 블럭(460 내지 466)과, 제9a도의 플로우다이어그램에 도시된 블럭)(470 내지 476)에 의해서 명백해진다.
다른 나머지 모든 부분은, 제4a도와 제9a도의 플로우다이어그램이 제 4 도와 제 9 도의 플로우다이어그램과 일치한다.
제4a도에 대하여 설명하면, 결정블럭(460)이 실행되어 변속기가 2단 속도비에 있는지를 결정한다. 만일 긍정으로 응답되면, 블럭(336)은 제 2 단-제 3 단 가속변속작동의 필요성을 고려하여야만 하고, 지시블럭(462)이 실행되어 제 3 클러치(32)에 대한 수정치와 동일한 차감량 함수(TPShys)를 설정한다. 만일, 변속기가 제 3 단 속도비에 있는 경우에는 (결정블럭(464)참조), 블럭(336)은 제 3 단-제 4 단 가속변속작동의 필요성을 고려하여야만 하고, 지시블럭(446)이 실행되어 제 4 클러치(34)에 대한 수정치와 동일한 차감량함수(TPShys)를 설정한다.
상기 클러치(32)(34)에 대한 차감값(offset value)은 제4a도의 블럭(354)에 관련된 차감량 계산 루우틴(제9a도의 플로우다이어그램 참조)에 의해 결정된다.
제9a도에 대하여 설명하면, 블럭(470 매지 472)이 최초로 실행되어 개별적으로 축적에너지 함수(C3ENERGY(OLD))와 (C4ENERGY)(OLD)의 제곱치를 계산하고, 상기 계산치를 에너지 임계치(K1)와 비교하며, 그 차이값을 게인인자(K2)(K3)와 각각 곱하여 계산한다. 만일, 제 3 클러치(32)에 대한 차가값(TPS3hys)이 결정블럭(474)에서와 같이 제 4 클러치(34)에 차감값(TPS4hys)보다 큰 경우에는, 지시블럭(476)이 실행되어 상기 차감값(TPS3hys)와 공일한 차감값(TPS4hys)를 설정한다. 다른 경우에는, 상기 루우틴이 생략되어 차감값(TPS3hys)과 차감값(TPS4hys)은 제2a도에 도시된 보기에서와 같이 서로 각각 개별적으로 유지된다.

Claims (10)

  1. 적어도 2개의 결합가능한 토오크 전달장치(28 내지 34)를 갖춘 변속길(14)를 통해 자동차를 구동하도록 연결된 엔진(12)를 갖추고, 상기 토오크 전달장치는 사전에 설정된 패턴에 따라서 결합되거나 해제되어 상기 변속기의 입력축(42)과 출력축(90) 사이에서 고(upper) 또는 저(lower) 속도비를 설정하며, 상기 저속도비로 부터 고속도비로의 가속변속작동과, 상기 고속도비로부터 저속도비로의 감속변속작동이, 측정된 부하상태의 매개변수를 사전에 결정된 부하상태의 매개변수와 비교하여 상기 가속변속작동 또는 감속변속작동이 필요하다는 것이 나타낼때 개시되는 자동차용 변속기의 작동방법에 있어서, 변속작동모드와 비변속작동모드 도중에 토오크 전달장치에 의해 흡수되고 분산되는 열에너지의 최종측정치(net measure)를 생성하는 단계 ; 상기 열에너지의 최종측정치가 과도한 열에너지를 표시하는 임계치를 초과하는 량(量)만큼의 차감량을 계산하는 ; 단계 및 상기 최종측정치가 임계치를 초과하는 경우, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들이 상기 사전에 결정된 부하상태의 매개변수를 상기 차감량만큼 초과할때까지 저속도비로부터 고속도비로의 가속변속작동을 지연시키도록 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 수정하여 과도한 열에너지가 분산될때까지 저속도비의 설정을 연장시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차 변속기의 작동방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열에너지의 최종측정치를 생성하는 단계는, 가속변속작동과 감속변속작동 도중에, 상기 가속변속작동과 감속변속작동에 기인하는 토오크 전달장치(28 내지 34)에 의해 흡수된 열에너지의 증가량을 계산하는 단계 ; 상기 가속변속작동과 감속변속작동에 기인하여 토오크 전달장치에 의해 흡수된 열에너지의 축적값을 구하기 위하여 상기 열에너지의 증가량 각각을 합산하는 단계 ; 및 상기 토오크 전달장치에 의한 열에너지 분산작용을 반영하는 일정 량(量)만큼 상기 열에너지의 축적값을 주기적으로 감소시켜 열에너지의 최종측정치를 구하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 엔진(12)은 엔진의 출력을 조절하도록 위치된 트로틀(16)을 포함하고, 상기 토오크 전달장치(28 내지 34)에 의한 열에너지의 분산작용을 반영하는 상기 일정량은 변속기(14)의 입력축(42)속도와 상기 엔진트로틀위치의 조합된 함수로서 결정됨을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진(12)은 엔진의 출력을 조절하도록 위치된 트로틀(16)을 포함하고, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들은 엔진트로틀위치와 차량속도를 포함하며 ; 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 수정하는 단계는 상기 차감량만큼 상기 측정된 엔진트로틀위치를 증가시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  5. 변속기(14)를 통해 자동차를 구동하도록 연결된 엔진(12)을 포함하고, 상기 변속기는 결합가능한 저(lower), 중(middle), 고(upper) 토오크 전달장치(28 내지 34)를 갖추어 상기 변속기의 입력축(42)와 출력 축(90)사이에서 각각, 저, 중, 또는 고속도비를 설정하며, 상기 속도비 사이의 가속변속작동과 감속변속작동이 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 사전에 결정된 부하상태의 매개변수와 비교하여 상기 가속변속작동 또는 감속변속작동이 필요하다는 것을 나타낼때 개시되는 자동차용 변속기의 작동방법에 있어서, 변속작동모드와 비변속작동모드 도중에 중(middle) 및 고(upper) 토오크 전달장치에 의해 흡수되고 분산되는 열에너지의 최종측정치(net measure)를 생성하는 단계 ; 상기 열에너지의 최종측정치를 합산한량이 과도한 열에너지를 표시하는 임계치를 초과하는 량(量)만큼의 차감량을 계산하는 단계 ; 및 상기 최종측정치의 합산량이 임계치를 초과하는 경우, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들이 상기 차감량만큼 상기 사전에 결정된 부하상태의 매개변수들을 초과할때까지 상기 중(middle) 및 고(upper) 속도비로의 가속변속작동을 지연시키도록 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 수정하여 과도한 상기 열에너지가 분산될때까지 저(lower) 및 중(middle) 속도비의 설정을 연장시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 열에너지의 최종측정치를 생성하는 단계는, 가속변속작동과 감속변속작동 도중에, 가속변속작동과 감속변속작동에 기인하여 상기 중(middle) 및 고(upper) 토오크 전달장치(32,34)에 의해 흡수되는 열에너지의 증가량을 계산하는 단계 ; 상기 가속변속작동과 감속변속작동에 기인하여 상기 중(middle) 및 고(upper) 토오크 전달장치에 의해 흡수된 열에너지의 축적값을 구하기 위하여 상기 각각의 중 및 고 토오크 전달장치에 대하여 열에너지의 증가량을 합산하는 단계 ; 및 상기 중 및 고 토오크 전달장치에 의한 열에너지 분산작용을 반영하는 일정량(量)만큼 상기 열에너지의 축적값을 주기적으로 감소시켜 열에너지의 최종측정치를 구하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 엔진(12)은 엔진의 출력을 조절하도록 위치된 트로틀(16)을 포함하고, 상기 중 및 고 토오크 전달장치(32, 34)에 의한 열에너지의 분산작용을 반영하는 상기 일정량은 변소기(14)의 입력축(42) 속도와 상기 엔진트로틀위치의 조합된 함수로서 결정됨을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 엔진(12)은 엔진의 출력을 조절하도록 위치된 트로틀(16)을 포함하고, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들은 엔진트로틀위치와 차량속도를 포함하며 ; 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 수정하는 단계는 상기 측정된 엔진트로틀위치를 상기 차감량만큼 증가시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  9. 변속기(14)를 통해 자동차를 구동하도록 연결된 엔진(12)을 포함하고, 상기 변속기는 결합가능한 저(lower), 중(middle), 고(upper) 토오크 전달장치(28 내지 34)를 갖추어 상기 변속기의 입력축(42)과 출력축(90)사이에서 각각, 저, 중 또는 고속도비를 설정하며, 상기 속도비 사이의 가속변속작동과 감속변속작동이 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 사전에 결정된 부하상태의 매개변수와 비교하여 상기 가속변속작동 또는 감속변속작동이 필요하다는 것을 나타낼때 개시되는 자동차용 변속기의 작동방법에 있어서, 변속작동모드와 비변속작동모드 도중에 상기 중(middle) 및 고(upper) 토오크 전달장치에 의해 흡수되고 분산되는 열에너지의 중(middle) 및 고(upper) 최종측정치를 생성하는 단계 ; 상기 열에너지의 중(middle) 최종측정치가 과도한 열에너지를 표시하는 임계치를 초과하는 량(量)만큼 상기 중 토오크 전달장치에 대한 차감량을 계산하는 단계 ; 상기 열에너지의 고(upper) 최종측정치가 임계치를 초과하는 량(量)만큼 상기 고 토오크 전달장치에 대한 차감량을 계산하는 단계 ; 상기 저 토오크 전달장치가 결합되는 경우, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들이 상기 중 토오크 전달장치에 대한 차감량만큼 사전에 결정된 부하상태의 매개변수들을 초과할때까지 상기 중 속도비로의 가속변속작동을 지연하도록 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 수정하는 단계 ; 및 상기 중 토오크 전달장치가 결합되는 경우, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들이 상기 중(middle) 및 고(upper) 토오크 전달장치에 대한 차감량보다 큰량만큼 상기 사전에 결정된 부하상태의 매개변수들을 초과할때까지 상기 고속도비로의 가속변속작동을 지연하도록 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 수정하는 단계를 포함함을특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 엔진(12)은 엔진의 출력을 조절하도록 위치된 트틀(16)을 포함하고, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들은 엔진트로틀위치와 차량속도를 포함하며 ; 상기 저(lower) 토오크 전달장치가 결합되는 경우, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들의 수정하는 단계는, 상기 측정된 엔진트로틀위치를 상기 중(middle) 차감량만큼 증가시키는 단계를 포함하고 ; 그리고, 상기 중(middle) 토오크 전달장치가 결합되는 경우, 상기 측정된 부하상태의 매개변수들을 수정하는 단계는, 상기 측정된 엔진트로틀위치를 상기 고(upper) 차감랑만큼 증가시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 자동차용 변속기의 작동방법.
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